JPS6233872A - Sizing agent for carbon fiber - Google Patents

Sizing agent for carbon fiber

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JPS6233872A
JPS6233872A JP17032785A JP17032785A JPS6233872A JP S6233872 A JPS6233872 A JP S6233872A JP 17032785 A JP17032785 A JP 17032785A JP 17032785 A JP17032785 A JP 17032785A JP S6233872 A JPS6233872 A JP S6233872A
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sizing agent
carbon fibers
mixture
general formula
integer
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一平 野田
博 南
淳 磯部
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Takemoto Oil and Fat Co Ltd
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  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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し、更に詳しくは
炭素繊維の取扱いを容易にし且つそのコンポジット物性
を向上させるサイジング剤に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a sizing agent for carbon fibers, and more particularly to a sizing agent that facilitates handling of carbon fibers and improves the physical properties of the composite.

炭素繊維は軽量で、高強力且つ高モジ−ラスという特性
を有するため、コンポジット用補強材として注目されて
いる。ところが、該炭素繊維はもともと、伸度が小さく
、脆い繊維であるため、機械的摩擦によって容易に毛羽
や糸切れが発生する。
Carbon fiber is lightweight, has high strength and high modulus, and is therefore attracting attention as a reinforcing material for composites. However, since carbon fibers originally have low elongation and are brittle fibers, they easily become fuzzed or broken due to mechanical friction.

そして、これらの毛羽や糸切れが炭素繊維の取扱い性を
著るしく低下させ、そのコンポジット物性も低下させる
。そこで、炭素繊維にサイジング剤を付与して、このサ
イジング剤によシ、該炭素繊維を集束し、該炭素繊維に
フレキシビリティ−を与え、該炭素繊維の耐摩耗性を向
上させるとともに、炭素繊維とマトリックスレジンとの
間の本質的には不充分な接着性を改善して、得られるコ
ンポジットの層間剪断強度を向上させることが行なわれ
ている。
These fluffs and yarn breakage significantly reduce the handling properties of the carbon fibers and also reduce the physical properties of the composite. Therefore, by adding a sizing agent to carbon fibers, this sizing agent bundles the carbon fibers, gives flexibility to the carbon fibers, improves the abrasion resistance of the carbon fibers, and improves the abrasion resistance of the carbon fibers. Efforts have been made to improve the essentially insufficient adhesion between the composite material and the matrix resin to increase the interlaminar shear strength of the resulting composite.

本発明はかかるサイジング剤に関するものであるO 〈従来の技術とその問題点〉 従来、炭素繊維用サイジング剤として、次のような芳香
族グリシジルエーテルや芳香族グリシジルアミンを使用
するものが提案されている。
The present invention relates to such a sizing agent. <Prior art and its problems> The following sizing agents for carbon fibers have been proposed using aromatic glycidyl ethers and aromatic glycidyl amines. There is.

先ス°、ビスフェノールAジグリシジルエーテルを使用
するサイジング剤がある(特公昭57−15229 ’
)。これは、炭素繊維とマトリックスレジンとの接着性
をよくするために、マトリックスレジンと同様の化合物
を使用するものである。この種のサイジング剤によると
確かに、前記接着性はよくなる。しかし、メチレンクロ
ライドやジクロルエタン等の有機溶剤を使用するもので
あるため、その毒性や引火性の危険が犬きく、炭素繊維
の製織時における毛羽や糸切れの発生抑制効果が低いと
いう問題点がある。
Previously, there is a sizing agent that uses bisphenol A diglycidyl ether (Japanese Patent Publication No. 57-15229').
). This uses a compound similar to that of the matrix resin in order to improve the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin. Sizing agents of this type certainly improve the adhesion. However, since it uses organic solvents such as methylene chloride and dichloroethane, there is a risk of toxicity and flammability, and there are problems in that it is less effective in suppressing the occurrence of fuzz and thread breakage during weaving of carbon fiber. .

まだ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エヒコート8
28とエピコー)1001を特定割合で混合したもの、
いずれもシェル社製)を、ポリオキシエチレン系非イオ
ン界面活性剤を乳化剤とし、水性エマルジョンとして使
用するサイジング剤がある(特開昭57−171767
)。この場合、有機溶剤を使用しないため、それによる
毒性や引火性の危険はない。しかし、乳化剤の種類や使
用量を特定しても、炭素繊維の製織時における毛羽や糸
切れの発生抑制と得られるコンポシフ)の層間剪断強度
との双方を充足することが困難という問題点がある。
Bisphenol A epoxy resin (Ehicoat 8)
28 and Epicor) 1001 mixed in a specific ratio,
There is a sizing agent that is used as an aqueous emulsion using a polyoxyethylene nonionic surfactant as an emulsifier (both manufactured by Shell Co., Ltd.) (Japanese Patent Laid-Open No. 57-171767
). In this case, since no organic solvent is used, there is no danger of toxicity or flammability. However, even if the type and amount of emulsifier used is specified, there is a problem that it is difficult to satisfy both the suppression of fuzz and thread breakage during weaving of carbon fiber and the interlayer shear strength of the resulting composite. .

