JP2017190426A - Resin composition and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition comprising a polyarylene sulfide resin and a carbon fiber, the resin composition having all of excellent mechanical strength, excellent rigidity, and excellent thermal conductivity, and also having excellent outgassing property.SOLUTION: A resin composition contains (A) polyarylene sulfide resin (A component) 100 pts.wt, and (B) PAN-based carbon fiber with a tensile elasticity of 350-500 GPa and amount of addition of a size agent of 1.0-2.0 wt.% (B component) 10-150 pts.wt.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂および炭素繊維からなる樹脂組成物であって、優れた機械的強度と剛性、熱伝導率を併せ持ち、かつアウトガス性に優れる樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a resin composition comprising a polyarylene sulfide resin and carbon fiber, which has excellent mechanical strength, rigidity, thermal conductivity, and excellent outgassing properties.

ポリアリーレンスルフィド樹脂は、耐薬品性、耐熱性、機械的特性などに優れるエンジニアリングプラスチックである。このため、ポリアリーレンスルフィド樹脂は、優れた特性を生かし金属代替材料として、電気電子、車両関連、航空機、住設などの用途に広く利用されている。特に最近では、軽量化要求の高まりから、機械的強度と剛性、放熱性が高度に要求される部材への適用が検討されている。   Polyarylene sulfide resin is an engineering plastic that is excellent in chemical resistance, heat resistance, mechanical properties, and the like. For this reason, polyarylene sulfide resins are widely used in applications such as electrical and electronic, vehicle-related, aircraft, and housing facilities as metal substitutes by taking advantage of their excellent characteristics. In particular, recently, due to the growing demand for weight reduction, application to members that require high mechanical strength, rigidity, and heat dissipation has been studied.

しかしながら、ポリアリーレンスルフィド樹脂は熱伝導率が金属材料と比較して大幅に小さいために、放熱しにくく蓄熱しやすいため、温度上昇に起因した機能低下を引き起こす問題がある。また、ポリアリーレンスルフィド樹脂は成形温度が高いため、アウトガス量が多くなり作業性が低下する問題がある。
ポリアリーレンスルフィド樹脂の熱伝導率を改良する試みとしては、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂、特定の引張弾性率を有する炭素繊維および黒鉛、金属粉、アルミナ、マグネシア、チタニア、ドロマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウムから選択される1種以上からなる樹脂組成物(特許文献1)が提案されている。しかしながら該樹脂組成物は、熱伝導率が不十分であり、また機械的強度と剛性については記載されていない。
However, since the polyarylene sulfide resin has a thermal conductivity that is significantly smaller than that of a metal material, it is difficult to dissipate heat and easily stores heat. Further, since the polyarylene sulfide resin has a high molding temperature, there is a problem that the amount of outgas increases and the workability decreases.
As an attempt to improve the thermal conductivity of polyarylene sulfide resin, for example, polyarylene sulfide resin, carbon fiber and graphite having specific tensile elastic modulus, metal powder, alumina, magnesia, titania, dolomite, boron nitride, aluminum nitride A resin composition (Patent Document 1) consisting of one or more selected from the above has been proposed. However, the resin composition has insufficient thermal conductivity, and the mechanical strength and rigidity are not described.

また、ポリアリーレンスルフィド樹脂の熱伝導率と機械的強度の両方を高める試みとしては、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂、特定の熱伝導率を有する炭素繊維、特定の低融点合金、特定の金属粉末、被覆酸化マグネシウム粉末、カルナバワックスおよび黒鉛からなる樹脂組成物(特許文献2)、ポリアリーレンスルフィド樹脂、特定の金属粉末および繊維状充填剤からなる樹脂組成物(特許文献3)、特定のポリフェニレンサルフィド樹脂、特定のポリフェニレンエーテル樹脂、特定の熱伝導率を有するカーボン繊維および特定の黒鉛からなる樹脂組成物(特許文献4)、熱可塑性樹脂および特定比率のピッチ系炭素繊維とPAN系炭素繊維からなる樹脂組成物(特許文献5)、ポリアリーレンスルフィド、収束剤未添着炭素繊維、金属ケイ素粉末、被覆酸化マグネシウム粉末、高純度マグネサイト粉末から選択される1種以上の熱伝導性フィラーおよびシラン化合物からなる樹脂組成物(特許文献6)、ポリアリーレンスルフィド樹脂、特定の混合炭素繊維および被覆酸化マグネシウム粉末、高純度マグネサイト粉末から選択される1種以上の熱伝導性フィラーからなる樹脂組成物(特許文献7)が提案されている。しかしながら、特許文献2〜7に記載された樹脂組成物は、熱伝導率は十分なものの引張強さや曲げ強度の機械的強度は十分ではなく、機械的剛性については記載されていない。   Further, as an attempt to increase both the thermal conductivity and mechanical strength of the polyarylene sulfide resin, for example, polyarylene sulfide resin, carbon fiber having a specific thermal conductivity, a specific low melting point alloy, a specific metal powder, Resin composition comprising coated magnesium oxide powder, carnauba wax and graphite (Patent Document 2), polyarylene sulfide resin, resin composition comprising specific metal powder and fibrous filler (Patent Document 3), specific polyphenylene sulfide Resin, a specific polyphenylene ether resin, a carbon fiber having a specific thermal conductivity and a specific graphite resin composition (Patent Document 4), a thermoplastic resin, and a specific ratio of pitch-based carbon fiber and PAN-based carbon fiber. Resin composition (Patent Document 5), polyarylene sulfide, carbon fiber without sizing agent Resin composition (Patent Document 6) comprising at least one thermally conductive filler selected from metal silicon powder, coated magnesium oxide powder, and high-purity magnesite powder, and a silane compound, polyarylene sulfide resin, specific mixed carbon fiber And the resin composition (patent document 7) which consists of 1 or more types of heat conductive fillers selected from a covering magnesium oxide powder and a high purity magnesite powder is proposed. However, although the resin compositions described in Patent Documents 2 to 7 have sufficient thermal conductivity, the tensile strength and the mechanical strength of bending strength are not sufficient, and the mechanical rigidity is not described.

また、アウトガス性を改善する試みとしては、例えば、不活性雰囲気中400℃での重量減少が0.5%以下の炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる樹脂組成物(特許文献8)、250〜330℃で加熱処理した炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる樹脂組成物(特許文献9)が提案されている。しかしながら、アウトガス性、機械的強度は十分なものの、熱伝導率については記載されていない。   Moreover, as an attempt to improve the outgassing property, for example, a resin composition comprising carbon fibers and a thermoplastic resin whose weight loss at 400 ° C. in an inert atmosphere is 0.5% or less (Patent Document 8), 250 to 330. There has been proposed a resin composition (Patent Document 9) comprising a carbon fiber heat-treated at ° C. and a thermoplastic resin. However, although the outgas property and the mechanical strength are sufficient, the thermal conductivity is not described.

特開2002−129015号公報JP 2002-129015 A 特開2007−45988号公報JP 2007-45988 A 特開2007−146105号公報JP 2007-146105 A 特開2004−137401号公報JP 2004-137401 A 特開2014−51587号公報JP 2014-51587 A 特開2007−291300号公報JP 2007-291300 A 特開2007−291220号公報JP 2007-291220 A 特開平5−229869号公報JP-A-5-229869 特開平10−1877号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-1877

本発明の課題は、ポリアリーレンスルフィド樹脂および炭素繊維からなる樹脂組成物であって、優れた機械的強度と剛性、熱伝導率を併せ持ち、かつアウトガス性に優れる樹脂組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a resin composition comprising a polyarylene sulfide resin and carbon fiber, which has excellent mechanical strength, rigidity, thermal conductivity, and excellent outgas properties. .

本発明者は鋭意検討を重ねた結果、ポリアリーレンスルフィド樹脂および特定の炭素繊維からなる樹脂組成物が、優れた機械的強度と剛性、熱伝導率を両立でき、かつアウトガス性に優れることを見出し本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a resin composition comprising a polyarylene sulfide resin and a specific carbon fiber can achieve both excellent mechanical strength, rigidity, and thermal conductivity, and has excellent outgassing properties. The present invention has been reached.

具体的には、上記課題は、(A)ポリアリーレンスルフィド樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)引張弾性率が350〜500GPa、サイズ剤付着量が1.0〜2.0重量%であるPAN系炭素繊維(B成分)10〜150重量部を含有する樹脂組成物により達成される。
本発明の好適な態様の1つは、(2)B成分が、レーザーフラッシュ法で測定された繊維軸方向の熱伝導率が15〜120W/mKであるPAN系炭素繊維であることを特徴とする上記構成1の樹脂組成物である。
本発明の好適な態様の1つは、(3)上記構成1または2のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物で成形された成形体である。
本発明の好適な態様の1つは、(4)(A)ポリアリーレンスルフィド樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)引張弾性率が350〜500GPa、サイズ剤付着量が1.0〜2.0重量%であるPAN系炭素繊維(B成分)10〜150重量部を含有する樹脂組成物の製造方法である。
本発明の好適な態様の1つは、(5)B成分が、2000〜3000℃で黒鉛化処理したPAN系炭素繊維であることを特徴とする上記構成4の樹脂組成物の製造方法である。
本発明の好適な態様の1つは、(6)A成分が、ジヨードアリール化合物、固体硫黄、並びに重合停止剤および/または重合反応触媒を、極性溶媒を使用せずに直接加熱して重合させる方法よって得られるポリアリーレンスルフィド樹脂であることを特徴とする上記構成4または5の樹脂組成物の製造方法である。
Specifically, the above problem is that (A) polyarylene sulfide resin (component A) 100 parts by weight, (B) tensile modulus is 350 to 500 GPa, and sizing agent adhesion is 1.0 to 2.0 weight. % PAN-based carbon fiber (component B) is achieved by a resin composition containing 10 to 150 parts by weight.
One of the preferred embodiments of the present invention is characterized in that (2) the B component is a PAN-based carbon fiber having a thermal conductivity of 15 to 120 W / mK in the fiber axis direction measured by a laser flash method. It is the resin composition of the said structure 1.
One of the preferred embodiments of the present invention is (3) a molded body molded from the polyarylene sulfide resin composition having the above constitution 1 or 2.
One of the preferred embodiments of the present invention is as follows: (4) (A) Polyarylene sulfide resin (component A) 100 parts by weight, (B) Tensile modulus is 350 to 500 GPa, and sizing agent adhesion is 1.0. It is a manufacturing method of the resin composition containing 10-150 weight part of PAN-type carbon fiber (B component) which is -2.0 weight%.
One of the preferred embodiments of the present invention is the method for producing a resin composition of the above constitution 4, wherein the component (5) is a PAN-based carbon fiber graphitized at 2000 to 3000 ° C. .
One preferred embodiment of the present invention is that (6) component A is polymerized by directly heating a diiodoaryl compound, solid sulfur, and a polymerization terminator and / or a polymerization reaction catalyst without using a polar solvent. It is a polyarylene sulfide resin obtained by the method to make the resin composition of the said structure 4 or 5 characterized by the above-mentioned.

