JP5747524B2 - 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 - Google Patents
炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5747524B2 JP5747524B2 JP2011015036A JP2011015036A JP5747524B2 JP 5747524 B2 JP5747524 B2 JP 5747524B2 JP 2011015036 A JP2011015036 A JP 2011015036A JP 2011015036 A JP2011015036 A JP 2011015036A JP 5747524 B2 JP5747524 B2 JP 5747524B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- meth
- acrylic polymer
- carbon fiber
- acrylic
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ{P(n)×M(n)}
ここで、(メタ)アクリル系重合体に含まれる(メタ)アクリル系単量体単位の種類をm種類として、各(メタ)アクリル系単量体単位をそれぞれ(メタ)アクリル系単量体単位(n)(nは1〜mの整数)としたとき、CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する;また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する;ただしΣP(n)=1である。
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ{P(n)×M(n)}
ここで、(メタ)アクリル系重合体に含まれる(メタ)アクリル系単量体単位の種類をm種類として、各(メタ)アクリル系単量体単位をそれぞれ(メタ)アクリル系単量体単位(n)(nは1〜mの整数)としたとき、CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する;また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する;ただしΣP(n)=1である。
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物は、(メタ)アクリル系重合体0.1〜10質量%、炭素繊維1〜70質量%、および熱可塑性樹脂20〜98.9質量%を含む炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物であって、該(メタ)アクリル系重合体が炭素繊維に付着しており、該(メタ)アクリル系重合体は、側鎖に水酸基を有するとともに、JIS K0070に準拠して測定された水酸基価が10〜100mgKOH/gであり、かつ、下式で算出される凝集エネルギー密度CEDが385〜550MPaである炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物である。
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ{P(n)×M(n)}。
CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する。また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する。ここで、CS(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造、すなわち単量体のC=C二重結合が開いた状態の化学構造である。また、係数1.15は、メタ)アクリル系単量体単位の比重を表す。
酸価=(5.611×A×F)/B (mgKOH/g)
A:0.1規定水酸化カリウム−エタノール標準液使用量(ml)
F:0.1規定水酸化カリウム−エタノール標準液のファクター
B:試料採取量(g)。
塩に転化されていないスルホン酸基のモル数=酸価×1000/56(モル/g)。
転化率(%)=(1−r)×100(%)
r:塩に転化されていないスルホン酸基のモル数/スルホン酸基の総モル数。
本発明の(メタ)アクリル系重合体が付着した強化繊維束において、(メタ)アクリル系重合体の強化繊維束への付着量は、強化繊維束全体に対して、0.5〜30質量%の範囲内であることが重要である。(メタ)アクリル系重合体の付着量が0.5質量%未満の場合は、強化繊維を被覆できない部分が存在し、良好な接着性を安定して発現できない場合がある。さらには強化繊維束の取り扱い性が不十分となる場合がある。ここでいう取り扱い性とは例えば、強化繊維束をボビンに巻き取る際の繊維束の硬さやさばけ易さであったり、強化繊維束をカットしてチョップド糸として使用する場合には、チョップド糸の集束性のことをいう。一方、(メタ)アクリル系重合体の付着量が30質量%よりも多くなると、得られる成形品の力学特性が極端に低下する場合や、強化繊維束が極端に硬くなり、ボビンに巻けなくなるなどの不具合を生じる場合がある。付着量は接着性と強化繊維束の取り扱い性とのバランスから、好ましくは1〜20質量%であり、さらに好ましくは3〜10質量%である。
τ=(σf ・d)/(2・lc )
lc =(4/3)・l
ここで、l(μm)は上記の平均破断繊維長、σf(MPa) は単繊維の引張強さ、d(μm)は単繊維の直径である。
強化繊維束A1は、下記のようにして製造した。
アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数24,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に硫酸を電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり3クーロンの電解表面処理を行った後、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A1(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A1の物性を下記に示す。
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm3
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.10。
強化繊維束A2は、下記のようにして製造した。
アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数24,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に重炭酸アンモニウムを電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり80クーロンの電解表面処理を行った後、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A2(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A2の物性を下記に示す。
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm3
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.20。
強化繊維束A3は、下記のようにして製造した。
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm3
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.10
サイジング剤種類:ポリオキシエチレンオレイルエーテル
サイジング剤付着量:1.5質量%。
撹拌装置、温度センサー、還流冷却器およびモノマー滴下口がついた1L四つ口フラスコに、イオン交換水137.4gを仕込み、脱気および窒素ガスのバブリングを数回繰り返し溶存酸素濃度が2mg/L以下になるまで脱酸素した後、昇温を開始した。以後の乳化重合工程では、窒素ガスの吹き込みを継続した。
表2および表4に示した(メタ)アクリル系単量体および反応性乳化剤の配合を用いて、(メタ)アクリル系重合体P(1)と同様にして、(メタ)アクリル系重合体を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
ALDRICH製、ポリアクリルアミド(50質量%水溶液)を用いた。
日本触媒製、“ポリメント(登録商標)”SK1000を用いた。
プライムポリマー(株)製、“プライムポリプロ(登録商標)”J105Gを用いた。その物性は下記の通りである。
比重:0.91
融点:160℃。
三井化学(株)製、“アドマー”(登録商標)QE510を用いた。その物性は下記の通りである。
比重:0.91
融点:160℃。
東レ(株)製、“アミラン(登録商標)”CM1001を用いた。その物性は下記の通りである。
比重:1.13
融点:225℃。
強化繊維束の引張強度および引張弾性率は、日本工業規格(JIS)−R−7601「樹脂含浸ストランド試験法」に記載された手法により、求めた。ただし、測定する炭素繊維の樹脂含浸ストランドは、“BAKELITE”(登録商標)ERL4221(100質量部)/3フッ化ホウ素モノエチルアミン(3質量部)/アセトン(4質量部)を、炭素繊維に含浸させ、130℃、30分で硬化させて形成した。また、ストランドの測定本数は、6本とし、各測定結果の平均値を、その炭素繊維の引張強度、引張弾性率とした。
強化繊維束の表面酸素濃度(O/C)は、X線光電子分光法により次の手順に従って求めた。まず、溶剤で炭素繊維表面の付着物などを除去した炭素繊維を20mmにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べた。X線源としてA1Kα1、2を用い、試料チャンバー中を1×108Torrに保った。測定時の帯電に伴うピークの補正値としてC1Sの主ピークの運動エネルギー値(K.E.)を1202cVに合わせた。K.E.として1191〜1205eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより、C1Sピーク面積を求めた。K.E.として947〜959eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより、O1Sピーク面積を求めた。
試料として、サイジング剤が付着している炭素繊維約5gを採取し、耐熱性の容器に投入した。次にこの容器を120℃で3時間乾燥した。吸湿しないようにデシケーター中で注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW1(g)とした。続いて、容器ごと、窒素雰囲気中で、450℃で15分間加熱後、同様にデシケーター中で吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW2(g)とした。以上の処理を経て、炭素繊維へのサイジング剤の付着量を次の式により求めた。
付着量(質量%)=100×{(W1−W2)/W2}
なお、測定は3回行い、その平均値を付着量として採用した。
試料として、(メタ)アクリル系重合体が付着している炭素繊維約5gを採取し、耐熱性の容器に投入した。次にこの容器を120℃で3時間乾燥した。吸湿しないようにデシケーター中で注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW1(g)とした。続いて、容器ごと、窒素雰囲気中で、450℃で15分間加熱後、同様にデシケーター中で吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW2(g)とした。以上の処理を経て、炭素繊維への(メタ)アクリル系重合体の付着量を次の式により求めた。
付着量(質量%)=100×{(W1−W2)/W2}
なお、測定は3回行い、その平均値を付着量として採用した。
「Reogel E4000」((株)ユービーエム社製の動的粘弾性測定装置)を用いて、(メタ)アクリル系重合体のtanδおよびヤング率E’を測定した。測定条件は、測定法:動的粘弾性率測定(正弦波)、測定モード:温度依存性、チャック:引張、波形:正弦波、加振の種類:ストップ加振、初期荷重:初期歪み制御(0.02mm)、条件:周波数1Hz、測定開始温度10℃、ステップ温度1℃、測定終了温度170℃、昇温速度4℃/分とした。
JIS K0070に準拠して(メタ)アクリル系重合体の酸価および水酸基価の測定をおこなった。
(メタ)アクリル系重合体の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した。GPCカラムにはポリスチレン架橋ゲルを充填したものを用いた。溶媒に1,2,4−トリクロロベンゼンを用い、150℃にて測定した。分子量は標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量を算出した。
強化繊維束に(メタ)アクリル系重合体のエマルジョンまたは水溶液を浸漬法にて付与し、140℃で5分間乾燥させ、(メタ)アクリル系重合体が付着した強化繊維束を得た。付着量は(メタ)アクリル系重合体のエマルジョンまたは水溶液の濃度を適宜調整する方法、あるいは浸漬と乾燥を複数回繰り返して調整する方法のいずれか、または両方法を用いて調整した。得られた強化繊維束を、カートリッジカッターにて長さ1/4インチにカットし、チョップド糸を得た。
