JPH0718085B2 - 炭素繊維用サイジング剤 - Google Patents
炭素繊維用サイジング剤Info
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- JPH0718085B2 JPH0718085B2 JP62105618A JP10561887A JPH0718085B2 JP H0718085 B2 JPH0718085 B2 JP H0718085B2 JP 62105618 A JP62105618 A JP 62105618A JP 10561887 A JP10561887 A JP 10561887A JP H0718085 B2 JPH0718085 B2 JP H0718085B2
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- Japan
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- sizing agent
- carbon fiber
- mol
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- resin
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
- D01F11/10—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
- D01F11/14—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with organic compounds, e.g. macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
- C10M107/20—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing oxygen
- C10M107/30—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C10M107/32—Condensation polymers of aldehydes or ketones; Polyesters; Polyethers
- C10M107/34—Polyoxyalkylenes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M145/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing oxygen
- C10M145/18—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C10M145/24—Polyethers
- C10M145/26—Polyoxyalkylenes
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- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/507—Polyesters
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- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/53—Polyethers
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は炭素繊維用サイジング剤に関する。
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂等のマトリックス樹脂に炭素繊維を複合した炭素繊維
複合材料（以下、CFRPと略記する）は、比弾性や比強度
の点で最も優れた材料の一つであり、その高性能と軽量
とによって、例えば航空宇宙産業へと急激に利用されて
いる。CFRPの製造にもちいられる炭素繊維は、フィラメ
ント又はトウの状態で引き揃えられ、ストランド、シー
ト、織物又は編物状にされた後、マトリックス樹脂と複
合されるが、もともと炭素繊維は伸度が小さく、脆い繊
維であるため、そのままでは上記のような成形加工工程
で機械的摩擦により毛羽立ちやすく、ハンドリング性も
問題になり、得られるCFRPの物性をも低下させる。そこ
で通常、その集束性と耐摩耗性を向上させるために、該
炭素繊維へサイジング剤が付与される。
脂等のマトリックス樹脂に炭素繊維を複合した炭素繊維
複合材料（以下、CFRPと略記する）は、比弾性や比強度
の点で最も優れた材料の一つであり、その高性能と軽量
とによって、例えば航空宇宙産業へと急激に利用されて
いる。CFRPの製造にもちいられる炭素繊維は、フィラメ
ント又はトウの状態で引き揃えられ、ストランド、シー
ト、織物又は編物状にされた後、マトリックス樹脂と複