以下、本発明の詳細について説明する。
(A成分:ポリアリーレンスルフィド樹脂)
本発明のA成分として使用されるポリアリーレンスルフィド樹脂としては、ポリアリーレンスルフィド樹脂と称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いてもよい。
ポリアリーレンスルフィド樹脂としては、その構成単位として、例えばp−フェニレンスルフィド単位、m−フェニレンスルフィド単位、o−フェニレンスルフィド単位、フェニレンスルフィドスルホン単位、フェニレンスルフィドケトン単位、フェニレンスルフィドエーテル単位、ジフェニレンスルフィド単位、置換基含有フェニレンスルフィド単位、分岐構造含有フェニレンスルフィド単位、等よりなるものを挙げることができ、その中でも、p−フェニレンスルフィド単位を70モル%以上、特に90モル%以上含有しているものが好ましく、さらに、ポリ(p−フェニレンスルフィド)がより好ましい。
Details of the present invention will be described below.
(Component A: polyarylene sulfide resin)
As the polyarylene sulfide resin used as the component A of the present invention, any polyarylene sulfide resin may be used as long as it belongs to the category called polyarylene sulfide resin.
The polyarylene sulfide resin has, for example, p-phenylene sulfide unit, m-phenylene sulfide unit, o-phenylene sulfide unit, phenylene sulfide sulfone unit, phenylene sulfide ketone unit, phenylene sulfide ether unit, diphenylene sulfide unit as structural units. , A substituent-containing phenylene sulfide unit, a branched structure-containing phenylene sulfide unit, and the like. Among them, those containing a p-phenylene sulfide unit of 70 mol% or more, particularly 90 mol% or more. Furthermore, poly (p-phenylene sulfide) is more preferable.

本発明のA成分として使用されるポリアリーレンスルフィド樹脂の総塩素含有量は、好ましくは500ppm以下、より好ましくは300ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下である。総塩素含有量が500ppmを超える場合には、発生ガス量が増加しウエルド強度を低下させる場合がある。
本発明のA成分として使用されるポリアリーレンスルフィド樹脂の総ナトリウム含有量は、好ましくは39ppm以下、より好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは8ppm以下である。39ppmを超える場合には、発生ガスの増加によるウエルド強度を低下させるだけではなく、高温高湿環境下において、ナトリウム金属と水分子の配位結合による樹脂の吸水量の増加によって耐湿熱性を低下させる場合がある。
The total chlorine content of the polyarylene sulfide resin used as the component A of the present invention is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, and even more preferably 50 ppm or less. If the total chlorine content exceeds 500 ppm, the amount of gas generated may increase and the weld strength may be reduced.
The total sodium content of the polyarylene sulfide resin used as the component A of the present invention is preferably 39 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and even more preferably 8 ppm or less. If it exceeds 39 ppm, not only the weld strength is reduced due to an increase in the generated gas, but also the heat and moisture resistance is reduced due to an increase in the water absorption of the resin due to the coordinate bond between sodium metal and water molecules in a high temperature and high humidity environment. There is a case.

本発明のA成分として使用されるポリアリーレンスルフィド樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)で表される分散度(Mw/Mn)は好ましくは2.7以上、より好ましくは2.8以上、さらに好ましくは2.9以上である。分散度が2.7未満の場合は、成形時のバリ発生が多くなる場合がある。なお、分散度(Mw/Mn)の上限は特に規定されないが、10以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算で算出された値である。なお、溶媒には1−クロロナフタレンを使用し、カラム温度は210℃とした。   The dispersity (Mw / Mn) represented by the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polyarylene sulfide resin used as the component A of the present invention is preferably 2.7 or more, more preferably 2 .8 or more, more preferably 2.9 or more. When the degree of dispersion is less than 2.7, burrs are often generated during molding. The upper limit of the dispersity (Mw / Mn) is not particularly defined, but is preferably 10 or less. Here, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). Note that 1-chloronaphthalene was used as the solvent, and the column temperature was 210 ° C.

ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法としては、特に限定されるものではなく、既知の方法で重合されるが、特に好適な重合方法としては、米国登録特許第4,746,758号、第4,786,713号、特表2013−522385、特開2012−233210および特許5167276等に記載された製造方法が挙げられる。これらの製造方法は、ジヨードアリール化合物と固体硫黄を、極性溶媒なしに直接加熱して重合させる方法である。   The method for producing the polyarylene sulfide resin is not particularly limited, and the polymerization is carried out by a known method, but as a particularly suitable polymerization method, there are US Pat. Nos. 4,746,758 and 4,786. No. 713, Special Table 2013-522385, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-233210, Japanese Patent No. 5167276, and the like. These production methods are methods in which a diiodoaryl compound and solid sulfur are polymerized by direct heating without a polar solvent.

前記製造方法はヨウ化工程および重合工程を含む。該ヨウ化工程ではアリール化合物をヨードと反応させて、ジヨードアリール化合物を得る。続く重合工程で、重合停止剤を用いてジヨードアリール化合物を固体硫黄と重合反応させてポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する。ヨードはこの工程で気体状で発生し、これを回収して再びヨウ化工程に用いられる。実質的にヨードは触媒である。
前記製造方法で用いられる代表的な固体硫黄としては、室温で8個の原子が連結されたシクロオクタ硫黄形態(S)が挙げられる。しかしながら重合反応に用いられる硫黄化合物は限定されるものではなく、常温で固体または液体であればいずれの形態でも使用し得る。
The production method includes an iodination step and a polymerization step. In the iodination step, an aryl compound is reacted with iodo to obtain a diiodoaryl compound. In the subsequent polymerization step, a polyarylene sulfide resin is produced by polymerizing the diiodoaryl compound with solid sulfur using a polymerization terminator. Iodine is generated in a gaseous state in this step, and this is recovered and used again in the iodination step. Essentially iodine is a catalyst.
A typical solid sulfur used in the production method includes a cyclooctasulfur form (S 8 ) in which 8 atoms are linked at room temperature. However, the sulfur compound used in the polymerization reaction is not limited, and any form can be used as long as it is solid or liquid at room temperature.

前記製造方法で用いられる代表的なジヨードアリール化合物としては、ジヨードベンゼン、ジヨードナフタレン、ジヨードビフェニル、ジヨードビスフェノールおよびジヨードベンゾフェノンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられ、またアルキル基やスルホン基が結合していたり、酸素や窒素が導入されたりしているヨードアリール化合物の誘導体も使用される。ヨードアリール化合物はそのヨード原子の結合位置によって異なる異性体に分類され、これらの異性体のうち好ましい例は、p−ジヨードベンゼン、2,6−ジヨードナフタレン、及びp,p’−ジヨードビフェニルのようにヨードがアリール化合物の分子両端に対称的に位置する化合物である。該ヨードアリール化合物の含有量は前記固体硫黄100重量部に対し500〜10,000重量部であることが好ましい。この量はジスルフィド結合の生成を考慮して決定される。   Representative diiodoaryl compounds used in the production method include at least one selected from the group consisting of diiodobenzene, diiodonaphthalene, diiodobiphenyl, diiodobisphenol and diiodobenzophenone, and alkyl A derivative of an iodoaryl compound in which a group or a sulfone group is bonded or oxygen or nitrogen is introduced is also used. Iodoaryl compounds are classified into different isomers depending on the bonding position of the iodo atom, and preferred examples of these isomers are p-diiodobenzene, 2,6-diiodonaphthalene, and p, p′-diiodo. A compound in which iodine is symmetrically located at both ends of an aryl compound molecule, such as biphenyl. The content of the iodoaryl compound is preferably 500 to 10,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid sulfur. This amount is determined taking into account the formation of disulfide bonds.

前記製造方法で用いられる代表的な重合停止剤としては、モノヨードアリール化合物、ベンゾチアゾール類、ベンゾチアゾールスルフェンアミド類、チウラム類、ジチオカルバメート類、芳香族スルフィド化合物などが挙げられる。モノヨードアリール化合物のうち好ましい例としては、ヨードビフェニル、ヨードフェノール、ヨードアニリン、ヨードベンゾフェノンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。ベンゾチアゾール類のうち好ましい例としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,2’−ジチオビスベンゾチアゾールからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。ベンゾチアゾールスルフェンアミド類のうち好ましい例としては、N−シクロヘキシルベンゾチアゾール2−スルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、2−モルホリノチオベンゾチアゾール、ベンゾチアゾールスルフェンアミド、ジベンゾチアゾールジスルファイド、N−ジシクロヘキシルベンゾチアゾール2−スルフェンアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。チウラム類のうち好ましい例としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。ジチオカルバメート類のうち好ましい例としては、ジメチルジチオカルバメート酸亜鉛、ジエチルジチオカルバメート酸亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。芳香族スルフィド化合物のうち好ましい例としては、ジフェニルスルフィド、ジフェニルジスルフィド、ジフェニルエーテル、ビフェニル、ベンゾフェノンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。重合停止剤の含有量は前記固体硫黄100重量部に対し1〜30重量部であることが好ましい。この量はジスルフィド結合の生成を考慮して決定される。   Typical polymerization terminators used in the production method include monoiodoaryl compounds, benzothiazoles, benzothiazole sulfenamides, thiurams, dithiocarbamates, aromatic sulfide compounds and the like. Preferable examples of monoiodoaryl compounds include at least one selected from the group consisting of iodobiphenyl, iodophenol, iodoaniline, and iodobenzophenone. Preferable examples of the benzothiazoles include at least one selected from the group consisting of 2-mercaptobenzothiazole and 2,2′-dithiobisbenzothiazole. Preferred examples of benzothiazole sulfenamides include N-cyclohexylbenzothiazole 2-sulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, 2-morpholinothiobenzothiazole, benzothiazole sulfenamide , Dibenzothiazole disulfide, and at least one selected from the group consisting of N-dicyclohexylbenzothiazole 2-sulfenamide. Preferable examples of thiurams include at least one selected from the group consisting of tetramethylthiuram monosulfide and tetramethylthiuram disulfide. Preferable examples of the dithiocarbamates include at least one selected from the group consisting of zinc dimethyldithiocarbamate and zinc diethyldithiocarbamate. Preferable examples of the aromatic sulfide compound include at least one selected from the group consisting of diphenyl sulfide, diphenyl disulfide, diphenyl ether, biphenyl, and benzophenone. The content of the polymerization terminator is preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid sulfur. This amount is determined taking into account the formation of disulfide bonds.

