JP3222513B2 - Method for producing bundled short carbon fiber for polycarbonate resin reinforcement, polycarbonate resin and carbon fiber reinforced polycarbonate resin - Google Patents
Method for producing bundled short carbon fiber for polycarbonate resin reinforcement, polycarbonate resin and carbon fiber reinforced polycarbonate resinInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂の補強に
用いる集束化炭素短繊維に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short carbon fiber bundle used for reinforcing a thermoplastic resin.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、炭素繊維を各種マトリックス中に
混合、分散させて成る繊維強化成形材料は、炭素繊維の
優れた特性、例えば高強度、高剛性、低比重、高電気伝
導性、低熱膨張率、高耐摩耗性などを有していることか
ら、幅広い用途が期待され、工業的に重要な材料として
注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, a fiber-reinforced molding material obtained by mixing and dispersing carbon fibers in various matrices has excellent properties such as high strength, high rigidity, low specific gravity, high electric conductivity, and low thermal expansion. Due to its high efficiency and high wear resistance, it is expected to be used in a wide range of applications, and is attracting attention as an industrially important material.
【0003】一般に、炭素短繊維を各種マトリックスに
混合、分散させて繊維強化成形材料を得る場合、該炭素
短繊維の取扱い性を容易にして、混合、分散の工程にお
ける作業性を高めるために、あらかじめ多数の炭素繊維
をサイジング剤で集束した炭素短繊維が用いられる。か
かるサイジング剤としては、エポキシ、ナイロン、変性
ポリエ−テル樹脂等が通常使用されている。しかしなが
ら、従来のサイジング剤で集束された炭素短繊維では、
繊維の集束が十分でなくマトリックス樹脂への混合、分
散する工程において種々の問題があり、例えばフィ−ダ
−で供給する際に炭素短繊維の毛玉ができ供給工程での
詰まりを生じたり或いはマトリックス中に繊維を均一に
分散させることができない等の欠点を有していた。[0003] In general, when a short carbon fiber is mixed and dispersed in various matrices to obtain a fiber-reinforced molding material, in order to facilitate handling of the short carbon fiber and enhance workability in the mixing and dispersion steps, Short carbon fibers in which a large number of carbon fibers are previously bundled with a sizing agent are used. As such a sizing agent, epoxy, nylon, modified polyether resin and the like are usually used. However, in the short carbon fiber bundled with the conventional sizing agent,
There are various problems in the process of mixing and dispersing the fibers into the matrix resin due to insufficient convergence of the fibers. For example, pills of short carbon fibers are formed in the feeder and clogging occurs in the feed process, or It has disadvantages such as the inability to uniformly disperse the fibers in the matrix.
【0004】そのため、炭素繊維の配合により期待され
る機械的特性等の改善が認められない。そこが、これら
の問題点を解決するために、ジイソシアネ−トとジオ−
ルの反応において、0.95≦NCO/OH≦1.0と
し、完全熱可塑タイプの線状ポリウレタン樹脂0.3〜
10重量%で被覆処理された炭素繊維を用いる等の工夫
が提案(特公平1−46636号公報)されている。[0004] For this reason, improvement in mechanical properties and the like expected by blending of carbon fibers is not recognized. In order to solve these problems, diisocyanate and geo-
In the reaction of 0.95 ≦ NCO / OH ≦ 1.0, and 0.3 to 0.3% of a completely thermoplastic linear polyurethane resin.
A device such as using carbon fiber coated at 10% by weight has been proposed (Japanese Patent Publication No. 1-46636).
【0005】しかしながら、 機械的補強効果優れる
が、導電性の向上は十分でない。[0005] However, although the mechanical reinforcement effect is excellent, the improvement in conductivity is not sufficient.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は分散する工程
における作業性と、高温作業での取扱い性を改善し、か
つ機械特性と導電性を同時に満足させる樹脂補強用集束
化炭素短繊維を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a reinforced short carbon fiber for resin reinforcement which improves workability in a dispersing step, handleability in high-temperature work, and simultaneously satisfies mechanical properties and conductivity. Is what you do.