合されるが、もともと炭素繊維は伸度が小さく、脆い繊
維であるため、そのままでは上記のような成形加工工程
で機械的摩擦により毛羽立ちやすく、ハンドリング性も
問題になり、得られるCFRPの物性をも低下させる。そこ
で通常、その集束性と耐摩耗性を向上させるために、該
炭素繊維へサイジング剤が付与される。
本発明は、エステル結合を有する不飽和マトリックス樹
脂へ複合する炭素繊維を処理するためのサイジング剤に
関するものである。
脂へ複合する炭素繊維を処理するためのサイジング剤に
関するものである。
＜従来の技術、その問題点＞ 従来、エステル結合を有する不飽和マトリックス樹脂へ
複合する炭素繊維を処理するためのサイジング剤とし
て、エポキシ化ポリブタジエンを使用するサイジング剤
（特公昭56−43335）、またビスフェノール型ジグリシ
ジルエーテルとジアリルフタレートから誘導されるプレ
ポリマーとの混合物を使用するサイジング剤（特開昭59
−228083）、更にエポキシ樹脂、不飽和二塩基酸とビス
フェノール類のアルキレンオキシド付加物、及び単環フ
ェノールや多環フェノール類のアルキレンオキシド付加
物を必須成分とする水性エマルジョン型のサイジング剤
（特公昭59−43298）、そして不飽和エポキシを使用す
るカップリング剤（特開昭51−144468）等が提案されて
いる。
複合する炭素繊維を処理するためのサイジング剤とし
て、エポキシ化ポリブタジエンを使用するサイジング剤
（特公昭56−43335）、またビスフェノール型ジグリシ
ジルエーテルとジアリルフタレートから誘導されるプレ
ポリマーとの混合物を使用するサイジング剤（特開昭59
−228083）、更にエポキシ樹脂、不飽和二塩基酸とビス
フェノール類のアルキレンオキシド付加物、及び単環フ
ェノールや多環フェノール類のアルキレンオキシド付加
物を必須成分とする水性エマルジョン型のサイジング剤
（特公昭59−43298）、そして不飽和エポキシを使用す
るカップリング剤（特開昭51−144468）等が提案されて
いる。
ところが、これら従来のサイジング剤には、それぞれに
相応の利点がある反面、炭素繊維の集束性や耐摩耗性等
か低いために該炭素繊維の製織時に毛羽や糸切れが多か
ったり、有機溶剤を使用するために毒性や引火性の危険
があったり、或いは炭素繊維とエステル結合を有する不
飽和マトリックス樹脂との接着性が悪いために得られる
CFRPの層間剪断強度が低いというような、CFRPの製造乃
至その物性において重大な障害となる何等かの問題点が
ある。
相応の利点がある反面、炭素繊維の集束性や耐摩耗性等
か低いために該炭素繊維の製織時に毛羽や糸切れが多か
ったり、有機溶剤を使用するために毒性や引火性の危険
があったり、或いは炭素繊維とエステル結合を有する不
飽和マトリックス樹脂との接着性が悪いために得られる
CFRPの層間剪断強度が低いというような、CFRPの製造乃
至その物性において重大な障害となる何等かの問題点が
ある。
＜発明が解決しようとする問題点、その解決手段＞ 本発明は叙上の如き従来の問題点を解決する新たな炭素
繊維用サイジング剤を提供するものである。
繊維用サイジング剤を提供するものである。
しかし本発明者らは、上記観点で鋭意研究した結果、特
定のビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエステル
化合物がただしく好適であることを見出し、本発明を完
成するに至った。
定のビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエステル
化合物がただしく好適であることを見出し、本発明を完
成するに至った。
すなわち本発明は、 エステル結合を有する不飽和マトリックス樹脂複合材料
に用いる炭素繊維を処理するためのサイジング剤であっ
て、次の一般式（１）で示されるビスフェノール型ポリ
アルキレンエーテルエステル化合物を含有することを特
徴とするサイジング剤に係る。一般式（１）： ［但し、Ｙは、 で、ここにｐでくくられている部分とｑでくくられてい
る部分はブロック又はランダム結合、ｐは０又は１〜10
の整数、ｑは０又は１〜20の整数であって、ｐ＋ｑ≧
１。
に用いる炭素繊維を処理するためのサイジング剤であっ
て、次の一般式（１）で示されるビスフェノール型ポリ
アルキレンエーテルエステル化合物を含有することを特
徴とするサイジング剤に係る。一般式（１）： ［但し、Ｙは、 で、ここにｐでくくられている部分とｑでくくられてい
る部分はブロック又はランダム結合、ｐは０又は１〜10
の整数、ｑは０又は１〜20の整数であって、ｐ＋ｑ≧
１。
またＺは、-CH2- そしてA1，A2は、 で、ここにR1，R2はＨ又はCH3、ＸはＨ、−OCCH＝CHCOO
H、又は であって、これらはそれぞれで同一でも又は異なってい
てもよく、ｒでくくられてる部分とｓでくくられている
部分はブロック又はランダム結合、ｒは０又は１〜15の
整数、ｓは１〜15の整数であって、15≧ｒ＋ｓ≧２。］ 本発明において、一般式（１）で示される化合物は、ポ