そして、N、N、N’、N’−テトラグリシジルフェニ
レンジアミンを使用するサイジング剤がある(特公昭5
9−9664)。これは、炭素繊維とマ) IJソック
レジンとの接着性をよくするものである。
There is also a sizing agent that uses N,N,N',N'-tetraglycidylphenylenediamine (Japanese Patent Publication No. 5
9-9664). This improves the adhesion between the carbon fiber and the IJ sock resin.

この種のサイジング剤によると、前記したビスフェノー
ルAジグリシジルエーテルを使用する従来のサイジング
剤よシも、炭素繊維とマトリックスレジンとの接着性は
よくなり、得られるコンポジットの層間剪断強度は向上
する0しかし、三級アミン基を含有するものであるため
にエポキシ基が ゛経時変化し、その結果該サイジング
剤で処理された炭素繊維は経時的にそのフレキシビリテ
ィ−を失なって固くなシ、該炭素繊維の製織時における
毛羽や糸切れが増加するという問題点がある。
This type of sizing agent improves the adhesion between carbon fibers and matrix resin, and improves the interlaminar shear strength of the resulting composite, compared to the conventional sizing agent that uses bisphenol A diglycidyl ether. However, since it contains a tertiary amine group, the epoxy group changes over time, and as a result, the carbon fiber treated with the sizing agent loses its flexibility over time and becomes hard. There is a problem in that fuzz and yarn breakage increase during weaving of carbon fibers.

以上要するに、従来提案されている炭素繊維用サイジン
グ剤には、毒性や引火性の危険がないもの、或いは炭素
繊維とマトリックスレジンとの接着性をよくして得られ
るコンポジットの層間剪断強度を向上するものがあるが
、これらの効果を併せて充分に発揮し、同時に炭素繊維
の製織時における毛羽や糸切れの発生を抑制する効果も
充分に発揮するというものはないのである。
In summary, conventionally proposed sizing agents for carbon fibers are those that are free of toxicity or flammability, or that improve the adhesion between carbon fibers and matrix resin to improve the interlaminar shear strength of the resulting composite. However, there is no one that fully exhibits both of these effects and at the same time sufficiently exhibits the effect of suppressing the occurrence of fuzz and thread breakage during weaving of carbon fibers.

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は、叙上の如き従来の問題点を解決するもので、
有機溶剤を使用する必須性をなくしてその毒性や引火性
の危険を排除し、また炭素繊維に充分な抱合力並びに耐
摩耗性を与え、毛羽や糸切れの発生を抑制して該炭素繊
維の取扱い性を大いに向上し、更に炭素繊維とマトリッ
クスレジンとの接着性をよくして得られるコンポジット
に優れた層間剪断強度を付与する、炭素繊維用サイジン
グ剤を提供するものである。
<Problems to be solved by the invention> The present invention solves the conventional problems as described above.
It eliminates the necessity of using organic solvents and eliminates the danger of toxicity and flammability, and also provides carbon fibers with sufficient binding power and abrasion resistance, suppressing the occurrence of fluff and thread breakage, and improving the carbon fibers. The object of the present invention is to provide a sizing agent for carbon fibers that greatly improves handleability and further improves the adhesion between carbon fibers and matrix resin, thereby imparting excellent interlaminar shear strength to the resulting composite.

〈問題点を解決するための手段〉 しかして本発明者らは、以上の観点で鋭意研究した結果
、特定のポリアルキレンエーテルエポキシ化合物が正し
く好適でおることを見出し、本発明を完成するに到った
<Means for Solving the Problems> As a result of intensive research from the above viewpoint, the present inventors discovered that a specific polyalkylene ether epoxy compound is correctly and suitably suited, and have now completed the present invention. It was.

すなわち本発明は、次の一般式(1)で示されるポリア
ルキレンエーテルエポキシ化合物を含有することを特徴
とする炭素繊維用サイジング剤に係る。
That is, the present invention relates to a sizing agent for carbon fibers characterized by containing a polyalkylene ether epoxy compound represented by the following general formula (1).