【0007】[0007]
【問題点を解決するための手段】すなわち、本発明は、
ブロックイソシアネ−トで架橋したポリウレタン樹脂
0.2〜10重量%をサイジング剤とする繊維長0.3
〜12mmの集束化炭素短繊維である。以下、本発明を
詳細に説明する。[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides:
Fiber length of 0.3 to 10% by weight of polyurethane resin crosslinked with block isocyanate
It is a bundled short carbon fiber of 1212 mm. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0008】本発明においては、集束剤としてポリウレ
タン樹脂が用いられる。このポリウレタンは特に限定さ
れず、分子内に2個以上のイソシアネ−ト基を有するポ
リイソシアネ−ト類の少なくとも1種および分子内に2
個以上の水酸基を有するポリオ−ル類の少なくとも1種
を反応させて得られる公知のものが使用できる。ポリイ
ソシアネ−ト類としては、下記のものが例示される。
1,6−ヘキサンジイソシアネ−ト、4,4′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネ−ト、2,4−トリレンジイソ
シアネ−ト、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、キシ
リレンジイソシアネ−ト、4,4′ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、4,4′−水酸化ジイソシアネ
−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、1,5−ナフタレ
ンジイソシアネ−ト、4,4−ジフェニルジイソシアネ
−ト、フェニレン1,4−ジイソシアネ−ト、フェニレ
ン2,6−ジイソシアネ−ト、1,3,6−ヘキサメチ
レントリイソシアネ−トなど。In the present invention, a polyurethane resin is used as a sizing agent. The polyurethane is not particularly limited, and at least one of polyisocyanates having two or more isocyanate groups in the molecule and two or more in the molecule.
Known products obtained by reacting at least one kind of polyols having at least two hydroxyl groups can be used. Examples of the polyisocyanates include the following.
1,6-hexanediisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 4,4'-hydroxydiisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,5-naphthalenediisocyanate, 4,4-diphenyldiisocyanate, Phenylene 1,4-diisocyanate, phenylene 2,6-diisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate and the like.
【0009】ポリオ−ル類としては、下記のものが例示
される。エチレングリコ−ル、1,2−プロピレングリ
コ−ル、1,3−ブチレングリコ−ル、1,4−ブタン
ジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリ
コ−ル、ジプロピレングリコ−ル、ポリカ−ボネ−トジ
オ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、ビスフェノ−ル類の
アルキレンオキサイド付加物、水素化ビスフェノ−ル類
のアルキレンオキサイド付加物などのアルコ−ル性水酸
基を2個有するグリコ−ル類、ポリエチレングリコ−
ル、ポリプロプレングリコ−ル、ポリオキシテトラメチ
レングリコ−ル、などのポリエ−テルジオ−ル類、ポリ
エチレンアジペ−ト、ポリプロピレンアジペ−ト、ポリ
ブチレンアジペ−ト、ポリテトラメチレンアジペ−ト、
ポリペンタメチレンアジペ−ト、ポリヘキサメチレンア
ジペ−ト、ポリカプロラクトンジオ−ル、などのポリエ
ステルジオ−ル類、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ
−ルプロパン、グリセリン、ペンタエススリト−ル、な
どのアルコ−ル性水酸基を3個以上有する多価アルコ−
ル類などがあげられる。The following are exemplified as polyols. Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polycarbonate -Glycols having two alcoholic hydroxyl groups, such as -boneditol, neopentyl glycol, alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene oxide adducts of hydrogenated bisphenols; Polyethylene glyco-
, Polyproprenglycol, polyoxytetramethylene glycol, etc., polyetherdiols, polyethylene adipate, polypropylene adipate, polybutylene adipate, polytetramethylene adipate To
Polyesterdiols such as polypentamethylene adipate, polyhexamethylene adipate, polycaprolactone diol, alcohols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, pentaethsitol and the like. Multivalent alcohol having three or more hydroxyl groups
And the like.
