TWI763635B - 附著丙烯系樹脂之纖維束及其製造方法、以及成形品 - Google Patents

附著丙烯系樹脂之纖維束及其製造方法、以及成形品

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Abstract

藉碳纖維濃度與纖維束徑相互關連，而提供一種碳長纖維束與丙烯系樹脂之結合力提高的附著丙烯系樹脂之纖維束。
一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者予以切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，外徑為2.8~4.2mm、碳纖維濃度為5~25質量%、長度為4~50mm。

Description

附著丙烯系樹脂之纖維束及其製造方法、以及成形品
本發明係關於附著丙烯系樹脂之纖維束、其製造方法、及自前述纖維束所得之成形品。
日本特許第4354776號公報、日本特許第5021066號公報、及日本特開2007-112041號公報係記載了包含有使用丙烯樹脂與碳長纖維束之碳長纖維強化樹脂粒之發明。
日本特許第4354776號公報係記載由以具有環氧基之環氧上漿劑(epoxy sizing agent)進行表面處理過之碳纖維與馬來酸改性聚丙烯等所構成之碳長纖維強化樹脂粒所得成形品之發明。記載了藉由上漿劑之環氧基與馬來酸之加熱反應，而獲得機械強度良好之成形品(段落編號0016)。實施例(表1、表2)係記載碳纖維濃度為30%與40%之例子。
日本特許第5021066號公報之發明為使用經以具有環氧基之環氧上漿劑進行表面處理過之碳纖維與馬來酸改性聚丙烯等而成之碳長纖維強化樹脂粒之製造方法，為在製造碳長纖維強化樹脂粒後，以特定加熱處理條件進行加熱處理者。其記載藉由進行前述特定條件之加熱處理，而可獲得機械物性良好之成形品(段落編號0007、0025)。
日本特開2007-112041號公報係記載碳長纖維強化樹脂成形品之發明，其係將含有酸基之聚烯烴系樹脂(A)含浸於經以具有可與酸基反應之官能基的上漿劑(s)表面處理過的碳纖維而得之碳長纖維強化樹脂粒，自所得之碳長纖維強化樹脂粒射出成形之成形品，射出成形時之射出成形機圓筒溫度為250~300℃之碳長纖維強化樹脂成形品。其記載了藉由使射出成形時之射出成形機圓筒溫度為250~300℃之範圍，而提升了成形品之機械物性(段落編號0025)。於表1的實施例，例如，如同實施例1(碳纖維濃度40質量%)與實施例8(碳纖維濃度20質量%)般，若其他條件相同，則碳纖維濃度較高者的機械強度變大。
本發明係藉由將碳纖維濃度與纖維束徑相互關連，以提供碳長纖維束與丙烯系樹脂之結合力高的附著丙烯系樹脂之纖維束、其製造方法、及自前述纖維束所得之成形品為課題。
本發明係提供一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束及其製造方法，該附著丙烯系樹脂之碳纖維束係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者切割而成之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂， 前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，其係外徑為2.8~4.2mm、碳纖維濃度為5~25質量%、長度為4~50mm之附著丙烯系樹脂之碳纖維束。
又，本發明係提供一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束及其製造方法，該附著丙烯系樹脂為將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，前述附著丙烯系樹脂之碳纖維束係：(a)於碳纖維20000~28000根時，外徑為3.3~4.2mm、碳纖維濃度為10~25質量%、長度為4~50mm、(b)碳纖維5000根~16000根時，外徑為2.8mm以上且小於3.3mm、碳纖維濃度為5~20質量%、長度為4~50mm之附著丙烯系樹脂之碳纖維束。