リオキシアルキレンビスフェノールエーテルと無水マレ
イン酸と無水フタル酸とアルキレンオキサイドとから合
成されるポリエステル類、又はポリオキシアルキレンビ
スフェノールエーテルと無水フタル酸とアルキレンオキ
サイドとから合成されるポリエステル類である。該一般
式（１）において、Ｙすなわちポリオキシアルキレン部
分のプロピレンオキサイド（以下、POと略記する）とエ
チレンオキサイド（以下、EOと略記する）はランダム又
はブロック結合である。またポリエステル部分の繰返し
数ｒは０又は１〜15の範囲にあり、ｓは１〜15の範囲に
あっては、且つｒとｓとの和が２〜15となる整数である
が、エステル結合を有する不飽和マトリックス樹脂との
親和性及び炭素繊維への濡れを両立させるために、r,s
は２〜６の範囲とするのが好ましい。そしてR1，R2はＨ
が、PO付加モル数ｐは２〜５が、EO付加モル数ｑは４〜
12とするのがそれぞれ好ましい。かかる好ましい条件下
において、一般式（１）で示される化合物は、粘度が充
分に小さく、水に対しより良く自己乳化性を発揮し、同
時に炭素繊維の製織時における毛羽や糸切れをより少な
くする働きがある。
H、又は であって、これらはそれぞれで同一でも又は異なってい
てもよく、ｒでくくられてる部分とｓでくくられている
部分はブロック又はランダム結合、ｒは０又は１〜15の
整数、ｓは１〜15の整数であって、15≧ｒ＋ｓ≧２。］ 本発明において、一般式（１）で示される化合物は、ポ
リオキシアルキレンビスフェノールエーテルと無水マレ
イン酸と無水フタル酸とアルキレンオキサイドとから合
成されるポリエステル類、又はポリオキシアルキレンビ
スフェノールエーテルと無水フタル酸とアルキレンオキ
サイドとから合成されるポリエステル類である。該一般
式（１）において、Ｙすなわちポリオキシアルキレン部
分のプロピレンオキサイド（以下、POと略記する）とエ
チレンオキサイド（以下、EOと略記する）はランダム又
はブロック結合である。またポリエステル部分の繰返し
数ｒは０又は１〜15の範囲にあり、ｓは１〜15の範囲に
あっては、且つｒとｓとの和が２〜15となる整数である
が、エステル結合を有する不飽和マトリックス樹脂との
親和性及び炭素繊維への濡れを両立させるために、r,s
は２〜６の範囲とするのが好ましい。そしてR1，R2はＨ
が、PO付加モル数ｐは２〜５が、EO付加モル数ｑは４〜
12とするのがそれぞれ好ましい。かかる好ましい条件下
において、一般式（１）で示される化合物は、粘度が充
分に小さく、水に対しより良く自己乳化性を発揮し、同
時に炭素繊維の製織時における毛羽や糸切れをより少な
くする働きがある。
本発明に係るサイジング剤は、前記一般式（１）で示さ
れるビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエステル
化合物の他に、これを水に安定して乳化分散させる目的
で、界面活性剤を本発明の効果を損なわない範囲内で適
宜含有することができる。かかる界面活性剤を例示する
と、ポリオキシエチレン（６モル）ノニルフェノール、
ポリオキシエチレン（70モル）スチレン化（５モル）ク
ミルフェノール、ポリオキシエチレン（30モル）トリベ
ンジル化フェノール等の非イオン界面活性剤がある。界
面活性剤を使用する場合、その使用割合は、前記一般式
（１）で示されるビスフェノール型ポリアルキレンエー
テルエステル化合物及び界面活性剤の全量中で50重量％
以下となるようにするのが好ましく、30重量％以下とな
るようにするのが更に好ましい。
れるビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエステル
化合物の他に、これを水に安定して乳化分散させる目的
で、界面活性剤を本発明の効果を損なわない範囲内で適
宜含有することができる。かかる界面活性剤を例示する
と、ポリオキシエチレン（６モル）ノニルフェノール、
ポリオキシエチレン（70モル）スチレン化（５モル）ク
ミルフェノール、ポリオキシエチレン（30モル）トリベ
ンジル化フェノール等の非イオン界面活性剤がある。界
面活性剤を使用する場合、その使用割合は、前記一般式
（１）で示されるビスフェノール型ポリアルキレンエー
テルエステル化合物及び界面活性剤の全量中で50重量％
以下となるようにするのが好ましく、30重量％以下とな
るようにするのが更に好ましい。
本発明が適用されるマトリックス樹脂は、エステル結合
を有する不飽和樹脂であり、これには不飽和ポリエステ
ル樹脂やビニルエステル樹脂等がある。上記不飽和ポリ
エステル樹脂は、不飽和酸や飽和酸からなる有機酸と多
価アルコールとのエステル化反応により得られる不飽和
アルキッド樹脂をスチレンモノマーやその他の重合性モ
ノマーに溶解したものであり、これにはオルソ系、イソ
系、ビスフェノール系があって、具体的には通常、無水
マレイン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、フマール
酸等と、エチレングリコール、プロレングリコール等を
