TWI539047B - 碳纖維束 - Google Patents

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TWI539047B TW100101924A TW100101924A TWI539047B TW I539047 B TWI539047 B TW I539047B TW 100101924 A TW100101924 A TW 100101924A TW 100101924 A TW100101924 A TW 100101924A TW I539047 B TWI539047 B TW I539047B
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Description

碳纖維束
本發明是關於一種適合對於短切纖維(chopped fiber)之加工性、短切纖維之操作使用性的集束性、及適合以抄紙製程為代表的以水作為媒體之製程的開纖性之碳纖維束。
經將碳纖維與基質樹脂複合而成之碳纖維強化複合材料，由於輕量性、力學特性、導電性及尺寸穩定性等優異而被有效地利用在汽車、飛機、電器‧電子設備、光學儀器、運動用品、建築材料等廣泛的領域。
碳纖維複合材料已有許多成型方法為眾所皆知，其中獲得成型用基材的方法之一是將碳纖維以濕式抄紙製程(wet paper-making process)所代表的水系製程來進行加工之方法。其係例如將短切纖維分散於水系媒體中而加工成為紙或不織布後，將各種樹脂作為母材而製成複合材料基材者。燃料電池之電極基材等係以此抄紙製程所製造。
若為濕式抄紙製程，則將短切纖維分散於水系分散媒來抄紙。為提高抄紙品之品質，則被要求碳纖維之集束性與在水系分散媒中之開纖性。「集束性(convergence property)」是在切斷時的纖維長度之均勻化、或在飼入短切纖維時之可加工性上是重要。「開纖性(fiber-opening property)」是纖維束以單纖維水準而分散所需要之特性，對抄紙品質會造成直接的影響。碳纖維束之集束性與開纖性愈優異，則可更提高碳纖維強化複合材料之力學特性或導電特性。
有鑑於如上述之背景，在使用於水系製程之碳纖維束，通常是使其附著特定的樹脂作為上漿劑(sizing agent)，以謀求改善集束性及開纖性。
[先前技術文獻] (專利文獻)
在專利文獻1中，揭示一種經附著以界面活性劑為主成分之上漿劑之水系製程用碳纖維。此外，在專利文獻2中，揭示一種經附著由聚氧化烯與脂肪族烴所構成的親水性化合物作為上漿劑而成之抄紙用碳纖維。並且，在專利文獻3中，揭示一種經附著由HLB值為9至17之界面活性劑及聚乙烯醇系水溶性熱塑性樹脂所構成之上漿劑之碳纖維。
然而，胺基甲酸酯樹脂由於彈性、強韌性、接著性等優異而經常被使用於纖維之上漿劑。例如，在專利文獻4中，揭示一種將聚醚聚胺基甲酸酯或聚酯聚胺基甲酸酯樹脂作為上漿劑而使用之碳纖維束。
此外，在專利文獻5中，揭示一種將芳香族聚胺基甲酸酯與非芳香族聚胺基甲酸酯的混合物作為上漿劑而使用之具有優異的操作使用性、複合材料之機械特性及導電性之碳纖維短切纖維束。
此外，一種具有特定的溶解度參數(SP值)之上漿劑附著於碳纖維之碳纖維束是揭示於專利文獻6。其係藉由使用具有特定範圍之SP值之上漿劑而提高與含有橡膠之樹脂的接著性。
(專利文獻1)國際公開第2006/019139號小冊子
(專利文獻2)日本發明專利特開第2006-219808號公報
(專利文獻3)日本發明專利特開第2000-54269號公報
(專利文獻4)日本發明專利特開第2007-231441號公報
(專利文獻5)日本發明專利特開第2003-165849號公報
(專利文獻6)日本發明專利特開第2003-247127號公報
然而，若為專利文獻1至3之技術，則集束性與開纖性之並存並不容易，特別是若欲以提高水系分散媒中之碳纖維濃度而獲得單位面積重量高的抄紙時，則有纖維之開纖性不足夠，或發生再凝集而降低基材品質，以致有無法充分發揮成型品之力學特性的問題。
若為專利文獻4之纖維束，則雖然藉由附著斷裂伸度為400%以下之聚酯系聚胺基甲酸酯樹脂來謀求提高與熱塑性樹脂之接著性，但是並未揭示也未暗示在水系製程可顯現優異的性質。
此外，專利文獻5並未揭示也未暗示其碳纖維短切纖維束是在水系製程可顯現優異的性質。
此外，專利文獻6並未揭示也未暗示其經賦予上漿劑之碳纖維束是在水系製程可顯現優異的性質。
如上述，目前正在要求一種可使集束性與在水系分散媒的開纖性並存之碳纖維束。在碳纖維強化複合材料的情況，由於碳纖維的比例愈多，則力學特性或導電性愈優異，如能以高碳纖維濃度進行加工時，則可獲得更優異的基材。此外，在製造纖維束或加工時之操作使用性亦為重要，而對筒管(bobbin)之捲取(take-up)或加工時之可加工性是經常對纖維束所要求的特性。
本發明之目的是提供一種在製造、加工纖維束時之操作使用性良好、集束性優異、且即使為高濃度在水系分散媒中之開纖性也優異之碳纖維束。
本發明之發明人等為達成上述目的而經專心研討結果，發現下列碳纖維束可解決上述問題。本發明是包括在下文中所揭示之兩種模式。
第一模式是一種由具有碳纖維與上漿劑所構成之碳纖維束，該上漿劑是由SP值為11.2至13.3之水溶性聚胺基甲酸酯樹脂所構成，且該上漿劑附著於該碳纖維的比例為0.5至7質量%
第二模式是一種由具有碳纖維與上漿劑所構成之碳纖維束，該上漿劑是由以下列(A)所示之成分、與以(B1)或(B2)所示之成分所構成的聚胺基甲酸酯樹脂所構成，且該上漿劑附著於該碳纖維的比例為0.5至7質量%：
(A)　73至98質量%之聚氧化烯單元、
(B1)　0.5至15質量%之芳香族酯單元、1.5至10質量%之芳香族胺基甲酸酯單元、
(B2)　0.5至10質量%之芳香族酯單元、1.5至11質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元。
本發明之碳纖維束較佳為上述聚胺基甲酸酯樹脂是由85至97質量%之聚氧化烯單元、0.8至9質量%之芳香族酯單元、2.3至6.5質量%之芳香族胺基甲酸酯單元所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為該聚胺基甲酸酯樹脂是由89至94質量%之聚氧化烯單元、3至6質量%之芳香族酯單元、3至5質量%之芳香族胺基甲酸酯單元所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為上述芳香族胺基甲酸酯單元是由伸甲苯基二異氰酸酯所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為在230℃、15分鐘之熱重量減少為30%以下。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為該聚胺基甲酸酯樹脂是由78至98質量%之聚氧化烯單元、2.5至9質量%之芳香族酯單元、4.5至8.5質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為該聚胺基甲酸酯樹脂是由83至97質量%之聚氧化烯單元、3至6質量%之芳香族酯單元、4.5至6.5質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為上述脂肪族胺基甲酸酯單元是由異佛酮二異氰酸酯所構成。
本發明之碳纖維束，較佳為上述聚氧化烯單元是由重量平均分子量為4,000以上且21,000以下之聚伸烷基二醇所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為上述聚氧化烯單元是由聚乙二醇所構成。
使用於本發明之碳纖維束之由聚胺基甲酸酯樹脂所構成之上漿劑，較佳為上述芳香族酯單元是由對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯、或間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯所構成。
本發明之碳纖維束較佳為懸垂值(drape value)為2至20公分。
本發明之碳纖維束較佳為該碳纖維束是由1,000至60,000支之單纖維所構成。
本發明之碳纖維束較佳為該碳纖維束是纖維長度為1至20毫米之短切纖維。
本發明之碳纖維束是在製造、加工纖維束時之操作使用性優異，並且經使纖維之集束性與水系分散媒中之開纖性並存者，即使在提高碳纖維濃度的情況下，也可達成單纖維水準之均勻分散，可獲得力學特性及導電性優異之抄紙基材。
 [發明之實施方式]
首先，就本發明之碳纖維束之構成要素說明如下。
[碳纖維]
碳纖維雖然可使用PAN系、瀝青系、嫘縈系等，但是從所獲得成型品之強度與彈性模數之均衡的觀點，則較佳為PAN系碳纖維。此等是可獲自市售品。此外，為提高對上漿劑的附著性以形成均勻的皮膜，也可在碳纖維施加表面處理。表面處理是可列舉在液相中之藥液氧化或電解氧化、或氣相氧化，但是在電解質水溶液中以碳纖維作為陽極而進行氧化處理之電解氧化是由於簡便且可抑制強度降低而為較佳。電解處理液是並無特殊限制，其可列舉：硫酸、硝酸等無機酸；或氫氧化鉀、氫氧化鈉等無機鹼；或硫酸銨、碳酸銨、碳酸鈉等無機鹽。
所謂的「碳纖維束」是碳纖維之單纖維(長纖維)經集束而成之形態，通常長纖維數為約1,000至60,000支。從碳纖維之操作使用性及開纖性的觀點，則較佳為3,000至40,000支，更佳為6,000至24,000支。
構成碳纖維束之碳纖維(長纖維)的直徑較佳為3至15μm，更佳為5至10μm。
此外，在本發明之碳纖維束，可在不損及發明之目的範圍而含有少量的其他纖維種。其他纖維種是可列舉：例如碳纖維、玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、硼纖維、金屬纖維等之高強度高彈性模數纖維，且可含有此等之一種以上。
[上漿劑]
在本發明之第一模式，上漿劑是由水溶性聚胺基甲酸酯樹脂所構成，該水溶性聚胺基甲酸酯樹脂是由多元醇單元與胺基甲酸酯單元所構成。該水溶性聚胺基甲酸酯樹脂是可在二異氰酸酯縮合多元醇而獲得，而多元醇是構成多元醇單元、二異氰酸酯是構成胺基甲酸酯單元。從製成為水溶性的觀點，則多元醇是必須含有聚伸烷基二醇。此外，多元醇是可使用聚伸烷基二醇，除此以外，也可將選自聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中一種或數種併用。由於二異氰酸酯與多元醇之縮合是聚加成(polyaddition)(加成聚合：addition polymerization)反應而不伴隨低分子之形成‧分離，構成各單元的原料之質量比，則將反映構成本發明之上漿劑的多元醇單元及胺基甲酸酯單元之質量比。亦即，在本發明之各單元的質量%是相對於作為原料的多元醇與二異氰酸酯之合計質量的各原料之質量%。多元醇之質量%較佳為94至99.2質量%。
為使得碳纖維束可在水系分散媒中顯現高開纖性，則可在本發明之第一模式使用之聚伸烷基二醇必須為親水性，例如可列舉聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、PEG/PPG嵌段聚合物、PEG/PPG無規聚合物等。其中，較佳為聚乙二醇。特別是從碳纖維束之操作使用性、集束性及在水系分散媒下之開纖性之均衡的觀點，則較佳為設定該聚伸烷基二醇之重量平均分子量為4,000以上且21,000以下。聚伸烷基二醇成分是隨著分子量不同而親水性或皮膜之柔軟性會變化。藉由使得分子量為在適當的範圍，則可獲得可顯現高開纖性，且同時具有優異的集束性或操作使用性之上漿劑。