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束係可藉由下述製造方法而製造，其具有下列步驟：邊使碳纖維紗束連續拉伸並通過十字頭模，邊使熔融狀態的丙烯系樹脂自擠出機供給至前述十字頭模，而使前述丙烯系樹脂附著在前述碳纖維紗束之步驟；將前述附著有丙烯系樹脂之碳纖維紗束自前述十字頭模擠出成股線狀後，在室溫環境下通至水槽內而予以冷卻之步驟； 其後，切割成5~40mm長度之步驟，前述切割步驟時之前述股線的表面溫度為3()℃~100℃。
再者，本發明係提供由上述附著丙烯系樹脂之碳纖維束構成之成形品。
由本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束所得之成形品係機械強度大。
[實施發明之形態]
<附著丙烯系樹脂之碳纖維束>
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束中所使用的丙烯系樹脂係含有基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂。基底聚合物係以選自丙烯同元聚合物、丙烯共聚物者為佳。丙烯共聚物以丙烯與乙烯之共聚物為較佳，亦可為無規共聚物或嵌段共聚物。丙烯與乙烯之共聚物以丙烯單元為50莫耳%以上為佳。
含有酸基之丙烯系樹脂與含有胺基之丙烯系樹脂係以單獨使用任一者為佳，但亦可合併使用。
含有酸基之丙烯系樹脂亦為記載於日本特許第4354776號公報、日本特許第5021066號公報、及日本特開2007-112041號公報之周知者，可使用(i)在丙烯同元聚合物或丙烯共聚物接枝聚合不飽和羧酸或其衍生物而成者、 (ii)將丙烯同元聚合物或丙烯共聚物的原料單體與不飽和羧酸或其衍生物共聚合而成者、(iii)在(ii)所得之物上進一步接枝聚合不飽和羧酸或其衍生物而成者。
作為不飽和羧酸，可舉出馬來酸、富馬酸、伊康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等之經導入羧基、及視需要之羥基、胺基、環氧基等官能基之具有聚合性雙鍵的化合物。
又，作為不飽和羧酸之衍生物，可舉出此等之酸酐、酯、醯胺、醯亞胺、金屬鹽等，關於其例子，可舉出馬來酸酐、伊康酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酸單乙基酯、馬來酸二乙基酯、富馬酸單甲基酯、富馬酸二甲基酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、馬來酸單醯胺、馬來酸二醯胺、富馬酸單醯胺、馬來醯亞胺、N-丁基馬來醯亞胺、甲基丙烯酸鈉等。
此等之中，較佳為使用丙烯酸及甲基丙烯酸之縮水甘油酯、及馬來酸酐。
作為含有酸基之丙烯系樹脂，以聚乙烯/乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯之共聚物、聚乙烯/馬來酸酐接枝乙烯‧丁烯-1共聚物之組合、聚丙烯/馬來酸酐接枝聚丙烯等為佳。
含有酸基之丙烯系樹脂的酸改性量，從對碳纖維束之含浸性、密合性的觀點而言，以馬來酸酐換算 ，以0.05~10質量%為較佳，0.07~5質量%為更佳，0.1~3質量%為進一步較佳。
作為含有胺基之丙烯系樹脂，可舉出經酸改性之聚丙烯樹脂與具有胺基之化合物之反應物、環氧基化聚丙烯樹脂與具有胺基之化合物之反應物等。例如，馬來酸酐接枝聚丙烯系樹脂與具有2個以上胺基之化合物的反應物，由與基底聚合物或碳纖維束之相互作用的觀點而言，較佳為反應物具有1級胺基者。由同樣觀點而言，以胺基含量(mol%)為0.02~30mol%為較佳，更佳為0.05~5.0mol%。