原料とするポリエステルである。また上記ビニルエステ
ル樹脂は、エピ・ビス型又はノボラック型のエポキシ樹
脂にアクリル酸又はメタアクリル酸を反応させた分子構
造を有し、スチレンモノマー等と混合したものである。
を有する不飽和樹脂であり、これには不飽和ポリエステ
ル樹脂やビニルエステル樹脂等がある。上記不飽和ポリ
エステル樹脂は、不飽和酸や飽和酸からなる有機酸と多
価アルコールとのエステル化反応により得られる不飽和
アルキッド樹脂をスチレンモノマーやその他の重合性モ
ノマーに溶解したものであり、これにはオルソ系、イソ
系、ビスフェノール系があって、具体的には通常、無水
マレイン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、フマール
酸等と、エチレングリコール、プロレングリコール等を
原料とするポリエステルである。また上記ビニルエステ
ル樹脂は、エピ・ビス型又はノボラック型のエポキシ樹
脂にアクリル酸又はメタアクリル酸を反応させた分子構
造を有し、スチレンモノマー等と混合したものである。
＜作用等＞ 炭素繊維への本発明に係るサイジング剤の付着量は、対
炭素繊維で、通常0.1〜5.0重量％とし、好ましくは0.5
〜3.0重量％とする。処理の方法は、水分散液の形が好
ましいが、適当な有機溶剤溶液をも用い得る。使用時の
サイジング処理液の濃度は、0.5〜５重量％の範囲が好
ましく、炭素繊維への付着量は含浸後の絞りローラーの
絞り率やオイリングローラーの回転速度と処理濃度とに
よって調整し、付着後の適当な方法により乾燥してサイ
ジング処理を終了する。
炭素繊維で、通常0.1〜5.0重量％とし、好ましくは0.5
〜3.0重量％とする。処理の方法は、水分散液の形が好
ましいが、適当な有機溶剤溶液をも用い得る。使用時の
サイジング処理液の濃度は、0.5〜５重量％の範囲が好
ましく、炭素繊維への付着量は含浸後の絞りローラーの
絞り率やオイリングローラーの回転速度と処理濃度とに
よって調整し、付着後の適当な方法により乾燥してサイ
ジング処理を終了する。
＜発明の効果＞ 本発明に係るサイジング剤は、ピッチ系或はPAN系の炭
素繊維に極めて有効であり、前述したような従来の問題
点を解消して、炭素繊維の後加工工程における該炭素繊
維の取扱い性を著しく向上する。すなわち、炭素繊維フ
ィラメント又はトウの巻き取や製織工程において、ガイ
ドやローラーとの度重なる屈曲等によっても毛羽や糸切
れが少なく、優れた集束性と平滑性とを備えて、炭素繊
維糸条の高速巻き取りや製織の高速化、これによる生産
性の向上、更には有機溶剤を使用するまでもなくそのま
まで或は少量の非イオン界面活性剤で均一安定な水性エ
マルジョンとして炭素繊維に適用することができること
による安全衛生対策の省力化等、これらの容易ならしめ
る。しかもその上、以上の利点と相まって炭素繊維とマ
トリックス樹脂との接着性もよいため、得られるCFRPの
層間剪断強度をも向上することができる。
素繊維に極めて有効であり、前述したような従来の問題
点を解消して、炭素繊維の後加工工程における該炭素繊
維の取扱い性を著しく向上する。すなわち、炭素繊維フ
ィラメント又はトウの巻き取や製織工程において、ガイ
ドやローラーとの度重なる屈曲等によっても毛羽や糸切
れが少なく、優れた集束性と平滑性とを備えて、炭素繊
維糸条の高速巻き取りや製織の高速化、これによる生産
性の向上、更には有機溶剤を使用するまでもなくそのま
まで或は少量の非イオン界面活性剤で均一安定な水性エ
マルジョンとして炭素繊維に適用することができること
による安全衛生対策の省力化等、これらの容易ならしめ
る。しかもその上、以上の利点と相まって炭素繊維とマ
トリックス樹脂との接着性もよいため、得られるCFRPの
層間剪断強度をも向上することができる。
＜実施例＞ 以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため実
施例等を挙げる。
施例等を挙げる。
先ず、前記一般式（１）で示されるビスフェノール型ポ
リアルキレンエーテルエステル化合物につき、次のＡ−
１〜Ａ−４を合成した。使用した記号はいずれも一般式
（１）に対応するものである。
リアルキレンエーテルエステル化合物につき、次のＡ−
１〜Ａ−４を合成した。使用した記号はいずれも一般式
（１）に対応するものである。
Ａ−1:p＝２、ｑ＝４、 A1，A2＝ブロック、 Ａ−2:p＝０、ｑ＝５、Ｚ＝Ａ−１と同じ、 A1，A2＝ランダム、 Ａ−3:p＝２、ｑ＝６、Ｚ＝Ａ−１と同じ、 A1，A2＝ランダム、 Ａ−4:p＝１、ｑ＝２、Ｚ＝Ａ−１と同じ、 上記Ａ−１の合成方法を以下に挙げるが、Ａ−２〜Ａ−
４の合成もＡ−１の合成に準じて行なった。
４の合成もＡ−１の合成に準じて行なった。
Ａ−１の合成方法：常法にしたがってビスフェノールＡ
に水酸化カリウム触媒にてEOとPOとを付加させた後、触
媒を処理して得たビスフェノールＡのEO（８モル）PO
（４モル）付加物である分子量812のポリエーテル1624g
（2.0モル）と、無水マレイン酸784g（8.0モル）と、触