強化繊維束をカートリッジカッターで1/4インチにカットし、チョップド糸を得た。
評価詳細についてはDrzal, L.T., Mater. Sci. Eng. A126, 289(1990)を参考にした。(メタ)アクリル系重合体が付着した強化繊維束より長さ20cmの単繊維1本を取り出した。続いて未変性ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ(登録商標)”J105G)50重量%と、酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製“アドマー(登録商標)”QB510)50重量%とからなる厚み150μmの樹脂フィルムを20×20cm角の大きさで2枚作製し、前記取り出した単繊維を1枚目の樹脂フィルム上に直線状に配置した。もう1枚の樹脂フィルムを前記単繊維を挟むように重ねて配置し、200℃で3分間、0.5MPaの圧力で加圧プレスし、単繊維が樹脂に埋め込まれたサンプルを作製した。得られたサンプルを切り出し、単繊維が中央に埋没した厚さ0.2mm、幅10mm、長さ70mmの試験片を得た。上記と同様にして試験片を10ピース作製した。
τ=(σf・d)/(2・lc)
lc=(4/3)・l。
ここで、l(μm)は上記の平均破断繊維長、σf(MPa)は単繊維の引張強さ、d(μm)は単繊維の直径である。σfは、強化繊維の引張強度分布がワイブル分布に従うとして次の方法により求めた。即ち、(メタ)アクリル系重合体を付着させる前の単繊維を用い、試料長がそれぞれ5mm、25mm、50mmにおける単繊維の引張り強度をJIS R7606に基づいて求めた。具体的には、炭素繊維束をほぼ4等分し、4つの束から順番に単繊維を100本サンプリングした。このとき、束全体からできるだけまんべんなくサンプリングした。サンプリングした単繊維は、穴あき台紙に接着剤を用いて固定した。単繊維を固定した台紙を引張り試験機に取り付け、歪速度1mm/分、試料数100で引張試験を行った。得られた平均引張強度から最小2乗法により、試料長と平均引張強度との関係式を求め、試料長lcの時の平均引張強度を算出した。
界面剪断強度の評価は以下の基準で行った。
A:14MPa以上
B:13MPa以上14MPa未満
C:12MPa以上13MPa未満
D:12MPa未満。
得られた成形品から試験片を切り出し、ASTM D−790(2004)に従い曲げ強度を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に、0°、+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出して試験片を作製した。それぞれの方向について測定数はn=5とし、全ての測定値(n=20)の平均値を曲げ強度とした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
評価は成形品の曲げ強度をもとに、以下の基準で判定した。
AA:200MPa以上
A:150MPa以上200MPa未満
B:130MPa以上150MPa未満
C:100MPa以上130MPa未満
D:100MPa未満。
得られた成形品から試験片を切り出し、ASTM D−256(2004)に従いIzod衝撃強度(ノッチ有)を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に、0°、+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出して試験片を作製した。それぞれの方向について測定数はn=5とし、全ての測定値(n=20)の平均値をIzod衝撃強度(ノッチ有)とした。
評価は成形品の曲げ強度をもとに、以下の基準で判定した。
A:150J/m以上
B:120J/m以上150J/m未満
C:100J/m以上120J/m未満
D:100J/m未満。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(2)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(3)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(4)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(5)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(6)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(ポリアミド6樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A2、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A3、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例2に記載の要領でプレス成形品を得た。評価結果は表3にまとめた。なお、プレス成形品は強化繊維がランダムに配向しており、曲げ強度の測定方向によるバラツキが小さく、射出成形品と比較して良好であった。
強化繊維A3、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(ポリアミド6樹脂)を用いて、参考例2に記載の要領でプレス成形品を得た。評価結果は表3にまとめた。なお、プレス成形品は強化繊維がランダムに配向しており、曲げ強度の測定方向によるバラツキが小さく、射出成形品と比較して良好であった。
強化繊維A2、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、(メタ)アクリル系重合体は使用せずに参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(8)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(9)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(10)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(11)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(12)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
強化繊維A1、(メタ)アクリル系重合体P(1)、熱可塑性樹脂(酸変性ポリプロピレン樹脂)を用いて、参考例1に記載の要領で射出成形品を得た。評価結果は表2にまとめた。
