JPH0665787B2 - Carbon fiber strand sizing method - Google Patents

Carbon fiber strand sizing method

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JPH0665787B2
JPH0665787B2 JP62322476A JP32247687A JPH0665787B2 JP H0665787 B2 JPH0665787 B2 JP H0665787B2 JP 62322476 A JP62322476 A JP 62322476A JP 32247687 A JP32247687 A JP 32247687A JP H0665787 B2 JPH0665787 B2 JP H0665787B2
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carbon fiber
heat roller
epoxy resin
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heat
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秀樹 中井
泰久 山崎
秀桂 乾
義史 川勝
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、開繊性及び耐擦過性に優れた炭素繊維ストラ
ンドを得るためのサイジング方法に関するものである。
さらに詳しくは、プリプレグ製造工程でのガイド等によ
る擦過における毛羽の発生がなく、取扱性がよく、しか
も、樹脂含浸の際における開繊性に優れた炭素繊維スト
ランドを得るためのサイジング方法に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sizing method for obtaining carbon fiber strands having excellent openability and abrasion resistance.
More specifically, the present invention relates to a sizing method for obtaining a carbon fiber strand having excellent openability when impregnated with a resin, which does not generate fluff during rubbing due to a guide or the like in a prepreg manufacturing process and has good handleability. is there.

〔従来の技術及び問題点〕[Conventional technology and problems]

炭素繊維ストランドは、その優れた特性、特に高比強
度、高比弾性の特性を生かし、各種の樹脂組成物をマト
リックスとした複合材料として、航空機、スポーツ用品
等の産業分野において広く利用されている。
Carbon fiber strands are widely used in industrial fields such as aircraft and sporting goods as a composite material using various resin compositions as a matrix, taking advantage of their excellent properties, particularly high specific strength and high specific elasticity. .

この炭素繊維ストランドは、ストランドのまま一方向に
引揃えられた状態で、或は織物状態で樹脂組成物を含浸
し、成形して複合材料とされる。
The carbon fiber strands are impregnated with the resin composition in a state where the carbon fiber strands are aligned in one direction as they are or in a woven state, and molded to obtain a composite material.

このような加工工程において、炭素繊維ストランドの取
扱性の安定化をはかり、また、製織等の高次加工におい
て炭素繊維ストランドの耐擦過性や、取扱性の向上をは
かるための各種のサイジング処理方法が提案されている
(例えば特公昭60−47953号公報、特開昭62−110984号
公報)。
In such a processing step, the handling property of the carbon fiber strands is stabilized, and the abrasion resistance of the carbon fiber strands in higher-order processing such as weaving, and various sizing treatment methods for improving the handling property. Have been proposed (for example, Japanese Patent Publication No. 60-47953 and Japanese Patent Publication No. 62-110984).

前掲特開昭62−110984号公報では、エポキシ樹脂に対す
るポリウレタン樹脂の配合比が両樹脂の化学構造、エポ
キシ当量、カルボキシル基当量により異なり一概に決め
られないとし、約2〜30倍量のポリウレタン樹脂が過剰
に使用されている。しかしながら、この方法においても
ストランドの耐擦過性及び開繊性を同時に満足する炭素
繊維ストランドは得られていない。
In the above-mentioned JP-A-62-110984, the compounding ratio of the polyurethane resin to the epoxy resin differs depending on the chemical structure of both resins, the epoxy equivalent and the carboxyl group equivalent and cannot be determined unconditionally. Is overused. However, even with this method, a carbon fiber strand that simultaneously satisfies the abrasion resistance and spreadability of the strand has not been obtained.

炭素繊維ストランドを一方向に配列しこれに樹脂組成物
を含浸させた、所謂一方向プリプレグの製造において
は、炭素繊維ストランドの開繊性が重要な要求性能であ
ると同時に、炭素繊維ストランドの系ガイド等との耐擦
過性も重要な要求特性であるが、この両者を同時に満足
することは、従来技術では困難であった。
In the production of so-called unidirectional prepregs in which carbon fiber strands are arranged in one direction and impregnated with a resin composition, the openability of the carbon fiber strands is an important required performance, and at the same time the system of carbon fiber strands is used. Scratch resistance with guides and the like is also an important required property, but it has been difficult in the prior art to satisfy both of them at the same time.