媒としてテトラメチルアンモニウムブロマイド1.0gと
を、5lのオートクレーブ中に仕込み、120〜125℃にて30
間攪拌した。続いて、125℃にてEO357g（8.11モル）を
４時間要して圧入し、反応させた。更に無水フタル酸16
32g（12モル）を仕込んだ後、125℃にてEO357g（8.11モ
ル）を４時間要して圧入し、反応させた。淡褐色粘稠液
状の反応物（Ａ−１）を得た。この反応物は、酸価2.
5、GPCによるポリスチレン換算平均分子量2200であっ
た。
に水酸化カリウム触媒にてEOとPOとを付加させた後、触
媒を処理して得たビスフェノールＡのEO（８モル）PO
（４モル）付加物である分子量812のポリエーテル1624g
（2.0モル）と、無水マレイン酸784g（8.0モル）と、触
媒としてテトラメチルアンモニウムブロマイド1.0gと
を、5lのオートクレーブ中に仕込み、120〜125℃にて30
間攪拌した。続いて、125℃にてEO357g（8.11モル）を
４時間要して圧入し、反応させた。更に無水フタル酸16
32g（12モル）を仕込んだ後、125℃にてEO357g（8.11モ
ル）を４時間要して圧入し、反応させた。淡褐色粘稠液
状の反応物（Ａ−１）を得た。この反応物は、酸価2.
5、GPCによるポリスチレン換算平均分子量2200であっ
た。
比較のために、本発明によらないビスフェノール型ポリ
アルキレンエーテルエステル化合物につき、次のＲ−１
〜Ｒ−３を合成した。使用した記号はいずれも一般式
（１）に対応するものである。
アルキレンエーテルエステル化合物につき、次のＲ−１
〜Ｒ−３を合成した。使用した記号はいずれも一般式
（１）に対応するものである。
Ｒ−1:p＝15、ｑ＝３、ブロック、 A1，A2＝OCCH＝CHCOOCH2CH2O)2H Ｒ−2:p＝１、ｑ＝25、ブロック、 A1，A2＝OCCH＝CHCOOCH2CH2O)3H Ｒ−3:p＝０、ｑ＝４、 A1，A2＝ブロック、 次に、かくして合成したＡ−１〜Ａ−４等を用い、第１
表記載のサイジング剤液（実施例１〜4,比較例１〜７）
を調整した。
表記載のサイジング剤液（実施例１〜4,比較例１〜７）
を調整した。
そして、各サイジング剤液を以下の試験及び評価に供
し、その結果を第２表に示した。
し、その結果を第２表に示した。
（１）乳化安定性 固形分20％の各サイジング剤液（比較例４は固形分20％
に再調整した）を、20℃×７日間放置した後、分離状態
を次の基準で評価した。
に再調整した）を、20℃×７日間放置した後、分離状態
を次の基準で評価した。
○＝分離無し △＝クリーム状分離物が浮いた ×＝沈殿が生じた ××＝クリーム状分離物が浮き、沈殿が生じた （２）炭素繊維のサイジング処理 PAN系炭素繊維（７μ/6000フィラメント）のノーサイド
系に各サイジング剤液を有効成分付着量が1.3重量％と
なるようにディップ法で含浸させ、ローラーで絞り、乾
燥後、オーブン中で150℃×30分間熱処理した。
系に各サイジング剤液を有効成分付着量が1.3重量％と
なるようにディップ法で含浸させ、ローラーで絞り、乾
燥後、オーブン中で150℃×30分間熱処理した。
（３）毛羽、糸切れ試験 上記のようにサイジング処理した炭素繊維について、TM
式抱合力テスター（大栄化学精機社製）を用い、荷重10
0g/6000フィラメント、θ＝150度、擦過長30mm、金属櫛
を150回／分の速さで500回往復運動させて、繊維−金属
間の擦過試験をした。また別にラビングテスター（東洋
精機社製）を用い、内角約35度、１回撚り、擦過長20m
m、100回／分の速さで500回往復運動させて、繊維−繊
維間の擦過試験をした。そして、ともに以下の５段階基
準で評価した。
式抱合力テスター（大栄化学精機社製）を用い、荷重10
0g/6000フィラメント、θ＝150度、擦過長30mm、金属櫛
を150回／分の速さで500回往復運動させて、繊維−金属
間の擦過試験をした。また別にラビングテスター（東洋
精機社製）を用い、内角約35度、１回撚り、擦過長20m
m、100回／分の速さで500回往復運動させて、繊維−繊
維間の擦過試験をした。そして、ともに以下の５段階基
準で評価した。
Ａ＝毛羽や糸切れが殆ど発生しない Ｂ＝単数的な毛羽しか発生しない Ｃ＝毛羽や糸切れが集団的に発生する Ｄ＝毛羽や糸切れが多発し、一部が切断する Ｅ＝6000フィラメントが切断する （４）コンポジットの成形と層間剪断強度（ILSS） 前記のようにサイジング処理した炭素繊維を一方向に引
き揃えて、ビニルエステル樹脂であるリポキシＲ−802
（昭和高分子社製）100重量部、ターシャリーブチルパ
ーベゾエート１重量部及びブチルベンゾイルパーオキサ
イド１重量部よりなる樹脂混合物を均一に含浸させ、金
型成形法で、130℃×7kg/cm2×１時間にて、一方向コン
ポジットを作製した。その炭素繊維含有率は60容積％で
あり、寸法は、厚さ2.5mm×幅6mm×長さ17mmであった。
各コンポジットについて、層間剪断強度をスパン／厚さ
比５で測定した。