前記製造方法においては必要に応じて重合反応触媒を重合工程で配合することができ、その代表的な重合反応触媒としては、各種ニトロベンゼン誘導体が挙げられ、これらの重合反応触媒のうち好ましい例としては、1,3−ジヨード−4−ニトロベンゼン、1−ヨード−4−ニトロベンゼン、2,6−ジヨード−4−ニトロフェノール、ヨードニトロベンゼン、2,6−ジヨード−4−ニトロアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。重合反応触媒の含有量は前記固体硫黄100重量部に対し0.01〜20重量部であることが好ましい。この量はジスルフィド結合の生成を考慮して決定される。   In the production method, a polymerization reaction catalyst can be blended in the polymerization step as necessary, and typical polymerization reaction catalysts include various nitrobenzene derivatives. Among these polymerization reaction catalysts, preferable examples are as follows. 1,3-diiodo-4-nitrobenzene, 1-iodo-4-nitrobenzene, 2,6-diiodo-4-nitrophenol, iodonitrobenzene, 2,6-diiodo-4-nitroamine Species are mentioned. The content of the polymerization reaction catalyst is preferably 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid sulfur. This amount is determined taking into account the formation of disulfide bonds.

該製造方法の反応条件の代表的な例は、温度180〜250℃および圧力50〜450Torr(6.7〜60kPa)の初期反応条件から、温度270〜350℃および圧力0.001〜20Torr(0.00013〜2.7kPa)の最終反応条件まで、温度を上昇させると共に圧力を降下させながら、1〜30時間進行させる。好ましくは前記初期反応条件は反応速度を考慮して、温度180℃以上、圧力450Torr(60kPa)以下とし、最終反応条件は高分子の熱分解を考慮して温度350℃以下、圧力20Torr(2.7kPa)以下が挙げられる。
但し、重合反応の条件は、反応器の構造設計および生産速度に依存し、当業者に知られているため、特に制限されない。反応条件は、当業者がプロセス条件を考慮して適宜設定することができる。
Typical examples of the reaction conditions of the production method include initial reaction conditions of a temperature of 180 to 250 ° C. and a pressure of 50 to 450 Torr (6.7 to 60 kPa), a temperature of 270 to 350 ° C. and a pressure of 0.001 to 20 Torr (0 The reaction is allowed to proceed for 1 to 30 hours while raising the temperature and lowering the pressure to the final reaction conditions of 0.00013-2.7 kPa). Preferably, the initial reaction conditions are a temperature of 180 ° C. or more and a pressure of 450 Torr (60 kPa) or less in consideration of the reaction rate, and the final reaction conditions are a temperature of 350 ° C. or less and a pressure of 20 Torr (2. 7 kPa) or less.
However, the polymerization reaction conditions are not particularly limited because they depend on the structural design and production rate of the reactor and are known to those skilled in the art. Reaction conditions can be appropriately set by those skilled in the art in consideration of process conditions.

また本発明のA成分として使用されるポリアリーレンスルフィド樹脂として、より高い機械的強度を得ることを目的に、カルボキシ基やカルボキシ基誘導体基、チオール基、スルホン基、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基等の反応性官能基を末端に有するポリアリーレンスルフィド樹脂を用いることもできる。該反応性官能基を末端に有するポリアリーレンスルフィド樹脂を用いることで、他の高分子素材や、炭素繊維などとの優れた相溶性を示し、より高い機械的強度を有する樹脂組成物を得ることができる。該反応性官能基を末端に有するポリアリーレンスルフィド樹脂のうちより好ましい例としては、カルボキシル基およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂が挙げられる。前記カルボキシル基およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂とは、FT−IR分光法のFT−IRスペクトルにて、カルボキシル基由来の約1600〜1800cm−1またはアミノ基由来の約3300〜3500cm−1のピークを示し、かつ1400〜1600cm−1で現れる芳香環伸縮ピークの高さ強度を100%としたとき、前記約1600〜1800cm−1または約3300〜3500cm−1のピークの相対的高さ強度が0.001〜10%であるポリアリーレンスルフィド樹脂である。 In addition, as a polyarylene sulfide resin used as the component A of the present invention, a carboxy group, a carboxy group derivative group, a thiol group, a sulfone group, a hydroxy group, an amino group, an epoxy group for the purpose of obtaining higher mechanical strength. A polyarylene sulfide resin having a reactive functional group such as a mercapto group, a cyano group, or a nitro group at the terminal can also be used. By using the polyarylene sulfide resin having the reactive functional group at the terminal, a resin composition exhibiting excellent compatibility with other polymer materials and carbon fibers and having higher mechanical strength is obtained. Can do. More preferable examples of the polyarylene sulfide resin having a reactive functional group at the terminal include a polyarylene sulfide resin having at least one terminal group structure selected from a carboxyl group and an amino group. The polyarylene sulfide resin having at least one terminal group structure selected from the carboxyl group and the amino group is about 1600 to 1800 cm −1 derived from a carboxyl group or amino group in the FT-IR spectrum of FT-IR spectroscopy. It shows a peak at about 3300~3500Cm -1 derived group, and when the height strength aromatic ring stretching peak appearing in 1400~1600Cm -1 was 100%, the about 1600~1800Cm -1 or about 3300~3500Cm - 1 is a polyarylene sulfide resin having a relative height intensity of 1 peak of 0.001 to 10%.

前記カルボキシル基およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂のうち特に好ましい例としては、カルボキシル基の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂であり、下記一般式(1)で表される構造単位で示される。   A particularly preferred example of the polyarylene sulfide resin having at least one terminal group structure selected from the carboxyl group and amino group is a polyarylene sulfide resin having a carboxyl group terminal group structure, which is represented by the following general formula (1 ).

Figure 2017190426
(式中、Ar基はアリーレン基である。)
Figure 2017190426
(In the formula, Ar group is an arylene group.)

ここで、前記アリーレン基は、p−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、および、置換されたフェニレン基などを使用することができる。具体的に、置換されたフェニレン基は、一つ以上のF、Cl、Br、C1〜C3のアルキル、トリフルオロメチル、C1〜C3のアルコキシ、トリフルオロメトキシ、トリフルオロメチルチオ、ジメチルアミノ、シアノ、(C1〜C3アルキル)SO−、(C1〜C3アルキル)NHSO−、(C1〜C3アルキル)2NSO−、NHSO−により任意に置換されたフェニレン基である。 Here, as the arylene group, a p-phenylene group, an m-phenylene group, an o-phenylene group, a substituted phenylene group, or the like can be used. Specifically, the substituted phenylene group includes one or more F, Cl, Br, C1-C3 alkyl, trifluoromethyl, C1-C3 alkoxy, trifluoromethoxy, trifluoromethylthio, dimethylamino, cyano, (C1 to C3 alkyl) SO 2 -, (C1~C3 alkyl) NHSO 2 -, (C1~C3 alkyl) 2NSO 2 -, NH 2 SO 2 - is optionally substituted by phenylene groups.

ポリアリーレンスルフィド樹脂に前記反応性官能基を導入する方法としては特に限定されるものではなく、既知の方法で重合されるが、共役芳香環骨格上に一つまたは複数の一般式(2)で表される基を有する重合停止剤を使用する方法が挙げられる。前記重合停止剤で用いられる共役芳香環骨格としては、例えば、ジフェニルジスルフィド、モノヨードベンゼン、チオフェノール、2,2’−ジベンゾチアゾリルジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾール、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、2−(モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、N,N’−ジシクロヘキシル−1,3−ベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドなどが挙げられる。   The method for introducing the reactive functional group into the polyarylene sulfide resin is not particularly limited, and the polymerization is performed by a known method, but one or a plurality of general formulas (2) may be formed on the conjugated aromatic ring skeleton. The method of using the polymerization terminator which has group represented is mentioned. Examples of the conjugated aromatic ring skeleton used in the polymerization terminator include diphenyl disulfide, monoiodobenzene, thiophenol, 2,2′-dibenzothiazolyl disulfide, 2-mercaptobenzothiazole, and N-cyclohexyl-2-benzo. Examples include thiazolylsulfenamide, 2- (morpholinothio) benzothiazole, N, N′-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide.

Figure 2017190426
(式中、Rは水素原子またはアルカリ金属原子である)
Figure 2017190426
(Wherein R is a hydrogen atom or an alkali metal atom)

カルボキシル基の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法の好適な重合方法としては、ジヨード芳香族化合物と硫黄元素を含む反応物を重合反応させる段階、前記重合反応段階を進行しながら、カルボキシル基を有する化合物を添加してポリアリーレンスルフィド主鎖の末端基中をカルボキシル基で置換する製造方法が挙げられる。前記カルボキシル基を有する化合物で用いられる代表的な例は、2−ヨード安息香酸、3−ヨード安息香酸、4−ヨード安息香酸、および2,2’−ジチオ安息香酸からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。前記カルボキシル基を有する化合物は、ジヨード芳香族化合物100重量部を基準に約0.0001〜5重量部添加することができる。   As a suitable polymerization method of the method for producing a polyarylene sulfide resin having a carboxyl group terminal group structure, a step of polymerizing a reactant containing a diiodo aromatic compound and a sulfur element, while proceeding through the polymerization reaction step, And a production method in which a compound having a group is added and the terminal group of the polyarylene sulfide main chain is substituted with a carboxyl group. A typical example used in the compound having a carboxyl group is at least one selected from the group consisting of 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 4-iodobenzoic acid, and 2,2′-dithiobenzoic acid. Species are mentioned. The compound having a carboxyl group can be added in an amount of about 0.0001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the diiodo aromatic compound.