すなわち、一般に開繊性を高めると耐擦過性が低下し、
耐擦過性を高めると開繊性が低下する傾向があり、この
ため両者を同時に満足することは困難視されていた。
That is, generally, when the openability is increased, the scratch resistance is decreased,
When the scratch resistance is increased, the spreadability tends to decrease, and it has been difficult to satisfy both of them at the same time.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、このような炭素繊維ストランドのサイズ剤付
与におけるプリプレグ製造時の開繊性と耐擦過性という
両立困難な特性を同時に満足し、かつ、炭素繊維複合材
料の本来的に具有すべき複合材料特性をも満足するとこ
ろの炭素繊維ストランドのサイジング方法を提供しよう
とするものである。
The present invention simultaneously satisfies the difficult properties of compatibility of opening property and scratch resistance at the time of prepreg production in the sizing of carbon fiber strands, and is a composite material that the carbon fiber composite material should originally have. An object of the present invention is to provide a sizing method for carbon fiber strands which also satisfies the material properties.

〔発明の構成及び作用〕[Structure and Action of Invention]

本発明は下記の構成からなる。 The present invention has the following configurations.

炭素繊維ストランドを、有効成分としてエポキ樹脂
(A)とフィルム流動開始温度90〜160℃の水溶性ポリ
ウレタン樹脂(B)とを重量比B/A=0.4〜1.5の範囲
で含む水エマルジョン液中に通した後、90〜160℃の複
数の熱ローラーであって、第1の熱ローラー温度を90〜
115℃、第2の熱ローラー温度を第1の熱ローラー温度
より高くし、かつ、第3以降の熱ローラー温度を第2の
熱ローラー温度と同一か、または、第2の熱ローラー温
度より低温にて押圧接触させつつ乾燥熱処理することを
特徴とする炭素繊維ストランドのサイジング方法。
A carbon fiber strand is added to an aqueous emulsion containing an epoxy resin (A) as an active ingredient and a water-soluble polyurethane resin (B) having a film flow starting temperature of 90 to 160 ° C in a weight ratio B / A = 0.4 to 1.5. After passing through a plurality of heat rollers of 90 ~ 160 ℃, the first heat roller temperature is 90 ~
115 ° C., the second heat roller temperature is set higher than the first heat roller temperature, and the third and subsequent heat roller temperatures are the same as the second heat roller temperature or lower than the second heat roller temperature. A method for sizing carbon fiber strands, which comprises performing a dry heat treatment while pressing and contacting with each other.

本発明によると、プリプレグ製造時の開繊性に優れるた
め樹脂組成物の含浸性及び拡幅性がよく、しかも、耐擦
過性に優れるため加工整経時にローラーやガイド等との
接触による毛羽発生や糸切のない、取扱性がよいサイジ
ング処理された炭素繊維ストランドを得ることができ
る。
According to the present invention, the resin composition is excellent in spreadability at the time of prepreg production and has good spreadability and spreadability, and moreover, since it is excellent in scratch resistance, fluff is generated due to contact with a roller, a guide or the like during processing time. It is possible to obtain a sizing-treated carbon fiber strand which is free from thread breakage and has good handleability.

本発明において炭素繊維ストランドとは、アクリロニト
リル系、レーヨン系、ピッチ系等の既知の炭素繊維の10
0〜100,000フィラメントが集束された繊維束であり、炭
素繊維には黒鉛繊維を含む。
Carbon fiber strands in the present invention, acrylonitrile-based, rayon-based, pitch-based known carbon fiber 10
It is a fiber bundle in which 0 to 100,000 filaments are bundled, and carbon fibers include graphite fibers.

本発明において水エマルジョン液に含まれる(A)成分
のエポキシ樹脂とは、通常知られているエポキシ樹脂、
好ましくはビスフェノールA系エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック系エポキシ樹脂、ビニルエステル系エポキ
シ樹脂等のエポキシ樹脂である。
In the present invention, the epoxy resin as the component (A) contained in the water emulsion liquid is a commonly known epoxy resin,
Preferred are epoxy resins such as bisphenol A epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, vinyl ester epoxy resin and the like.

また、ウレタン変成エポキシ樹脂等を主成分とするもの
も好ましい。
Further, those containing urethane modified epoxy resin as a main component are also preferable.

これらエポキシ樹脂の具体例は、下記のとおりである。Specific examples of these epoxy resins are as follows.