另外，聚伸烷基二醇成分是也可混合數種具有不同重量平均分子量者而使用。此時，聚伸烷基二醇之重量平均分子量是可以下列計算式計算得：
式中，Mw是代表重量平均分子量，W是代表聚伸烷基二醇成分之質量%。
此外，多元醇成分是可使用聚伸烷基二醇，除此以外，也可將選自聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇之一種或數種併用。
聚酯多元醇是可藉由二醇與羧酸之脫水縮合而獲得。可使用於脫水縮合之二醇是可列舉：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二甘醇、1,4-環己烷二醇等。此外，二羧酸成分是可列舉：己二酸、琥珀酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、聯苯酸、烏韋特酸(uvitic acid)、2-甲基對苯二甲酸、4-甲基鄰苯二甲酸、萘二甲酸等。
聚己內酯多元醇是以ε-己內酯與各種醇作為原料之多元醇。可獲自例如DIC(股)製造之POLYLITE OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2586；DAICEL化學(股)製造之PLACCEL 205、210、220、303、305等市售品。
聚碳酸酯多元醇是在分子鏈中具有碳酸酯結構之多元醇。可獲自例如DAICEL化學(股)製造之PLACCEL CD205、CD210、CD220等市售品。
此外，可在不損及上漿劑之操作使用性、集束性及開纖性範圍而含有除了水以外之其他具有羥基之化合物。如此之化合物是可列舉例如：乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、新戊四醇、三羥甲基丙烷、山梨醇、兒茶酚、雙酚A等。
可在本發明之第一模式使用之二異氰酸酯是可列舉：苯基二異氰酸酯、亞甲基二伸苯基二異氰酸酯、伸甲苯基二異氰酸酯、伸茬基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯、降冰片烯二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯等。從皮膜之柔軟性與強韌性的觀點，則較佳為伸甲苯基二異氰酸酯、或異佛酮二異氰酸酯。
如上述，在本發明中，構成上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之胺基甲酸酯單元，較佳為由伸甲苯基二異氰酸酯、或異佛酮二異氰酸酯所構成，在此所謂的「由伸甲苯基二異氰酸酯、或異佛酮二異氰酸酯所構成」是意謂該二異氰酸酯成分是全部二異氰酸酯成分之90質量%以上。
在本發明之第二模式使用之上漿劑是在二異氰酸酯縮合含有聚伸烷基二醇及芳香族酯之多元醇所獲得。在此所謂的「含有芳香族酯之多元醇」是將二醇成分與芳香族二羧酸成分加以脫水縮合所獲得者。藉由二異氰酸酯，與含有聚伸烷基二醇及芳香族酯之多元醇進行縮合，則二異氰酸酯是構成胺基甲酸酯單元，聚伸烷基二醇是構成聚氧化烯單元，具有芳香族酯之多元醇是構成芳香族酯單元。
異氰酸酯與醇之縮合是聚加成(加成聚合)反應，由於不伴隨低分子之形成‧分離，構成各自單元的原料之質量比將反映構成本發明之上漿劑的聚氧化烯單元、芳香族酯單元及胺基甲酸酯單元之質量比。亦即，在本發明之各單元之質量%是相對於上述三種原料之合計質量的各原料之質量%。
為使得碳纖維束可在水系分散媒中顯現高開纖性，則可在本發明之第二模式使用之聚伸烷基二醇是與上述可在本發明之第一模式使用之聚伸烷基二醇相同地必須為親水性，可列舉例如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、PEG/PPG嵌段聚合物、PEG/PPG無規聚合物等。其中，較佳為聚乙二醇。
此外，可在不損及上漿劑之操作使用性、集束性及開纖性範圍而含有除了水以外之其他具有羥基之化合物。如此之化合物是可列舉例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、新戊四醇、三羥甲基丙烷、山梨醇、兒茶酚、雙酚A等。
另外，如上述，在本發明中，構成上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之聚氧化烯單元較佳為由聚乙二醇所構成，但是在此所謂的「由聚乙二醇所構成」是意謂聚乙二醇是全部伸烷基二醇成分之90質量%以上。
從碳纖維束之操作使用性、集束性及在水系分散媒下的開纖性之均衡的觀點，則聚伸烷基二醇之重量平均分子量較佳為4000以上且21,000以下。聚伸烷基二醇成分是隨著分子量不同而親水性或皮膜之柔軟性會變化。藉由使得分子量為在適當的範圍，則可顯現高開纖性，同時可獲得集束性或操作使用性更優異之上漿劑。
另外，聚伸烷基二醇成分也可將數種具有不同重量平均分子量者混合使用。此時，聚伸烷基二醇之重量平均分子量是可以上述計算式計算得。
含有芳香族酯之多元醇是可藉由二醇與芳香族羧酸之脫水縮合而獲得。可使用於脫水縮合之二醇是可列舉：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二甘醇、1,4-環己烷二醇等。此外，芳香族二羧酸成分是可列舉：鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、聯苯酸、烏韋特酸、2-甲基對苯二甲酸、4-甲基鄰苯二甲酸、萘二甲酸等。由於可獲得集束性與開纖性之均衡優異之上漿劑，則二醇成分較佳為乙二醇，芳香族二羧酸成分較佳為對苯二甲酸或間苯二甲酸。因此，含有芳香族酯之多元醇較佳為此等之縮合物的對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯、或間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯。
此外，在不損及上漿劑之操作使用性、集束性及開纖性之範圍而可含有其他之二醇、芳香族羧酸及其脫水縮合物。如此之化合物是可列舉例如為獲得含有芳香族酯之多元醇所使用的上述二醇及芳香族羧酸成分。
另外，如上述所示，構成本發明之芳香族酯單元較佳為由對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯、或間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯所構成，但是在此所謂的「由對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯、或間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯所構成」是意謂該芳香族酯成分是全部芳香族酯成分之90質量%以上。
可在本發明之第二模式使用之二異氰酸酯是包含芳香族二異氰酸酯、及脂肪族二異氰酸酯。芳香族二異氰酸酯是意謂在結構中含有芳香環之二異氰酸酯，可藉由縮合來構成芳香族胺基甲酸酯單元。「芳香族二異氰酸酯」是可列舉：苯基二異氰酸酯、亞甲基二伸苯基二異氰酸酯、伸甲苯基二異氰酸酯、伸茬基二異氰酸酯等。由於可獲得柔軟性與強韌性優異的皮膜，較佳為伸甲苯基二異氰酸酯。
如上述，在本發明中，構成上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之芳香族胺基甲酸酯單元較佳為由伸甲苯基二異氰酸酯所構成，但是在此所謂的「由伸甲苯基二異氰酸酯所構成」是意謂伸甲苯基二異氰酸酯是全部芳香族二異氰酸酯成分之90質量%以上。
在本發明中，構成上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之脂肪族二異氰酸酯是意謂以直鏈或分枝烷基、或環烷基作為主骨架之二異氰酸酯。「脂肪族二異氰酸酯」是可列舉：六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、氫化伸茬基二異氰酸酯、降冰片烯二異氰酸酯等。從皮膜之柔軟性與強韌性的觀點，則較佳為異佛酮二異氰酸酯。
如上述，在本發明中，構成上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之脂肪族胺基甲酸酯單元較佳為由異佛酮二異氰酸酯所構成，但是在此所謂的「由異佛酮二異氰酸酯所構成」是意謂異佛酮二異氰酸酯是全部芳香族二異氰酸酯成分之90質量%以上。
[附著上漿劑之碳纖維束]
在本發明之第一模式中，為在水系分散媒中即使碳纖維束為高濃度也可顯現高的開纖性，重要的是上漿劑為水溶性，且SP值為在11.2至13.4之範圍。所謂的「水溶性」是代表可以分子等級「溶解」於水，亦即，可成為均勻的液相者。若為聚胺基甲酸酯系之上漿劑，則例如在專利文獻4中所揭示，廣泛使用將聚胺基甲酸酯樹脂分散於水而成者。具體而言，使得聚胺基甲酸酯樹脂自乳化、或以界面活性劑使其乳化。所謂的「乳化」是互相不溶解的二液體之一者成為微粒子而分散於另一液體中而形成乳化液之現象(日本規格協會JIS工業用語大辭典，第3版P-1352頁)。亦即，聚胺基甲酸酯樹脂是經「乳化」於水之狀態而與經「溶解」之狀態是大不相同。
若為經乳化於水的聚胺基甲酸酯系上漿劑，則由於聚胺基甲酸酯本身是與水之親和性低，即使經在碳纖維束表面形成皮膜後在水系分散媒中加以處理，幾乎不顯現開纖性。為顯現良好的開纖性，重要的是上漿劑與水可顯現相溶性，必須使用水溶性之聚胺基甲酸酯系上漿劑。
在另一方面，在使得例如界面活性劑等具有高水溶性之上漿劑附著於碳纖維的情況，則由於上漿劑對水之溶解太快而導致開纖性不足夠，或上漿劑由碳纖維表面迅速喪失而引起再凝集，特別是在進行高單位面積重量之抄紙時，品質會降低。亦即，對於抄紙之高單位面積重量化方面，重要的是上漿劑之水溶性必須適當地加以控制。
SP值(溶解度參數)是可以每單位體積的蒸發熱之平方根來定義，可用作為二成分的溶解度之基準的數值。兩者之SP值之差愈小，則溶解度愈大。在本發明之碳纖維束中，若水溶性聚胺基甲酸酯樹脂之SP值為在11.2至13.4之範圍時，則水溶性獲得適當的控制而可顯現高開纖性，較佳為12.3至13.3。在此範圍外時，則由於水溶性不足夠、或由於太高而降低開纖性。
在本發明中，SP值是根據Fedors之方法(Polymer Engineering and Science,vol. 14,No. 2,p-147(1974))計算得。例如，以下列化學式所代表的聚胺基甲酸酯樹脂之SP值是以下列方式計算得。
在以上述化學式所代表的聚胺基甲酸酯樹脂中，在重複單元中含有1個甲基(-CH3)、10個亞甲基(-CH2-)、6個醚基(-O-)、2個醯胺基(-CONH-)、1個伸苯基。各自單元之莫耳蒸發熱Δei及莫耳體積Δvi，如根據上述文獻則分別記載為如表1所示者。
其中，SP值是可以下式代表。
由於ΣΔei及ΣΔvi之值是如表1所示，SP值是將各自之值代入於上式而計算得為11.969。
在本發明之第二模式，在碳纖維束之集束性與開纖性並存上，作為構成聚胺基甲酸酯樹脂的成分之聚氧化烯單元、芳香族酯單元及胺基甲酸酯單元之構成比是重要。聚氧化烯單元是對上漿劑賦予親水性，以提高碳纖維束對水系分散媒之開纖性。提高開纖性所必要的聚氧化烯單元之含量是不取決於胺基甲酸酯單元之結構而相對於各單元之合計質量為73至98質量%。