(B成分:炭素繊維)
本発明のB成分として使用される炭素繊維は、引張弾性率が350〜500GPaであるPAN系炭素繊維である。B成分の引張弾性率は、好ましくは360〜490GPa、より好ましくは370〜480GPaである。B成分の引張弾性率が350GPa未満では、熱伝導率が劣り、500GPaを超えると機械的強度が低下する。なお、引張弾性率は、JIS R 7608に準拠して測定した。また、B成分はPAN系炭素繊維であることが必要であり、PAN系炭素繊維でない場合には機械的強度が著しく低下する。
B成分のサイズ剤付着量は、1.0〜2.0重量%であり、好ましくは1.1〜1.9重量%、より好ましくは1.2〜1.8重量%である。B成分のサイズ剤付着量が1.0重量%未満では、生産または成形加工性が低下し、2.0重量%を超えるとアウトガス量が増える。
(B component: carbon fiber)
The carbon fiber used as the component B of the present invention is a PAN-based carbon fiber having a tensile modulus of 350 to 500 GPa. The tensile modulus of the B component is preferably 360 to 490 GPa, more preferably 370 to 480 GPa. When the tensile modulus of the B component is less than 350 GPa, the thermal conductivity is inferior, and when it exceeds 500 GPa, the mechanical strength decreases. The tensile modulus was measured according to JIS R 7608. Moreover, B component needs to be a PAN-type carbon fiber, and when it is not a PAN-type carbon fiber, mechanical strength falls remarkably.
The sizing agent adhesion amount of component B is 1.0 to 2.0% by weight, preferably 1.1 to 1.9% by weight, and more preferably 1.2 to 1.8% by weight. When the sizing agent adhesion amount of the component B is less than 1.0% by weight, the production or molding processability decreases, and when it exceeds 2.0% by weight, the outgas amount increases.

B成分の熱伝導率は、15〜120W/mKであることが好ましく、より好ましくは20〜110W/mK、さらに好ましくは25〜100W/mKである。B成分の熱伝導率が15W/mK未満では、機械的剛性および熱伝導率が劣る場合があり、120W/mKを超えると機械的強度が低下する場合がある。なお、熱伝導率は以下の方法で測定した。すなわち、炭素繊維ストランドをカットし束ねて、直径8mm×厚み3mmの円筒状にサンプルを作製し、NETZSCH社製LFA−447を用いてレーザーフラッシュ法にて炭素繊維の繊維軸方向の熱伝導率を求めた。
B成分であるPAN系炭素繊維は、例えば以下の方法により製造することができる。
The thermal conductivity of the component B is preferably 15 to 120 W / mK, more preferably 20 to 110 W / mK, and still more preferably 25 to 100 W / mK. If the thermal conductivity of the B component is less than 15 W / mK, the mechanical rigidity and thermal conductivity may be inferior, and if it exceeds 120 W / mK, the mechanical strength may be reduced. The thermal conductivity was measured by the following method. That is, carbon fiber strands are cut and bundled to prepare a sample in a cylindrical shape with a diameter of 8 mm and a thickness of 3 mm, and the thermal conductivity in the fiber axis direction of the carbon fiber is measured by a laser flash method using LFA-447 manufactured by NETZSCH. Asked.
The PAN-based carbon fiber that is the component B can be produced, for example, by the following method.

<前駆体繊維>
前駆体繊維は、アクリロニトリルを90重量%以上、好ましくは95重量%以上含有し、その他の単量体を10重量%以下含有する単量体を単独又は共重合した紡糸溶液を紡糸して製造される、アクリル系前駆体繊維が好ましい。その他の単量体としてはイタコン酸、(メタ)アクリル酸エステル等が例示される。紡糸後の原料繊維を、水洗、乾燥、延伸、オイリング処理することにより、前駆体繊維が得られる。このとき、トータル延伸倍率が5〜15倍になるようスチーム延伸する。前駆体繊維のフィラメント数は、製造効率の面では1000フィラメント以上が好ましく、12000フィラメント以上がより好ましい。
<Precursor fiber>
The precursor fiber is produced by spinning a spinning solution containing a monomer containing acrylonitrile in an amount of 90% by weight or more, preferably 95% by weight or more and 10% by weight or less of any other monomer. An acrylic precursor fiber is preferable. Examples of other monomers include itaconic acid and (meth) acrylic acid esters. Precursor fibers are obtained by subjecting the raw fiber after spinning to water washing, drying, stretching, and oiling treatment. At this time, steam stretching is performed so that the total stretching ratio is 5 to 15 times. The number of filaments of the precursor fiber is preferably 1000 filaments or more, more preferably 12000 filaments or more in terms of production efficiency.

<耐炎化処理>
得られた前駆体繊維は、200〜260℃、延伸比0.90〜1.00で耐炎化処理前に予備熱処理され、引き続き加熱空気中、200〜260℃で10〜100分間耐炎化処理される。この時の処理は、一般的に、延伸倍率0.85〜1.15の範囲で処理されるが、高強度・高弾性率の炭素繊維を得るためには、0.95以上がより好ましい。この耐炎化処理は、前駆体繊維を繊維密度1.34〜1.38g/cmの酸化された繊維とするものであり、耐炎化時の張力(延伸配分)は特に限定されるものでは無い。
<Flame resistance treatment>
The obtained precursor fiber was preheated before flameproofing treatment at 200 to 260 ° C. and a stretch ratio of 0.90 to 1.00, and subsequently subjected to flameproofing treatment in heated air at 200 to 260 ° C. for 10 to 100 minutes. The The treatment at this time is generally carried out in a draw ratio range of 0.85 to 1.15, but 0.95 or more is more preferable in order to obtain a carbon fiber having high strength and high elastic modulus. In this flameproofing treatment, the precursor fibers are oxidized fibers having a fiber density of 1.34 to 1.38 g / cm 3 , and the tension (stretch distribution) at the time of flameproofing is not particularly limited. .

<第一炭素化処理>
耐炎化処理された繊維は、従来の公知の方法を採用して炭素化する。例えば、窒素雰囲気下300〜800℃で第一炭素化炉で徐々に温度を高めると共に、耐炎化繊維の張力を制御して緊張下で1段目の第一炭素化を行う。
<First carbonization treatment>
The flame-treated fiber is carbonized by adopting a conventionally known method. For example, the temperature is gradually increased in a first carbonization furnace at 300 to 800 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the first carbonization in the first stage is performed under tension by controlling the tension of the flameproof fiber.

<第二炭素化処理>
より炭素化を進め且つグラファイト化(炭素の高結晶化)を進める為に、窒素等の不活性ガス雰囲気下800〜2000℃で第二炭素化炉で徐々に温度を高めると共に、第一炭素化繊維の張力を制御して焼成する。
なお、各炭素化炉において、炉の入り口付近からに急激な温度変化、例えば最高温度に急激に繊維を導入することは、表面欠陥、内部欠陥を多く発生させるため好ましくない。また、炉内の高温部で必要以上に滞留時間が長くなると、グラファイト化が進み過ぎ、脆性化した炭素繊維が得られることになるので好ましくない。上記第一炭素化処理〜第二炭素化処理工程は、張力をコントロールすると共に、必要に応じて、複数の炉で所定の物性となるように処理を行っても良い。
<Second carbonization treatment>
In order to promote further carbonization and graphitization (high crystallization of carbon), the temperature is gradually increased in a second carbonization furnace at 800 to 2000 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and the first carbonization is performed. Firing is performed by controlling the tension of the fiber.
In each carbonization furnace, it is not preferable to introduce fibers rapidly from the vicinity of the furnace entrance, for example, abruptly at the maximum temperature, because many surface defects and internal defects are generated. Further, if the residence time becomes longer than necessary at a high temperature portion in the furnace, graphitization proceeds excessively, and brittle carbon fibers are obtained, which is not preferable. In the first carbonization treatment to the second carbonization treatment step, the tension may be controlled, and the treatment may be performed in a plurality of furnaces so as to have predetermined physical properties as necessary.

<黒鉛化処理>
より高い弾性率を得るために、さらに2000〜3000℃の高温で黒鉛化処理を行う。炭素化処理および黒鉛化処理の温度は、目的とする炭素繊維の弾性率に応じて適宜調整すればよく、処理温度が高くなるほど、また、処理時間が長くなるほど、炭素繊維の弾性率が高くなる傾向がある。
<Graphitization treatment>
In order to obtain a higher elastic modulus, graphitization is further performed at a high temperature of 2000 to 3000 ° C. The temperature of carbonization treatment and graphitization treatment may be appropriately adjusted according to the elastic modulus of the target carbon fiber. The higher the treatment temperature and the longer the treatment time, the higher the elastic modulus of the carbon fiber. Tend.

<表面酸化処理>
上記炭素繊維ストランドは、電解液中で表面酸化処理を施す。表面処理で炭素繊維にかかる電気量は、目的の表面官能基量になるよう適時調節すればよいが、炭素繊維1gに対して50〜500クーロンになる範囲とすることが好ましい。炭素繊維1gにかかる電気量をこの範囲で調節すると、繊維としての力学的特性に優れ、かつ、樹脂との接着性の向上した炭素繊維を得やすい。一方、炭素繊維1gにかかる電気量が50クーロン未満では、樹脂との接着性が低下しやすい傾向にあり、500クーロンを越えると、過剰な処理により、繊維強度が低下しやすい傾向にある。
<Surface oxidation treatment>
The carbon fiber strand is subjected to surface oxidation treatment in an electrolytic solution. The amount of electricity applied to the carbon fiber by the surface treatment may be adjusted as appropriate so as to obtain the target surface functional group amount, but it is preferably in a range of 50 to 500 coulombs with respect to 1 g of the carbon fiber. When the amount of electricity applied to 1 g of carbon fiber is adjusted within this range, it is easy to obtain a carbon fiber having excellent mechanical properties as a fiber and improved adhesion to a resin. On the other hand, if the amount of electricity applied to 1 g of carbon fiber is less than 50 coulombs, the adhesiveness with the resin tends to decrease, and if it exceeds 500 coulombs, the fiber strength tends to decrease due to excessive treatment.