【0010】本発明のブロックイソシアネ−トのイソシ
アネ−トとしては、前記例示のイソシアネ−トを用いる
ことができる。ブロック剤としては、アルコ−ル類、フ
ェノ−ル類、ε−カプロラクタム、オキシム類、活性メ
チレン類、メルカプタン類、アミン類、イミド類、酸ア
ミド類、イミダゾ−ル類、尿素類、カルバミン酸塩類、
イミン類、亜硫酸塩類、などが用いられる。As the isocyanate of the block isocyanate of the present invention, the above-mentioned isocyanates can be used. As blocking agents, alcohols, phenols, ε-caprolactam, oximes, active methylenes, mercaptans, amines, imides, acid amides, imidazoles, ureas, carbamates ,
Imines and sulfites are used.
【0011】ブロックイソシアネ−トの配合量は、ブロ
ックイソシアネ−トのNCO基とウレタン基が当量にあ
る量が好ましく、よって、ブロックイソシアネ−トで架
橋されたポリウレタンは、NCO/OH>1のいわゆる
ポリウレタンである。本発明に用いるサイジング剤は炭
素繊維の集束力が強く、耐熱性の高い樹脂と混練におい
てフィードがスム−ズに行われ、作業工程中に詰まりを
おこさない。The blending amount of the block isocyanate is preferably such that the NCO group and the urethane group of the block isocyanate are equivalent to each other. Therefore, the polyurethane crosslinked with the block isocyanate has an NCO / OH> No. 1 so-called polyurethane. The sizing agent used in the present invention has a strong convergence of carbon fibers, is smoothly fed during kneading with a resin having high heat resistance, and does not cause clogging during the working process.
【0012】又、ウレタンの架橋剤にブロックイソシア
ネ−トを使用することにより、水系エマルジョンのサイ
ジング剤が使用でき、溶剤系に比べ溶剤の回収の必要性
がなく経済的で、危険性がなく、さらに環境問題に対し
ても汚染がない等の利点がある。さらに架橋反応を促進
するために、触媒を用いることも好ましく、例えば、ト
リエチルアミン、トリエチレンジアミン、オクチル酸す
ず、ジブチルすずジラウレ−ト、1,3−ジアセトキシ
テトラブチルスタノキサンなどをエマルジョン溶液に加
えても良い。Further, by using a block isocyanate as a crosslinking agent for urethane, a sizing agent for an aqueous emulsion can be used, and there is no need to recover a solvent as compared with a solvent-based one, so that it is economical and has no danger. Further, there is an advantage that there is no pollution with respect to environmental problems. In order to further promote the crosslinking reaction, it is also preferable to use a catalyst.For example, triethylamine, triethylenediamine, tin octylate, dibutyltin dilaurate, 1,3-diacetoxytetrabutylstannoxane and the like are added to the emulsion solution. May be.
【0013】本発明の炭素短繊維を得るためには、まず
ポリウレタンの水系エマルジョンとブロックイソシアネ
ートの水系エマルジョンとを混合した溶液に炭素繊維の
ロ−ビングを接触若しくは浸漬させて、従来公知の方
法、例えば熱風乾燥、赤外線乾燥、マイクロウエ−ブ乾
燥などの手段により、加熱処理を施し、炭素繊維の表面
に被覆されたポリウレタンをブロックイソシアネ−トで
架橋し、熱硬化ポリウレタンを形成し、被覆処理する。In order to obtain the short carbon fiber of the present invention, first, a roving of carbon fiber is brought into contact with or dipped in a solution obtained by mixing an aqueous emulsion of polyurethane and an aqueous emulsion of blocked isocyanate. For example, heat treatment is performed by means of hot air drying, infrared drying, microwave drying, or the like, and the polyurethane coated on the surface of the carbon fiber is cross-linked with block isocyanate to form a thermosetting polyurethane. I do.
【0014】本発明のサイジング剤の被覆量は、炭素繊
維の重量に基づき、0.2〜10重量%の範囲にあるこ
とが必要である。この量が0.2重量%未満では本発明
の効果が十分に発揮されないし、また10重量%を超え
ると得られるチップの機械物性や耐熱性が低下する傾向
にある。特に好ましい被覆量は0.3〜8重量%の範囲
である。The coating amount of the sizing agent of the present invention needs to be in the range of 0.2 to 10% by weight based on the weight of carbon fibers. If the amount is less than 0.2% by weight, the effects of the present invention will not be sufficiently exhibited, and if it exceeds 10% by weight, the mechanical properties and heat resistance of the obtained chip tend to decrease. Particularly preferred coating amounts are in the range of 0.3 to 8% by weight.