〔但し、Zは1〜3価のアルコール類又はフェノール類
の残基。Rは炭素数2〜4のアルキレン基から選ばれる
単独又は混合で、混合の場合に7でくくられている部分
内はブロック又はランOHとの混合で、混合の場合にm
でくくられている部分内はブロック又はランダム結合。
[However, Z is a residue of mono- to trihydric alcohol or phenol. R is selected from alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, singly or as a mixture; in the case of a mixture, the part surrounded by 7 is a mixture with block or run OH; in the case of a mixture, m
The enclosed part is a block or random combination.

nでくくられている部分内は!でくくられている部分と
mでくくられている部分とがブロック又は0〜40の整
数、mは1〜5の整数、nは2の価数によって決まる1
〜3の整数。〕 上記一般式(1)のZに関し、1価のアルコールとして
は、エタノール、プロパツール、ブタノール、オクタツ
ール、ドデカノール等、また2価のアルコールトシテハ
、エチレングリコール、プロピレンクリコール、ブチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレ
ングリコール、ボリグロピレングリコール等、更に3価
のアルコールとしては、グリセリン、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン等がある。そして同じく
Zに関し、1価の7エノールとしては、フェノール、フ
ェニルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノ
ール、スチレン化フェノール、ベンジル化フェノール、
クミルフェノール、クレゾール等、また2価のフェノー
ルとしては、ビスフェノールA1 ビスフェノールF1
 ビスフェノールS1ハイドロキノン、レゾルシ/−p
、’4、更に3価の7エノールとしては、ピロガロール
等がある。これらのうちビスフェノール類、したがって
Zはビスフェノール残基が好ましい。毛羽や糸切れの発
生を抑制する効果及び得られるコンポジットの層間剪断
強度を向上する効果で優れているからである。また前記
一般式(1)において、lが5〜10の整数であシ、且
つRがエチレン基/グロビレン基+ブチレン基≧4/l
 (モル比)であると、一層好ましい。この場合、該一
般式(1)で示されるポリアルキレ/エーテルエポキシ
化合物は水に対して溶解性又は自己乳化性を発揮するよ
うになり、得られるコンポジットの層間剪断強度が一層
向上する等、本発明の効果の発現が更に著るしくなるか
らである。
The part enclosed by n is! The part bounded by m and the part bounded by m are blocks or integers from 0 to 40, m is an integer from 1 to 5, and n is 1 determined by the valence of 2.
An integer between ~3. ] Regarding Z in the above general formula (1), monohydric alcohols include ethanol, propatool, butanol, octatool, dodecanol, etc., and dihydric alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, Triethylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, polyglopylene glycol, etc., and trivalent alcohols include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, etc. Similarly, regarding Z, monovalent 7 enols include phenol, phenylphenol, octylphenol, nonylphenol, styrenated phenol, benzylated phenol,
Cumylphenol, cresol, etc., and divalent phenols such as bisphenol A1 and bisphenol F1.
Bisphenol S1 Hydroquinone, Resorci/-p
, '4, and further trivalent 7 enols include pyrogallol and the like. Among these, bisphenols, and therefore Z is preferably a bisphenol residue. This is because it has an excellent effect of suppressing the occurrence of fuzz and yarn breakage, and an effect of improving the interlayer shear strength of the resulting composite. Further, in the general formula (1), l is an integer of 5 to 10, and R is an ethylene group/globylene group + butylene group≧4/l
(molar ratio) is more preferable. In this case, the polyalkylene/ether epoxy compound represented by the general formula (1) exhibits solubility or self-emulsifying property in water, and the interlaminar shear strength of the resulting composite is further improved. This is because the expression of the effect becomes even more remarkable.

本発明に係るサイジング剤は、前記一般式(1)で示さ
れるポリアルキレ/エーテルエポキシ化合物の他に、必
要に応じて、従来のサイジング剤、平滑剤、界面活性剤
等を適宜、本発明の効果を損なわない範囲で含有するこ
とができる0これらを例示すると、サイジング剤として
は、ビスフェノールAジグリシジルエーテル系、ノボラ
ック型グリシジルエーテル系又はN、 N、 N、 N
−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等のエポ
キシ化合物があシ、また平滑剤としては、ステアリルラ
ウレート、ラウリルステアレート又はオレイルオレート
等の脂肪酸エステルがあシ、更に界面活性剤トシては、
ポリオキシエチレン(6モル)ノニルフェニルエーテル
又はポリオキシエチレン(30モル)トリスチレン化フ
ェニルエーテル等の非イオン型界面活性剤がある。いず
れの場合も、本発明に係るサイジング剤は、前記一般式
(1)で示されるポリアルキレ/エーテルエポキシ化合
物を、通常は10重量%以上、好ましくは50重量%以
上含有するものである。
In addition to the polyalkylene/ether epoxy compound represented by the general formula (1), the sizing agent according to the present invention may optionally contain conventional sizing agents, smoothing agents, surfactants, etc. to achieve the effects of the present invention. Examples of sizing agents include bisphenol A diglycidyl ether, novolak glycidyl ether, or N, N, N, N.
- Epoxy compounds such as tetraglycidyl diaminodiphenylmethane may be used, fatty acid esters such as stearyl laurate, lauryl stearate or oleyl oleate may be used as smoothing agents, and surfactants may be used.
Nonionic surfactants include polyoxyethylene (6 moles) nonylphenyl ether or polyoxyethylene (30 moles) tristyrenated phenyl ether. In either case, the sizing agent according to the present invention usually contains 10% by weight or more, preferably 50% by weight or more of the polyalkylene/ether epoxy compound represented by the general formula (1).