ビスフェノールA系エポキシ樹脂:(例えば、ビスフ
ェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって得ら
れるエポキシ樹脂)シェル化学社製のエピコート828、
エピコート1001、フェノールノボラック系エポキシ樹
脂:(例えば、ノボラックタイプのフェノール樹脂とエ
ピクロルヒドリンとの反応によって得られるエポキシ樹
脂)シェル化学社製のエピコート152、エピコート154、
ビニルエステル系エポキシ樹脂:(例えば、ビニルア
セテート、ビニルクロライド、スチレン、アクリロニト
リル等のビニル化合物とグリシジルメタクリレートとの
反応によって得られるエポキシ樹脂)、エーテル系エ
ポキシ樹脂:ポリオール、ポリエーテルポリオール、多
価フェノールのモノ、ジ又はトリグリシジルエーテル
等、エポキシ化ブタジエン系エポキシ樹脂:アデカア
ーガス社製BF−1000又はグッドリッチ社製ハイカーとエ
ポキシ化合物との反応によって得られるエポキシ樹脂
等、エポキシ化ソルビート系の非グリシジルタイプの
エポキシ樹脂、上記エポキシ樹脂を変成したもの:旭
電化社製アデカレジンEPU−6、アデカレジンEPO−4等
のウレタン変成エポキシ樹脂等、フェノキシ樹脂と称
されている高分子量のエポキシ樹脂:シェル化学社製の
エピコートOL−55−B−40、エピコートOL−55−B−4
0、ダウケミカル社製のDER 684、EK40、東都化学社製の
フェノレートYP50EK40、大日本インキ社製のエピクロン
H−157、H−353、H−360等。
Bisphenol A-based epoxy resin: (for example, epoxy resin obtained by reaction of bisphenol A with epichlorohydrin) Epicoat 828 manufactured by Shell Chemical Co.,
Epicoat 1001, phenol novolac-based epoxy resin: (for example, epoxy resin obtained by reaction of novolac-type phenol resin and epichlorohydrin) Epicoat 152, Epicoat 154 manufactured by Shell Chemical Co.,
Vinyl ester-based epoxy resin: (for example, an epoxy resin obtained by reacting a vinyl compound such as vinyl acetate, vinyl chloride, styrene, and acrylonitrile with glycidyl methacrylate), ether-based epoxy resin: a polyol, a polyether polyol, a polyhydric phenol Epoxidized butadiene-based epoxy resin such as mono-, di- or triglycidyl ether: epoxidized sorbet-based non-glycidyl type such as epoxy resin obtained by reaction of BF-1000 manufactured by Adeka Argus Co. or Hiker manufactured by Goodrich Co. with epoxy compound Epoxy resin modified from the above-mentioned epoxy resin: high molecular weight epoxy resin called phenoxy resin such as urethane modified epoxy resin such as Adeka Resin EPU-6 and Adeka Resin EPO-4 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd. Le Chemical Co. EPIKOTE OL-55-B-40, EPIKOTE OL-55-B-4
0, DER 684, EK40 manufactured by Dow Chemical Co., phenolate YP50EK40 manufactured by Toto Chemical Co., Ltd., Epiclon H-157, H-353, H-360 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals.

本発明において水溶性ポリウレタン樹脂とは、次に例示
するとおりである。
In the present invention, the water-soluble polyurethane resin is as exemplified below.

ポリエーテル系のポリウレタン樹脂では、パーマリンUA
−60、UA−80(三洋化成社製)、アイゼラックスS−10
20、S−1040、S−1060(保土谷化学社製)が挙げられ
る。ポリエステル系のポリウレタン樹脂では、アイゼラ
ックス4040−n(保土谷化学社製)、レザミンW−5020
(大日糖化社製)、インプラニールDLN、DLS、(バイエ
ル社製)、ハイドランAP−10〜40、APX103、APX101H、H
W−350(大日本インキ化学社製)が挙げられる。水溶性
ポリウレタン樹脂は、通常次のようにして得られる。
Polyether polyurethane resin, Permarin UA
-60, UA-80 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Aizerax S-10
20, S-1040, S-1060 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.). For polyester-based polyurethane resin, Iserax 4040-n (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Resamine W-5020
(Manufactured by Dainichi Goka Co., Ltd.), Implaner DLN, DLS, (manufactured by Bayer), Hydran AP-10-40, APX103, APX101H, H
W-350 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) may be mentioned. The water-soluble polyurethane resin is usually obtained as follows.