丙烯系樹脂中的基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂之含有比例，由使作為粒之樹脂擠出性、成形性、成形品之物性變得良好之觀點而言，基底聚合物係85~99質量%為較佳、90~97質量%為更佳，含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂係丙烯系樹脂的合計為100質量%時之殘餘部分的比例。
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束所使用的碳纖維係亦記載於日本特許第4354776號公報、日本特許第5021066號公報、及日本特開2007-112041號公報之周知者，為經以上漿劑表面處理之聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、嫘縈系等之碳纖維，較佳為PAN系碳纖維。
碳纖維為將複數單絲集束而成紗束狀者而市售，粗度、根數、長度係無特別限制，惟較佳為單絲徑20μm以下、更佳為15μm以下、進一步較佳為10μm以下 。碳纖維的總纖度以400~3000tex為較佳，又，碳纖維的絲數較佳為1000~100000根、更佳為3000~50000根。
將碳纖維表面處理之上漿劑係亦記載於日本特許第4354776號公報、日本特許第5021066號公報、及日本特開2007-112041號公報之周知者，為具有能夠與含有酸基之丙烯系樹脂的酸基及含有胺基之丙烯系樹脂的胺基反應之官能基者。
上漿劑可使用具有選自羧基、胺基、羥基及環氧基之官能基的化合物，前述化合物係可組合使用2種以上。作為上漿劑而使用之化合物可為在一分子中具有複數相同官能基者，亦為在一分子中具有複數相異官能基者。作為上漿劑所使用之化合物，以在一分子中具有2個以上官能基者為較佳，在一分子中具有3個以上官能基者為更佳。作為上漿劑所使用之化合物係可舉出環氧基化合物、丙烯酸系聚合物、多元醇系化合物、聚乙亞胺(polyethyleneimine)等。
作為上漿劑，可使用具有複數環氧基之脂肪族化合物，可舉出二縮水甘油基醚化合物、聚縮水甘油基醚化合物等。二縮水甘油基醚化合物係可舉出乙二醇二縮水甘油基醚及聚乙二醇二縮水甘油基醚類、丙二醇二縮水甘油基醚及聚丙二醇二縮水甘油基醚類、1,4-丁二醇二縮水甘油基醚、新戊二醇二縮水甘油基醚、聚四亞甲二醇二縮水甘油基醚、聚伸烷基二醇二縮水甘油基醚類等。聚縮水甘油基醚化合物係可舉出丙三醇聚縮水甘油基醚、二丙三醇聚縮水甘油基醚、聚丙三醇聚縮水 甘油基醚類、山梨糖醇聚縮水甘油基醚類、阿拉伯糖醇聚縮水甘油基醚類、三經甲基丙烷聚縮水甘油基醚類、新戊四醇聚縮水甘油基醚類、脂肪族多元醇之聚縮水甘油基醚類等。
較佳為反應性高之具有縮水甘油基之脂肪族聚縮水甘油基醚化合物，更佳為聚乙二醇二縮水甘油基醚類、聚丙二醇二縮水甘油基醚類、烷二醇二縮水甘油基醚類等。
相對於碳纖維束之上漿劑的使用量係無特別限定，惟由與含有酸基之丙烯系樹脂的酸基或含有胺基之丙烯系樹脂的胺基之反應性的觀點而言，同樣地附著例如為0.01~10質量%、較佳為0.05~5質量%、更佳為0.1~2質量%。
作為如此經以上漿劑表面處理過之碳纖維，可使用市售品之TORAYCA T700SC-24000-50C等之TORAYCA(註冊商標、TORAY(股)公司製)等。
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成之物切割成指定長度者。本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束可依照丙烯系樹脂的附著狀態分為如下3種形態。
(I)樹脂浸透(含浸)到強化用長纖維束的中心部，樹脂進入至構成纖維束之中心部的纖維間為止的狀態者(以下稱為「丙烯系樹脂含浸纖維束」)。
(II)僅強化用長纖維束的表面經樹脂覆蓋的狀態者(以下稱為「丙烯系樹脂表面被覆纖維束」)。
(III)其等的中間者(纖維束表面係被樹脂覆蓋，僅表面附近含浸樹脂，樹脂沒有進入到中心部者)(以下稱為「丙烯系樹脂部分含浸纖維束」)。
本發明係以丙烯系樹脂含浸纖維束與丙烯系樹脂表面被覆纖維束為較佳，丙烯系樹脂含浸纖維束為更佳。