く作用等〉 本発明に係るサイジング剤は、PAN系、ピッチ系又は
レーヨン系等の各種炭素繊維(黒鉛繊維を含む)に適用
され、所期効果を発揮する。適用の具体的手段は、ディ
ップ法、スプレー法又はローラー法等、従来手段のいず
れでもよく、サイジング剤を炭素繊維に含浸後、熱風や
赤外線ランプ等で乾燥する。適用に際してサイジング剤
を、そのまま又は少量の乳化剤で水性溶液又は水性エマ
ルジョンとし、有効成分換算で、通常は25重量%以下
、好ましくは0.5〜5重量%に調整する。
Effects, etc.> The sizing agent according to the present invention is applied to various carbon fibers (including graphite fibers) such as PAN-based, pitch-based, or rayon-based fibers, and exhibits the desired effects. The specific application method may be any conventional method such as a dipping method, a spray method, or a roller method, and after impregnating the carbon fiber with the sizing agent, it is dried with hot air, an infrared lamp, or the like. Upon application, the sizing agent is used as it is or in the form of an aqueous solution or emulsion with a small amount of an emulsifier, and adjusted to usually 25% by weight or less, preferably 0.5 to 5% by weight, in terms of the active ingredient.

該サイジング剤の炭素繊維への付着量は、有効成分換算
で、通常は0.2〜6重量%、好ましくは0゜3〜2重
量%である。
The amount of the sizing agent attached to the carbon fibers is usually 0.2 to 6% by weight, preferably 0.3 to 2% by weight, calculated as the active ingredient.

〈発明の効果〉 以上説明した通シであるから、本発明には、要約すると
次のような効果がある。
<Effects of the Invention> As explained above, the present invention has the following effects in summary.

(1)そのままで又は少量の乳化剤で均一安定な水溶液
又は水性エマルジョンとすることができ、この状態で炭
素繊維に適用することができるため、毒性や引火性の危
険がない。
(1) It can be made into a uniform and stable aqueous solution or emulsion as it is or with a small amount of emulsifier, and can be applied to carbon fibers in this state, so there is no danger of toxicity or flammability.

(2)炭素繊維に優れた抱合力及び耐摩耗性を付与する
ことができるため、該炭素繊維の製織時における毛羽や
糸切れの発生を抑制し、その取扱い性を大幅に向上する
(2) Since carbon fibers can be endowed with excellent binding strength and abrasion resistance, the occurrence of fuzz and thread breakage during weaving of the carbon fibers is suppressed, and the handling properties thereof are greatly improved.

(3)前記(1)及び(2)の効果と相まって、炭素繊
維とマトリックスレジンとの接着性もよいため、得られ
るコンポジットの層間剪断強度も向上する0 〈実施例〉 先ず、前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエー
テルエポキシ化合物につき、次のA−1〜A−9を合成
した。
(3) Coupled with the effects of (1) and (2) above, the adhesion between the carbon fibers and the matrix resin is also good, which improves the interlayer shear strength of the resulting composite. Regarding the polyalkylene ether epoxy compounds shown in 1), the following A-1 to A-9 were synthesized.

A  −1;    (X’)(AYl)(E)s(Z
’)(E)5(AYl)(X’)はビスフェノールA残
基。これらは以下同じ。
A -1; (X')(AYl)(E)s(Z
') (E) 5 (AYl) (X') is a bisphenol A residue. These are the same below.