在低於該下限值的情況，由於上漿劑之親水性不足夠，將會導致上漿劑之分散液本身無法製造，或在水系分散媒中無法顯現充分的開纖性。此外，在超過該上限值的情況，則操作使用性或集束性是不足夠。
另外，在提高開纖性上，則較佳的聚氧化烯單元之含量是視胺基甲酸酯單元之結構而不同。在胺基甲酸酯單元是以芳香族胺基甲酸酯所構成的情況，則較佳為85至97質量%，更佳為89至94質量%。
在胺基甲酸酯單元是以脂肪族胺基甲酸酯所構成的情況，在提高開纖性上，較佳的聚氧化烯單元之含量，相對於各單元之合計質量，則較佳為78至98質量%，更佳為83至97%，進一步更佳為88至92%。
芳香族酯單元是可提高碳纖維束之耐熱性及集束性。在提高開纖性上，所必要的芳香族酯單元之含量是視胺基甲酸酯單元之結構而不同。
在胺基甲酸酯單元是以芳香族胺基甲酸酯所構成的情況，相對於各單元之合計質量，則芳香族酯單元是需要含有0.5至15質量%。若低於該下限值時，則碳纖維束之耐熱性降低而會對製程通過性造成影響、或降低集束性。此外，若超過該上限值時，則由於上漿劑之親水性不足夠，無法顯現充分的開纖性。因此，較佳為0.8至9質量%，更佳為3至6質量%。
在胺基甲酸酯單元是以脂肪族胺基甲酸酯所構成的情況，相對於各單元之合計質量，芳香族酯單元之含量是需要含有0.5至10質量%，較佳為2.5至9質量%，更佳為3至6質量%。
胺基甲酸酯單元是可使得在碳纖維表面所形成的皮膜成為柔軟‧強韌者而提高操作使用性及集束性。
在胺基甲酸酯單元是以芳香族胺基甲酸酯所構成的情況，相對於各單元之合計質量，則該芳香族胺基甲酸酯單元之含量是需要含有1.5至10質量%。若低於該下限值時，則上漿劑之柔軟性及強韌性喪失而導致皮膜變脆，使得操作使用性及集束性降低。若超過該上限值時，則上漿劑之親水性不足夠而無法顯現充分的開纖性。因此較佳為2.3至6.5質量%，更佳為3至5質量%。
在胺基甲酸酯單元是以脂肪族胺基甲酸酯所構成的情況，相對於各單元之合計質量，則該脂肪族胺基甲酸酯單元之含量是需要含有1.5至11質量%。若低於該下限值時，則上漿劑之柔軟性及強韌性喪失而導致皮膜變脆，使得操作使用性及集束性降低。若超過該上限值時，則上漿劑之親水性不足而無法顯現充分的開纖性。因此，較佳為4.5至8.5質量%，更佳為4.5至6.5質量%。
如上述，為使碳纖維束可顯現良好的操作使用性、集束性及開纖性，重要的是聚氧化烯單元、芳香族酯單元及胺基甲酸酯單元必須含有特定的構成比例。關於此等單元之構成比例，除了原料之重量比以外，也可由例如IR光譜之吸收波長與強度來測定。例如，聚氧化烯單元是在1070至1150 cm-1(C-O-C伸縮)、芳香族酯單元是在1717至1750 cm-1(酯C=O伸縮)、芳香族胺基甲酸酯單元是在1690至1720 cm-1(胺基甲酸酯C=O伸縮)可顯現具有特徵性的吸收，因此，由此等之吸收率等可得知聚氧化烯單元、芳香族酯單元及胺基甲酸酯單元之構成比例。
[添加劑等]
不論第一模式或第二模式，在本發明中，上漿劑用之聚胺基甲酸酯樹脂之構成成分，可在不損及本發明之目的的範圍而含有少量其他單元。其他單元是可列舉例如低分子量伸烷基二醇、環己烷二醇、六亞甲基二胺等之多元胺等。
此外，在本發明中使用之上漿劑是可在不損及本發明之目的的範圍而含有消泡劑、乳化劑、防腐劑、抗殘渣劑、交聯劑、抗氧化劑、耐熱穩定劑、環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂或各種熱塑性樹脂等成分。此外，也可添加習知之上漿劑。
[上漿劑之調製法]
在本發明之第一模式，上漿劑是例如在多元醇成分添加二異氰酸酯而進行聚加成(加成聚合)反應所獲得。
在本發明之第二模式使用之上漿劑是例如可以下列方法獲得。亦即，將芳香族二羧酸與伸烷基二醇加熱而使其進行脫水縮合形成含有芳香族酯之多元醇，對其加入聚伸烷基二醇並加以冷卻至適當的溫度後，加入二異氰酸酯而進行聚加成(加成聚合)反應，藉此可獲得作為目的之上漿劑。
不論第一模式或第二模式，在本發明中，上漿劑對碳纖維之附著量，從集束性與開纖性之均衡的觀點，則重要的是相對於100質量%之碳纖維束為在0.5至7質量%之範圍。若附著量為低於該下限值時，則會導致皮膜形成不充分，碳纖維束之集束性及開纖性不足夠。此外，若為超過該上限值時，則纖維束硬而導致操作使用性不充分、或在成本方面也為不利。因此，較佳為1至5質量%，更佳為1.2至3質量%。
碳纖維之上漿處理通常是藉由在上漿劑對水系媒體的溶液或分散液(上漿液)連續浸漬碳纖維束，或將上漿液逐滴加入於碳纖維，或經散布或噴霧後，將分散媒加以乾燥‧移除而實施。
在本發明之第二模式中，若酯單元是使用芳香族酯、胺基甲酸酯單元是使用芳香族胺基甲酸酯之碳纖維束，若乾燥溫度為180℃以上時，則集束性及開纖性更優異。其理由雖然並不清楚，有可能為經移除揮發分之上漿劑則顯現流動性而均勻地被覆纖維的緣故。為提高乾燥步驟之溫度，則需要在上漿劑含有芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元。芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元是可提高上漿劑之耐熱性而抑制在乾燥步驟之熱分解。在未含有芳香族酯單元時，上漿劑會進行熱分解而在皮膜之形成上造成不均勻性，因此集束性及開纖性降低。
上漿劑之耐熱性是可經上漿劑純分之熱重量減少(TG)測定而得知。熱重量減少測定是測定將試料在特定的溫度條件下靜置時之重量變化者，若耐熱性不足而進行熱分解時，則重量減少將增大。若經在230℃、15分鐘處理之上漿劑的熱重量減少為30%以下時，則即使在上述乾燥步驟之溫度範圍下熱分解也可被抑制而獲得更高集束性。
將本發明之碳纖維束使用於抄紙製程時，則製成為將上述附著有上漿劑的連續纖維之粗紗(roving)，以截切機(guillotine)等習知的切斷機加以切斷成短切纖維。該短切纖維之長度是並無特殊限制，較佳為切斷成約1至20毫米。藉由將切斷長度製成為在該範圍，則可獲得抄紙之可加工性、與力學特性及導電特性之均衡為優異之基材。
此外，在本發明使用之上漿劑，即使水系分散媒中之碳纖維為高濃度時，也可維持開纖性，且可防止一旦加以分散的單纖維之再凝集。其係由於上漿劑是對水系分散媒可顯現高親和性之同時，對碳纖維之親和性也優異而可顯現優異的開纖性的緣故。亦即，親水性的聚氧化烯單元、與疏水性的芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元是以適當的比例而構成聚胺基甲酸酯樹脂，藉此聚氧化烯單元之親水性、與芳香族酯及芳香族胺基甲酸酯單元對碳纖維之親和性的均衡是可獲得良好的控制而顯現優異的開纖性的緣故。
《實施例》
在下文中，以實施例更詳細說明本發明。
在本發明之說明所使用的碳纖維之各種特性之測定方法如下所示。
(1)上漿劑之附著量
採取約5克已附著上漿劑之碳纖維，並投入於耐熱製品之容器。其次，將此容器在120℃乾燥3小時，一邊注意使其不致於吸濕，一邊冷卻至室溫後，將所稱重的碳纖維之重量作為W1(克)，接著，連同容器在氮氣大氣中、在450℃加熱15分鐘後，一邊注意不致於吸濕，一邊冷卻至室溫而所稱重的碳纖維之重量作為W2(克)。藉由以上之處理而以下式計算得在碳纖維之上漿劑附著量。
附著量(重量%)=100×{(W1-W2)/W2}
(2)集束性評估
將碳纖維束切斷，採取約70克[稱重值M(克)]之短切纖維，投入於500毫升之量筒，其次將該量筒在厚度為4毫米之橡膠薄片上從2.54公分高度進行60次敲擊處理後，讀取量筒內之短切纖維的容量v(毫升)。經該處理而由下式計算得填充整體密度D：
D=M/V
測定次數為3次，將填充整體密度除以測定次數之平均整體密度以A至D之四等級進行評估。A至C為合格、D為不合格。
A：平均整體密度為0.35以上
B：平均整體密度為0.25以上且低於0.35
C：平均整體密度為0.2以上且低於0.25
D：平均整體密度為低於0.2
(3)開纖性評估 (i)開纖性評估(通常)
將0.05克之切斷成長度為6毫米之短切纖維投入300毫升水中，緩慢地攪拌20秒鐘後，靜置20秒鐘。以目視觀察碳纖維之分散狀態，以A至D之四等級評估開纖性。A至B為合格、C至D為不合格。
A：未開纖束數為少於2個
B：未開纖束數為2個以上且少於5個
C：未開纖束數為5個以上且少於10個
D：未開纖束數為10個以上
(ii)開纖評估(高濃度)
將2克之切斷成長度為6毫米之短切纖維投入裝有1,000毫升水之直徑為150毫米的容器中，緩慢地攪拌60秒鐘後，靜置60秒鐘。加以過濾分離而移除水，由所獲得薄片狀之碳纖維切出三片2公分×2公分之小片，以顯微鏡觀察測定未開纖束數。觀察是就小片之表面及背面兩面實施，由未開纖束數之合計以A至D之四等級進行評估開纖性。A至C為合格、D為不合格。
A：未開纖束數為少於5個
B：未開纖束數為5個以上且少於9個
C：未開纖束數為10個以上且少於19個
D：未開纖束數為20個以上
(4)耐熱性評估(熱重量減少)
使用上皿式差動型示差熱天秤(TG-DTA)，就30毫克之上漿劑純分，在空氣大氣下、在230℃實施定溫熱重量減少測定而測定15分鐘後之TG(%)。由重量減少的比例，以A至D之五等級進行評估耐熱性。若耐熱性不足時，則不僅是伴隨熱分解物之產生的可加工性降低或碳纖維束之集束性降低，在安全‧環境面方面也為不佳。
A：熱重量減少為10%以下
B：熱重量減少為超過10%且20%以下
C：熱重量減少為超過20%且30%以下
D：熱重量減少為超過30%
(4)懸垂值之測定
在23±5℃大氣下在長方體之台的一端，固定經切斷成30公分之碳纖維束，此時，則加以固定成碳纖維束是由台之一端突出25公分。亦即，如第1圖所示，使得距離碳纖維束之一端起5公分之部分是位於台之一端。以此狀態而靜置30分鐘後，測定未固定於台的一方之碳纖維之先端、與台之側面的最短距離以作為懸垂值。測定支數是n=5，且採用平均值。
(5)上漿劑洗提量之測定
以水稀釋上漿劑來調製4重量%之水溶液或水分散液。對其將濾紙(ADVANEC公司製造之No. 2濾紙、直徑為90毫米)浸漬1分鐘後，在60℃、歷時2小時進行減壓乾燥而使上漿劑附著於濾紙。由上漿劑附著前後的濾紙重量，計算出上漿劑之附著量。其次，將該濾紙浸漬於250毫升水以洗提上漿劑。測定1分鐘後及5分鐘後之濾紙乾燥重量，並計算出上漿劑由濾紙之洗提量(重量%)。
[參考例1：上漿劑水溶液(a-1)之調製]
將2莫耳之乙二醇與1莫耳之對苯二甲酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯(BHET)。
將96.2重量份之聚乙二醇(PEG)(重量平均分子量6,200)、0.99重量份之BHET加熱至120℃，加入2.86重量份之伸甲苯基二異氰酸酯(TDI)並加以攪拌，以獲得伸烷基二醇/芳香族酯/芳香族胺基甲酸酯之聚加成物。
將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10%，以獲得上漿劑水溶液(a-1)。
[參考例2：上漿劑水溶液(a-2)之調製]
除了使用93.7重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、2.56重量份之BHET、3.72重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-2)。
[參考例3：上漿劑水溶液(a-3)之調製]