(I)~(III)之形態的樹脂附著纖維束係記載於日本特開2013-107979號公報(惟，前述公報中非使用丙烯系樹脂)。
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束係滿足外徑為2.8~4.2mm、碳纖維濃度為5~25質量%、長度為4~50mm。
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束可依碳纖維束中碳纖維根數而有不同的徑。
(a)碳纖維20000~28000根時，外徑為3.3~4.2mm、碳纖維濃度為10~25質量%、長度為4~50mm。
(b)碳纖維5000根~16000根時，外徑為2.8mm以上且小於3.3mm、碳纖維濃度為5~20質量%、長度為4~50mm。
<附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法>
本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法係具有：使丙烯系樹脂附著在碳纖維紗束(碳纖維束)之步驟、視需要賦形，擠出股線狀後，進行冷卻之步驟、與切割成指定長度之步驟。
使丙烯系樹脂附著在碳纖維紗束(碳纖維束)之步驟除了可應用實施日本特開2013-107979號公報之 實施例等所記載的方法，還可以與日本特許第4354776號公報、日本特許第5021066號公報、及日本特開2007-112041號公報所記載之製造方法同樣地實施。
例如，附著步驟係可視需要加入添加劑，藉由邊使碳纖維紗束連續拉伸通過十字頭模，邊自擠出機使熔融狀態的丙烯系樹脂供給至前述十字頭模，而使前述丙烯系樹脂附著在前述碳纖維紗束而進行。
冷卻步驟係將樹脂附著纖維束從接續至前述十字頭模的賦形模擠出成股線狀後，在室溫(20~30℃)環境下通過水槽內而冷卻。冷卻步驟係可調整成在後續步驟之切割步驟切割時，股線之表面溫度為30~100℃之範圍、較佳為40~90℃之範圍。
作為冷卻方法，可利用將股線(擠出後的股線)通過水溫比室溫低的溫度，例如維持在5~15℃之水槽內的方法。又，冷卻時間(通過水槽內的時間)可藉由調整水槽長度進行調整，例如可組合複數100~300mm長度的水槽，藉增減此水槽的數目來調整冷卻時間。
冷卻步驟後係如上所述將股線切割成4~50mm的長度，切割時股線的表面溫度為30~100℃。冷卻步驟與切割步驟由於皆可在室溫環境下(20~30℃)實施，所以切割後立即測量所得的碳纖維束表面溫度亦實質上為30~100℃之範圍。
樹脂附著纖維束在從十字頭模擠出成股線狀的階段因為還是高溫狀態，所以表面處理碳纖維束的上漿劑之環氧基等官能基、與含有酸基之丙烯系樹脂的酸 基或含有胺基之丙烯系樹脂的胺基係進行反應，在冷卻步驟中則因冷卻而停止反應。從使環氧基與酸基或胺基的反應充分進行以獲得機械強度高的成形品之方面而言，係考慮以自然冷卻或通過溫水中等更緩和的條件進行冷卻，以確保前述反應時間為長之方法。然而，若為此種緩和冷卻方法，則產生從冷卻步驟到切割步驟之製造線變長、整體製造時間增長等之問題，而生產性降低。
而本案發明之製造方法係具備如下二個要件：(i)將切割步驟之切割時股線的表面溫度調整為30~100℃之範圍(較佳為40~90℃之範圍)、(ii)藉由增大最終附著丙烯系樹脂之碳纖維束的徑，而與前述徑小者相比不容易冷卻，所以可確保存在於碳纖維表面之環氧基等官能基與丙烯系樹脂中所含之酸基或胺基的反應時間更長，而進一步地不使生產性降低。
其結果，由於碳纖維束與丙烯系樹脂係更強固地結合，所以在製造步驟中不需設定特別之熱條件、或進行特別之熱處理，而可提高成形品的機械強度。
附著丙烯系樹脂之碳纖維束係寬度方向之截面形狀為圓形為佳，但亦可為如橢圓形或多角形者。寬度方向的截面形狀為橢圓形或多角形時的徑(外徑)係換算成相同面積的圓之徑(直徑)而求出。
<成形品>