電解液としては、無機酸または無機塩基及び無機塩類の水溶液を用いることが好ましい。電解質として、例えば、硫酸、硝酸などの強酸を用いると表面処理の効率がよく好ましい。また、電解質として、例えば、硫酸アンモニウムや炭酸水素ナトリウムなどの無機塩類を用いると、無機酸を用いる場合と比較して、電解液の危険性が低いため好ましい。
電解液の電解質濃度は0.1規定以上が好ましく、0.1〜1規定がより好ましい。電解質濃度が0.1規定未満であると、電気伝導度が低いために、電解に適さない傾向があり、一方で、電解質濃度が高すぎる場合は、電解質が析出し、濃度の安定性が低くなる傾向がある。
電解液の温度は、高いほど電気伝導性を向上させるため、処理を促進させることができる。一方で、電解液の温度が40℃を超えると、水分の蒸発による濃度の変動等により、時間変動なく均一な条件を提供するのが難しくなるため、15〜40℃の間が好ましい。
As the electrolytic solution, an aqueous solution of an inorganic acid or an inorganic base and an inorganic salt is preferably used. For example, when a strong acid such as sulfuric acid or nitric acid is used as the electrolyte, the surface treatment efficiency is preferable. In addition, it is preferable to use an inorganic salt such as ammonium sulfate or sodium hydrogen carbonate as the electrolyte because the risk of the electrolytic solution is lower than when an inorganic acid is used.
The electrolyte concentration of the electrolytic solution is preferably 0.1 N or more, and more preferably 0.1 to 1 N. If the electrolyte concentration is less than 0.1 N, the electrical conductivity is low, so there is a tendency that it is not suitable for electrolysis. On the other hand, if the electrolyte concentration is too high, the electrolyte is deposited and the concentration stability is low. Tend to be.
The higher the temperature of the electrolytic solution, the higher the electrical conductivity, so that the treatment can be promoted. On the other hand, when the temperature of the electrolytic solution exceeds 40 ° C., it becomes difficult to provide uniform conditions without time fluctuation due to fluctuations in concentration due to evaporation of moisture, etc., so that the temperature is preferably 15 to 40 ° C.

<サイジング処理>
表面処理された炭素繊維ストランドは、サイジング液に通され、サイズ剤が付与される。サイジング液におけるサイズ剤の濃度は、10〜25重量%が好ましく、サイズ剤の付着量は、0.4〜1.7重量%が好ましい。炭素繊維ストランドに付与されるサイズ剤は、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂やその変性物が挙げられる。なお、複合材料のマトリックス樹脂に応じ、適したサイズ剤を適宜選択することができる。また、このサイズ剤は二種類以上を組み合わせて使用することも可能である。サイズ剤付与処理は、通常、乳化剤等を用いて得られる水系エマルジョン中に炭素繊維ストランドを浸漬するエマルジョン法が用いられる。また、炭素繊維の取扱性や、耐擦過性、耐毛羽性、含浸性を向上させるため、分散剤、界面活性剤等の補助成分をサイズ剤に添加しても良い。
<Sizing process>
The surface-treated carbon fiber strand is passed through a sizing solution and a sizing agent is applied. The concentration of the sizing agent in the sizing liquid is preferably 10 to 25% by weight, and the adhesion amount of the sizing agent is preferably 0.4 to 1.7% by weight. The sizing agent applied to the carbon fiber strand is not particularly limited. For example, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, vinyl ester resin, polyamide resin, polyether resin, acrylic resin, polyolefin resin, polyimide resin or a modified product thereof. Is mentioned. Note that a suitable sizing agent can be appropriately selected according to the matrix resin of the composite material. Moreover, this sizing agent can also be used in combination of 2 or more types. In the sizing agent application treatment, an emulsion method is generally used in which carbon fiber strands are immersed in an aqueous emulsion obtained using an emulsifier or the like. In addition, auxiliary components such as a dispersant and a surfactant may be added to the sizing agent in order to improve the handleability, scratch resistance, fluff resistance, and impregnation properties of the carbon fiber.

<乾燥処理>
サイジング処理後の炭素繊維ストランドは、サイジング処理時の分散媒であった水等を蒸散させるため乾燥処理が施され、複合材料製造用炭素繊維ストランドが得られる。乾燥にはエアドライヤーを用いることが好ましい。乾燥温度は特に限定されるものではないが、汎用的な水系エマルジョンの場合は通常100〜180℃に設定される。また、本発明においては、乾燥工程の後、200℃以上の熱処理工程を経ることも可能である。
<Drying process>
The carbon fiber strand after the sizing treatment is subjected to a drying treatment to evaporate water or the like that was a dispersion medium at the time of the sizing treatment, and a carbon fiber strand for producing a composite material is obtained. It is preferable to use an air dryer for drying. The drying temperature is not particularly limited, but is generally set to 100 to 180 ° C. in the case of a general-purpose aqueous emulsion. Moreover, in this invention, it is also possible to pass through the heat processing process (200 degreeC or more) after a drying process.

<チョップ工程>
炭素繊維チョップドストランドは、上記炭素繊維束を所定の長さに切断することにより製造される。炭素繊維チョップドストランドの長さは、3〜15mmが好ましく、5〜10mmがより好ましい。長さが3mm未満の炭素繊維チョップドストランドは、チョップドストランドの嵩密度が小さくなるため、チョップドストランドの取扱い性が低下しやすい傾向がある。15mmを超える炭素繊維チョップドストランドは、射出成型機やペレット製造用の押出機等にチョップドストランドを供給する際の供給安定性が低下しやすい傾向がある。切断方法としては、ロービングカッター等のロータリー式カッターや、ギロチンカッター等の通常用いられているカッターを適宜用いることが出来る。炭素繊維チョップドストランドの嵩密度は高い方が、複合材料を製造する際に成形機に安定して供給しやすいため好ましく、好ましくは500g/L以上である。
<Chop process>
The carbon fiber chopped strand is produced by cutting the carbon fiber bundle into a predetermined length. 3-15 mm is preferable and, as for the length of a carbon fiber chopped strand, 5-10 mm is more preferable. Carbon fiber chopped strands having a length of less than 3 mm have a tendency that the handling density of the chopped strands tends to be lowered because the bulk density of the chopped strands is reduced. Carbon fiber chopped strands exceeding 15 mm tend to have low supply stability when the chopped strands are supplied to an injection molding machine, an extruder for producing pellets, or the like. As a cutting method, a rotary cutter such as a roving cutter or a commonly used cutter such as a guillotine cutter can be appropriately used. A higher bulk density of the carbon fiber chopped strand is preferable because it can be stably supplied to a molding machine when producing a composite material, and is preferably 500 g / L or more.

<加熱工程>
加熱処理は空気中250〜330℃で行う。加熱処理温度が250℃未満では、炭素繊維チョップドストランドのサイズ付着量が多く残り樹脂組成物とした場合、アウトガス性が低下する。加熱処理温度が330℃を超えてしまうと開繊し易くなり定量供給性が悪化する。加熱処理時間は加熱処理温度に影響するので、その都度調整する必要があるが、加熱処理温度が250〜300℃の場合、加熱処理時間は10〜25時間、加熱処理温度が300〜330℃の場合、加熱処理時間は5〜15時間が好ましい。
B成分の含有量は、A成分100重量部に対し、10〜150重量部であり、好ましくは15〜120重量部、より好ましくは20〜100重量部である。B成分の含有量が10重量部未満では、機械的強度、剛性及び熱伝導率が劣り、150重量部を超えると生産または成形加工性が低下する。
<Heating process>
The heat treatment is performed at 250 to 330 ° C. in the air. When the heat treatment temperature is less than 250 ° C., when the amount of carbon fiber chopped strands attached is large and the remaining resin composition is used, the outgassing property is lowered. When the heat treatment temperature exceeds 330 ° C., the fiber is easily opened and the quantitative supply is deteriorated. Since the heat treatment time affects the heat treatment temperature, it is necessary to adjust each time. When the heat treatment temperature is 250 to 300 ° C, the heat treatment time is 10 to 25 hours, and the heat treatment temperature is 300 to 330 ° C. In this case, the heat treatment time is preferably 5 to 15 hours.
Content of B component is 10-150 weight part with respect to 100 weight part of A component, Preferably it is 15-120 weight part, More preferably, it is 20-100 weight part. When the content of the B component is less than 10 parts by weight, the mechanical strength, rigidity and thermal conductivity are inferior, and when it exceeds 150 parts by weight, production or moldability is deteriorated.

(その他の成分)
本発明における樹脂組成物は本発明の効果を損なわない範囲で、エラストマー成分を含むことができる。好適なエラストマー成分としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系共重合体(ABS樹脂)、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS樹脂)およびシリコーン・アクリル複合ゴム系グラフト共重合体などのコア−シェルグラフト共重合体樹脂、あるいはシリコーン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。
(Other ingredients)
The resin composition in the present invention can contain an elastomer component as long as the effects of the present invention are not impaired. Suitable elastomer components include core-shells such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS resin), and silicone-acrylic composite rubber-based graft copolymer. Examples of the graft copolymer resin include thermoplastic elastomers such as silicone-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, and polyurethane-based thermoplastic elastomers.

本発明における樹脂組成物は本発明の効果を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂を含むことができる。他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアルキルメタクリレート樹脂などに代表される汎用プラスチックス、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、液晶性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂(非晶性ポリアリレート、液晶性ポリアリレート)等に代表されるエンジニアリングプラスチックス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、などのいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックスと呼ばれるものを挙げることができる。   The resin composition in the present invention can contain other thermoplastic resins as long as the effects of the present invention are not impaired. Other thermoplastic resins include, for example, general-purpose plastics represented by polyethylene resin, polypropylene resin, polyalkylmethacrylate resin, polyphenylene ether resin, polyacetal resin, aromatic polyester resin, liquid crystalline polyester resin, polyamide resin, cyclic resin Engineering plastics represented by polyolefin resin, polyarylate resin (amorphous polyarylate, liquid crystalline polyarylate), polytetrafluoroethylene, polyetheretherketone, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, etc. What is called super engineering plastics can be mentioned.