除了使用89.2重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、5.49重量份之BHET、5.31重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-3)。
[參考例4：上漿劑水溶液(a-4)之調製]
除了使用85.1重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、8.14重量份之BHET、6.76重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-4)。
[參考例5：上漿劑水溶液(a-5)之調製]
除了使用96.6重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、0.88重量份之BHET、2.55重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-5)。
[參考例6：上漿劑水溶液(a-6)之調製]
除了使用90.3重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、4.92重量份之BHET、4.76重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-6)。
[參考例7：上漿劑水溶液(a-7)之調製]
除了使用80.0重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、11.62重量份之BHET、8.43重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-7)。
[參考例8：上漿劑水溶液(a-8)之調製]
除了使用97.6重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、0.62重量份之BHET、1.80重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-8)。
[參考例9：上漿劑水溶液(a-9)之調製]
除了使用93.0重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、3.55重量份之BHET、3.43重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-9)。
[參考例10：上漿劑水溶液(a-10)之調製]
除了使用90.2重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、5.35重量份之BHET、4.44重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-10)。
[參考例11：上漿劑水溶液(a-11)之調製]
除了使用85.1重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、8.65重量份之BHET、6.28重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-11)。
[參考例12：上漿劑水溶液(a-12)之調製]
除了使用96.4重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、1.84重量份之BHET、1.78重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-12)。
[參考例13：上漿劑水溶液(a-13)之調製]
除了使用91.9重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、4.67重量份之BHET、3.39重.量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-13)。
[參考例14：上漿劑水溶液(a-14)之調製]
使用97.7重量份之PEG(重量平均分子量6,200)與2.33重量份之TDI、不使用BHET，並以與參考例1相同的條件進行聚加成，以獲得上漿劑水溶液(a-14)。
[參考例15：上漿劑水溶液(a-15)之調製]
除了使用98.1重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、0.28重量份之BHET、1.61重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-15)。
[參考例16：上漿劑水溶液(a-16)之調製]
除了使用98.8重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、0.31重量份之BHET、0.91重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-16)。
[參考例17：上漿劑水溶液(a-17)之調製]
除了使用69.5重量份之PEG(重量平均分子量4,000)、17.67重量份之BHET、12.83重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-17)。
[參考例18：上漿劑水溶液(a-18)之調製]
根據專利文獻1(國際公開第2006/019139號小冊子)之參考例1，將經混合80重量份之以下列化學式(I)所代表的數量平均分子量為600、HLB 11.3之聚氧乙烯油基醚、與20重量份之以下列化學式(II)所代表的數量平均分子量為1300、HLB 17之聚氧乙烯烷基醚之界面活性劑(A)，調製成濃度為20重量%之水溶液，以獲得上漿劑水溶液(a-18)。
C18H35O-(CH2CH2O)8-H　(I)
C12H25O-(CH2CH2O)25-H　(II)
[參考例19：上漿劑水溶液(a-19)之調製]
除了使用89.0重量份之PEG(重量平均分子量2,000)、2.8重量份之BHET、8.2重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-19)。
[參考例20：上漿劑水溶液(a-20)之調製]
除了使用94.2重量份之PEG(重量平均分子量4,000)、1.5重量份之BHET、4.3重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-20)。
[參考例21：上漿劑水溶液(a-21)之調製]
除了使用90.6重量份之PEG(重量平均分子量4,000)、3.8重量份之BHET、5.6重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-21)。
[參考例22：上漿劑水溶液(a-22)之調製]
除了使用93.6重量份之PEG(重量平均分子量25,750)、3.7重量份之BHET、2.7重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-22)。
[參考例23：上漿劑水溶液(a-23)之調製]
除了使用87.2重量份之PEG(重量平均分子量25,750)、7.8重量份之BHET、5.0重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-23)。
[參考例24：上漿劑水溶液(a-24)之調製]
除了使用94.7重量份之PEG(重量平均分子量31,500)、3.1重量份之BHET、2.2重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-24)。
[參考例25：上漿劑水溶液(a-25)之調製]
除了使用89.3重量份之PEG(重量平均分子量31,500)、6.5重量份之BHET、4.2重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-25)。
[參考例26：上漿劑水溶液(a-26)之調製]
除了取代PEG而使用96.2重量份之聚丙二醇(PPG)(重量平均分子量6,200)、0.99重量份之BHET、2.86重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-26)。
[參考例27：上漿劑水溶液(a-27)之調製]
除了取代TDI而使用6.62重量份之亞甲基二伸苯基二異氰酸酯(MDI)、88.2重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、5.23重量份之BHET以外，其餘則以與參考例1相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-27)。
[參考例28：上漿劑水溶液(a-28)之調製]
將2莫耳之乙二醇與1莫耳之間苯二甲酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯(m-BHET)。
將90.2重量份之聚乙二醇(PEG)(重量平均分子量10，000)與5.35重量份之m-BHET加熱至120℃，加入4.44重量份之伸甲苯基二異氰酸酯(TDI)並加以攪拌，以獲得伸烷基二醇/芳香族酯/芳香族胺基甲酸酯之聚加成物。
將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10%，以獲得上漿劑水溶液(a-28)。
[參考例29：上漿劑水溶液(a-29)之調製]
將2莫耳之乙二醇與1莫耳之對苯二甲酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯(BHET)。
將95.2重量份之聚乙二醇(PEG)(重量平均分子量6,200)、與0.98重量份之BHET加熱至120℃，加入3.84重量份之異佛酮二異氰酸酯(IPDI)並加以攪拌，以獲得伸烷基二醇/芳香族酯/脂肪族胺基甲酸酯之聚加成物。
將所獲得聚加成物以水稀釋咸濃度為10%，以獲得上漿劑水溶液(a-29)。
[參考例30：上漿劑水溶液(a-30)之調製]
除了使用92.5重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、2.53重量份之BHET、4.97重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-30)。
[參考例31：上漿劑水溶液(a-31)之調製]
除了使用87.6重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、5.39重量份之BHET、7.06重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-31)。
[參考例32：上漿劑水溶液(a-32)之調製]
除了使用83.1重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、7.95重量份之BHET、8.94重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-32)。
[參考例33：上漿劑水溶液(a-33)之調製]