Claims (30)
- (メタ)アクリル系重合体0.1〜10質量%、炭素繊維1〜70質量%、および熱可塑性樹脂20〜98.9質量%を含む炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物であって、該(メタ)アクリル系重合体が炭素繊維に付着しており、該(メタ)アクリル系重合体は、側鎖に水酸基を有するとともに、JIS K0070に準拠して測定された水酸基価が10〜100mgKOH/gであり、かつ、下式で算出される凝集エネルギー密度CEDが385〜550MPaである重合体である炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物;
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ{P(n)×M(n)}
ここで、(メタ)アクリル系重合体に含まれる(メタ)アクリル系単量体単位の種類をm種類として、各(メタ)アクリル系単量体単位をそれぞれ(メタ)アクリル系単量体単位(n)(nは1〜mの整数)としたとき、CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する;また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する;但しΣP(n)=1である。 - 前記(メタ)アクリル系重合体が、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル単位、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド単位およびN−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレンウレア単位から選ばれた1種以上の(メタ)アクリル系単量体単位を含む、請求項1に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、カルボキシル基含有(メタ)アクリル系単量体単位0〜5質量%、水酸基含有(メタ)アクリル系単量体単位3〜25質量%、アルキル基の炭素原子数が1〜4個の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位70〜97質量%を含む(メタ)アクリル系重合体である、請求項1または2に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体を構成する全ての(メタ)アクリル系単量体単位のうち、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した(メタ)アクリル系単量体単位が60質量%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が側鎖にカルボキシル基を有し、酸価が1〜10mgKOH/gである、請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、動的粘弾性試験で求められるtanδが50〜100℃である、請求項1〜5のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、動的粘弾性試験で求められるヤング率E’が180〜600MPaである、請求項1〜6のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000の範囲である、請求項1〜7のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、カルボン酸塩基、スルホン酸塩基およびリン酸塩基から選ばれた基を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、1グラム当たり、式(I)で表される基換算で総量0.01〜1ミリモル当量のスルホン酸塩基を含む、請求項9に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
−(O=)S(=O)−O−・・・式(I) - 前記(メタ)アクリル系重合体に含まれるスルホン酸基の50〜100%が、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩およびアンモニウム塩より選択される塩で転化されたものである、請求項10に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記炭素繊維のX線光電子分光法(ESCA)によって測定される表面酸素濃度(O/C)が0.05〜0.5である、請求項1〜11のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記炭素繊維が炭素繊維束として含まれており、かつ、該炭素繊維束の繊維長が1〜30mmである、請求項1〜12のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、PEEKおよびフッ素系樹脂より選ばれる少なくとも1種を含む熱可塑性樹脂である、請求項1〜13のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリオレフィン樹脂が、カルボキシル基、酸無水物基およびエポキシ基より選ばれる少なくとも1種の官能基を含む変性ポリオレフィン樹脂である、請求項14に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物。
- 炭素繊維に(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束であって、該(メタ)アクリル系重合体は、側鎖に水酸基を有するとともに、JIS K0070に準拠して測定された水酸基価が10〜100mgKOH/gであり、かつ、下式で算出される凝集エネルギー密度CEDが385〜550MPaである重合体であり、かつ、該(メタ)アクリル系重合体の付着量が0.5〜30質量%である(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束;
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ{P(n)×M(n)}
ここで、(メタ)アクリル系重合体に含まれる(メタ)アクリル系単量体単位の種類をm種類として、各(メタ)アクリル系単量体単位をそれぞれ(メタ)アクリル系単量体単位(n)(nは1〜mの整数)としたとき、CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する;また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する;但しΣP(n)=1である。 - 前記(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束の、以下に示すマトリックス樹脂との界面剪断強度が12MPa以上である、請求項16に記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束;