本發明之成形品係使用本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，利用射出成形、擠出成形等之周知樹脂成形 法，而形成期望的形狀。本發明之成形品所含之丙烯系樹脂係僅由附著丙烯系樹脂之纖維束中所含之丙烯系樹脂所構成。亦即，製造本發明之成形品時，不使用用於調整附著丙烯系樹脂之纖維束所含碳纖維濃度之稀釋用樹脂。
本發明之成形品中，在可解決本發明之課題的範圍內，可視必要使含有周知之樹脂添加劑。作為周知之樹脂添加劑，可舉出抗氧化劑、耐熱穩定劑、紫外線吸收劑等穩定劑、抗靜電劑、阻燃劑、阻燃助劑、染料或顏料等之著色劑、潤滑劑、塑化劑、結晶化促進劑、結晶核劑等。其他，亦可進一步添加玻璃薄片、雲母、玻璃粉、玻璃珠、滑石、黏土、氧化鋁、碳黑、矽灰石等之板狀、粉粒狀之無機化合物、晶鬚等。
以下例示本發明之各種實施形態。
<1>
一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，且外徑為2.8~4.2mm、碳纖維濃度為5~25質量%、長度為4~50mm。
<2>
如<1>記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中當丙烯系樹脂的合計量為100質量%，基底聚合物為85~99質量%、較佳為90~98質量%、更佳為93~97質量%，含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂為殘餘部分之比例。
<3>
如<1>或<2>記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中碳纖維濃度為10~20質量%。
<4>
一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，(a)碳纖維20000~28000根時，外徑為3.3~4.2mm、碳纖維濃度為10~25質量%、長度為4~50mm，(b)碳纖維5000根~16000根時，外徑為2.8mm以上且小於3.3mm、碳纖維濃度為5~20質量%、長度為4~50mm。
<5>
如<4>記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中(a)碳纖維20000~28000根時，外徑為3.5~4.0mm、碳纖維濃度為15~20質量%、長度為4~50mm，(b)碳纖維5000根~16000根時，外徑為2.8mm~ 2.9mm、碳纖維濃度為10~17質量%、較佳為15~17質量%、長度為4~50mm。
<6>
如<4>或<5>記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中當丙烯系樹脂的合計為100質量%時，基底聚合物為85~99質量%、較佳為90~98質量%、更佳為93~97質量%，含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂為殘餘部分之比例。
<7>
如<1>至<6>中任一項所記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中含有酸基之丙烯系樹脂係經以馬來酸或馬來酸酐改性之丙烯同元聚合物或丙烯共聚物，上漿劑為含有環氧基者。
<8>
如<1>至<7>中任一項所記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中含有胺基之丙烯系樹脂係經酸改性之聚丙烯樹脂與具有胺基之化合物的反應物、或環氧基化聚丙烯樹脂與具有胺基之化合物的反應物。
<9>
一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法，其係如<1>至<8>中任一項所記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法，其係具有邊使碳纖維紗束連續拉伸通過十字頭模，邊自擠出機使熔融狀態之丙烯系樹脂供給至前述十字頭模，而使前述丙烯系樹脂附著在前述碳纖維紗束之步驟、 將前述附著有丙烯系樹脂之碳纖維紗束自前述十字頭模擠出成股線狀後，於室溫環境下通過水槽內而進行冷卻之步驟、及其後，切割成5~40mm長度之步驟，前述切割步驟時前述股線的表面溫度為30℃~100℃。