ブロック〕 A  2 :  (X”)(AY2)3(P)4(E)
3(Z’)(E)3(P)4(AY2)3(X”)〔但
し、Y2は−OH,Pはオキシプロピレン基。これらは
以下同じ。ランダム〕 A −3;  (Z2)(E)4(AY’)3(X”)
〔但し、Z2は ○CH2−oo−。ランダム〕A −
4:  (Z3)((E)、(Ay2)(Xl))3A
   5  : (X”)(AY”)5(P)5(E)
10(Z’)(E)10(P)5(AYl)5(X”)
〔但し、z4は −OCHz CHz Ooランダム〕
A −6;  (X’)(AY”)2(P)6(E)2
(Z5)(E)2(P)6(AY”)2(Xl)〔但し
 z5はビスフェノールS残基。ランダム〕A  7 
:  (Z’)(E)4(AY”)2(X”)〔但し、
Z6はCrzHzsO−。ランダム〕A   8  :
  (X”)(AY”)2(P)(E)6(Z”)(E
)6(P)(AY”)2(X’)〔但し、ブロック〕 A −9: (X”)(AY”)3(E)7(Z5)(
E)、(AYl)3(X”)〔但し、ブロック〕 A−1とA−2につき、合成方法を以下に挙げる。A−
3〜A−9の合成はA−1やA−2の合成に準じて行な
った。
Block] A 2: (X”) (AY2) 3 (P) 4 (E)
3(Z')(E)3(P)4(AY2)3(X'') [However, Y2 is -OH, P is oxypropylene group. These are the same below. Random] A -3; (Z2)( E)4(AY')3(X")
[However, Z2 is ○CH2-oo-. Random] A-
4: (Z3) ((E), (Ay2) (Xl)) 3A
5: (X”) (AY”) 5 (P) 5 (E)
10(Z')(E)10(P)5(AYl)5(X")
[However, z4 is -OCHz CHz Oo random]
A -6; (X')(AY")2(P)6(E)2
(Z5) (E) 2 (P) 6 (AY”) 2 (Xl) [However, z5 is a bisphenol S residue. Random] A 7
: (Z') (E) 4 (AY") 2 (X") [However,
Z6 is CrzHzsO-. Random] A 8:
(X”) (AY”) 2 (P) (E) 6 (Z”) (E
)6(P)(AY”)2(X') [However, block] A-9: (X”)(AY”)3(E)7(Z5)(
E), (AYl)3(X”) [However, block] The synthesis method for A-1 and A-2 is listed below.A-
The synthesis of Examples 3 to A-9 was carried out according to the synthesis of A-1 and A-2.

A−1の合成方法;攪拌機、還流冷却器、滴下ロート及
び温度計を備える11容の四つロフラスコを使用した。
Synthesis method of A-1: An 11-volume four-loop flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a thermometer was used.

このフラスコに、ビスフェノールAを出発物質としてエ
チレンオキサイド10モルを付加重合した分子量668
のポリオキシエチレンエーテル334g(0,5モル)
と水酸化カリウム6.7g(2,0重量%)を加え、1
50〜160℃で3時間要してグリシドール74g(1
,0モル)を滴下した。滴下終了後、同温度で1時間攪
拌し、水酸化カリウムを正リン酸にて中和した。更に、
三弗化ホウ素エーテラート2.0g(0,5重量%)を
加え、60〜80℃でエピクロルヒドリン407!1F
(4,4モル)を滴下した。引き続き、90〜100℃
で2時間攪拌し、80〜100℃で水酸化カリウム24
7IC4,4モル)を含有する40%水溶液を徐々に加
え、その温度で3時間攪拌を続けた。減圧脱水後、副生
じた塩を除去し、生成物(A−1)を得た。
To this flask, 10 moles of ethylene oxide was added and polymerized using bisphenol A as a starting material, and the molecular weight was 668.
334 g (0.5 mol) of polyoxyethylene ether
and 6.7 g (2.0% by weight) of potassium hydroxide,
Glycidol 74g (1
, 0 mol) was added dropwise. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour, and the potassium hydroxide was neutralized with orthophosphoric acid. Furthermore,
Add 2.0 g (0.5% by weight) of boron trifluoride etherate and mix with epichlorohydrin 407!1F at 60-80°C.
(4.4 mol) was added dropwise. Continue to 90-100℃
Stir for 2 hours at
A 40% aqueous solution containing 7IC (4.4 mol) was gradually added and stirring was continued at that temperature for 3 hours. After dehydration under reduced pressure, by-produced salts were removed to obtain product (A-1).

A−2の合成方法;1.51のオートクレーブを使用し
た。このオートクレーブ中に、ビスフェノールA228
1iF(1,0モル)、溶媒としてキシレン250 m
l及び触媒として水酸化カリウム7、0 gを仕込み、
110〜120℃で3〜5勿/dの条件下、エチレンオ
キサイド352g(8モル)とプロピレンオキサイド3
489(6モル)とグリシドール444g(6モル)の
混合物を6時間要して圧入し、反応させた。圧入後、1
25℃で5ky7attの条件下、2時間攪拌した。反
応生成物を取9出し、吸着剤を使用して、触媒を戸別し
た後、脱溶媒して、1360gのポリアルキレングリコ
ールエーテルを得た。この生成物知三弗化ホウ素エーテ
ラート6、8 g(0,5重量%)を加え、60〜80
℃でエビクロルヒドリ/204fc2.2モル)を滴下
した。滴下終了後、90〜100℃で2時間攪拌し、8
0〜100℃で水酸化カリウム124g(2,2モル)
を含有する40%水溶液を加え、同温度で3時間攪拌を
続けた。減圧脱水後、副生じた塩を除去し、生成物(A
−2)を得た。
Synthesis method of A-2: A 1.51 autoclave was used. In this autoclave, bisphenol A228
1 iF (1,0 mol), xylene 250 m as solvent
1 and 7.0 g of potassium hydroxide as a catalyst,
Under conditions of 3 to 5 m/d at 110 to 120°C, 352 g (8 mol) of ethylene oxide and 3 mol of propylene oxide
A mixture of 489 (6 moles) and 444 g (6 moles) of glycidol was injected over a period of 6 hours and allowed to react. After press-fitting, 1
The mixture was stirred at 25° C. for 2 hours under conditions of 5ky7att. The reaction product was taken out, and the catalyst was separated from each other using an adsorbent, and then the solvent was removed to obtain 1360 g of polyalkylene glycol ether. Add 6.8 g (0.5% by weight) of this product, trifluoroboron etherate,
2.2 mol of shrimp chlorohydrin/204fc) was added dropwise at ℃. After completing the dropwise addition, stir at 90 to 100°C for 2 hours.
124 g (2.2 mol) of potassium hydroxide at 0-100°C
A 40% aqueous solution containing was added, and stirring was continued at the same temperature for 3 hours. After dehydration under reduced pressure, the by-product salts were removed and the product (A
-2) was obtained.