除了使用95.7重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、0.87重量份之BHET、3.42重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-33)。
[參考例34：上漿劑水溶液(a-34)之調製]
除了使用88.8重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、4.84重量份之BHET、6.35重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-34)。
[參考例35：上漿劑水溶液(a-35)之調製]
除了使用97.0重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、0.62重量份之BHET、2.42重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-35)。
[參考例36：上漿劑水溶液(a-36)之調製]
除了使用91.9重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、3.50重量份之BHET、4.60重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-36)。
[參考例37：上漿劑水溶液(a-37)之調製]
除了使用88.8重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、5.27重量份之BHET、5.92重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-37)。
[參考例38：上漿劑水溶液(a-38)之調製]
除了使用83.2重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、8.46重量份之BHET、8.32重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-38)。
[參考例39：上漿劑水溶液(a-39)之調製]
除了使用95.8重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、1.83重量份之BHET、2.40重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-39)。
[參考例40：上漿劑水溶液(a-40)之調製]
除了使用90.8重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、4.62重量份之BHET、4.54重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-40)。
[參考例41：上漿劑水溶液(a-41)之調製]
除了使用86.4重量份之PEG(重量平均分子量2,000)、2.75重量份之BHET、10.81重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-41)。
[參考例42：上漿劑水溶液(a-42)之調製]
除了使用92.7重量份之PEG(重量平均分子量4,000)、1.47重量份之BHET、5.80重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-42)。
[參考例43：上漿劑水溶液(a-43)之調製]
除了使用88.8重量份之PEG(重量平均分子量4,000)、3.76重量份之BHET、7.40重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-43)。
[參考例44：上漿劑水溶液(a-44)之調製]
除了使用92.7重量份之PEG(重量平均分子量25,750)、3.66重量份之BHET、3.60重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-44)。
[參考例45：上漿劑水溶液(a-45)之調製]
除了使用85.7重量份之PEG(重量平均分子量25,750)、7.62重量份之BHET、6.66重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-45)。
[參考例46：上漿劑水溶液(a-46)之調製]
除了使用94.0重量份之PEG(重量平均分子量31,500)、3.03重量份之BHET、2.98重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-46)。
[參考例47：上漿劑水溶液(a-47)之調製]
除了使用88.0重量份之PEG(重量平均分子量31,500)、6.39重量份之BHET、5.59重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-47)。
[參考例48：上漿劑水溶液(a-48)之調製]
除了取代IPDI而使用3.81重量份之六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、使用93.6重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、2.56重量份之BHET以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-48)。
[參考例49：上漿劑水溶液(a-49)之調製]
除了使用90.2重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、4.91重量份之BHET、4.87重量份之HDI以外，其餘則以與參考例48相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-49)。
[參考例50：上漿劑水溶液(a-50)之調製]
除了使用90.1重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、5.35重量份之BHET、4.54重量份之HDI以外，其餘則以與參考例48相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-50)。
[參考例51：上漿劑水溶液(a-51)之調製]
除了取代PEG而使用88.8重量份之聚丙二醇(PPG)(重量平均分子量10,000)、使用5.27重量份之BHET、5.92重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-51)。
[參考例52：上漿劑水溶液(a-52)之調製]
將2莫耳之乙二醇與1莫耳之間苯二甲酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯(mBHET)。
將88.8重量份之聚乙二醇(PEG)(重量平均分子量10,000)與5.27重量份之mBHET加熱至120℃，加入5.92重量份之異佛酮二異氰酸酯(IPDI)並加以攪拌，以獲得伸烷基二醇/芳香族酯/脂肪族胺基甲酸酯之聚加成物。
將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10%，以獲得上漿劑水溶液(a-52)。
[參考例53：上漿劑水溶液(a-53)之調製]
使用96.9重量份之PEG(重量平均分子量6,200)與3.13重量份之IPDI，不使用BHET，並以與參考例29相同的條件進行聚加成，以獲得上漿劑水溶液(a-53)。
[參考例54：上漿劑水溶液(a-54)之調製]
除了使用97.6重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、0.28.重量份之BHET、2.17重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-54)。
[參考例55：上漿劑水溶液(a-55)之調製]
除了使用98.5重量份之PEG(重量平均分子量20,000)、0.31重量份之BHET、1.23重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-55)。
[參考例56：上漿劑水溶液(a-56)之調製]
除了使用77.6重量份之PEG(重量平均分子量7,000)、11.28重量份之BHET、11.09重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-56)。
[參考例57：上漿劑水溶液(a-57)之調製]
將1莫耳(91.99重量份)之聚乙二醇(PEG)(重量平均分子量2,000)加熱至120℃，加入1莫耳(8.01重量份)之伸甲苯基二異氰酸酯(TDI)並加以攪拌，以獲得PEG-TDI聚加成物。將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-57)。
[參考例58：上漿劑水溶液(a-58)之調製]
除了使用重量平均分子量4,000之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-58)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(95.83重量份)、TDI 1莫耳(4.17重量份)。
[參考例59：上漿劑水溶液(a-59)之調製]
除了使用重量平均分子量6,200之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-59)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(97.27重量份)、TDI 1莫耳(2.73重量份)。
[參考例60：上漿劑水溶液(a-60)之調製]
除了使用重量平均分子量7,000之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-60)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(97.57重量份)、TDI 1莫耳(2.43重量份)。
[參考例61：上漿劑水溶液(a-61)之調製]
除了使用重量平均分子量10,000之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-61)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(98.29重量份)、TDI 1莫耳(1.71重量份)。
[參考例62：上漿劑水溶液(a-62)之調製]
除了使用重量平均分子量20,000之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-62)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(99.14重量份)、TDI 1莫耳(0.86重量份)。
[參考例63：上漿劑水溶液(a-63)之調製]