本発明における樹脂組成物は本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤や耐熱安定剤(ヒンダードフェノール系、ヒドロキノン系、ホスファイト系およびこれらの置換体等)、耐候剤(レゾルシノール系、サリシレート系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ヒンダードアミン系等)、離型剤および滑剤(モンタン酸およびその金属塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミド、各種ビスアミド、ビス尿素およびポリエチレンワックス等)、顔料(硫化カドミウム、フタロシアニン、カーボンブラック等)、染料(ニグロシン等)、結晶核剤(タルク、シリカ、カオリン、クレー等)、可塑剤(p−オキシ安息香酸オクチル、N−ブチルベンゼンスルホンアミド等)、帯電防止剤(アルキルサルフェート型アニオン系帯電防止剤、4級アンモニウム塩型カチオン系帯電防止剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートのような非イオン系帯電防止剤、ベタイン系両性帯電防止剤等)、難燃剤(赤燐、リン酸エステル、メラミンシアヌレート、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、ポリリン酸アンモニウム、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂あるいはこれらの臭素系難燃剤と三酸化アンチモンとの組み合わせ等)および他の重合体を添加することができる。   The resin composition in the present invention is an antioxidant, a heat stabilizer (hindered phenol, hydroquinone, phosphite, and substituted products thereof), a weather resistance (resorcinol, Salicylates, benzotriazoles, benzophenones, hindered amines, etc.), mold release agents and lubricants (montanic acid and its metal salts, its esters, their half esters, stearyl alcohol, stearamide, various bisamides, bisureas, polyethylene waxes, etc.) , Pigments (cadmium sulfide, phthalocyanine, carbon black, etc.), dyes (nigrosine, etc.), crystal nucleating agents (talc, silica, kaolin, clay, etc.), plasticizers (octyl p-oxybenzoate, N-butylbenzenesulfonamide, etc.) ), Antistatic agent (alkyl resin) Fate type anionic antistatic agent, quaternary ammonium salt type cationic antistatic agent, nonionic antistatic agent such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, betaine amphoteric antistatic agent, etc.), flame retardant (red phosphorus) , Phosphate esters, melamine cyanurate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide and other hydroxides, ammonium polyphosphate, brominated polystyrene, brominated polyphenylene ether, brominated polycarbonate, brominated epoxy resins or their brominated flame retardants And a combination of antimony trioxide and the like and other polymers can be added.

(樹脂組成物の製造)
本発明の樹脂組成物は上記各成分を同時に、または任意の順序でタンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等の混合機により混合して製造することができる。好ましくは二軸押出機による溶融混練が好ましく、必要に応じて、任意の成分をサイドフィーダー等を用いて第二供給口より、溶融混合された他の成分中に供給することが好ましい。押出機としては、原料中の水分や、溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。また押出原料中に混入した異物などを除去するためのスクリーンを押出機ダイス部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。かかるスクリーンとしては金網、スクリーンチェンジャー、焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)などを挙げることができる。
(Manufacture of resin composition)
The resin composition of the present invention can be produced by mixing the above components simultaneously or in any order with a mixer such as a tumbler, V-type blender, nauter mixer, Banbury mixer, kneading roll, or extruder. Preferably, melt kneading by a twin screw extruder is preferable, and if necessary, it is preferable to supply arbitrary components from the second supply port into other melt-mixed components using a side feeder or the like. As the extruder, one having a vent capable of degassing moisture in the raw material and volatile gas generated from the melt-kneaded resin can be preferably used. From the vent, a vacuum pump is preferably installed for efficiently discharging generated moisture and volatile gas to the outside of the extruder. It is also possible to remove a foreign substance from the resin composition by installing a screen for removing the foreign substance mixed in the extrusion raw material in the zone in front of the extruder die. Examples of such a screen include a wire mesh, a screen changer, a sintered metal plate (such as a disk filter), and the like.

二軸押出機に使用するスクリューは、輸送用順フライトピースの間に多種多様な形状のスクリュピースを挿入して複雑に組合せ、一体化して一本のスクリューとして構成されており、順フライトピース、順ニーディングピース、逆ニーディングピース、逆フライトピースなどのスクリュピースを処理対象原材料の特性を考慮して、適宜の順序および位置に配置して組み合わせたものなどを挙げることができる。
溶融混練機としては二軸押出機の他にバンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、3軸以上の多軸押出機などを挙げることができる。
The screw used in the twin-screw extruder is configured as a single screw by inserting and complexly combining screw pieces of various shapes between the forward flight pieces for transportation, and integrating them as a single screw. Examples include a combination of screw pieces such as a forward kneading piece, a reverse kneading piece, and a reverse flight piece arranged in an appropriate order and position in consideration of the characteristics of the raw material to be processed.
Examples of the melt kneader include a banbury mixer, a kneading roll, a single screw extruder, a multi-screw extruder having three or more axes, in addition to a twin screw extruder.

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

(成形品について)
本発明の樹脂組成物を用いてなる成形品は、上記の如く製造されたペレットを成形して得ることができる。好適には、射出成形、押出し成形により得られる。射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体を注入する方法を含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、多色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形等を挙げることができる。また成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。また押出成形では、各種異形押出成形品、シート、フィルム等が得られる。シート、フィルムの成形にはインフレーション法や、カレンダー法、キャスティング法等も使用可能である。更に特定の延伸操作をかけることにより熱収縮チューブとして成形することも可能である。また本発明の樹脂組成物を回転成形やブロー成形等により成形品とすることも可能である。
(About molded products)
A molded product using the resin composition of the present invention can be obtained by molding the pellets produced as described above. Preferably, it is obtained by injection molding or extrusion molding. In injection molding, not only ordinary molding methods, but also injection compression molding, injection press molding, gas-assisted injection molding, foam molding (including the method of injecting supercritical fluid), insert molding, in-mold coating molding, and heat insulation gold Examples thereof include mold molding, rapid heating / cooling mold molding, two-color molding, multicolor molding, sandwich molding, and ultrahigh-speed injection molding. In addition, either a cold runner method or a hot runner method can be selected for molding. In extrusion molding, various shaped extrusion molded products, sheets, films and the like are obtained. For forming sheets and films, an inflation method, a calendar method, a casting method, or the like can be used. It is also possible to form a heat-shrinkable tube by applying a specific stretching operation. The resin composition of the present invention can also be formed into a molded product by rotational molding, blow molding or the like.

本発明の樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂および特定のPAN系炭素繊維よりなる樹脂組成物であって、優れた機械的強度と剛性、熱伝導率を併せ持つ樹脂組成物であることから、パソコン(ノートブック、ウルトラブック)、タブレット、携帯電話用ハウジング、ハイブリッド自動車や電気自動車用のインバータハウジング、ディスプレイ、OA機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルMD、携帯用ラジオカセット、PDA(電子手帳などの携帯情報端末)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの電気、電子機器の筐体およびトレイやシャーシなどの内部部材やそのケース、機構部品、パネルなどの建材用途、モーター部品、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、サスペンション部品、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係、排気系または吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、各種アーム、各種フレーム、各種ヒンジ、各種軸受、燃料ポンプ、ガソリンタンク、CNGタンク、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキバット磨耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、バッテリートレイ、ATブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、ハンドル、ドアビーム、プロテクター、シャーシ、フレーム、アームレスト、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、ラジエターサポート、スペアタイヤカバー、シートシェル、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、アンダーカバー、スカッフプレート、ピラートリム、プロペラシャフト、ホイール、フェンダー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、エアロパーツ、プラットフォーム、カウルルーバー、ルーフ、インストルメントパネル、スポイラーおよび各種モジュールなどの自動車、二輪車関連部品、部材および外板やランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブなどの航空機関連部品、部材および外板、風車の羽根などにおいて幅広く有用であり、特に自動車や二輪車のエンジン周り部品や発熱性の高い半導体素子、抵抗などの封止部品、または高い摩擦熱が発生する摺動部品に有用であり、その奏する産業上の効果は格別である。   The resin composition of the present invention is a resin composition comprising a polyarylene sulfide resin and a specific PAN-based carbon fiber, and is a resin composition having both excellent mechanical strength, rigidity, and thermal conductivity. (Notebook, ultrabook), tablet, mobile phone housing, inverter housing for hybrid and electric vehicles, display, OA equipment, mobile phone, personal digital assistant, facsimile, compact disc, portable MD, portable radio cassette, Enclosures and trays and chassis for electrical and electronic devices such as PDAs (mobile information terminals such as electronic notebooks), video cameras, digital still cameras, optical equipment, audio equipment, air conditioners, lighting equipment, entertainment equipment, toy goods, and other home appliances Internal members such as cases, their cases, mechanism parts, panel Applications such as building materials, motor parts, alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, light meter potentiometer bases, suspension parts, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related, various exhaust system or intake system pipes, air intake nozzle snorkel, Intake manifold, various arms, various frames, various hinges, various bearings, fuel pump, gasoline tank, CNG tank, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, brake pad Wear sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake butt wear sensor, air cylinder Thermostat base, heating / air flow control valve, radiator motor brush holder, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wire harness, window washer nozzle, air conditioner Panel switch board, coil for fuel related electromagnetic valve, connector for fuse, battery tray, AT bracket, head lamp support, pedal housing, handle, door beam, protector, chassis, frame, armrest, horn terminal, step motor rotor, lamp socket, Lamp reflector, lamp housing, brake piston, noise shield, radiator support, Spare tire cover, seat shell, solenoid bobbin, engine oil filter, ignition device case, under cover, scuff plate, pillar trim, propeller shaft, wheel, fender, fascia, bumper, bumper beam, bonnet, aero parts, platform, cowl louver, Automobiles, motorcycle-related parts such as roofs, instrument panels, spoilers and various modules, parts and skins, landing gear pods, winglets, spoilers, edges, ladders, elevators, failings, ribs and other aircraft-related parts, parts and Widely useful in outer panels, windmill blades, etc., especially parts around engines of automobiles and motorcycles, semiconductor elements with high heat generation, sealing parts such as resistors, or high frictional heat Useful in sliding component occurs, the effect on that brings industry is exceptional.

本発明者が現在最良と考える本発明の形態は、前記の各要件の好ましい範囲を集約したものとなるが、例えば、その代表例を下記の実施例中に記載する。もちろん本発明はこれらの形態に限定されるものではない。   The form of the present invention considered to be the best by the present inventor is a collection of the preferable ranges of the above requirements. For example, typical examples are described in the following examples. Of course, the present invention is not limited to these forms.

[樹脂組成物の評価]
(1)引張破断強度
ISO527(測定条件23℃)に準拠して測定した。なお、試験片は、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度320℃、金型温度140℃で成形した。この数値が大きいほど樹脂組成物の機械的強度が優れていることを意味する。
[Evaluation of resin composition]
(1) Tensile strength at break Measured according to ISO 527 (measurement condition 23 ° C.). The test piece was molded by an injection molding machine (SG-150U, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) at a cylinder temperature of 320 ° C. and a mold temperature of 140 ° C. The larger this value, the better the mechanical strength of the resin composition.

