JPH1077350A - 炭素繊維チョップドストランド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】集束性に優れ、しかも、マトリックス樹脂が成
形時に熱劣化しにくいサイジング剤で集束された炭素繊
維チョップドストランドおよびそれを用いてなる樹脂組
成物を提供することにある。 【解決手段】サイジング剤の付着量が１〜７重量％であ
って、空気中で温度２５℃からＴ℃まで加熱（昇温速度
５０℃／分）したときの減量率Ｙ（％）が次式に示す範
囲であり、且つ、温度２５℃、相対湿度６５％の雰囲気
に放置したときの平衡水分率が０．０５〜０．３％であ
ることを特徴とする炭素繊維チョップドストランドであ
る。 Ｙ＜0.00251 Ｔ² −1.1326Ｔ＋133.143 （１） ここで、Ｙ（％）＝１００×（チョップドストランドの
減量率／サイジング剤付着率)、 Ｔは２５０℃以上３
５０℃以下の温度を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性樹脂を
マトリックスとした炭素繊維強化樹脂の製造に適した炭
素繊維チョップドストランドに関するものである。更に
詳しくは短繊維強化樹脂成形材料の強化材として取扱い
性に優れ、且つ、成形品の力学的特性に優れた炭素繊維
チョップドストランドおよびそれを用いてなる樹脂組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維強化熱可塑性樹脂は、非強化の
樹脂にくらべて強度、剛性、寸法安定性にはるかに優れ
ているため、事務機器や自動車分野など様々な分野で広
く利用されている。ここで炭素繊維強化熱可塑性樹脂の
性質は、いわゆる複合則に従って炭素繊維の含有率に支
配されるが、それだけではなく、繊維と樹脂の界面接着
性によっても大きく左右される。すなわち、適度の強さ
で繊維と樹脂が接着していないと、両者間で適正な応力
伝達がなされないために、複合材料として望ましい力学
的特性は得られない。したがって、炭素繊維に付与され
るサイジング剤の選定が重要である。

【０００３】炭素繊維強化熱可塑性樹脂の製造法として
は様々な方法があるが、よく用いられている方法は３〜
１０ｍｍ程度の長さに切断された炭素繊維チョップドス
トランドを樹脂ペレットあるいは樹脂パウダーとともに
押出機で溶融混練してペレット化し、これを射出成形に
よって成形品とする方法である。

【０００４】従来、チョップドストランドに付与されて
いるサイジング剤としてウレタン系樹脂が多く用いられ
ている。例えば特公平１−４６６３６号公報には、完全
熱可塑タイプの線状ポリウレタンが提案されている。し
かしながら該公報記載の完全熱可塑性タイプの線状ポリ
ウレタンはマトリックス樹脂になじみの良い炭素繊維用
集束剤であるが、炭素繊維にサイジング剤を付与するた
めには、メチルエチルケトンの如き有機溶剤に溶解して
サイジング剤を付与する必要がある。この有機溶剤を生
産工程で使用することは、生産工程の防災、安全、衛生
の面から好ましいものではない。また、特公昭６２−５
６２６６号公報には低分子量エポキシ樹脂を用いる方法
が記載されている。しかし、このような低分子量エポキ
シ樹脂を付与したチョップドストランドでは、集束性が
充分でないために、熱可塑性樹脂と混合するときに解繊
し一定量を安定に供給することが困難になる。さらには
耐熱性も低いという問題があった。

【０００５】チョップドストランドを強化材とした成形
品に使用されるマトリックスとしてポリスチレンやポリ
プロピレン等の汎用樹脂からポリアミド、ポリブチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタールな
どのエンジニアリングプラスチックスや、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
エーテルケトン等のスーパーエンプラなど多くの樹脂が
あり、用途や性能により使い分けられている。これらの
マトリックスのなかで成形温度が３００℃を越えるもの
は、コンパウンドや成形工程において強化材に付与した
サイジング剤が熱分解しやすく、そのために次のような
問題があった。すなわち、成形機より押し出した樹脂成
形物に分解ガスによる気泡が入ったり分解ガスそのもの
がマトリックス樹脂の分解を促進し、その結果、成形物
の寸法安定性や力学的特性の低下を招く。一方ではこの
ような性能低下を防止するためにサイジング剤の付着量
を減らすと炭素繊維チョップドストランドの集束性が低
下するので成形工程通過性が悪くなる。