【0015】本発明において、素材として用いる炭素繊
維については特に制限はなく、各種の公知の炭素繊維、
例えばレ−ヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ、リグ
ニン、炭化水素ガスなどを用いて製造された炭素質繊維
や黒鉛質繊維及びこれらに金属をコ−ティングした金属
被覆炭素繊維などの中から任意に選んで用いることがで
きる。好ましくはポリアクリロニトリルから得られた炭
素繊維や黒鉛質繊維が用いられる。In the present invention, the carbon fiber used as the material is not particularly limited, and various known carbon fibers,
For example, arbitrarily selected from rayon, polyacrylonitrile, pitch, lignin, carbonaceous fiber and graphite fiber produced using a hydrocarbon gas and the like, and metal-coated carbon fiber obtained by coating a metal on these. Can be used. Preferably, carbon fibers or graphitic fibers obtained from polyacrylonitrile are used.
【0016】本発明の目的は、このようにして、集束炭
素短繊維を提供することにあるが、繊維強化成形材料に
用いられる他の充てん剤、例えばガラス繊維、アラミド
繊維、炭化ケイ素繊維、金属繊維、ボロン繊維などに対
しても本発明を応用できる。本発明の集束化炭素短繊維
を用いて、繊維強化成形材料を製造するには、ガラス繊
維強化成形材料の製造における公知の方法を応用するこ
とができる。例えば、押出機を用いて、集束化炭素短繊
維とマトリックス樹脂とを溶融混練することによって炭
素繊維強化成形材料を製造することができる。この成形
材料には、充てん剤として集束化炭素短繊維以外のも
の、例えばガラス繊維やアラミド繊維などの繊維強化材
料、あるいはガラス、炭酸カルシウム、金属酸化物、カ
−ボンブラックなどの粉末状やフレ−ク状の添加剤など
を、必要に応じて、含有させてもよい。It is an object of the present invention to provide a short carbon fiber bundle in this way, but other fillers used in fiber-reinforced molding materials, such as glass fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, metal The present invention can be applied to fibers, boron fibers, and the like. In order to produce a fiber-reinforced molding material using the bundled short carbon fibers of the present invention, a known method for producing a glass fiber-reinforced molding material can be applied. For example, a carbon fiber reinforced molding material can be manufactured by melt-kneading a bundle of short carbon fibers and a matrix resin using an extruder. The molding material may be a filler other than the short carbon fiber bundle, for example, a fiber reinforced material such as glass fiber or aramid fiber, or a powdered or flexible material such as glass, calcium carbonate, metal oxide, or carbon black.ク -shaped additives and the like may be contained as necessary.
【0017】また、前記炭素繊維強化成形材料に用いら
れるマトリックス樹脂としては、一般に市販されている
ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリフェニレンエ−テ
ル、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリオレフィン、ABS樹脂、ポリエ
−テル、エ−テルケトン、ポリイミド、ポリサルホン、
ポリエ−テルサルホン、ポリウレタン、フェノ−ル樹
脂、エポキシ樹脂などのポリマ−類又はこれらのコポリ
マ−類、などの公知のマトリックスを挙げることができ
る。特にポリカ−ボネ−ト樹脂において、成形物の機械
物性と導電性を顕著に向上させる。さらに、本発明に用
いるサイジング剤はポリカ−ボネ−トの分子量を低下さ
せないので物性低下させず、リサイクルが可能になるな
どの利点がある。The matrix resin used for the carbon fiber reinforced molding material is generally commercially available polycarbonate, polyamide, polyphenylene ether, polyoxymethylene, polyester, polyphenylene sulfide, polyolefin, ABS resin. , Polyether, ether ketone, polyimide, polysulfone,
Known matrices such as polymers such as polyethersulfone, polyurethane, phenolic resin, and epoxy resin, or copolymers thereof, may be used. Particularly, in the case of polycarbonate resin, the mechanical properties and conductivity of the molded product are remarkably improved. Further, since the sizing agent used in the present invention does not decrease the molecular weight of the polycarbonate, it has the advantages that the physical properties do not decrease and that the sizing agent can be recycled.