(イ)末端に水酸基を含有するポリエーテル、ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリブタジエンポリオール、ポ
リアクリルポリオール等と (ロ)有機ポリイソシアネート(ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソアネート等)と(ハ)少くとも1個以上のイソシ
アネート基と水酸基を有し、少くとも1個以上のカルボ
キシル基を有してもよい化合物〔タルトロン酸(オキシ
マロン酸)、イソプロピルタルトロン酸、n−プロピル
タルトロン酸、α−オキシコハク酸、α−オキシアジピ
ン酸、メチルタルトロン酸等のヒドロキシカルボン酸〕
とを重付加反応させる。上記化合物中に含まれるカルボ
キシル基は、アンモニウム塩としておくことが複合材料
とした場合の物性面から好ましい。
(B) Polyethers, polyesters, polyacetals, polybutadiene polyols, polyacrylic polyols, etc. containing hydroxyl groups at the terminals and (b) organic polyisocyanates (diphenylmethane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexa) (Methylene diisocyanate, etc.) and (c) compounds having at least one or more isocyanate groups and hydroxyl groups and optionally having at least one or more carboxyl groups [tartronic acid (oxymalonic acid), isopropyl tartrate] Hydroxycarboxylic acids such as rhoic acid, n-propyl tartronic acid, α-oxysuccinic acid, α-oxyadipic acid, and methyl tartronic acid]
And polyaddition reaction. The carboxyl group contained in the above compound is preferably an ammonium salt from the viewpoint of physical properties when used as a composite material.

フィルム流動開始温度は、島津製作所社製『高化式フロ
ーテスター』を用い、フィルム厚さ100μmにて測定し
た値で示す。
The film flow start temperature is indicated by a value measured at a film thickness of 100 μm using “Koka type flow tester” manufactured by Shimadzu Corporation.

本発明におけるエポキシ樹脂(A)と水溶性ポリウレタ
ン樹脂(B)の重量比=B/Aは0.4〜1.5の範囲であ
る。
The weight ratio of epoxy resin (A) and water-soluble polyurethane resin (B) = B / A in the present invention is in the range of 0.4 to 1.5.

0.4未満では、耐擦過性が低く、毛羽の発生、糸切れが
多くなり、加えてストランドの形態保持性も低下し、プ
リプレグ製造時の単繊維の平行性が悪くなり、開繊性、
樹脂含浸性が低下する。一方1.5超では、ストランドの
開繊性が低下し、耐擦過性も低く毛羽の発生、糸切れが
多くなる。
If it is less than 0.4, the abrasion resistance is low, the occurrence of fluff and the yarn breakage are increased, and the shape retention of the strand is also lowered, the parallelism of the single fibers during the production of the prepreg is deteriorated, and the openability,
The resin impregnation property is reduced. On the other hand, if it exceeds 1.5, the spreadability of the strand is deteriorated, the scratch resistance is low, and fluff occurs and the yarn breaks frequently.

これらの(A)成分及び(B)成分を含む水エマルジョ
ン液は、下記の方法によって得られる。
A water emulsion liquid containing these components (A) and (B) is obtained by the following method.

まず、エポキシ樹脂に通常5〜10重量%の界面活性剤を
加え、さらに、水を少量ずつ加えて機械的に転相乳化す
る既知の方法によって、水分散性のエポキシ樹脂のエマ
ルジョン液を得る。この場合、界面活性剤としては芳香
族ノニオン系のものが好ましい。
First, a water-dispersible epoxy resin emulsion is obtained by a known method in which a surfactant is usually added to an epoxy resin in an amount of 5 to 10% by weight, and then water is added little by little to mechanically perform phase inversion emulsification. In this case, the surfactant is preferably an aromatic nonionic surfactant.

次いで、このエポキシ樹脂エマルジョン液と水溶性ポリ
ウレタン樹脂とを通常の機械的混合方法によって混合す
る。
Next, the epoxy resin emulsion liquid and the water-soluble polyurethane resin are mixed by a usual mechanical mixing method.

本発明で使用するサイジング剤には、必要に応じ平滑剤
(例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の
高級脂肪族アミドやオレイン酸エステル、ステアリン酸
エステル等の高級脂肪族エステルやオレインアルコー
ル、ステアリンアルコール、セチルアルコール等の高級
脂肪族アルコール等)を添加してもよく、特に平滑剤の
添加は、本発明の目的に沿って有効であって、1種又は
2種以上の滑剤を10重量%以下使用するのが好ましい。
The sizing agent used in the present invention includes, if necessary, a leveling agent (for example, higher aliphatic amide such as oleic acid amide and stearic acid amide, oleic acid ester, higher aliphatic ester such as stearic acid ester, oleic alcohol, stearin). Alcohol, higher aliphatic alcohol such as cetyl alcohol, etc.) may be added, and addition of a smoothing agent is particularly effective for the purpose of the present invention, and 10% by weight of one or more lubricants is added. It is preferably used below.