【０００６】特公平１−２０２７０号公報には水溶性お
よび（または）水分散性エポキシ樹脂とポリウレタン樹
脂を用いたサイジング剤が開示され、特開昭６３−１５
２４６８号公報にはポリウレタンで被覆処理された炭素
繊維が開示されているが、上記したようなサイジング剤
の熱分解を防止するための耐熱性については何ら考慮が
されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、集
束性に優れ、しかも、マトリックス樹脂が成形時に熱劣
化しにくいサイジング剤で集束された炭素繊維チョップ
ドストランドおよびそれを用いてなる樹脂組成物を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を有する。

【０００９】すなわち、サイジング剤の付着量が１〜７
重量％であって、空気中で温度２５℃からＴ℃まで加熱
したときの減量率Ｙ（％）が次式に示す範囲であり、且
つ、温度２５℃、相対湿度６５％の雰囲気に放置したと
きの平衡水分率が０．０５〜０．３％である炭素繊維チ
ョップドストランドである。

【００１０】 Ｙ＜0.00251 Ｔ² −1.1326Ｔ＋133.143 （１） ここで、 Ｙ（％）＝１００×（チョップドストランドの減量率／
サイジング剤付着率)、 Ｔは２５０℃以上３５０℃以
下の温度を表す。

【００１１】また、ポリカーボネート骨格を有するウレ
タン樹脂からなるサイジング剤が１〜７重量％付着され
てなる炭素繊維チョップドストランドである。

【００１２】また、前記ウレタン樹脂４０〜６０部とエ
ポキシ樹脂６０〜４０部を配合した樹脂からなるサイジ
ング剤が１〜７重量％付着されてなる炭素繊維チョップ
ドストランドである。

【００１３】さらにまた、ポリカーボネート樹脂３０〜
９７重量％と、前記炭素繊維チョップドストランド３〜
７０重量％からなる樹脂組成物である。

【００１４】

【発明の実施の形態】サイジング剤の付着量は、１〜７
重量％の範囲とすることが重要であり、１．５〜６重量
％が好ましく、２〜５重量％であることがさらに好まし
い。付着量が１重量％より少ないと炭素繊維チョップド
ストランドの集束性が不十分となり、熱可塑性樹脂ペレ
ットとブレンドする際や、押出機のホッパー中でストラ
ンドが容易に解繊してしまうために、押出機に一定量の
チョップドストランドを安定して供給することが困難に
なる。一方、付着量が７重量％を越えると、ストランド
が剛直になり、ストランドの取扱い性が低下すること
や、さらに、大量の熱分解ガスが発生しやすくなり押出
工程でのプロセス安定性と成形品の特性に好ましくな
い。

【００１５】また、サイジング剤が付着したチョップド
ストランドが、加熱空気中において下記の測定条件で測
定した減量率Ｙ（％）が次式で示す範囲内であることが
重要である。

【００１６】 Ｙ＜0.00251 Ｔ² −1.1326Ｔ＋133.143 （１） ここで、 Ｙ（％）＝１００×（チョップドストランドの減量率／
サイジング剤付着率)、 Ｔは５０℃／分で昇温したと
きに到達した温度（℃）であって、２５０℃以上３５０
℃以下の範囲の温度を表す。