次に、かくして合成したA−1〜A−9等を用い、第1
表記載のサイジング剤(実施例1〜9、比較例1〜3)
を調整した。
Next, using A-1 to A-9 etc. synthesized in this way, the first
Sizing agent listed in the table (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 3)
adjusted.

そして、いずれも次のように、炭素繊維を処理し、コン
ポジットを成形して、試験乃至評価した。
In each case, carbon fibers were treated and composites were molded and tested and evaluated as follows.

結果を第2表に示した。The results are shown in Table 2.

・炭素繊維のサイジング処理二市販のPAN系炭素繊維
(7μ/3000フイラメント)を有機溶剤にて脱サイ
ズし、これに各サイジング剤を有効成分付M量が1.0
重量係となるようにディップ法で含浸させ、オープン中
で120℃×5分間乾燥した。
- Carbon fiber sizing process 2 Commercially available PAN-based carbon fiber (7μ/3000 filament) was desized with an organic solvent, and each sizing agent was added to it with an active ingredient M amount of 1.0.
It was impregnated by a dipping method so as to correspond to the weight ratio, and dried in an open air at 120° C. for 5 minutes.

・コンポジットの成形:前記のようにサイジング処理し
た炭素繊維に、エビコー)828(シェル社製、ビスフ
ェノールAジグリシジルエーテルモノマー)を100g
+ボロントリフルオライドモノメチルアミンを5g+メ
チルエチルケトンを25gからなる樹脂液を含浸させ、
120℃で半硬化させて一方面ブリプレグを作成した。
・Composite molding: Add 100 g of Ebicor) 828 (manufactured by Shell, bisphenol A diglycidyl ether monomer) to the carbon fiber sized as described above.
+ impregnated with a resin liquid consisting of 5 g of boron trifluoride monomethylamine + 25 g of methyl ethyl ketone,
It was semi-cured at 120° C. to create a one-sided bripreg.

このプリプレグを金型中に積層して、170℃×1時間
加圧し、Vf(コンポジット中の炭素繊維の体積%)2
60%のコンポジットを成形した。
This prepreg was laminated in a mold and pressurized at 170°C for 1 hour.
A 60% composite was molded.

・毛羽、糸切れ試験:前記のようにサイジング処理した
炭素繊維について、TM式抱合カテスター(大栄化学精
機社製)を用い、荷重50 g/3000フィラメント
、02150度、擦過長30囚、クロムメッキ金属櫛を
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行なった。また別に、ラビングテス
ター(東洋精機社製)を用い、内角35度、1回撚り、
擦過長20m、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行なった。
・Fuzz and thread breakage test: Carbon fibers sized as described above were tested using a TM type conjugation catheter (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Co., Ltd.) with a load of 50 g/3000 filament, 02150 degrees, abrasion length of 30 mm, and chrome-plated metal. The comb was moved back and forth 500 times at a speed of 150 times/min to remove the fibers.
A metal-to-metal scratch test was conducted. Separately, using a rubbing tester (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), twist once at an internal angle of 35 degrees.
A fiber-to-fiber abrasion test was carried out by reciprocating 500 times at a speed of 100 times/min with a rubbing length of 20 m.

そして、ともに以下の5段階基準で評価した。Both were evaluated using the following 5-level criteria.

A=毛羽が殆んど発生しない。A = Almost no fuzz is generated.

B=単数的な毛羽しか発生しない。B=Only singular fuzz is generated.

C=毛羽が集団的に発生する。C=Fuzz occurs in clusters.

D=毛羽が多発し、一部が切断する。D=Fuzzing occurs frequently and some parts are cut off.

E=3000フイラメントが切断する。E=3000 filament breaks.

・毛羽、糸切れの総合判定二以下の2段階基準で毛羽、
糸切れを総合判定した。
・Comprehensive judgment of fuzz and thread breakage: Fuzz,
Thread breakage was comprehensively judged.