除了使用重量平均分子量25,750之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-63)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(99.33重量份)、TDI 1莫耳(0.67重量份)。
[參考例64：上漿劑水溶液(a-64)之調製]
除了使用重量平均分子量31,500之PEG以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-64)。另外，為獲得PEG-TDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(99.45重量份)、TDI 1莫耳(0.55重量份)。
[參考例65：上漿劑水溶液(a-65)之調製]
將1莫耳(97.56重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與1莫耳(2.44重量份)之亞甲基二伸苯基二異氰酸酯(MDI)，以與參考例57相同的方式加以聚加成，並以水稀釋成10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-65)。
[參考例66：上漿劑水溶液(a-66)之調製]
將1莫耳(98.35重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與1莫耳(1.65重量份)之六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，以與參考例57相同的方式加以聚加成，並以水稀釋成10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-66)。
[參考例67：上漿劑水溶液(a-67)之調製]
除了取代重量平均分子量2,000之PEG，而使用1莫耳(98.29重量份)之重量平均分子量10,000之聚丙二醇(PPG)、TDI量為1莫耳(1.71重量份)，以獲得PEG-TDI聚加成物以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-67)。
[參考例68：上漿劑水溶液(a-68)之調製]
將1.2莫耳之乙二醇與0.6莫耳之對苯二甲酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯(BHET)。
將0.4莫耳(92.45重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與0.6莫耳(3.53重量份)之BHET的混合物加熱至120℃，加入1莫耳(4.03重量份)之TDI並加以攪拌，以獲得PEG/BHET-TDI聚加成物。將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-68)。
[參考例69：上漿劑水溶液(a-69)之調製]
除了使用重量平均分子量7,000之PEG以外，其餘則以與參考例68相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-69)。另外，為獲得PEG/BHET-TDI聚加成物時之原料比是PEG 0.4莫耳(89.55重量份)、BHET 0.6莫耳(4.88重量份)、TDI 1莫耳(5.57重量份)。
[參考例70：上漿劑水溶液(a-70)之調製]
將1.2莫耳之乙二醇與0.6莫耳之己二酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得己二酸雙(2-羥基乙基)酯(BHEA)。
將0.4莫耳(92.71重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與0.6莫耳(3.26重量份)之BHEA的混合物加熱至120℃，加入1莫耳(4.04重量份)之TDI並加以攪拌，以獲得PEG/BHEA-TDI聚加成物。將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-70)。
[參考例71：上漿劑水溶液(a-71)之調製]
1.2莫耳之乙二醇與0.6莫耳之琥珀酸在180℃加熱攪拌，進行脫水縮合直到酸價成為1以下為止，以獲得琥珀酸雙(2-羥基乙基)酯(BHES)。
將0.4莫耳(93.07重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與0.6莫耳(2.88重量份)之BHES的混合物加熱至120℃，加入1莫耳(4.05重量份)之TDI並加以攪拌，以獲得PEG/BHES-TDI聚加成物。將所獲得聚加成物以水稀釋成濃度為10質量%，以獲得上漿劑水溶液(a-71)。
[參考例72：上漿劑水溶液(a-72)之調製]
除了二異氰酸酯是使用1莫耳之異佛酮二異氰酸酯(IPDI)以外，其餘則以與參考例68相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-72)。另外，為獲得PEG/BHET-IPDI聚加成物時之原料比是PEG 0.4莫耳(91.43重量份)、BHET 0.6莫耳(3.49重量份)、IPDI 1莫耳(5.08重量份)。
[參考例73：上漿劑水溶液(a-73)之調製]
除了二異氰酸酯是使用1莫耳之異佛酮二異氰酸酯(IPDI)以外，其餘則以與參考例57相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-73)。另外，為獲得PEG-IPDI聚加成物時之原料比是PEG 1莫耳(97.83重量份)、IPDI 1莫耳(2.17重量份)。
[參考例74：上漿劑水溶液(a-74)之調製]
除了使用以0.1莫耳(71.28重量份)之重量平均分子量10,000之PEG、與0.9莫耳(16.31重量份)之BHET所獲得之BHET，使用1莫耳(12.41重量份)之TDI而獲得PEG/BHET-TDI聚加成物以外，其餘則以與參考例71相同的方式，以獲得上漿劑水溶液(a-74)。
[實施例1]
在將參考例1之上漿劑水溶液(a-1)調製成濃度為3.5%之水溶液中，浸漬碳纖維連續束(東麗(股)(Toray Industries,Inc.)製造之T700S-12K)而使上漿劑附著，並以熱風乾燥機在210℃下乾燥1分鐘。將所獲得經附著上漿劑之碳纖維束切斷成長度為6毫米，以獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛(fluff)等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例2]
除了上漿劑水溶液是使用參考例2之上漿劑(a-2)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例3]
除了上漿劑水溶液是使用參考例3之上漿劑(a-3)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例4]
除了上漿劑水溶液是使用參考例4之上漿劑(a-4)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例5]
除了上漿劑水溶液是使用參考例5之上漿劑(a-5)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例6]
除了上漿劑水溶液是使用參考例6之上漿劑(a-6)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例7]
除了上漿劑水溶液是使用參考例7之上漿劑(a-7)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例8]
除了上漿劑水溶液是使用參考例8之上漿劑(a-8)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例9]
除了上漿劑水溶液是使用參考例9之上漿劑(a-9)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例10]
除了上漿劑水溶液是使用參考例10之上漿劑(a-10)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例11]
除了上漿劑水溶液是使用參考例11之上漿劑(a-11)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例12]
除了上漿劑水溶液是使用參考例12之上漿劑(a-12)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例13]
除了上漿劑水溶液是使用參考例13之上漿劑(a-13)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例14]
除了將參考例10之上漿劑水溶液(a-10)調整成濃度為2.0%以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為1.5質量%。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例15]
除了將參考例10之上漿劑水溶液(a-10)調整成濃度為1.2%以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為0.8質量%。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例16]
除了上漿劑水溶液是使用參考例19之上漿劑(a-19)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例17]
除了上漿劑水溶液是使用參考例20之上漿劑(a-20)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例18]
除了上漿劑水溶液是使用參考例21之上漿劑(a-21)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例19]
除了上漿劑水溶液是使用參考例22之上漿劑(a-22)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例20]
除了上漿劑水溶液是使用參考例23之上漿劑(a-23)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例21]
除了上漿劑水溶液是使用參考例24之上漿劑(a-24)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例22]
除了上漿劑水溶液是使用參考例25之上漿劑(a-25)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例23]
除了上漿劑水溶液是使用參考例26之上漿劑(a-26)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例24]
除了上漿劑水溶液是使用參考例27之上漿劑(a-27)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些，但是可進行筒管捲取。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例25]