(2)曲げ強度
ISO178(測定条件23℃)に準拠して測定した。なお、試験片は、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度320℃、金型温度140℃で成形した。この数値が大きいほど樹脂組成物の機械的強度が優れていることを意味する。
(2) Bending strength It measured based on ISO178 (measurement conditions 23 degreeC). The test piece was molded by an injection molding machine (SG-150U, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) at a cylinder temperature of 320 ° C. and a mold temperature of 140 ° C. The larger this value, the better the mechanical strength of the resin composition.

(3)曲げ弾性率
ISO178(測定条件23℃)に準拠して測定した。なお、試験片は、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度320℃、金型温度140℃で成形した。この数値が大きいほど樹脂組成物の機械的剛性が優れていることを意味する。
(3) Flexural modulus Measured according to ISO178 (measuring condition 23 ° C.). The test piece was molded by an injection molding machine (SG-150U, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) at a cylinder temperature of 320 ° C. and a mold temperature of 140 ° C. The larger this value, the better the mechanical rigidity of the resin composition.

(4)熱伝導率
前記(1)と同条件で成形した厚み4mmの試験片から3mm×10mmの短冊状にサンプルを切り出し、横に並べて一体化させ、NETZSCH社製LFA−447を用いてレーザーフラッシュ法にてサンプルの流動方向の熱伝導率を求めた。この数値が大きいほど樹脂組成物の熱伝導率が優れ、放熱性に優れていることを意味する。
(4) Thermal conductivity Samples were cut into 3 mm × 10 mm strips from 4 mm-thick test pieces molded under the same conditions as in (1) above, aligned side by side, and lasered using NETZSCH LFA-447. The thermal conductivity in the flow direction of the sample was determined by the flash method. The larger this value, the better the thermal conductivity of the resin composition and the better the heat dissipation.

(5)アウトガス量
ペレットを熱重量解析装置(株式会社リガク製 Thermo plus EVO2 差動型示差熱天秤 TG8121)により、窒素ガス雰囲気中、室温から昇温し130℃で1時間保持した後、昇温速度20℃/minで320℃まで昇温した。320℃で30分加熱前後の重量減少率(重量%)をアウトガス量として算出した。この数値が小さいほど樹脂組成物のアウトガス性に優れ、低アウトガス性であることを意味する。
(5) Amount of outgas The pellet was heated from room temperature in a nitrogen gas atmosphere by a thermogravimetric analyzer (Thermo plus EVO2 differential type differential thermobalance TG8121 manufactured by Rigaku Corporation) and held at 130 ° C for 1 hour, and then heated. The temperature was raised to 320 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The weight loss rate (% by weight) before and after heating at 320 ° C. for 30 minutes was calculated as the amount of outgas. The smaller this value, the better the outgassing property of the resin composition and the lower the outgassing property.

[実施例1〜5、比較例1〜7]
ポリアリーレンスルフィド樹脂および炭素繊維を表1記載の各配合量で、ベント式二軸押出機を用いて溶融混練してペレットを得た。ベント式二軸押出機は(株)日本製鋼所製:TEX−30XSST(完全かみ合い、同方向回転)を使用した。押出条件は吐出量16kg/h、スクリュー回転数150rpm、ベントの真空度3kPaであり、また押出温度は第一供給口からダイス部分まで320℃とした。なお、炭素繊維は上記押出機のサイドフィーダーを使用し第二供給口から供給し、ポリアリーレンスルフィド樹脂は第一供給口から押出機に供給した。ここでいう第一供給口とはダイスから最も離れた供給口であり、第二供給口とは押出機のダイスと第一供給口の間に位置する供給口である。得られたペレットを130℃で5時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、射出成形機(住友重機械工業(株)製 SG−150U)によりシリンダー温度320℃、金型温度140℃の条件で評価用の試験片を成形した。表1中の記号表記の各成分は下記の通りである。
[Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 7]
The polyarylene sulfide resin and the carbon fiber were melt-kneaded at the respective compounding amounts shown in Table 1 using a vent type twin screw extruder to obtain pellets. The vent type twin screw extruder used was TEX-30XSST (completely meshed, rotating in the same direction) manufactured by Nippon Steel Works. Extrusion conditions were a discharge rate of 16 kg / h, a screw rotation speed of 150 rpm, a vent vacuum of 3 kPa, and an extrusion temperature of 320 ° C. from the first supply port to the die part. The carbon fiber was supplied from the second supply port using the side feeder of the extruder, and the polyarylene sulfide resin was supplied from the first supply port to the extruder. The first supply port here is a supply port farthest from the die, and the second supply port is a supply port located between the die of the extruder and the first supply port. The obtained pellets were dried with a hot air circulation dryer at 130 ° C. for 5 hours, and then the cylinder temperature was 320 ° C. and the mold temperature was 140 ° C. with an injection molding machine (SG-150U, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.). Test specimens for evaluation were molded under the conditions. Each component of the symbol notation in Table 1 is as follows.

<A成分>
PPS−1:以下の製造方法で得られたポリフェニレンスルフィド樹脂
[製造方法]
パラジヨードベンゼン300.00g及び硫黄27.00gに、重合停止剤としてジフェニルジスルフィド0.60g(最終的に重合されたPPSの重量に基づいて0.65重量%の含量)を投入して180℃に加熱して完全にそれらを溶融及び混合した後、温度を220℃に昇温し、且つ、圧力を200Torrに降圧した。得られた混合物を、最終温度及び圧力が夫々320℃及び1Torrとなるように温度及び圧力を段階的に変化させつつ、8時間重合反応させてポリフェニレンスルフィド樹脂を製造した。総塩素含有量は20ppm以下(検出限界以下)、総ナトリウム含有量は7ppmであった。
<A component>
PPS-1: Polyphenylene sulfide resin obtained by the following production method [Production method]
To 300.00 g of paradiiodobenzene and 27.00 g of sulfur, 0.60 g of diphenyl disulfide (content of 0.65% by weight based on the weight of the finally polymerized PPS) was added as a polymerization terminator, and the temperature reached 180 ° C. After heating to completely melt and mix them, the temperature was raised to 220 ° C. and the pressure was reduced to 200 Torr. The resulting mixture was subjected to a polymerization reaction for 8 hours while gradually changing the temperature and pressure so that the final temperature and pressure were 320 ° C. and 1 Torr, respectively, to produce a polyphenylene sulfide resin. The total chlorine content was 20 ppm or less (below the detection limit), and the total sodium content was 7 ppm.

PPS−2:以下の製造方法で得られたカルボキシル基の末端基構造を有するポリアリーレンスルフィド樹脂
[製造方法]
パラジヨードベンゼン5130g及び硫黄450gに、反応開始剤としてメルカプトベンゾチアゾール4gを含む反応物を180℃に加熱して完全に溶融および混合した後、温度を220℃に昇温し、且つ、圧力を350Torrに降圧した。得られた混合物を、最終温度および圧力が各々300℃および1Torr以下となるように温度及び圧力を段階的に変化させつつ、重合反応を進行した。前記重合反応が80%進行した時(重合反応の進行程度は粘度による相対比率((現在粘度/目標粘度)×100%)の方法で確認した。)、重合停止剤としてメルカプトベンゾチアゾールを25g添加して反応を行った。1時間後、4−ヨード安息香酸51g添加して窒素雰囲気下で10分間反応を行い、0.5Torr以下に徐々に真空度を上げてさらに1時間反応を行った後反応を終了し、カルボキシ基を主鎖末端に含むポリアリーレンスルフィド樹脂を製造した。総塩素含有量は20ppm以下(検出限界以下)、総ナトリウム含有量は7ppmであった。
PPS-2: Polyarylene sulfide resin having a carboxyl group end group structure obtained by the following production method [Production method]
A reaction product containing 5130 g of paradiiodobenzene and 450 g of sulfur and 4 g of mercaptobenzothiazole as a reaction initiator is heated to 180 ° C. to completely melt and mix, then the temperature is raised to 220 ° C. and the pressure is set to 350 Torr. The pressure dropped. The resulting mixture was subjected to a polymerization reaction while gradually changing the temperature and pressure so that the final temperature and pressure were 300 ° C. and 1 Torr or less, respectively. When the polymerization reaction has progressed 80% (the degree of progress of the polymerization reaction was confirmed by the method of relative ratio by viscosity ((current viscosity / target viscosity) × 100%)), 25 g of mercaptobenzothiazole was added as a polymerization terminator And reacted. After 1 hour, 51 g of 4-iodobenzoic acid was added and reacted in a nitrogen atmosphere for 10 minutes. After gradually raising the degree of vacuum to 0.5 Torr or less and further reacting for 1 hour, the reaction was terminated. Was produced at the end of the main chain. The total chlorine content was 20 ppm or less (below the detection limit), and the total sodium content was 7 ppm.

<B成分>
CF−1:以下の製造方法で得られたPAN系炭素繊維
[製造方法]
PAN系炭素繊維「テナックス」(製品名)UMS40(東邦テナックス(株)製、引張強度:4,700MPa、引張弾性率:390GPa、サイジング剤:ポリウレタン系、サイズ剤付着量:1.3重量%)の炭素繊維ストランドを3個/mの撚り数となるよう加撚し、連続的にポリウレタン樹脂(DIC(株)製 クリスボン 6216SL)のポリエーテルケトン溶液からなるサイズ剤浴に導入して集束処理を施し、150℃で2分間乾燥した。炭素繊維ストランドのサイズ剤付着量は2.5重量%であった。集束処理後の炭素繊維ストランドを6mmの長さにカットして、さらに270℃で24時間加熱処理を行い、PAN系炭素繊維(引張弾性率:390GPa、サイズ剤付着量:1.5重量%)を製造した。
<B component>
CF-1: PAN-based carbon fiber obtained by the following production method [Production method]
PAN-based carbon fiber “TENAX” (product name) UMS40 (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., tensile strength: 4,700 MPa, tensile elastic modulus: 390 GPa, sizing agent: polyurethane, sizing agent adhesion amount: 1.3% by weight) The carbon fiber strands were twisted to a twisting number of 3 / m and continuously introduced into a sizing agent bath made of a polyetherketone solution of polyurethane resin (Crisbon 6216SL, manufactured by DIC Corporation) for bundling treatment. And dried at 150 ° C. for 2 minutes. The amount of sizing agent attached to the carbon fiber strand was 2.5% by weight. The carbon fiber strand after the bundling treatment is cut into a length of 6 mm and further subjected to a heat treatment at 270 ° C. for 24 hours to obtain a PAN-based carbon fiber (tensile elastic modulus: 390 GPa, sizing agent adhesion amount: 1.5% by weight) Manufactured.

