JPH0364522A - Carbon yarn - Google Patents
Carbon yarnInfo
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- JPH0364522A JPH0364522A JP1197966A JP19796689A JPH0364522A JP H0364522 A JPH0364522 A JP H0364522A JP 1197966 A JP1197966 A JP 1197966A JP 19796689 A JP19796689 A JP 19796689A JP H0364522 A JPH0364522 A JP H0364522A
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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]
本発明は熱可塑性樹脂補強に用いられる、改良された炭
素繊維に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improved carbon fibers for use in thermoplastic resin reinforcement.
[従来の技術]
炭素繊維はガラス繊維と比べて高弾性、耐摩耗性、軽量
性に優れており樹脂の補強材として使用されている。特
にポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリスルホン、
ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルケトンのよう
な高耐熱性エンジニアリングプラスチックに強化材とし
て使用した場合には、機械強度、限界PV値、耐摩耗性
を向上させ、自動車部品、機械部品の優れた素材となり
得る。[Prior Art] Carbon fiber has superior elasticity, wear resistance, and light weight compared to glass fiber, and is used as a reinforcing material for resins. Especially polyphenylene sulfide, aromatic polysulfone,
When used as a reinforcing material in highly heat-resistant engineering plastics such as polyetherimide and aromatic polyetherketone, it improves mechanical strength, critical PV value, and abrasion resistance, making it an excellent material for automobile parts and mechanical parts. It can be.
従来、炭素繊維は、エポキシ樹脂を7トリツクスとする
炭素繊維強化プラスチックに多く使用されているため、
炭素繊維の収束剤としては、エポキシ樹脂が使われてい
る。このエポキシ樹脂収束剤を被覆した炭素繊維は、マ
トリックスがエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合には
有効であるが、高耐熱性エンジニアリング樹脂に対して
は、接着性が悪い、成形加工温度が高くエポキシ樹脂収
束剤が熱分解する等のため、機械強度の良好な樹脂組成
物が得られない。Traditionally, carbon fibers are often used in carbon fiber reinforced plastics that use 7-trix epoxy resin.
Epoxy resin is used as a binding agent for carbon fibers. Carbon fiber coated with this epoxy resin binding agent is effective when the matrix is a thermosetting resin such as epoxy resin, but it has poor adhesion to highly heat-resistant engineering resins and has a high molding temperature. Since the epoxy resin binder is thermally decomposed, a resin composition with good mechanical strength cannot be obtained.
このため、特開昭53−106752号公報に見られる
ごとく、熱可塑性樹脂に対してはボリアミド樹脂を収束
剤として用いることが、試みられている。For this reason, attempts have been made to use polyamide resin as a sizing agent for thermoplastic resins, as seen in JP-A-53-106752.
しかし、これ等の耐熱性樹脂の成形温度は350°C以
上の高温が必要であるため、エポキシ樹脂、ボリアミド
樹脂にて収束した炭素繊維を使用した場合には、成形中
に収束剤が熱分解して、ホイドの生成、ウェルド部強度
の低下等の問題を生している。However, since the molding temperature of these heat-resistant resins requires a high temperature of 350°C or higher, when carbon fibers bound with epoxy resin or polyamide resin are used, the binding agent thermally decomposes during molding. This causes problems such as the formation of hoids and a decrease in the strength of the weld portion.
本発明の目的は、高耐熱性エンジニアリング樹脂の補強
に用いられる、改良された炭素繊維に関する。The object of the present invention is to improve carbon fibers for use in reinforcing high heat resistant engineering resins.
本発明者らは前記目的を達成するために種々検討した結
果、収束剤としてポリエーテルイミド樹脂で表面被覆し
た後、300〜400°Cで加熱処理した炭素繊維を使
用するのが有効であることを見出し本発明を完成するに
到った。The present inventors conducted various studies to achieve the above object, and found that it is effective to use carbon fiber whose surface is coated with polyetherimide resin as a sizing agent and then heat-treated at 300 to 400°C. This discovery led to the completion of the present invention.
すなわち本発明は、ポリエーテルイミド樹脂で表面を被
覆した後、300〜400″Cで加熱処理した炭素繊維
である。That is, the present invention is a carbon fiber whose surface is coated with polyetherimide resin and then heat-treated at 300 to 400''C.
本発明において、収束剤として炭素繊維の表面を被覆す
るのに用いられるポリエーテルイミド樹脂は、イミド結
合、エーテル結合単位とする線状重合体であり、例えば
、次式のような構造式からなるものが国内においては、
エンジニアリングプラスチックス株式会社より「ウルテ
ム」の商標で市販されている。In the present invention, the polyetherimide resin used as a sizing agent to coat the surface of carbon fibers is a linear polymer having imide bonds and ether bond units, and has the following structural formula, for example: In Japan,
It is commercially available under the trademark "Ultem" from Engineering Plastics Co., Ltd.