き揃えて、ビニルエステル樹脂であるリポキシＲ−802
（昭和高分子社製）100重量部、ターシャリーブチルパ
ーベゾエート１重量部及びブチルベンゾイルパーオキサ
イド１重量部よりなる樹脂混合物を均一に含浸させ、金
型成形法で、130℃×7kg/cm2×１時間にて、一方向コン
ポジットを作製した。その炭素繊維含有率は60容積％で
あり、寸法は、厚さ2.5mm×幅6mm×長さ17mmであった。
各コンポジットについて、層間剪断強度をスパン／厚さ
比５で測定した。
注） 表中数値は重量部 ＊１はエポキシ化ポリブタジエン（アデカアーガス化学
社製,BF−1000） ＊２はアリルグリシジルエーテル ＊３はビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル（油化
シェル化学社製，エピコート828,エポキシ当量190） ＊４はジアリルフタレートプレポリマー（大阪曹達社
製，ダイソーダップＡ） ＊５はビスフェノールＡのEO（２モル）付加物を2.0モ
ル＋マレイン酸の1.5モル＋セバチン酸を0.5モルの縮合
物 ＊６はポリオキシエチレン（70モル）スチレン化（５モ
ル）クミルフェノール ＊７はポリオキシエチレン（６モル）ノニルフェノール ＊８はポリオキシエチレン（30モル）トリベンジル化フ
ェノール ＊９はエチレンジクロライド 第２表の結果からも明らかなように、本発明に係るサイ
ジング剤は、エマルジョン安定性がよく、毛羽や糸切れ
のレベルを著しく減少し、炭素繊維の取扱い性を大幅に
改善でき、サイジングされた炭素繊維から作られたCFRP
の層間剪断強度を格段に増大することが解る。
社製,BF−1000） ＊２はアリルグリシジルエーテル ＊３はビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル（油化
シェル化学社製，エピコート828,エポキシ当量190） ＊４はジアリルフタレートプレポリマー（大阪曹達社
製，ダイソーダップＡ） ＊５はビスフェノールＡのEO（２モル）付加物を2.0モ
ル＋マレイン酸の1.5モル＋セバチン酸を0.5モルの縮合
物 ＊６はポリオキシエチレン（70モル）スチレン化（５モ
ル）クミルフェノール ＊７はポリオキシエチレン（６モル）ノニルフェノール ＊８はポリオキシエチレン（30モル）トリベンジル化フ
ェノール ＊９はエチレンジクロライド 第２表の結果からも明らかなように、本発明に係るサイ
ジング剤は、エマルジョン安定性がよく、毛羽や糸切れ
のレベルを著しく減少し、炭素繊維の取扱い性を大幅に
改善でき、サイジングされた炭素繊維から作られたCFRP
の層間剪断強度を格段に増大することが解る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｄ０６Ｍ 101:40
Claims (1)
- 【請求項１】エステル結合を有する不飽和マトリックス
樹脂複合材料に用いる炭素繊維を処理するためのサイジ
ング剤であって、次の一般式（１）で示されるビスフェ
ノール型ポリアルキレンエーテルエステル化合物を含有
することを特徴とするサイジング剤。 一般式（１）： ［但し、Ｙは、 で、ここにｐでくくられている部分とｑでくくられてい
る部分はブロック又はランダム結合、ｐは０又は１〜10
の整数、ｑは０又は１〜20の整数であって、ｐ＋ｑ≧
１。 またＺは、-CH2-、 そしてA1，A2は、 で、ここにR1，R2はＨ又はCH3、ＸはＨ、−OCCH＝CHCOO
H、又は であって、これらはそれぞれで同一でも又は異なってい
てもよく、ｒでくくられている部分とｓでくくられてい
る部分はブロック又はランダム結合、ｒは０又は１〜15
の整数、ｓは１〜15の整数であって、15≧ｒ＋ｓ≧
２。］
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105618A JPH0718085B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 炭素繊維用サイジング剤 |
| US07/252,267 US4904818A (en) | 1987-04-27 | 1988-09-30 | Sizing agents for carbon fibers |
| EP88310133A EP0365727B1 (en) | 1987-04-27 | 1988-10-27 | Sizing agents for carbon fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105618A JPH0718085B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 炭素繊維用サイジング剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63270863A JPS63270863A (ja) | 1988-11-08 |