サイジング剤の炭素繊維への付着量は、通常、炭素繊維
に対し0.3〜5重量%好ましくは0.7〜2重量%の範囲で
ある。
The amount of the sizing agent attached to the carbon fibers is usually 0.3 to 5% by weight, preferably 0.7 to 2% by weight, based on the carbon fibers.

炭素繊維ストランドへのサイジング剤の含浸は、浸漬
法、ローラー転写接触法、スプレー法などの既知の方法
によって行われる。
Impregnation of the carbon fiber strands with the sizing agent is performed by a known method such as a dipping method, a roller transfer contact method, or a spray method.

サイジング剤を付与された炭素繊維ストランドは、次い
で90〜160℃の複数の熱ローラー上で押圧乾燥熱処理す
る。この温度範囲をはずれると、下記のとおり、本発明
の目的が達成されない。この押圧乾燥熱処理温度とサイ
ジング剤の特性との組合せ関係は重要であって、この関
係を示すと第1表のとおりである。
The carbon fiber strands provided with the sizing agent are then subjected to press-drying heat treatment on a plurality of hot rollers at 90 to 160 ° C. Outside this temperature range, the object of the present invention is not achieved as described below. The combinational relationship between the pressure-drying heat treatment temperature and the characteristics of the sizing agent is important, and the relationship is shown in Table 1.

乾燥熱処理は、複数の熱ローラーでの押圧下にて行わ
れ、複数の熱ローラーは直列的に配置して用いることも
できる。この際の複数の熱ローラー温度は段階的に温度
を変えることもできる。
The dry heat treatment is performed under pressure with a plurality of heat rollers, and the plurality of heat rollers can be arranged in series and used. At this time, the temperatures of the plurality of heat rollers can be changed stepwise.

具体的には、90〜160℃の複数の熱ローラーであって、
第1の熱ローラー温度を90〜115℃、第2の熱ローラー
を第1の熱ローラー温度より高くし、かつ、第3以降の
熱ローラー温度を第2の熱ローラー温度と同一か、また
は、第2の熱ローラー温度より低温にて押圧乾燥処理す
る。
Specifically, a plurality of heat rollers of 90 ~ 160 ℃,
The temperature of the first heat roller is 90 to 115 ° C., the temperature of the second heat roller is higher than the temperature of the first heat roller, and the temperature of the third and subsequent heat rollers is the same as the temperature of the second heat roller, or Press drying is performed at a temperature lower than the second heat roller temperature.

温度が各熱ローラー間で過度に高くなると、ストランド
が軟化し、ローラーへの巻付が多くなる傾向にある。
If the temperature becomes excessively high between the hot rollers, the strands tend to soften and the winding around the rollers tends to increase.

したがって、複数の熱ローラー温度は、これら条件下で
適宜変更実施することができる。
Therefore, the plurality of heat roller temperatures can be appropriately changed and implemented under these conditions.

本発明は、炭素繊維ストランドをサイジング剤で処理し
た後、該炭素繊維ストランドを複数の熱ローラーにて押
圧乾燥処理することにより、偏平(拡巾)であって、開
繊性のよい炭素繊維ストランドが得られる。
The present invention provides a carbon fiber strand that is flat (widening) and has good spreadability by treating the carbon fiber strand with a sizing agent and then pressing and drying the carbon fiber strand with a plurality of heat rollers. Is obtained.