【0018】ポリカ−ボネ−ト樹脂は、従来のポリカ−
ボネ−ト樹脂の製法と同様の方法、即ち、芳香族ジヒド
ロキシ化合物とホスゲン又は炭酸ジエステルとを反応さ
せてなるものである。この場合芳香族ジヒドロキシ化合
物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン(一般名ビスフェノ−ルA)、テトラメチルビ
スフェノ−ルA、テトラエチルビスフェノ−ルA、テト
ラブロムビスフェノ−ルA、ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブ
タン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘ
キサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロム−
4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)サルファイド、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)スルホン等が挙げられる。Polycarbonate resin is a conventional polycarbonate resin.
This is a method similar to the method for producing a carbonate resin, that is, a method comprising reacting an aromatic dihydroxy compound with phosgene or a carbonic acid diester. In this case, as the aromatic dihydroxy compound, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl)
Propane (generic name bisphenol A), tetramethylbisphenol A, tetraethylbisphenol A, tetrabromobisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4- (Hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)
Propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2-bis (4-hydroxy -3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-
4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone and the like.
【0019】特に好ましいポリカ−ボネ−ト樹脂は、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン系、
とりわけビスフェノ−ルAを主成分とするポリカ−ボネ
−トである。平均分子量15,000〜100,000
のものが好適である。実施例に用いた測定方法を示す。 (1)繊維強化成形材料の力学的物性は、JIS K6
810に準拠して測定した。 (2)繊維強化成形材料の導電性は、射出成形品を50
mm×90mm×2.5mmに切り出し、導電性銀ペ−
ストを一辺50mmの正方形の平行な2辺上に塗り、そ
の間の電気抵抗値をもって、表面抵抗率(Ω)とした。 (3)ポリカ−ボネ−ト樹脂の分子量はゲル浸透クロマ
トグラフィ−(東曹 HLC8020)、カラム(東曹
TSK−GEL(G4000HxL,G5000Hx
L各1本))、カムラ温度40℃、溶剤THFで測定
し、分子量はポリスチレン換質値より、重量平均値を算
出した。Particularly preferred polycarbonate resins are
2,2-bis (4-hydroxyphenyl) alkane-based,
In particular, it is a polycarbonate containing bisphenol A as a main component. Average molecular weight 15,000-100,000
Are preferred. The measurement method used in the example is shown. (1) The mechanical properties of the fiber-reinforced molding material are in accordance with JIS K6
810 was measured. (2) The conductivity of the fiber-reinforced molding material is 50
cut out to a size of 90 mm x 90 mm x 2.5 mm.
The strike was applied on two parallel sides of a square having a side of 50 mm, and the electrical resistance between them was defined as the surface resistivity (Ω). (3) The molecular weight of the polycarbonate resin was determined by gel permeation chromatography (Tososo HLC8020) and column (Tososo TSK-GEL (G4000HxL, G5000Hx).
L was measured at 40 ° C. and the solvent was THF, and the molecular weight was calculated as the weight average value from the polystyrene conversion value.
【0020】[0020]
【実施例1】アクリロニトリル系炭素繊維(新旭化成カ
−ボンファイバ−(株)製ハイカ−ボロン12kf)
を、ポリウレタンの水系エマルジョン(松本油脂製薬社
製 KP−2807)100重量部に対し、ブロックイ
ソシアネ−トの水系エマルジョン(松本油脂製薬社製
CAT−11)15重量部加えて、固形分濃度が4重量
%になるような溶液に浸漬し、炭素繊維に対し4重量%
付着させ、180℃で5分間熱風乾燥する。Example 1 Acrylonitrile carbon fiber (Hi-Carbon 12kf, manufactured by Shin-Asahi Kasei Carbon Fiber Co., Ltd.)
To 100 parts by weight of an aqueous polyurethane emulsion (KP-2807 manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.) and an aqueous emulsion of block isocyanate (Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.)
CAT-11) 15 parts by weight, and immersed in a solution having a solid concentration of 4% by weight, and 4% by weight based on carbon fibers
Adhere and dry with hot air at 180 ° C. for 5 minutes.