ここで、マトリックス樹脂は、未変性ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ(登録商標)”J105G)50質量%と、酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製“アドマー(登録商標)”QB510)50質量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物。 - 前記(メタ)アクリル系重合体が、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル単位、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド単位およびN−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレンウレア単位から選ばれた1種以上の(メタ)アクリル系単量体単位を含む、請求項16または17のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、カルボキシル基含有(メタ)アクリル系単量体単位0〜5質量%、水酸基含有(メタ)アクリル系単量体単位3〜25質量%、アルキル基の炭素原子数が1〜4個の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位70〜97質量%を含む、請求項16〜18のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体を構成する全ての(メタ)アクリル系単量体単位のうち、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した(メタ)アクリル系単量体単位が60質量%以上である、請求項16〜19のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が側鎖にカルボキシル基を有し、酸価が1〜10mgKOH/gである、請求項16〜20のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、動的粘弾性試験で求められるtanδが50〜100℃である、請求項16〜21のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、動的粘弾性試験で求められるヤング率E’が180〜600MPaである、請求項16〜22のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体の、重量平均分子量Mwが5,000〜500,000の範囲である、請求項16〜23のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、重合体鎖に結合したカルボン酸塩基、スルホン酸塩基およびリン酸塩基から選ばれた基を含む、請求項16〜24のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記(メタ)アクリル系重合体が、1グラム当たり、式(I)で表される基換算で総量0.01〜1ミリモル当量のスルホン酸塩基を含む、請求項25に記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
−(O=)S(=O)−O−・・・式(I) - 前記(メタ)アクリル系重合体に含まれるスルホン酸基の50〜100%が、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩およびアンモニウム塩より選択される塩で転化されたものである、請求項26に記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記炭素繊維のX線光電子分光法(ESCA)によって測定される表面酸素濃度(O/C)が0.05〜0.5である、請求項16〜27のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記炭素繊維束が20,000〜100,000本の単繊維からなる、請求項16〜28のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
- 前記炭素繊維束が繊維長1〜30mmのチョップド糸である、請求項16〜29のいずれかに記載の(メタ)アクリル系重合体が付着した炭素繊維束。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011015036A JP5747524B2 (ja) | 2010-01-29 | 2011-01-27 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010018295 | 2010-01-29 | ||
JP2010018295 | 2010-01-29 | ||
JP2011015036A JP5747524B2 (ja) | 2010-01-29 | 2011-01-27 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011174056A JP2011174056A (ja) | 2011-09-08 |
JP2011174056A5 JP2011174056A5 (ja) | 2014-02-06 |
JP5747524B2 true JP5747524B2 (ja) | 2015-07-15 |
Family
ID=44687206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011015036A Active JP5747524B2 (ja) | 2010-01-29 | 2011-01-27 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5747524B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5593779B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-09-24 | 三菱レイヨン株式会社 | 強化繊維用サイジング剤、炭素繊維束およびこれらの製造方法、ならびに熱可塑性樹脂組成物およびその成型品 |
JP6136329B2 (ja) * | 2013-02-13 | 2017-05-31 | Dic株式会社 | 繊維集束剤 |