炭素繊維ストランドに対する(A)成分及び(B)成分
の付着量は、0.3〜5重量%が適当である。0.3重量%未
満であると、耐擦過性に欠け、逆に5重量%を超える
と、剛直化による毛羽の発生や開繊性の低下の傾向が強
くなる。特に好ましくは0.7〜2重量%である。付着量
調整はサイジング剤液の濃度調整、サイジング剤液付与
量の調整等によって行われる。
The appropriate amount of the component (A) and the component (B) attached to the carbon fiber strand is 0.3 to 5% by weight. If it is less than 0.3% by weight, the abrasion resistance is poor, and if it exceeds 5% by weight, the tendency of fuzzing due to the stiffening and the reduction of the spreadability becomes strong. It is particularly preferably 0.7 to 2% by weight. The amount of adhesion is adjusted by adjusting the concentration of the sizing agent liquid, adjusting the amount of sizing agent liquid applied, and the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によって得られたサイジング処理炭素繊維ストラ
ンドは、偏平であって、開繊性がよい。このため、プリ
プレグ製造時樹脂の含浸性及びストランドの振幅性が優
れている。
The sized carbon fiber strand obtained by the present invention is flat and has good openability. For this reason, the resin impregnation property and the strand amplitude property during prepreg production are excellent.

さらに、耐擦過性に優れるため、ストランドガイドによ
る擦過時の単繊維切断による毛羽の発生、ストランド切
れの発生を減少させることができる。
Furthermore, since it is excellent in abrasion resistance, it is possible to reduce the occurrence of fluff and strand breakage due to the cutting of single fibers during abrasion with the strand guide.

〔実施例及び比較例〕[Examples and Comparative Examples]

実施例1 構成本数12000フィラメントのサイズなしのアクリル系
炭素繊維ストランド(単繊維引張り強さ420kgf/mm2
引張り弾性率21400kgf/mm2)を第2表に示した成分の
サイジング剤を有効固形分濃度26g/になるように水
で希釈したサイジング浴に浸漬し、炭素繊維ストランド
にサイジング剤を含浸させた。
Example 1 Acrylic carbon fiber strands (single fiber tensile strength 420 kgf / mm 2 ,
The sizing agent having the tensile elastic modulus of 21400 kgf / mm 2 ) shown in Table 2 was immersed in a sizing bath diluted with water so that the effective solid content concentration was 26 g /, and the carbon fiber strand was impregnated with the sizing agent. .

この炭素繊維ストランドを、第1ローラー温度110℃、
第2ローラー温度120℃、第3ローラー温度100℃、第4
ローラー温度90℃の各ローラーにて押圧乾燥熱処理し
た。
The carbon fiber strands, the first roller temperature 110 ℃,
2nd roller temperature 120 ℃, 3rd roller temperature 100 ℃, 4th
Each roller having a roller temperature of 90 ° C. was pressed, dried, and heat-treated.

得られた炭素繊維ストランドは、水分率が0.01重量%、
サイジング剤の付着量が1.1重量%、炭素繊維ストラン
ド幅が5.3mmであって、仮撚なしにボビンに巻取可能で
あった。
The obtained carbon fiber strands have a water content of 0.01% by weight,
The amount of the sizing agent attached was 1.1% by weight, the width of the carbon fiber strand was 5.3 mm, and it could be wound on the bobbin without false twist.

また、この炭素繊維ストランドは、毛羽発生量が10μg
/ft、擦過毛羽発生量が15μg/ftであり、取扱性及び
耐擦過性がいずれも良好であった。
Also, this carbon fiber strand has a fuzz generation amount of 10 μg.
/ Ft, the generated amount of scratched fluff was 15 μg / ft, and both handleability and scratch resistance were good.

このサイズ処理したストランドを、エポキシ樹脂N.N.
N′.N′−テトラグリシジルジアミノフェニルメタン
(チバカイギー社製、MY−720)と硬化剤ジアミノジフ
ェニルスルフォン(配合比40PHR)からなるエポキシ樹
脂組成物のフィルム上に連続的に供給して平行に引揃
え、ローラー間に通して加圧加熱し繊維間に樹脂組成物
を含浸させ、所謂ホットメルト法にてプリプレグを作製
した。
Epoxy resin NN
N'.N'-Tetraglycidyldiaminophenylmethane (manufactured by Ciba Kaigie, MY-720) and curing agent diaminodiphenylsulfone (compounding ratio 40PHR) are continuously supplied on a film of an epoxy resin composition and drawn in parallel. The prepreg was prepared by so-called hot-melt method in which the resin composition was impregnated between the fibers by aligning and passing through rollers and heating under pressure.

この際ガイドに留った毛羽の量は、炭素繊維ストランド
10kg当りゼロであり、また張力300g/12000フィラメン
トにおけるローラー上での炭素繊維ストランド幅は7.1m
mであった。
At this time, the amount of fluff remaining in the guide is
Zero per 10 kg, and carbon fiber strand width on the roller at a tension of 300 g / 12000 filament is 7.1 m
It was m.