【００１７】測定条件 １２０℃で１２時間オーブンで乾燥したチョップドスト
ランド（重量Ｗ1 ）を理学電機（株）製のＴＡＳ−３０
０高温型差動ＴＧ−ＤＴＡを使って、空気流量５０ｍｌ
／分、且つ５０℃／分で昇温したときの各温度でのチョ
ップドストランドの重量（Ｗ2 ）を測定して減量率を算
出し、その値をサイジング剤付着率で割った値をサイジ
ング剤の減量率Ｙ（％）とした。

【００１８】図１に減量率Ｙと温度Ｔとの関係を示し
た。

【００１９】Ｙが（１）式を満足しない場合、付与した
サイジング剤が分解しやすくなり、その結果、押出機中
へフィードする過程におけるサイジング剤の分解にとも
なう集束性低下によりチョップドストランドが解繊して
しまう恐れがあること、および成形時に発生する分解ガ
スで成形品の力学的特性が低下する恐れがある。

【００２０】なお、Ｙの値は、２５０℃以上３５０℃以
下の範囲で樹脂成形工程においてチョップドストランド
に対して与えられる温度に対応する値をＴとしたときに
（１）式を満足していればよい。好ましくは、２５０℃
から３５０℃の全ての範囲におけるＴについてＹが
（１）式を満足していることである。

【００２１】付与するサイジング剤は、サイジング剤液
を乾燥して取りだした樹脂を、上記と同じ条件で測定し
た減量率が３００℃で８％以下、また、チョップドスト
ランドを空気雰囲気中で５０℃／分の昇温速度でＴＧ−
ＧＣ−ＭＳにかけて測定した３００℃における分解ガス
中の水分率がチョップドストランドに対して０．１重量
％以下であることが好ましい。上記した数値を超えると
チョップドストランドの耐熱性が低下し、また、分解ガ
ス中の水分が多くなることによりマトリックス樹脂の熱
分解が促進される恐れがある。なお、ここでいうＴＧ−
ＧＣ−ＭＳとは熱重量−ガスクロマトグラフィー−質量
分析のことで、ＴＧ装置から気体を吸着剤にてトラップ
し、その吸着剤の再加熱により発生した気体をＧＣ／Ｍ
Ｓにて分析する手法である。

【００２２】さらに、１２０℃で１２時間オーブンで乾
燥したチョップドストランドの重量Ｗ3 を温度２５℃、
相対湿度６５％の雰囲気に７２時間放置したときの水分
率（（水分量／Ｗ3 ）×１００）を平衡水分率とする
と、０．０５〜０．３％であることが重要である。水分
率が０．３％を超えると水分による気泡混入や湿熱によ
るマトリックス樹脂の分解促進など、成形品の特性が低
下しやすくなる。

【００２３】本発明のチョップドストランドは、嵩密度
が０．４〜０．６（ｇ／ｍｌ）であると集束性に優れる
ので好ましく、さらには繊維長３ｍｍ〜１０ｍｍである
ことが好ましい。ここでいう嵩密度とは、チョップドス
トランドを５００ｍｌメスシリンダーに約２５０ｍｌ採
取し、このメスシリンダーを３０ｍｍの高さから落下さ
せることを１０回繰り返して、そのメスシリンダーのチ
ョップドストランドの体積Ｖ（ｌ）とその重量Ｗ（ｇ）
から（２）式により得られるものである。

【００２４】嵩密度（ｇ／ｌ）＝Ｗ／Ｖ （２） 嵩密度が０．４（ｇ／ｌ）未満の場合、集束性が不十分
となってチョップドストランドに毛羽を多く含み、また
成形工程でもさらに前述の如く解繊し易く、工程通過性
が低下する場合がある。一方、嵩密度が０．６（ｇ／
ｌ）を越える場合、付与したサイジング剤が多く、押出
機で多量の分解ガス発生の原因になり易いし、また、ス
トランドが硬く剛直であるため工程通過性が低下する場
合がある。