除了上漿劑水溶液是使用參考例28之上漿劑(a-28)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。此外，在絨毛等方面是並無問題。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表2。
[實施例26]
在將參考例29之上漿劑水溶液(a-29)調整成濃度為3.5%之水溶液中，浸漬碳纖維連續束(東麗(股)製造之T700S-12K)而使上漿劑附著，並以熱風乾燥機在170℃乾燥2分鐘。將所獲得經附著上漿劑之碳纖維束切斷成長度為6毫米，以獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例27]
除了上漿劑水溶液是使用參考例30之上漿劑(a-30)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例28]
除了上漿劑水溶液是使用參考例31之上漿劑(a-31)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例29)
除了上漿劑水溶液是使用參考例32之上漿劑(a-32)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例30]
除了上漿劑水溶液是使用參考例33之上漿劑(a-33)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例31]
除了上漿劑水溶液是使用參考例34之上漿劑(a-34)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例32]
除了上漿劑水溶液是使用參考例35之上漿劑(a-35)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例33]
除了上漿劑水溶液是使用參考例36之上漿劑(a-36)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例34]
除了上漿劑水溶液是使用參考例37之上漿劑(a-37)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例35]
除了上漿劑水溶液是使用參考例38之上漿劑(a-38)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例36]
除了上漿劑水溶液是使用參考例39之上漿劑(a-39)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例37]
除了上漿劑水溶液是使用參考例40之上漿劑(a-40)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例38]
除了上漿劑水溶液是使用參考例41之上漿劑(a-41)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例39]
除了上漿劑水溶液是使用參考例42之上漿劑(a-42)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例40]
除了上漿劑水溶液是使用參考例43之上漿劑(a-43)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例41]
除了上漿劑水溶液是使用參考例44之上漿劑(a-44)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例42]
除了上漿劑水溶液是使用參考例45之上漿劑(a-45)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例43]
除了上漿劑水溶液是使用參考例46之上漿劑(a-46)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例44]
除了上漿劑水溶液是使用參考例47之上漿劑(a-47)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例45]
除了將參考例37之上漿劑水溶液(a-37)調整成濃度為2.0%以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為1.6質量%。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例46]
除了將參考例37之上漿劑水溶液(a-37)調整成濃度為1.2%以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為0.7質量%。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例47]
除了上漿劑水溶液是使用參考例48之上漿劑(a-48)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例48]
除了上漿劑水溶液是使用參考例49之上漿劑(a-49)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例49]
除了上漿劑水溶液是使用參考例50之上漿劑(a-50)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例50]
除了上漿劑水溶液是使用參考例51之上漿劑(a-51)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例51]
除了上漿劑水溶液是使用參考例52之上漿劑(a-52)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表3。
[實施例52]
在將參考例57之上漿劑水溶液(a-57)調整成濃度為3.5%之水溶液中，浸漬碳纖維連續束(東麗(股)製造之T700S-12K)而使上漿劑附著，並以熱風乾燥機在170℃乾燥2分鐘。將所獲得經附著上漿劑之碳纖維束切斷成長度為6毫米，以獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例53]
除了上漿劑水溶液是使用參考例58之上漿劑(a-58)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例54]
除了上漿劑水溶液是使用參考例59之上漿劑(a-59)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例55]
除了上漿劑水溶液是使用參考例60之上漿劑(a-60)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例56]
除了上漿劑水溶液是使用參考例61之上漿劑(a-61)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例57]
除了上漿劑水溶液是使用參考例62之上漿劑(a-62)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例58]
除了上漿劑水溶液是使用參考例63之上漿劑(a-63)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例59]
除了上漿劑水溶液是使用參考例64之上漿劑(a-64)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例60]
除了上漿劑水溶液是使用參考例65之上漿劑(a-65)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例61]
除了上漿劑水溶液是使用參考例66之上漿劑(a-66)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例62]
除了上漿劑水溶液是使用參考例67之上漿劑(a-67)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例63]
除了上漿劑水溶液是使用參考例68之上漿劑(a-68)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例64]
除了上漿劑水溶液是使用參考例69之上漿劑(a-69)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例65]
除了上漿劑水溶液是使用參考例70之上漿劑(a-70)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例66]
除了上漿劑水溶液是使用參考例71之上漿劑(a-71)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例67]
除了上漿劑水溶液是使用參考例72之上漿劑(a-72)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例68]
除了將參考例61之上漿劑水溶液(a-61)調整成濃度為2.0%以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為1.4質量%。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[實施例69]
除了將參考例61之上漿劑水溶液(a-61)調整成濃度為1.2%以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。上漿劑之附著量為0.7質量%。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表4。
[比較例1]
除了上漿劑水溶液是使用參考例14之上漿劑(a-14)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是稍微硬一些而不容易進行筒管捲取，但是操作使用性尚可。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。由於BHET並不存在，提高碳纖維束之整體密度(apparent density)及碳纖維束之濃度時，則開纖性是不足夠。
[比較例2]
除了上漿劑水溶液是使用參考例15之上漿劑(a-15)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。由於芳香族酯單元之含量不足夠，整體密度是不足夠。
[比較例3]
除了上漿劑水溶液是使用參考例16之上漿劑(a-16)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管捲取性方面是並無問題，但是在纖維束之有些地方卻看得到絨毛，且操作使用性降低。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。由於芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元之含量不足夠，整體密度是不足夠。
[比較例4]
除了上漿劑水溶液是使用參考例17之上漿劑(a-17)以外，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。由於芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元之含量太多，開纖性降低。
[比較例5]
在將參考例18之上漿劑水溶液(a-18)調整成濃度為3.5%之水溶液中，浸漬碳纖維連續束(東麗(股)製造之T700S)而使上漿劑附著，並以熱風乾燥機在200℃乾燥2分鐘。將所獲得之經附著上漿劑之碳纖維束切斷成長度為6毫米，以獲得短切纖維。此時，在所獲得短切纖維上所附著之上漿劑之附著量為2.2質量%。所獲得碳纖維束在筒管之捲取性或絨毛等方面是並無問題，且操作使用性良好。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。所獲得碳纖維束之開纖性是不佳，特別是在高濃度下之開纖是明顯的不足夠。
[比較例6]
根據專利文獻4(日本特開第2007-231441號公報)之實施例1，上漿劑是使用HYDRAN AP-40(DIC公司製造、22.5%懸濁液)，其餘則以與實施例1相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是相當硬，但是操作使用性尚可。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。所獲得碳纖維束是幾乎未顯現開纖性。
[比較例7]
根據專利文獻4(日本特開第2007-231441號公報)之實施例2，除了上漿劑是使用HYDRAN AP-30F(DIC公司製造、20%懸濁液)以外，其餘則以與比較例6相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是相當硬，但是操作使用性尚可。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。所獲得碳纖維束是幾乎未顯現開纖性。
[比較例8]
根據專利文獻4(日本特開第2007-231441號公報)之實施例3，除了上漿劑是使用HYDRAN AP-20(DIC公司製造、29.5%懸濁液)以外，其餘則以與比較例6相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是相當硬，但是操作使用性尚可。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。所獲得碳纖維束是幾乎未顯現開纖性。
[比較例9]
根據專利文獻4(日本特開第2007-231441號公報)之實施例4，除了上漿劑是使用HYDRAN HW-140SF(DIC公司製造、25%懸濁液)以外，其餘則以與比較例6相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束是相當硬，但是操作使用性尚可。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表5。所獲得碳纖維束是幾乎未顯現開纖性。
[比較例10]
除了使用72.6重量份之PEG(重量平均分子量10,000)、16.62重量份之BHET、10.73重量份之TDI以外，其餘則以與參考例1相同的方式調製上漿劑水溶液。然而，由於BHET之含量太多，上漿劑不溶解於水、上漿劑則相分離，以致無法調製水溶液。
[比較例11]
除了上漿劑水溶液是使用參考例53之上漿劑(a-53)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表6。由於BHET並不存在，碳纖維束之整體密度是不足夠。
[比較例12]
除了上漿劑水溶液是使用參考例54之上漿劑(a-54)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表6。由於芳香族酯單元之含量不足夠，整體密度是不足夠。
[比較例13]
除了上漿劑水溶液是使用參考例55之上漿劑(a-55)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表6。由於芳香族酯單元及脂肪族胺基甲酸酯單元之含量不足夠，整體密度是不足夠。
[比較例14]
除了上漿劑水溶液是使用參考例56之上漿劑(a-56)以外，其餘則以與實施例26相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表6。由於芳香族酯單元及脂肪族胺基甲酸酯單元之含量太多，開纖性降低。
[比較例15]
除了使用75.5重量份之PEG(重量平均分子量6,200)、12.4重量份之BHET、12.2重量份之IPDI以外，其餘則以與參考例29相同的方式調製上漿劑水溶液。然而，上漿劑卻不溶解於水、上漿劑則相分離，以致無法調製水溶液。
[比較例16]
除了上漿劑水溶液是使用參考例73之上漿劑(a-73)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表7。SP值之範圍是不符合，特別是在高濃度下之開纖性是不足夠。
[比較例17]
除了上漿劑水溶液是使用參考例74之上漿劑(a-74)以外，其餘則以與實施例52相同的方式獲得短切纖維。所獲得碳纖維束之特性評估是匯整展示於表7。由於SP值之範圍不符合，開纖性是大幅地不足夠。
由表2之實施例及表5之比較例，下文之功效是明顯。
亦即，若經適當地混合以實施例所示聚氧化烯單元、芳香族酯單元及芳香族胺基甲酸酯單元所構成之上漿劑，則碳纖維束之整體密度與開纖性是並存，特別是即使在提高碳纖維束之濃度的情況，也可顯現良好的開纖性。此外，在獲得耐熱性優異之碳纖維束的情況，整體密度也明顯地優異。
由表3之實施例及表6之比較例，下文之功效是明顯。
亦即，若經適當地混合以實施例所示聚伸烷氧基單元、芳香族酯單元及脂肪族胺基甲酸酯單元所構成之上漿劑，則碳纖維束之整體密度與開纖性是並存，特別是即使在提高碳纖維束之濃度的情況，也可顯現良好的開纖性。此外，由於懸垂值也經控制於適當的範圍，可稱為藉此可獲得對筒管之捲取容易且絨毛少、操作使用性優異之碳纖維束。
此外，為確認由於水溶性聚胺基甲酸酯的皮膜是在水系分散媒中之開纖性為優異而進行上漿劑洗提量之測定。結果是如表8所示。水溶性上漿劑是以一定之速度而洗提於水，5分鐘後大部分已洗提出，因此可知由於上漿劑所形成之皮膜是顯現水溶性。亦即，由於上漿劑之水溶性已適當地控制，如實施例所示之碳纖維束是可獲得高開纖性者。在另一方面，若為比較例6至9，則即使在將附著上漿劑的濾紙浸漬於水中5分鐘的情況，洗提量為小，可知一旦形成的皮膜是不易溶解於水。亦即，其係由於上漿劑之水溶性低，對於水之親和性不足而使得纖維束不分散，以致幾乎未顯現開纖性。
由表4之實施例、表7及表8之比較例，下文之功效是明顯。
亦即，若如實施例所示SP值為經適當地控制的聚胺基甲酸酯系上漿劑，則碳纖維之操作使用性、集束性及開纖性之均衡是已獲得良好的控制，特別是即使在提高碳纖維束之濃度的情況，也可顯現良好的開纖性。此外，由於懸垂值也經控制於適當的範圍，可稱得上是已獲得對筒管之捲取容易且絨毛少、操作使用性優異之碳纖維束。
[產業上之利用可能性]
本發明之附著上漿劑之碳纖維束，由於集束性及在水系分散媒中之開纖性優異，可由於抄紙製程而以單纖維水準獲得均勻分散的碳纖維薄片。該碳纖維薄片是可適用於電極材、面狀發熱體、除靜電薄片等。此外，可將習知的樹脂作為母材而製造力學特性及導電特性優異之碳纖維複合材料。
1．．．碳纖維束
2．．．長方體之台
3．．．懸垂值
第1圖是說明碳纖維束之懸垂值之測定法示意圖。
1．．．碳纖維束
2．．．長方體之台
3．．．懸垂值

Claims (14)

  1. 一種碳纖維束，其係具有碳纖維與上漿劑所構成者，該上漿劑是由以下列(A)所示之成分、與以(B1)或(B2)所示之成分所構成的聚胺基甲酸酯樹脂所構成，且該上漿劑附著於該碳纖維的比例為0.5至7質量%：(A)73至98質量%之聚氧化烯單元、(B1)0.5至15質量%之芳香族酯單元、1.5至10質量%之芳香族胺基甲酸酯單元、(B2)0.5至10質量%之芳香族酯單元、1.5至11質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元。
  2. 如申請專利範圍第1項之碳纖維束，其中該聚胺基甲酸酯樹脂是由85至97質量%之聚氧化烯單元、0.8至9質量%之芳香族酯單元、2.3至6.5質量%之芳香族胺基甲酸酯單元所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項之碳纖維束，其中該聚胺基甲酸酯樹脂是由89至94質量%之聚氧化烯單元、3至6質量%之芳香族酯單元、3至5質量%之芳香族胺基甲酸酯單元所構成。
  4. 如申請專利範圍第2項之碳纖維束，其中該芳香族胺基甲酸酯單元是由伸甲苯基二異氰酸酯所構成。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之碳纖維束，其中該上漿劑在230℃、15分鐘之熱重量減少為30%以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之碳纖維束，其中該聚胺基甲酸酯樹脂是由78至98質量%之聚氧化烯單元、2.5至9質量%之芳香族酯單元、4.5至8.5質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元所構成。
  7. 如申請專利範圍第6項之碳纖維束，其中該聚胺基甲酸酯樹脂是由83至97質量%之聚氧化烯單元、3至6質量%之芳香族酯單元、4.5至6.5質量%之脂肪族胺基甲酸酯單元所構成。
  8. 如申請專利範圍第6項之碳纖維束，其中該脂肪族胺基甲酸酯單元是由異佛酮二異氰酸酯所構成。
  9. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其中該聚氧化烯單元是由重量平均分子量為4,000以上且21,000以下之聚伸烷基二醇所構成。
  10. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其中該聚氧化烯單元是由聚乙二醇所構成。
  11. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其中該芳香族酯單元是由對苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯、或間苯二甲酸雙(2-羥基乙基)酯所構成。
  12. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其懸垂值為2至20公分。
  13. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其中該碳纖維束是由1,000至60,000支之單纖維所構成。
  14. 如申請專利範圍第1至4及6至8項中任一項之碳纖維束，其中該碳纖維束是纖維長度為1至20毫米之短切纖維。
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