CF−2:PAN系炭素繊維「テナックス」(製品名)UMS40をPAN系炭素繊維「テナックス」(製品名)UMS45(東邦テナックス(株)製、引張強度:4,600MPa、引張弾性率:425GPa、サイジング剤:ポリウレタン系、サイズ剤付着量:1.1重量%)に変更した以外はCF−1と同じ製造方法で得られたPAN系炭素繊維(引張弾性率:425GPa、サイズ剤付着量:1.5重量%)
CF−3:PAN系炭素繊維「テナックス」(製品名)UMS40をPAN系炭素繊維「テナックス」製品名)UMS55(東邦テナックス(株)製、引張強度:4,000MPa、引張弾性率:550GPa、サイジング剤:ポリウレタン系、サイズ剤付着量:0.7重量%)に変更した以外はCF−1と同じ製造方法で得られたPAN系炭素繊維(引張弾性率:550GPa、サイズ剤付着量:1.5重量%)
CF−4:PAN系炭素繊維(東邦テナックス(株)製「テナックス」(製品名)HTC432 6mm、引張強度:4,200MPa、引張弾性率:240GPa、カット長:6mm、サイジング剤:ポリウレタン系、サイズ剤付着量:2.3重量%)
CF-2: PAN-based carbon fiber “Tenax” (product name) UMS40 is replaced with PAN-based carbon fiber “Tenax” (product name) UMS45 (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., tensile strength: 4,600 MPa, tensile modulus: 425 GPa, A PAN-based carbon fiber (tensile elastic modulus: 425 GPa, sizing agent adhesion amount: 1) obtained by the same production method as CF-1 except that the sizing agent was changed to polyurethane, sizing agent adhesion amount: 1.1 wt%. .5% by weight)
CF-3: PAN-based carbon fiber “TENAX” (product name) UMS40 is converted to PAN-based carbon fiber “TENAX” product name) UMS55 (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., tensile strength: 4,000 MPa, tensile elastic modulus: 550 GPa, sizing PAN-based carbon fiber (tensile elastic modulus: 550 GPa, sizing agent adhesion amount: 1.) obtained by the same production method as CF-1, except that the agent was changed to polyurethane: sizing agent adhesion amount: 0.7% by weight. 5% by weight)
CF-4: PAN-based carbon fiber (“Tenax” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd. (product name) HTC432 6 mm, tensile strength: 4,200 MPa, tensile elastic modulus: 240 GPa, cut length: 6 mm, sizing agent: polyurethane, size (Amount of adhering agent: 2.3% by weight)

CF−5:以下の製造方法で得られたピッチ系炭素繊維
[製造方法]
合成メソフェーズピッチをプリカーサーとして溶融紡糸し、ピッチ繊維40000本で構成される炭素繊維ストランドを得た。この炭素繊維ストランドを空気雰囲気中で不融化、さらに窒素雰囲気中で炭素化、黒鉛化した後、表面処理、サイジング処理を施し、6mmの長さにカットし、ピッチ系炭素繊維(引張強度:2,600MPa、引張弾性率:450GPa、サイジング剤:エポキシ系、サイズ剤付着量:1.8重量%)を製造した。
CF−6:加熱処理をしなかったこと以外はCF−1と同じ製造方法で得られたPAN系炭素繊維(引張弾性率:425GPa、サイズ剤付着量:2.5重量%)
CF−7:加熱温度を350℃に変更した以外はCF−1と同じ製造方法で得られたPAN系炭素繊維(引張弾性率:425GPa、サイズ剤付着量:0.8重量%)
[炭素繊維の熱伝導率]
CF−1:29W/mK
CF−2:50W/mK
CF−3:132W/mK
CF−4:9W/mK
CF−5:100W/mK
CF−6:28W/mK
CF−7:30W/mK
CF-5: Pitch-based carbon fiber obtained by the following production method [Production method]
Synthetic mesophase pitch was melt-spun as a precursor to obtain a carbon fiber strand composed of 40000 pitch fibers. This carbon fiber strand is infusible in an air atmosphere, further carbonized and graphitized in a nitrogen atmosphere, then subjected to surface treatment and sizing treatment, cut to a length of 6 mm, and pitch-based carbon fiber (tensile strength: 2 , 600 MPa, tensile elastic modulus: 450 GPa, sizing agent: epoxy, sizing agent adhesion amount: 1.8% by weight).
CF-6: PAN-based carbon fiber obtained by the same production method as CF-1 except that no heat treatment was performed (tensile elastic modulus: 425 GPa, sizing agent adhesion amount: 2.5% by weight)
CF-7: PAN-based carbon fiber obtained by the same production method as CF-1 except changing the heating temperature to 350 ° C. (tensile elastic modulus: 425 GPa, sizing agent adhesion amount: 0.8 wt%)
[Thermal conductivity of carbon fiber]
CF-1: 29W / mK
CF-2: 50W / mK
CF-3: 132W / mK
CF-4: 9W / mK
CF-5: 100W / mK
CF-6: 28W / mK
CF-7: 30W / mK

Figure 2017190426
Figure 2017190426

Claims (6)

(A)ポリアリーレンスルフィド樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)引張弾性率が350〜500GPa、サイズ剤付着量が1.0〜2.0重量%であるPAN系炭素繊維(B成分)10〜150重量部を含有する樹脂組成物。   (A) PAN-based carbon fiber (B) having a tensile elastic modulus of 350 to 500 GPa and a sizing agent adhesion amount of 1.0 to 2.0% by weight with respect to 100 parts by weight of polyarylene sulfide resin (component A) Component) A resin composition containing 10 to 150 parts by weight. B成分が、レーザーフラッシュ法で測定された繊維軸方向の熱伝導率が15〜120W/mKであるPAN系炭素繊維であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。   2. The resin composition according to claim 1, wherein the B component is a PAN-based carbon fiber having a thermal conductivity in the fiber axis direction measured by a laser flash method of 15 to 120 W / mK. 請求項1または2に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物で成形された成形体。   The molded object shape | molded with the polyarylene sulfide resin composition of Claim 1 or 2. (A)ポリアリーレンスルフィド樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)引張弾性率が350〜500GPaであるPAN系炭素繊維(B成分)10〜150重量部を含有する樹脂組成物の製造方法。   (A) Production of a resin composition containing 10 to 150 parts by weight of a PAN-based carbon fiber (B component) having a tensile modulus of 350 to 500 GPa with respect to 100 parts by weight of a polyarylene sulfide resin (A component) Method. B成分が、2000〜3000℃で黒鉛化処理したPAN系炭素繊維であることを特徴とする請求項4に記載の樹脂組成物の製造方法。   The method for producing a resin composition according to claim 4, wherein the component B is a PAN-based carbon fiber graphitized at 2000 to 3000 ° C. A成分が、ジヨードアリール化合物、固体硫黄、並びに重合停止剤および/または重合反応触媒を、極性溶媒を使用せずに直接加熱して重合させる方法よって得られるポリアリーレンスルフィド樹脂であることを特徴とする請求項4または5に記載の樹脂組成物の製造方法。   The component A is a polyarylene sulfide resin obtained by a method in which a diiodoaryl compound, solid sulfur, and a polymerization terminator and / or a polymerization reaction catalyst are polymerized by direct heating without using a polar solvent. The manufacturing method of the resin composition of Claim 4 or 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018070688A (en) * 2016-10-25 2018-05-10 大日本印刷株式会社 Side-chain type liquid crystal polymer, liquid crystal composition, retardation film, production method of retardation film, laminate for transfer, optical member, and display device
WO2021044935A1 (en) 2019-09-04 2021-03-11 東レ株式会社 Resin composition and molded article
WO2021095597A1 (en) 2019-11-11 2021-05-20 東レ株式会社 Molding material and molded article

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002129015A (en) * 2000-10-25 2002-05-09 Dainippon Ink & Chem Inc Polyarylene sulfide resin composition and optical pickup parts
JP2013522387A (en) * 2010-03-10 2013-06-13 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Polyarylene sulfide with low outgas generation amount and method for producing the same
JP2014163000A (en) * 2013-02-21 2014-09-08 Toho Tenax Co Ltd Carbon fiber bundle and carbon-fiber-reinforced composite material using the same
JP2015028147A (en) * 2013-06-26 2015-02-12 東レ株式会社 Sizing agent-applied carbon fiber, production method thereof, prepreg, and carbon fiber-reinforced composite material
WO2015046324A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 東レ株式会社 Polyarylene sulfide resin composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002129015A (en) * 2000-10-25 2002-05-09 Dainippon Ink & Chem Inc Polyarylene sulfide resin composition and optical pickup parts
JP2013522387A (en) * 2010-03-10 2013-06-13 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Polyarylene sulfide with low outgas generation amount and method for producing the same
JP2014163000A (en) * 2013-02-21 2014-09-08 Toho Tenax Co Ltd Carbon fiber bundle and carbon-fiber-reinforced composite material using the same
JP2015028147A (en) * 2013-06-26 2015-02-12 東レ株式会社 Sizing agent-applied carbon fiber, production method thereof, prepreg, and carbon fiber-reinforced composite material
WO2015046324A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 東レ株式会社 Polyarylene sulfide resin composition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
炭素, vol. 149, JPN6020012742, 1991, pages 220 - 224, ISSN: 0004247120 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018070688A (en) * 2016-10-25 2018-05-10 大日本印刷株式会社 Side-chain type liquid crystal polymer, liquid crystal composition, retardation film, production method of retardation film, laminate for transfer, optical member, and display device
WO2021044935A1 (en) 2019-09-04 2021-03-11 東レ株式会社 Resin composition and molded article
KR20220053574A (en) 2019-09-04 2022-04-29 도레이 카부시키가이샤 Resin composition and molded article
WO2021095597A1 (en) 2019-11-11 2021-05-20 東レ株式会社 Molding material and molded article
KR20220101110A (en) 2019-11-11 2022-07-19 도레이 카부시키가이샤 Molding materials and molded articles

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