良好二上記のTM式及びラビング式の結果がいずれもA
又はBの場合 不良=上記のTM式及びラビング式の結果中にCXD又
はEのある場合 ・層間剪断強度試験:前記のように成形したコンポジッ
トについて、ASTMのD−2344に準じ測定した(
ILSS)。
Good 2 The results of the above TM method and rubbing method are both A.
Or if B is defective = if there is CXD or E in the results of the above TM method and rubbing method - Interlaminar shear strength test: The composite molded as above was measured according to ASTM D-2344 (
ILSS).

・乳化安定性試験:各サイジング剤の有効成分10重量
多エマルジョンを調整し、20℃×7日間放置した。そ
して、以下の3段階基準で評価した。
- Emulsion stability test: A multi-10 weight emulsion of the active ingredient of each sizing agent was prepared and left at 20°C for 7 days. Then, evaluation was made using the following three-level criteria.

○=分離なし Δ=クリーム状分離物が浮いた ×=沈澱が生じた 第1表 注)表中数値は重量部。*1はエピコート828(シェ
ル社製、ビスフェノールAジグリシジルエーテルモノマ
ー)、*2uエピコート1001(シェル社製、ビスフ
ェノールAジグリシジルエーテルオリゴマー)、以上は
従来のサイジング剤に使用のエポキシ化合物〇*3はポ
リオキシエチレン(10モル)ラウリルエーテル、*4
はポリオキシエチレン(15モル)ノニルフェニルグリ
シジルエーテル、*5はポリオキシエチレン(25モル
)トリスチレン化フェニルエーテル、”*6 ハ、l−
”リオキシエチレン(30モル)テトラベンジル化フェ
ニルフェノールエーテル、以上は乳化剤。*7は水、*
8はメチルエチルケトン、以上は溶媒、この溶媒を除い
たものが各サイジング剤の有効成分。
○ = No separation Δ = Creamy separated product floated × = Sedimentation occurred Table 1 Note) Values in the table are parts by weight. *1 is Epicoat 828 (manufactured by Shell, bisphenol A diglycidyl ether monomer), *2u Epicoat 1001 (manufactured by Shell, bisphenol A diglycidyl ether oligomer), and the above are epoxy compounds used in conventional sizing agents. *3 is Polyoxyethylene (10 mol) lauryl ether, *4
is polyoxyethylene (15 moles) nonylphenyl glycidyl ether, *5 is polyoxyethylene (25 moles) tristyrenated phenyl ether, "*6 C, l-
"Lioxyethylene (30 mol) tetrabenzylated phenylphenol ether, the above is an emulsifier. *7 is water, *
8 is methyl ethyl ketone, the above is a solvent, and the active ingredient of each sizing agent is the solvent.

第2表 注)−印は水性溶液又は水性エマルジョンとしなかった
もの。
Note in Table 2) - indicates that it was not made into an aqueous solution or emulsion.

第2表の結果からも、前述の如き本発明の効果が明白で
ある。
From the results in Table 2, the effects of the present invention as described above are clear.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次の一般式( I )で示されるポリアルキレンエー
テルエポキシ化合物を含有することを特徴とする炭素繊
維用サイジング剤。 一般式( I ):▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、Zは1〜3価のアルコール類又はフェノール類
の残基。Rは炭素数2〜4のアルキレン基から選ばれる
単独又は混合で、混合の場合にlでくくられている部分
内はブロック又はランダム結合。YはOCH_2CH−
CH_2単独又▲数式、化学式、表等があります▼ はこれとOHとの混合で、混合の場合にmでくくられて
いる部分内はブロック又はランダム結合。nでくくられ
ている部分内はlでくくられている部分とmでくくられ
ている部分とがブロック又はランダム結合。XはH又は
▲数式、化学式、表等があります▼。lは0〜40の整
数、mは1〜5の整数、nはZの価数によって決まる1
〜3の整数。〕 2 一般式(1)のZがビスフェノール残基である特許
請求の範囲第1項記載の炭素繊維用サイジング剤。 3 一般式( I )のlが5〜10の整数で且つRがエ
チレン基/プロピレン基+ブチレン基≧4/1(モル比
)である特許請求の範囲第2項記載の炭素繊維用サイジ
ング剤。
[Scope of Claims] 1. A sizing agent for carbon fibers, characterized by containing a polyalkylene ether epoxy compound represented by the following general formula (I). General formula (I): ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [However, Z is a residue of mono- to trivalent alcohols or phenols. R is selected from alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, singly or as a mixture; in the case of a mixture, the part between the l's is a block or random bond; Y is OCH_2CH-
CH_2 alone or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ is a mixture of CH_2 and OH, and in the case of a mixture, the part enclosed by m is a block or random combination. In the part bounded by n, the parts bounded by l and the part bounded by m are blocks or random combinations. X is H or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. l is an integer from 0 to 40, m is an integer from 1 to 5, and n is 1 determined by the valence of Z.
An integer between ~3. 2. The sizing agent for carbon fibers according to claim 1, wherein Z in general formula (1) is a bisphenol residue. 3. The sizing agent for carbon fibers according to claim 2, wherein l in the general formula (I) is an integer of 5 to 10, and R is ethylene group/propylene group + butylene group ≧4/1 (molar ratio) .
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012002266A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 東レ株式会社 Method for producing sizing agent-coated carbon fibers, and sizing agent-coated carbon fibers
WO2013051404A1 (en) 2011-10-04 2013-04-11 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced thermoplastic resin composition, molding material, prepreg, and methods for producing same
WO2013084669A1 (en) 2011-12-05 2013-06-13 東レ株式会社 Carbon fiber molding material, molding material, and carbon fiber-strengthening composite material
WO2013099707A1 (en) 2011-12-27 2013-07-04 東レ株式会社 Carbon fiber coated with sizing agent, process for producing carbon fiber coated with sizing agent, prepreg, and carbon fiber reinforced composite material
WO2013172200A1 (en) 2012-05-16 2013-11-21 株式会社ダイセル Epoxy-amine adduct, resin composition, sizing agent, carbon fiber coated with sizing agent, and fiber-reinforced composite material
WO2014061336A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced resin composition, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin composition, molding material, method for manufacturing molding material, and carbon-fiber reinforced resin molded article
KR20160132040A (en) 2014-03-12 2016-11-16 도레이 카부시키가이샤 Sizing agent-coated reinforcing fibers, method for producing sizing agent-coated reinforcing fibers, prepreg, and fiber-reinforced composite material