JP6379901B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2018-08-29 | 三菱ケミカル株式会社 | 強化繊維束、繊維強化熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 |
JP6263504B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2018-01-17 | 矢崎総業株式会社 | 導電性樹脂体及び車両アース構造 |
BR112021026784A2 (pt) * | 2019-07-12 | 2022-02-15 | Dow Global Technologies Llc | Composição, e, método para aglutinar fibras |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4161409B2 (ja) * | 1997-05-23 | 2008-10-08 | 東レ株式会社 | チョップド炭素繊維およびその製造方法 |
JP4390443B2 (ja) * | 2002-11-28 | 2009-12-24 | 日本エイアンドエル株式会社 | 繊維収束用水性組成物および炭素繊維ストランド |
JP4701893B2 (ja) * | 2005-07-21 | 2011-06-15 | Jsr株式会社 | 繊維集束剤用共重合体、繊維集束剤、繊維束、及び繊維強化樹脂 |
JP2007308528A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Toray Fine Chemicals Co Ltd | 塗料用アクリル樹脂組成物。 |
JP2009074229A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-04-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 繊維用集束剤 |
JP2009197359A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Toray Ind Inc | 強化繊維、および繊維強化複合材料 |
JP5557463B2 (ja) * | 2009-04-20 | 2014-07-23 | 三菱樹脂株式会社 | 積層ポリエステルフィルムの製造方法 |
-
2011
- 2011-01-27 JP JP2011015036A patent/JP5747524B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011174056A (ja) | 2011-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101578045B1 (ko) | 섬유 강화 열가소성 수지 조성물, 강화 섬유 다발, 및 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 제조 방법 | |
KR101665737B1 (ko) | 성형재료 및 수지 부착 강화 섬유 다발 | |
JP5747524B2 (ja) | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 | |
US9475920B2 (en) | Carbon fiber-reinforced polypropylene sheet and molded article thereof | |
KR101837219B1 (ko) | 탄소섬유다발 및 그 제조 방법, 및 그로부터의 성형품 | |
WO2007037260A1 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂組成物、その製造方法、及び熱可塑性樹脂用炭素繊維 | |
JP2009197359A (ja) | 強化繊維、および繊維強化複合材料 | |
JP5584977B2 (ja) | 強化繊維束 | |
JP2013177560A (ja) | 炭素繊維強化成形品の製造方法および炭素繊維強化成形品 | |
JP5664465B2 (ja) | ガラス繊維物品及びガラス繊維強化プラスチック | |
JP5655592B2 (ja) | 炭素繊維強化成形材料の製造方法 | |
JP2013117014A (ja) | 炭素繊維強化成形品の製造方法および炭素繊維強化成形品 | |
JP2011174056A5 (ja) | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物および炭素繊維束 | |
WO2018168867A1 (ja) | 炭素材料用オキサゾリン系分散剤等及びそれらを用いた炭素複合材料 | |
JP5908765B2 (ja) | 複合材料の製造方法 | |
JP2008169344A (ja) | 熱可塑性樹脂組成物 | |
JP2013032600A (ja) | 炭素繊維集束剤、炭素繊維及び成形材料 | |
JP2017095824A (ja) | 繊維強化プラスチック成形体用基材及び繊維強化プラスチック成形体 | |
JP2015178611A (ja) | 複合強化繊維束および成形材料 | |
JP5584978B2 (ja) | 成形材料 | |
JP6379901B2 (ja) | 強化繊維束、繊維強化熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 | |
JP2020105514A (ja) | 炭素材料を含有する積層体と複合体 | |
JP2010150359A (ja) | 繊維強化成形品 | |
JP2013116988A (ja) | 樹脂組成物ならびにそれを含む繊維集束剤及びコーティング剤 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131213 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140812 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150414 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150427 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5747524 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |