JPS59215308A - 炭素繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭素繊維を高濃度に含有する熱可塑性樹脂組成
物の製造方法に関する。

炭素繊卸、は熱可塑性樹脂の補強材とし７て、また、導
電性伺与材として広く用いられている。

しかしながら、炭素繊維、特にミルドファイバ、チョツ
プドストランド等の矧繊維は、嵩密度が小さく、飛散し
やすいので、押出機等を用いて熱可塑性樹脂に混練する
ことは極めて困難であり、さらに炭素繊維の飛散に伴な
って、作業環境が悪化し、作業貢の皮膚を刺激して痛痒
風を率 −える等の問題があった。

さらに、混線が高剪断条件下に行なわれるので炭素繊維
の切断、分散不良等も生じ、得られた組成物の物性の低
下の原因となっていた。

本廃明者等は、上述の問題点を有しない炭素繊維含有熱
可塑性樹脂組成物、特に該繊維を高濃度に含有する熱可
塑性樹脂組成物の製造方法を開発することを目的として
、鋭意研究を重さねた結果本発明に到達したものである
。

本発明の上記の目的は、炭素繊維７００重量部の存在下
に、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ビニルトルエ
ン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエステル、メ
タクリル酸のアルキルエステル、アクリル酸のアミノア
ルキルエステル、及びツタクリル酸のアミノアルキルエ
ステルからなる単量体群から選ばれた少なくとも１種の
単量体１０−！；０重量部を懸濁重合させることにより
達せられる。

上記各単量体の純度は工業的に通常使用され得る程度で
よい。特にｐ−ビニルトルエンは、／θ剣程度オルソ及
び／またはパラ異性体を含有するものでもよい。

アクリル酸及びメタクリル酸のアルキルエステルを製造
する際に用いられるアルコールとしてはＣ３〜Ｃ５のア
ルコールが好ましい。

また、アクリル酸及びメタクリル酸のアミノアルキルエ
ステルの製造に用いられるアミノアルコールとしては、
ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール
、ジメチルアミツブロバノール等が好まシイ。

本発明方法に用いられる炭素繊維には特に制限はないが
、ミルドファイバー、チョツプドストランド等の短繊維
が好ましい。

重合に際しては上記炭素繊維１００重量部を、水に＠濁
させて、上記単量体を１０〜Ｓθ重量部添加し、重合開
始剤、ポリビニルアルコール系その他の懸濁斉しその他
の助剤を添加し攪拌下に重合させる。

単量体の量が７０重量部未満であると炭素繊維の表面を
十分に被覆できず、また、ＳＯ重重置部超えると相対的
に炭素繊維の含有量が低下し、ともに好捷しくない。

本発明方法の好ましい実施態様として、最初にア多すル
酸系単量体等／〜７０重量部を炭素繊維１０θ重量部の
存在下にＭ渇重合させ、続いて、スチレン系単量体等７
〜ｑＯ重景部を懸濁重合させると、炭素繊維との接着力
及び他の樹脂との相溶性の点から、より好ましい結果が
得られる。

すなわち、炭素繊維７００重−危部の存在下に最初にア
クリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエステ
ル、メタクリル酸のアルキルエステル、アクリル酸のア
ミノアルキルエステル及びツタクリル酸のアミノアルキ
ルエステルから々る単量体群から選ばれた少なくとも／
捗の単量体、好ましくは、アクリル酸またはメタクリル
酸のアルキルエステルとアクリル酸もしくはメタクリル
酸またはアクリル酸もしくはメタクリル酸のアミノアル
キルエステルとの混合物７．〜１０重量部を懸濁重合さ
せる。

この場合、単量体類の使用量が７重量部未満であると炭
素繊維との接着力が十分でなく、７．０重量部を超える
と他の樹脂との相溶性が劣化するので好ましく々い。

続いて、上記アクリル酸系単量体の重合終了後、スチレ
ン、α−メチルスチレン及びｐ−ビニルトルエンから々
る単量体群から選ばれた少なくとも／稗の単量体と、ア
クリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる単量体
群から選ばれた少なくとも１種の単量体との混合部９〜
１Ｉ−Ｏ重量部を添加して懸濁重合を行なう。単量体混
合物の量が７重量部未満であると他の樹脂との相溶性が
低下し、ｑｏ重量部を超えると炭素繊維の含有量が相対
的に低下するので好ましくない。