【0021】このようにして得られた集束炭素繊維を長
さ6mmに切断して集束化炭素短繊維を製造し、さらに
160℃、2時間熱処理を行い、ポリウレタン化合物を
架橋させた。得られた集束化炭素短繊維をメチルエチル
ケトン及びジメチルアセトアミドの溶剤でソックスレ−
抽出を1時間行い、乾燥後のチョップを観察したとこ
ろ、抽出前と変らず硬く集束されており、架橋されてい
ることが確認された。The bunched carbon fiber thus obtained was cut into a length of 6 mm to produce a bunched carbon short fiber, followed by heat treatment at 160 ° C. for 2 hours to crosslink the polyurethane compound. The obtained bundle of short carbon fibers was soxhed with a solvent of methyl ethyl ketone and dimethylacetamide.
Extraction was performed for 1 hour, and the chops after drying were observed. As a result, it was confirmed that the chops were firmly focused and crosslinked as before the extraction.
【0022】得られた集束化炭素短繊維30重量部に、
ビスフェノ−ルAタイプのポリカ−ボネ−ト樹脂70重
量部を加え、V型ブレンダ−でドライブレンドした。こ
のドライブレンド物を、スクリュ−フィダ−付の二軸押
出機にて混練、押出したが、連続10時間運転してもス
トランド切れもなく、押出量(15kg/hr)も一定
であった。得られたストランドをペレタイズし、繊維強
化成形材料を得た。次いで東芝製IS75E型射出成形
機にて、評価用試験片を得、曲げ強度、曲げ弾性率、導
電性を測定した。その結果を第一表に示す。To 30 parts by weight of the obtained bundle of short carbon fibers,
70 parts by weight of a bisphenol A type polycarbonate resin was added and dry blended with a V-type blender. This dry blend was kneaded and extruded with a twin-screw extruder equipped with a screw feeder. The strand was not cut even after continuous 10 hours of operation, and the extrusion rate (15 kg / hr) was constant. The obtained strand was pelletized to obtain a fiber-reinforced molding material. Next, a test piece for evaluation was obtained with a Toshiba IS75E injection molding machine, and the bending strength, the bending elastic modulus, and the conductivity were measured. The results are shown in Table 1.
【0023】[0023]
【実施例2】実施例1におけるポリウレタンエマルジョ
ンと架橋剤のエマルジョン溶液に、硬化促進触媒(松本
油脂製社製 CAT−64)0.6重量%加えた以外
は、実施例1と同様にした。その結果を表1に示す。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that 0.6% by weight of a curing accelerator (CAT-64, manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd.) was added to the emulsion solution of the polyurethane emulsion and the crosslinking agent in Example 1. Table 1 shows the results.
【0024】[0024]
【比較例1】実施例1におけるブロックイソシアネ−ト
を除いて、他は実施例1と同様にして、集束化炭素短繊
維を得た。その結果を表1に示す。押出工程において、
当初の2時間ほどはストランド切れもなく押出しが安定
していたが、それ以降は、押出機ホッパ−における食込
み不良が生じ、ストランド切れなどのトラブルが続いた
ので、押出機を調べたところ、ホッパ−部に粘着したチ
ョップのかたまりが観測された。Comparative Example 1 A bundle of short carbon fibers was obtained in the same manner as in Example 1 except for the block isocyanate in Example 1. Table 1 shows the results. In the extrusion process,
Extrusion was stable for about 2 hours without strand breaks, but after that, poor extruding in the extruder hopper occurred and continued troubles such as strand breaks. A lump of chop sticking to the-part was observed.
【0025】最初の1時間ほどで得られたペレットを実
施例1と同様にして評価し、その結果を表1に示した。The pellets obtained in the first hour or so were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0026】[0026]
【比較例2】実施例1におけるポリウレタン樹脂の代り
にエポキシ樹脂だけを用いた以外は、実施例1と同様と
した。その結果を表1に示す。尚、押出工程において連
続運転できなかった。Comparative Example 2 Example 1 was the same as Example 1 except that only the epoxy resin was used instead of the polyurethane resin. Table 1 shows the results. In addition, continuous operation was not possible in the extrusion process.