<10>
如<9>之製造方法，其中水槽內的水溫為比室溫低的溫度，較佳為維持在5~15℃。
<11>
如<9>或<10>之製造方法，其中水槽的長度為100~300mm，及/或水槽係組合複數個。
<12>
如<9>至<11>中任一項所記載之製造方法，其中切割步驟係在室溫環境下實施，切割後立即測量所得的碳纖維束表面溫度為30~100℃之範圍。
<13>
一種成形品，其係使用如<1>至<8>中任一項所記載之附著丙烯系樹脂之碳纖維束成形為期望形狀而成之成形品，前述成形品中的丙烯樹脂成分係僅由前述附著丙烯系樹脂之碳纖維束中所含丙烯系樹脂構成者。
[實施例]
實施例1~11及比較例1~10
邊拉經以上漿劑處理之碳纖維紗束，從接續在十字 頭之擠出機供給以表1及表2所示比例摻和基底聚合物與含有酸基/胺基之聚丙烯樹脂而成的丙烯系樹脂，在熔融狀態(260℃)使碳纖維紗束含浸後，通過賦形模作為股線取出。然後，在室溫(20~30℃)下將前述股線通過水槽中而冷卻。然後，進行切割而獲得表1及表2所示長度的附著丙烯系樹脂之碳纖維束。
冷卻步驟係將長度180mm的水槽(水溫10℃)直列配置3~10個而使用，藉由適宜增減此等之數目，調整成表1及表2所示切割時之纖維束表面溫度。前述纖維束表面溫度係利用非接觸式放射溫度計(IT-550(堀場製作所(股)製)而測定。
將各例的纖維束依下述條件射出成形而獲得成形品。惟，比較例2、3係混合碳纖維束與稀釋樹脂而調整碳纖維濃度。
(射出成形)
裝置：J150EII(日本製鋼所製)
成形溫度(圓筒設定溫度：250℃)
模具溫度(溫調機設定溫度：50℃)
成形品：ISO多目的試驗片
(成形品之物性測定)
使用以上述成形條件製作的ISO多目的試驗片進行下述測定。結果如表1所示。
拉伸強度：根據ISO527-1
彎曲強度：根據ISO178
(樹脂及碳纖維)
PP-A：基底聚合物：Sumallomer PMB60A(丙烯乙烯共聚物)
碳纖維(CF-A)：TORAYCA T700SC-24000-50C(碳纖維24000根)
碳纖維(CF-B)：TORAYCA T700SC-12000-50C(碳纖維12000根)
碳纖維(CF-C)：將碳纖維(CF-B)分成二份而得(碳纖維根數6000根)。
含有酸基之聚丙烯系樹脂：馬來酸酐改性聚丙烯：OREVAC CA100(ARKEMA公司製馬來酸酐1.0質量%改性)
製造例1(含有胺基之聚丙烯之製造)
相對於馬來酸酐改性聚丙烯(OREVAC CA100，ARKEMA公司製，馬來酸酐1.0質量%改性)100質量份，摻和聚丙烯同元聚合物(MFR120g/10min，住友Nobrene U501EI，住友化學(股)製)100質量份、與JEFFAMINE D-230(自聚丙二醇衍生之脂肪族1級二胺、HUNTSMAN製)10質量份，供給至二軸擠出機(設定溫度200℃，螺桿旋轉數200r/m，TEX30α，日本製鋼所(股)製)，進行熔融混練，獲得含有胺基之聚丙烯。
利用紅外線吸收光譜確認含有胺基之聚丙烯。其結果為根據1680~1820cm-1的馬來酸酐、馬來酸之吸收波峰消失，確認顯現出認為是來自胺基之1500~1700cm-1的吸收波峰。
Figure 105131182-A0202-12-0018-1
由實施例1、2(碳纖維濃度20質量%，纖維束徑3.5mm，切割時溫度50℃)與比較例1(碳纖維濃度30質量%，纖維束徑2.7mm，切割時溫度50℃)的對比可知：實施例1、2者因纖維束徑大而不易冷卻，所以即使碳纖維濃度為低至10質量%，拉伸強度增大。
由實施例4(碳纖維濃度15質量%，纖維束徑4.0mm，切割時溫度60℃)與比較例3(碳纖維濃度15質量%，纖維束徑2.3mm，切割時溫度60℃)的對比可知：實施例4者因纖維束徑纖維束徑大而不易冷卻，所以拉伸強度與彎曲強度兩者皆變大。