以上のようにして得たプリプレグを用い、厚さ3mmの一
方向成形板を成形し、ASTM−D−2344に準じILSS(層間
せん断強度)を測定した結果は、下記のとおりであっ
た。
Using the prepreg obtained as described above, a unidirectionally molded plate having a thickness of 3 mm was molded, and ILSS (interlayer shear strength) was measured according to ASTM-D-2344. The results are as follows.

室温:13.2kg/mm2 180℃:7.4kg/mm2 実施例2〜4及び比較例1〜4 実施例1における(A)成分と(B)成分の配合比を下
記第3表のように変えたサイジング剤を使用した他は、
実施例1と同様にしてサイジング処理、プリプレグ作
製、一方向成形板の成形を行った。
Room temperature: 13.2 kg / mm 2 180 ° C .: 7.4 kg / mm 2 Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 The mixing ratio of the components (A) and (B) in Example 1 is shown in Table 3 below. Other than using a different sizing agent,
In the same manner as in Example 1, sizing treatment, prepreg production, and unidirectional molding plate molding were performed.

実施例2〜4と比較例1〜4の結果を第3表に示す。The results of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 3.

実施例5及び6、並びに比較例5及び6 第2表の成分のうち(B)成分の水溶性ポリウレタン樹
脂の種類及び流動開始温度を変えた他は、実施例1と同
様にして操作を行い、ヒートローラーへの巻付状況を調
べたところ、第4表に示す結果を得た。
Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6 The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the type of the water-soluble polyurethane resin as the component (B) and the flow starting temperature were changed. When the winding state on the heat roller was examined, the results shown in Table 4 were obtained.

比較例7〜10(押圧乾燥しない場合) 実施例1における(A)成分と(B)成分の配合比を第
5表のように変えたサイジング剤を使用し、実施例と同
様にしてサイズ剤を付与した。
Comparative Examples 7 to 10 (when not pressed and dried) A sizing agent was used in the same manner as in Example 1 except that the sizing agent in which the mixing ratio of the components (A) and (B) in Example 1 was changed as shown in Table 5. Was granted.

このサイズ剤付着炭素繊維ストランドを120℃の熱風乾
燥機で10分間乾燥した後、実施例1と同様にしてプリプ
レグを作製、さらに一方向成形板の成形を行った。
The sizing agent-attached carbon fiber strand was dried for 10 minutes by a hot air dryer at 120 ° C., then a prepreg was prepared in the same manner as in Example 1, and a unidirectional molded plate was molded.

第4表から明らかなように、熱風乾燥機で押圧せず乾燥
したものは、とくにストランド幅及び樹脂フィルム上で
のストランド幅が実施例1〜4に比較し、著しく低い値
であり、ストランドの開繊性(拡巾)が悪いものであっ
た。
As is clear from Table 4, the one dried without pressing with a hot air dryer had a remarkably low value in the strand width and the strand width on the resin film as compared with Examples 1 to 4, The openability (widening) was poor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−110984(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-62-110984 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素繊維ストライドを、有効成分としてエ
ポキシ樹脂(A)とフィルム流動開始温度90〜160℃の
水溶性ポリウレタン樹脂(B)とを重量比B/A=0.4
〜1.5の範囲で含む水エマルジョン液中に通した後、90
〜160℃の複数の熱ローラーであって、第1の熱ローラ
ー温度を90〜115℃、第2の熱ローラー温度を第1の熱
ローラー温度より高くし、かつ、第3以降の熱ローラ温
度を第2の熱ローラー温度と同一か、または、第2の熱
ローラー温度より低温にて押圧接触させつつ乾燥熱処理
することを特徴とする炭素繊維ストライドのサイジング
方法。
1. A carbon fiber stride comprising an epoxy resin (A) as an active ingredient and a water-soluble polyurethane resin (B) having a film flow starting temperature of 90 to 160 ° C. in a weight ratio B / A = 0.4.
After passing through a water emulsion solution containing in the range of ~ 1.5, 90
A plurality of heat rollers of 160 to 160 ° C., wherein the first heat roller temperature is 90 to 115 ° C., the second heat roller temperature is higher than the first heat roller temperature, and the third and subsequent heat roller temperatures Is the same as the second heat roller temperature or is lower than the second heat roller temperature, and is subjected to dry heat treatment while being brought into pressure contact with the carbon fiber stride sizing method.
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