【0027】[0027]
【比較例3】比較例2において、エポキシ樹脂100重
量%に対し、ヘキサメチレンジアミン5重量%を加えた
以外は比較例2と同様とした。その結果を表1に示す。Comparative Example 3 Comparative Example 2 was the same as Comparative Example 2 except that 5% by weight of hexamethylenediamine was added to 100% by weight of the epoxy resin. Table 1 shows the results.
【0028】[0028]
【実施例3】実施例1において、ポリウレタン樹脂を炭
素繊維に0.3重量%被覆した以外は、同様にした。そ
の結果を表2に示す。Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, except that 0.3% by weight of a polyurethane resin was coated on carbon fibers. Table 2 shows the results.
【0029】[0029]
【実施例4】実施例1において、ポリウレタン樹脂を炭
素繊維に8.0重量%被覆した以外は、同様にした。そ
の結果を表2に示す。Example 4 The procedure of Example 1 was repeated except that 8.0% by weight of a polyurethane resin was coated on the carbon fiber. Table 2 shows the results.
【0030】[0030]
【比較例4】実施例1において、ポリウレタン樹脂を炭
素繊維に0.1重量%被覆した以外は、同様にした。そ
の結果を表2に示す。尚、押出工程において、連続運転
出来なかった。Comparative Example 4 The procedure of Example 1 was repeated, except that the polyurethane resin was coated with 0.1% by weight of carbon fiber. Table 2 shows the results. In the extrusion process, continuous operation could not be performed.
【0031】[0031]
【比較例5】実施例1において、ポリウレタン樹脂を炭
素繊維に11.0重量%被覆した以外は、同様にした。
その結果を表2に示す。Comparative Example 5 The procedure of Example 1 was repeated, except that the polyurethane resin was coated with 11.0% by weight of carbon fiber.
Table 2 shows the results.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】[0033]
【表2】 [Table 2]
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明のサイジングは、集束性が優れる
ので、高温作業性が良く、機械物性及び導電性が特に向
上する。水系エマルジョンのサイジング剤が使用でき、
溶剤系に比べ、経済的で危険性がなく、さらに環境問題
に対しても汚染がない等の工業的価値の高いものであ
る。According to the sizing of the present invention, since the sizing property is excellent, the workability at high temperatures is good, and the mechanical properties and conductivity are particularly improved. Aqueous emulsion sizing agent can be used,
Compared to the solvent system, it is economical, has no danger, and has high industrial value such as no pollution against environmental problems.
Claims (3)
ウレタン樹脂0.2〜10重量%をサイジング剤として
なる、ポリカーボネート樹脂強化用集束化炭素短繊維。 As claimed in claim 1 block sizing agent 0.2 to 10% by weight polyurethane resin crosslinked with an isocyanate
A short carbon fiber bundle for reinforcing polycarbonate resin .
ネートで架橋したポリウレタン樹脂でサイジングされてSized with polyurethane resin cross-linked with nate
なる集束化炭素短繊維とからなるポリカーボネート樹Polycarbonate tree consisting of short carbon fibers
脂。Fat.
クイソシアネート水系エマルションとを混合した溶液にTo a solution mixed with aqueous isocyanate emulsion
炭素繊維を接触もしくは浸漬したのち、加熱処理を施しAfter contacting or dipping carbon fiber, heat treatment
て、炭素繊維表面に被覆されたポリウレタンをブロックBlock the polyurethane coated on the carbon fiber surface
イソシアネートで架橋した集束化炭素短繊維をポリカーShort bundled carbon fibers crosslinked with isocyanate
ボネート樹脂と溶融混練する炭素繊維強化ポリカーボネCarbon fiber reinforced polycarbonate melt-kneaded with a carbonate resin
ート樹脂の製造方法。Method of manufacturing a resin.
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JP29556291A JP3222513B2 (en) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Method for producing bundled short carbon fiber for polycarbonate resin reinforcement, polycarbonate resin and carbon fiber reinforced polycarbonate resin |
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CN107207346B (en) | 2015-01-19 | 2020-07-28 | 帝人株式会社 | Fiber material for cement reinforcement |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29556291A patent/JP3222513B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH05132875A (en) | 1993-05-28 |
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