由實施例3~5的對比可知：其他要件相同時，切割時纖維束的表面溫度越高，拉伸強度與彎曲強度越佳。
由實施例6、7與比較例4、5的對比可知：藉由調整纖維束徑與切割時纖維束的表面溫度此二個要件，拉伸強度與彎曲強度係變大。
Figure 105131182-A0202-12-0020-2
由實施例8、9與比較例6~8的對比可知：藉由調整纖維束徑與切割時纖維束的表面溫度此二個要件，拉伸強度與彎曲強度係變大。
由實施例10、11與比較例9、10的對比可知：藉由調整纖維束徑與切割時纖維束的表面溫度此二個要件，拉伸強度與彎曲強度係變大。
[產業上之可利用性]
得自本發明之附著丙烯系樹脂之碳纖維束的成形品由於輕量且機械強度亦大，所以可當作為各種製品的外殼、容器、電‧電子機器的零件、汽車零件等來使用。

Claims (5)

  1. 一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者，以股線的表面溫度30~100℃予以切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，在將前述丙烯系樹脂的合計設為100質量%時，前述基底聚合物之含有比例係85~99質量%，前述含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂之含有比例係殘餘部分的比例，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，其外徑為2.8~4.2mm、碳纖維濃度為5~25質量%、長度為4~50mm，前述上漿劑為具有選自羧基、胺基、羥基及環氧基之官能基的化合物。
  2. 一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其係將在碳纖維束上附著有丙烯系樹脂並一體化而成者，以股線的表面溫度30~100℃予以切割而成的附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中前述丙烯系樹脂係包含選自丙烯同元聚合物及丙烯共聚物之基底聚合物、與含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂，在將前述丙烯系樹脂的合計設為100質量%時，前 述基底聚合物之含有比例係85~99質量%，前述含有酸基之丙烯系樹脂及/或含有胺基之丙烯系樹脂之含有比例係殘餘部分的比例，前述碳纖維束係在表面附著有上漿劑，(a)碳纖維20000~28000根時，外徑為3.3~4.2mm、碳纖維濃度為10~25質量%、長度為4~50mm，(b)碳纖維5000根~16000根時，外徑為2.8mm以上且小於3.3mm、碳纖維濃度為5~20質量%、長度為4~50mm，前述上漿劑為具有選自羧基、胺基、羥基及環氧基之官能基的化合物。
  3. 如請求項1或2之附著丙烯系樹脂之碳纖維束，其中含有酸基之丙烯系樹脂係以馬來酸或馬來酸酐改性之丙烯同元聚合物或丙烯共聚物，上漿劑係含有環氧基。
  4. 一種附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法，其係如請求項1至3中任一項之附著丙烯系樹脂之碳纖維束之製造方法，其係具有如下步驟：邊使碳纖維紗束連續拉伸並通過十字頭模，邊自擠出機供給熔融狀態的丙烯系樹脂至前述十字頭模，使前述丙烯系樹脂附著在前述碳纖維紗束之步驟；將前述附著有丙烯系樹脂的碳纖維紗束自前述十字頭模擠出成股線狀後，在室溫環境下通過水槽內以進行冷卻之步驟； 然後，切割成5~40mm長度之步驟；前述切割步驟時之前述股線的表面溫度為30℃~100℃。
  5. 一種成形品，其係由如請求項1至3中任一項之附著丙烯系樹脂之碳纖維束所構成之成形品，其中前述成形品中的丙烯樹脂成分係僅由前述附著丙烯系樹脂之碳纖維束中所含的丙烯系樹脂所構成。
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