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012002266A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 東レ株式会社 Method for producing sizing agent-coated carbon fibers, and sizing agent-coated carbon fibers
KR20150055089A (en) 2011-10-04 2015-05-20 도레이 카부시키가이샤 Carbon fiber-reinforced thermoplastic resin composition, molding material, prepreg, and methods for producing same
WO2013051404A1 (en) 2011-10-04 2013-04-11 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced thermoplastic resin composition, molding material, prepreg, and methods for producing same
WO2013084669A1 (en) 2011-12-05 2013-06-13 東レ株式会社 Carbon fiber molding material, molding material, and carbon fiber-strengthening composite material
US10184034B2 (en) 2011-12-05 2019-01-22 Toray Industries, Inc. Carbon fiber forming raw material, formed material, and carbon fiber-reinforced composite material
WO2013099707A1 (en) 2011-12-27 2013-07-04 東レ株式会社 Carbon fiber coated with sizing agent, process for producing carbon fiber coated with sizing agent, prepreg, and carbon fiber reinforced composite material
US10138593B2 (en) 2011-12-27 2018-11-27 Toray Industries, Inc. Sizing agent-coated carbon fibers, process for producing sizing agent-coated carbon fibers, prepreg, and carbon fiber reinforced composite material
WO2013172200A1 (en) 2012-05-16 2013-11-21 株式会社ダイセル Epoxy-amine adduct, resin composition, sizing agent, carbon fiber coated with sizing agent, and fiber-reinforced composite material
US9388294B2 (en) 2012-05-16 2016-07-12 Daicel Corporation Epoxy-amine adduct, resin composition, sizing agent, carbon fiber coated with sizing agent, and fiber-reinforced composite material
US9777135B2 (en) 2012-05-16 2017-10-03 Daicel Corporation Epoxy-amine adduct, resin composition, sizing agent, carbon fiber coated with sizing agent, and fiber-reinforced composite material
EP3287478A1 (en) 2012-05-16 2018-02-28 Daicel Corporation Epoxy-amine adduct, resin composition, sizing agent, carbon fiber coated with sizing agent, and fiber-reinforced composite material
KR20150047638A (en) 2012-10-18 2015-05-04 도레이 카부시키가이샤 Carbon fiber-reinforced resin composition, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin composition, molding material, method for manufacturing molding material, and carbon-fiber reinforced resin molded article
WO2014061336A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced resin composition, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin composition, molding material, method for manufacturing molding material, and carbon-fiber reinforced resin molded article
US10501605B2 (en) 2012-10-18 2019-12-10 Toray Industries, Inc. Carbon fiber-reinforced resin composition, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin composition, molding material, method for manufacturing molding material, and carbon fiber-reinforced resin molded article
KR20160132040A (en) 2014-03-12 2016-11-16 도레이 카부시키가이샤 Sizing agent-coated reinforcing fibers, method for producing sizing agent-coated reinforcing fibers, prepreg, and fiber-reinforced composite material
US10208173B2 (en) 2014-03-12 2019-02-19 Toray Industries, Inc. Sizing agent-coated reinforcing fibers, method for producing sizing agent-coated reinforcing fibers, prepreg, and fiber-reinforced composite material

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