| JPH0718085B2 true JPH0718085B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=14412482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62105618A Expired - Fee Related JPH0718085B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 炭素繊維用サイジング剤 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904818A (ja) |
| EP (1) | EP0365727B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0718085B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0599340B1 (en) * | 1992-11-27 | 1997-08-27 | PETOCA Ltd. | Carbon fibers for reinforcement of cement and cement composite material |
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| CA2650599C (en) * | 2006-04-28 | 2013-09-24 | Toho Tenax Europe Gmbh | Carbon fiber |
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| KR101242377B1 (ko) * | 2011-10-05 | 2013-03-15 | 전남대학교산학협력단 | 탄소-탄소 복합 섬유의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조되는 탄소 발열체, 탄소 히터 |
| WO2015045618A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 松本油脂製薬株式会社 | 強化繊維用サイジング剤及びその用途 |
| CN112679717B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-06-27 | 吉林乾仁新材料有限公司 | 一种多用途自乳化阴离子型不饱和聚酯碳纤维上浆剂的制备方法及其产品和应用 |
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| US4085091A (en) * | 1976-12-16 | 1978-04-18 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Thermally stable, rigid polyesters from thermally stable, rigid dibasic acids and aromatic dihydroxy compounds |
| ES478606A1 (es) * | 1978-05-22 | 1979-11-16 | Shell Int Research | Un procedimiento para la preparacion de un compuesto fenoli-co. |
| JPS6047953B2 (ja) * | 1982-07-05 | 1985-10-24 | 東レ株式会社 | 高次加工性並びにコンポジツト物性に優れた炭素繊維 |
| JPS6392780A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-23 | 竹本油脂株式会社 | 炭素繊維用サイジング剤 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62105618A patent/JPH0718085B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-30 US US07/252,267 patent/US4904818A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-27 EP EP88310133A patent/EP0365727B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0365727A1 (en) | 1990-05-02 |
| US4904818A (en) | 1990-02-27 |
| JPS63270863A (ja) | 1988-11-08 |
| EP0365727B1 (en) | 1994-04-27 |
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