【００２５】本発明に用いるサイジング剤は特に限定さ
れないが、少なくともウレタン樹脂を含んでなるものが
ストランドの集束性を向上させる観点から好ましく用い
られる。特にポリカーボネート骨格を有するウレタン樹
脂、またはポリカーボネート骨格を有するウレタン樹脂
４０〜６０重量％とエポキシ樹脂６０〜４０重量％を配
合したサイジング剤を用いることがさらに好ましい態様
である。このようなサイジング剤を付着してなり上記し
た減量率Ｙ（％）および平衡水分率（％）を満足する炭
素繊維チョップドストランドは、集束性に優れたウレタ
ン樹脂、界面接着性を向上するエポキシ樹脂が付着され
てなり、集束性と耐熱性に優れ、しかも、成形品の力学
的特性を改善することができる。

【００２６】この本発明に用いるウレタン樹脂として
は、ジイソシアネートとイソシアネート基と反応性の水
素原子を有する化合物ポリオールの付加重合によって得
られる。

【００２７】ジイソシアネートとしては例えばトリレン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フェ
ニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソ
シアネート、１，３，６−ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、ヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシア
ネートが挙げられる。

【００２８】ポリオールとして数種類あるが、第一のポ
リオールとしては、エチレグリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジ
オール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ルなどの多価アルコールにエチレンオキサイド、テトラ
ヒドロフランなどのアルキレンオキサイドの１種または
２種以上を付加重合させた末端にヒドロキシル基を有す
るポリエーテルポリオールであり、レゾルシノール、ビ
スフェノールのような多価フェノール類のアルキレンオ
キサイド付加重合物。コハク酸、アジピン酸、フマール
酸、マレイン酸、グルタール酸、アゼライン酸、フター
ル酸、テレフタール酸、ダイマー酸、ピロメリット酸な
どの多塩基性カルボン酸類のアルキレンオキサイド付加
重合物等が挙げられる。

【００２９】第２のポリオールであるポリエステルポリ
オールとしては、多価アルコールと多塩基性カルボン酸
との縮合物、ヒドロキシカルボン酸と多価アルコールと
の縮合物などであり、多価アルコール、多塩基性カルボ
ン酸としては上述のものが使用できる。

【００３０】第３のポリエステルエーテルポリオールは
上記ポリエステルにアルキレンオキサイドを付加重合せ
しめたポリエーテルを多塩基性カルボン酸で縮合させた
末端にヒドロキシル基を有するポリエステルポリエーテ
ルなどを挙げることができる。

【００３１】本発明は、サイジング剤として上記ポリオ
ール成分として分子中にポリカーボネート骨格を有する
ポリカーボネートポリオールを含むポリカーボネート系
ウレタン樹脂をサイジング剤成分とすることが重要であ
る。また、後述するように特にポリカーボネートをマト
リックス樹脂としたときに好ましくなる。このポリカー
ボネートポリオールとしては上記多価アルコールとジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート等のアルキル
カーボネートとのエステル交換等の一般的な製法により
得ることができる。ポリオールの分子量は耐熱性と水分
散性から重量平均分子量として１０００〜３０００が好
ましい。このポリオールと脂肪族ジイソシアネートで合
成されたポリカーボネート系ウレタンを使用することに
特徴がある。ウレタン樹脂の分子量は５万〜１５万が好
ましい。

【００３２】ポリカーボネート系ウレタンを用いること
により、耐熱性と水分散安定性に優れたサイジング剤を
得ることができる。一般に耐熱性を上げると水分散安定
性は低下する傾向があるが、ポリカーボネート系ウレタ
ンは親水基としてカルボキシル基を適度に導入すること
により、耐熱性を保ちながら、且つ、水中での分散性に
優れた水分散液を得やすいので特に好ましく用いられ
る。

【００３３】エポキシ樹脂としては、アミン類、フェノ
ール類、炭素炭素二重結合を有する化合物を前駆体とす
るエポキシ樹脂が好ましい。

【００３４】具体的には、アミン類を前駆体とするエポ
キシ樹脂として、テトラグリシジルジアミノジフェニル
メタン、トリグリシジルーｐ−アミノフェノール、トリ
グリシジルーｍ−アミノフェノール、トリグリシジルア
ミノクレゾールの各種異性体が挙げられる。

【００３５】フェノール類を前駆体とするエポキシ樹脂
として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ
樹脂が挙げられる。

【００３６】エポキシ樹脂はほとんどが水不溶性である
ことから水分散系として使用される。この時に高分子量
のエポキシ樹脂に低分子量のエポキシ樹脂を併用すると
分散安定性が向上する。さらにサイジング剤を付与した
ストランドの柔軟性が向上し、工程通過性が向上して好
ましい。具体的には、エピビスタイプで分子量が３００
〜５００の半固状のエポキシ樹脂と分子量が８００〜２
０００の固状のエポキシ樹脂がそれぞれ重量比で５０：
５０〜１０：９０の範囲で混合されたエポキシ樹脂が好
ましい。半固状エポキシ樹脂が多すぎると集束性や耐熱
性が低下する。

【００３７】上記のウレタン樹脂とエポキシ樹脂の乳化
剤としては、たとえばポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルエステルなどの非イオン活性
剤が挙げられ、ポリオキシエチレンのモル数としては４
０以上が好ましい。さらに、アルキルサルフェート、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸ソーダなどのアニオン活性
剤等が挙げられる。乳化剤の使用量は通常、集束剤成分
１００重量部に対し１〜１５重量部程度である。乳化剤
が１５重量部を越えるとチョップドストランドの吸湿性
が大きくなり、マトリックスが熱劣化しやすくなり好ま
しくない。

【００３８】さらに、必要に応じ、たとえばＰＶＡ、ポ
リアクリル酸などの熱可塑性樹脂やたとえば合成ゴム、
天然ゴムなどのゴム類、およびその平滑剤、柔軟剤など
を添加しても良い。

【００３９】サイジング剤の付着方法としては特に制限
はないが、そのひとつの方法は、サイジング剤に乳化剤
を添加して得られる水系エマルジョンに炭素繊維束を張
力をかけて走行させながら浸漬してそのまま乾燥させる
ことによって達成できる。サイジング剤の付着率は、そ
の水系エマルジョンのサイジング剤濃度を調整すること
により目標の付着率にすることができる。

【００４０】使用するサイジング剤の水分散液はエマル
ジョン粒径として０．５μｍ以下が好ましく、０．４μ
ｍ以下がさらに好ましい。０．５μｍを越えると、分散
液を放置したときにサイジング剤成分が沈降する恐れが
ある。少なくとも３日間は分散性が安定で沈降しないこ
とが生産工程安定化のために好ましい。なお、粒径はレ
ーザー回折／散乱式粒度分布測定装置で測定できる。

【００４１】本発明の炭素繊維チョップドストランド
は、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトンあ
るいはこれらのアロイ等、殆ど全ての熱可塑性樹脂に使
用して樹脂組成物とすることができる。

【００４２】ポリカーボネート樹脂は３００℃以上で熱
分解し易く、さらに水分が存在すると熱分解が加速され
る。熱分解が起こるとポリカーボネート樹脂の分子量が
低くなり、その結果、成形品の寸法安定性や力学的特性
が低下する。成形後のポリカーボネート樹脂の分子量
は、成形前の分子量の少なくとも８０％以上を保持する
ことが好ましい。ポリカーボネート樹脂パンライトカタ
ログ（帝人化成（株）発行）には、成形前に原料である
ポリカーボネート樹脂ペレットを、予め水分率０．０５
％以下に乾燥させておくことが必要である旨記載されて
いる。

【００４３】このような樹脂に対して本発明のチョップ
ドストランドは、熱による重量減少と吸着水分率を低く
抑えることができるので、成形品のマトリックスの分子
量低下幅を最小限に抑えることが可能となり、さらにマ
トリックス樹脂とチョップドストランドの親和性が良い
ので、成形品の引張や曲げ特性など優れた力学的特性を
得ることができる。

【００４４】本発明の炭素繊維チョップドストランド強
化熱可塑性樹脂組成物は、上記の集束処理された炭素繊
維チョップドストランド３〜７０重量％と、上記のマト
リックス樹脂９７〜３０重量％からなる。この樹脂組成
物中の炭素繊維チョップドストランド含有率が３重量％
未満では補強効果が小さく、７０重量％を超える場合で
は樹脂組成物の成形性が著しく低下し、実用的でない。

【００４５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００４６】実施例１ １，６−ヘキサメチレンカーボネートジオールとヘキサ
メチレンジイソシアネートを原料としてポリカーボネー
ト系ウレタン樹脂の水系自己乳化型分散液を得た。この
水分散液をさらに水で希釈し、東レ（株）製炭素繊維
“Ｔ３００−１２Ｋ”（１２０００フィラメント）を浸
漬し、２００〜２４０℃で２分間熱処理して、サイジン
グ剤を付与した連続ストランドを得たのち、このストラ
ンドを６ｍｍにカットした。サイジング剤の付着率は
３．０％であった。

【００４７】このチョップドストランドの減量率を温度
２５０℃、３００℃、３５０℃で測定したところ、それ
ぞれ３％、１５％、４０％であった。

【００４８】得られたストランド、およびチョップドス
トランドの特性値を表１に示す。

【００４９】次にチョップドストランドとポリカーボネ
ート樹脂である“パンライト”（登録商標）Ｌ１２５０
（帝人化成（株）製）を炭素繊維含有量３０重量％目標
で混練押出成形した。

【００５０】押出成形で得られたコンパウンドペレット
をさらに射出成形して、引張試験及び曲げ試験用試料を
作製した。表２に、成形時の通過性、ポリカーボネート
の分子量、引張強度、曲げ強度を示す。

【００５１】なお、表２において、射出成形品の分子量
Ｍは粘度平均分子量を示す。塩化メチレンにポリカーボ
ネート樹脂を２０℃で０．７g/dlの濃度で溶解した溶液
から求めた比粘度（ηsp）を次式に挿入して求めた。

【００５２】 ηsp／Ｃ＝［η］＋０．４５×［η］² Ｃ ［η］＝１．２３×１０^-4Ｍ （Ｃは樹脂濃度で０．７） また、原料として用いた炭素繊維の引張特性は、引張強
度が3530ＭＰａ、引張弾性率が230 ＧＰａであり、原料
として用いたポリカーボネートの分子量は２１０００で
あった。

【００５３】実施例２、３ 実施例１のウレタン樹脂を５０部（以下、「部」はすべ
て純分の量を表す）とエポキシ樹脂として油化シェルエ
ポキシ（株）製“エピコート８３４”１０部と“エピコ
ート１００４”４０部をポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル１０部を加え混合してホモミキサーで撹拌
し、樹脂成分として２０％濃度のサイジング剤エマルジ
ョン液を得た。この分散液の粒径を測定したら０．３５
μｍであった。この液を希釈して２水準の濃度に調整
し、実施例１と同様にサイジング剤を付与した連続炭素
繊維ストランドを得たのち、このストランドを６ｍｍに
カットした。サイジング剤の付着率は３．０％（実施例
２）、４．５％（実施例３）であった。

【００５４】実施例４ 炭素繊維として、東レ（株）製炭素繊維“１５０Ｋ”
（１５０，０００フィラメントのトウ）を用いた以外は
実施例１と同様に試験した。結果を表１、表２に示す。

【００５５】比較例１ サイジング剤付着率が０．８％である以外は実施例１と
同様に試験した。結果を表１、表２に示す。

【００５６】比較例２ サイジング剤付着率が７．５％である以外は実施例１と
同様に試験した。結果を表１、表２に示す。

【００５７】比較例３ ポリブチレンアジペート／ヘキサメチレンジイソシアネ
ート系ウレタンエマルジョンである以外は実施例１と同
様に試験した。この時のサイジング剤の付着率は３．５
％であった。このチョップドストランドの減量率を２５
０℃、３００℃、３５０℃で測定したところ、８％、２
１％、４５％であった。

【００５８】次に得られたチョップドストランドを実施
例１と同様に試験した。結果を表１、表２に示す。射出
成形品のポリカーボネート分子量は１６０００で原料ポ
リカーボネートに比べて大きく低下した。

【００５９】以上の結果から、表１と表２に示すよう
に、サイジング剤の付着率が１重量％未満であると集束
性不良のためにカット性不良（毛羽発生）や押出機への
チョップドストランドの供給性不良で成形が困難であっ
た。また、付着率が７重量％より大きくなると、ストラ
ンドの剛性が高く、ストランドの取扱い性が悪くなると
ともに、チョップドストランドの水分率が高くなり射出
成形品のポリカーボネート分子量の低下幅が大きくなっ
た。一方、実施例１〜４で示すように本発明に係る炭素
繊維チョップドストランドを用いた場合は、ポリカーボ
ネート樹脂の分子量低下が抑制され、かつ力学的特性に
優れた樹脂成形品を得ることができた。

【００６０】なお、実施例１、比較例３のチョップドス
トランドの減量率と（１）式との関係を図１に示した。

【００６１】

【表１】

【表２】

【００６２】

【発明の効果】炭素繊維強化熱可塑性樹脂の成形におい
て、ハンドリング性が良好で、成形時にサイジング剤が
熱分解しにくいチョップドストランドであり、さらにチ
ョップドストランドの水分率を規制することにより、成
形時のマトリックスの劣化を抑制し、且つ力学的特性に
優れた樹脂成形品を提供ができるものである。特に３０
０℃以上で成形するマトリックス（例えばポリカーボネ
ート樹脂）において効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】減量率Ｙと温度Ｔとの関係を表す。

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/564 Ｄ０６Ｍ 15/564

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サイジング剤の付着量が１〜７重量％であ
   って、空気中で温度２５℃からＴ℃まで加熱（昇温速度
   ５０℃／分）したときの減量率Ｙ（％）が次式に示す範
   囲であり、且つ、温度２５℃、相対湿度６５％の雰囲気
   に放置したときの平衡水分率が０．０５〜０．３％であ
   ることを特徴とする炭素繊維チョップドストランド。 Ｙ＜0.00251 Ｔ² −1.1326Ｔ＋133.143 （１） ここで、 Ｙ（％）＝１００×（チョップドストランドの減量率／
   サイジング剤付着率)、 Ｔは２５０℃以上３５０℃以
   下の温度を表す。
2. 【請求項２】ポリカーボネート骨格を有するウレタン樹
   脂からなるサイジング剤が１〜７重量％付着されてなる
   ことを特徴とする炭素繊維チョップドストランド。
3. 【請求項３】請求項２記載のウレタン樹脂４０〜６０部
   とエポキシ樹脂６０〜４０部を配合した樹脂からなるサ
   イジング剤が１〜７重量％付着されてなることを特徴と
   する炭素繊維チョップドストランド。
4. 【請求項４】サイジング剤が請求項２または３記載のサ
   イジング剤であることを特徴とする請求項１記載の炭素
   繊維チョップドストランド。
5. 【請求項５】嵩密度が０．４〜０．６（ｇ／ｍｌ）であ
   ることを特徴とする請求項１から４記載の炭素繊維チョ
   ップドストランド。
6. 【請求項６】ポリカーボネート樹脂３０〜９７重量％
   と、請求項１から５で示す炭素繊維チョップドストラン
   ド３〜７０重量％からなる樹脂組成物。