また、単量体の混合比としては、混合物全量に対して、
後者の群から選ばれた単量体を２０〜りθ重量係程度と
するのが相溶性等の点から好ましい。

本発明方法におけるその他の重合条件は、通常の懸濁重
合条件と同様でよい。

本発明方法によると炭素繊維を高濃度で含有する組成物
を容易にかつ作業環境を汚染すること々く得ることがで
きる。また、得られた組成物は顆粒状ないしはペレット
状であるので、取シ扱いが容易であり、他の樹脂との配
合も容易に実施できる。さらに、配合にあたって、炭素
繊維の折損が殆どないので組成物または成形物の物性の
低下も殆ど々い。

続いて、実施例、応用例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明する。

実施例７〜ｑ 内容積３ｔの攪拌装置付ガラス製四つロフラスコに脱イ
オン水λ、θに！、カーボンミルドファイバー（呉羽化
学社品「Ｍ−１０ｑＴ」平均長ｏ、７ｏｍｍ、繊維径／
ｇμ）ＩＩＯ０グを加え攪拌する。これに第１表に示す
単量体を加え、窒素ガス置換した後、７θＣに昇温し、
過硫酸カリｑｏ’６に昇温し、７時間反応させた。

重合系をｇＯＣに隆昌し、スチレン６グ７、アクリロニ
トリル３乙？、ターヒ°ルン／？、過酸化べ／ゾイルλ
、Ｓ７、アゾビスイソブチロニトリル／７を加え、一時
間重合を行なった。

この重合後半に、ポバール系懸濁安定剤（日本に昇温し
窒素ガス流通下に／時間未反応単量体を留去した。

この後冷却し、２００メツシユの金網を用いて集束した
炭素繊維を含有する重合体を炉別した。その結果を第２
表に示す。

第１表 注）　　ＭＭＡ：　メチルメタクリレート、ＤＭＡ：　
　ジメチルアミノエチルメタクリレート、ＡＡニアクリ
ル酸、ＢＡニブチルアクリレート 実施例Ｓ スチレンｇＯ？及びアクリロニトリル１１０５から々る
単量体混合物を用いて一段で懸濁重イしたこと以外は実
施例／と同様にして懸濁重イした。結果を第２表に示す
。

第２表の結果は、いずれも平均粒径が犬き々７集束した
粒子と々っており、嵩密度も原料より大きくなっており
、加工性が良好である。（灰分係はＮ２中でｂｏｏＣＡ
時間焼いた後の残分である。平均粒径は篩分理法による
。）応用例 実ノ面例／及び−で得られた組成物を炭素繊維の含有量
がＩＩ５重量重量外るようにＡＢＳ樹脂（三菱モンザン
ト化成（Ｑ）ＴＦＸ−ｒｓｏ）と押出機により混練した
。得られたベレットを用いて射出成形機により試験片を
作成した。試験片の物性測定結果を第３表に示す。

比較応用例 炭素繊維含有量がダＳ重重量となるように実施例／で用
いた吃のと同種の炭素繊維とＡＢＳ樹脂（ＴＦＸ−，２
ｊ−０）とを直接機械的に混練し、射出成形機により作
成した試験片の物性を測定した。結果を第３表に示す。

第３表 引　張　強　度：　Ｊ工Ｓ　Ｋ−６ｇ’／ｌにより測定
アイゾツト衝繋強度： 体積固有抵抗：　／、、２’７（Ｊ７１Ｘ　／、２７Ｃ
ｍ×／　０Ｃ７ｎの試験片を用いて測定した。

特許出願人　　　三菱モンサンド化成株式会社代　理　
人　　弁理士　長谷用　　　−（ほか７名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　炭素繊維１００重量部の存在下にスチレン、
   α−メチルスチレン、ｐ−ビニルトルエン、メタクリル
   酸のアルキルエステル、アクリル酸のアミノアルキルエ
   ステル、及びメタクリル酸のアミノアルキルエステルか
   らなる単量体群から選ばれた少なくとも７種の単量体７
   ０〜３−０重量部を懸濁重合させることを特徴とする炭
   素繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
2. （２）懸濁重合方法が炭素繊維１０θ市邪一部の存在下
   に、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキル
   エステル、メタクリル酸のアルキルエステル、アクリル
   酸のアミノアルキルエステル及びメタクリル酸のアミノ
   アルキルエステルからなる単量体群から選ばれた少なく
   とも７種の単量（４−７〜１０重量部を懸濁重合させ、
   続いて、スチレン、α−メチルスチレン及びｐ−ビニル
   トルエンからなる単量体群から選ばれた少々くとも７種
   の単量体、ならびにアクリロニトリル及びメタクリロニ
   トリルからなる単量体群から選ばれた少なくとも７種の
   単量体との混合物９〜ゲ０重量部を懸濁重合させること
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。