また本発明で使用される炭素繊維はアクリル系、レーヨ
ン系、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも使
用される。本発明では繊維強度の最も高いアクリル系が
最も好ましく使用される。炭素繊維の形態は、チョップ
トストランド、ロービング、織物等いずれでも良い。こ
れらの炭素繊維は予めその表面を酸化処理しておくと更
に好ましい。Further, the carbon fibers used in the present invention include acrylic, rayon, lignin, pitch, etc., and any of them can be used. In the present invention, acrylic fibers having the highest fiber strength are most preferably used. The carbon fiber may be in any form such as chopped strand, roving, or woven fabric. It is more preferable that the surface of these carbon fibers be oxidized in advance.
これら炭素繊維へのポリエーテルイミドの被覆方法とし
ては、ポリエーテルイミド樹脂を塩化メチレン、N−メ
チルピロリドンなどの溶剤に熔解した溶液に、炭素繊維
を浸し、その後乾燥し溶剤ヲ除去して、ポリエーテルイ
ミド樹脂を被覆した炭素繊維を得る。The method for coating these carbon fibers with polyetherimide is to soak the carbon fibers in a solution of polyetherimide resin dissolved in a solvent such as methylene chloride or N-methylpyrrolidone, then dry it to remove the solvent. Carbon fibers coated with etherimide resin are obtained.
通常、炭素繊維に対するポリエーテルイミド樹脂の被覆
量は炭素繊維100重量部に対し0.1〜10重量部が
良<、0.1重量部以下では本発明の効果はえられず、
また10重量部以上被覆させても機械強度の向上は期待
できず意味がない。以上のようにしてポリエーテルイミ
ド樹脂を被覆した炭素繊維の熱処理は、空気中300〜
400°C1特に好ましくは340〜380°Cの温度
下に曝すことにより行われる。加熱処理時間は3〜20
時間、特に好ましくは5〜15時間である。Usually, the amount of polyetherimide resin coated on the carbon fiber is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the carbon fiber, and the effect of the present invention cannot be obtained if it is less than 0.1 part by weight.
Further, even if 10 parts by weight or more is coated, no improvement in mechanical strength can be expected and it is meaningless. The carbon fiber coated with polyetherimide resin as described above is heat treated in air at
It is carried out by exposing to a temperature of 400°C, particularly preferably 340 to 380°C. Heat treatment time is 3-20
The time period is particularly preferably 5 to 15 hours.
このようにしてポリエーテルイごド樹脂を被覆した炭素
繊維と高耐熱性エンジニアリング樹脂との混合には種々
の法が採用できる。例えば被覆、加熱処理した炭素繊維
を3〜6fflI11長さに切断し、これと高耐熱性エ
ンジニアリング樹脂を個々別々に溶融押出機に供給して
混合することもできるし、あらかしめヘンシェルミキサ
ー、スーパー5キサ、リボンブレンダーなどの混合機で
予備ブレンドした後、熔融押出機に供給することもでき
る。Various methods can be employed to mix the carbon fiber coated with the polyether oxide resin and the highly heat-resistant engineering resin. For example, coated and heat-treated carbon fibers can be cut into lengths of 3 to 6 fflI11, and this and a highly heat-resistant engineering resin can be individually fed into a melt extruder and mixed, or a Henschel mixer, Super 5 It is also possible to pre-blend the mixture using a mixer such as a mixer or ribbon blender and then supply it to the melt extruder.
更に被覆、加熱処理した炭素繊維ロービングを4
直接溶融押出機に供給し、耐熱性樹脂と混合することも
できる。Furthermore, the coated and heat-treated carbon fiber roving can also be directly fed to a melt extruder and mixed with a heat-resistant resin.
上記した本発明の改良された炭素繊維と高耐熱性エンジ
ニアリング樹脂の樹脂11Ji!物は、射出成形法、押
出成形法、トランスファー成形性、圧縮成形法等公知の
成形性により所定の成形品に成形することができる。Resin 11Ji of the above-mentioned improved carbon fiber and high heat-resistant engineering resin of the present invention! The product can be molded into a predetermined molded product using known molding methods such as injection molding, extrusion molding, transfer molding, and compression molding.
以下、実施例により本発明を説明する。 The present invention will be explained below with reference to Examples.
実施例1
ポリエーテルイミド樹脂としてエンジニアリングプラス
チックス株式会社製ウルテム1000 (商標)をN−
メチルピロリドンに溶解して5重量%のポリニーテルト
ミド樹脂溶液を調整した。表面を酸処理したアクリル系
炭素繊維(東邦レーヨン社製、商品名HTA)のロービ
ングをポリエーテルイミド樹脂溶液に連続的に浸漬し、
乾燥し脱溶剤を行った後3■長さに切断し、チョップト
ストランドとした。Example 1 Ultem 1000 (trademark) manufactured by Engineering Plastics Co., Ltd. was used as a polyetherimide resin
A 5% by weight polyniethertomide resin solution was prepared by dissolving it in methylpyrrolidone. A roving of acrylic carbon fiber (manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., trade name: HTA) whose surface has been acid-treated is continuously immersed in a polyetherimide resin solution.
After drying and removing the solvent, it was cut into 3-inch lengths to obtain chopped strands.
この時の炭素繊維に対するポリエーテルイミド樹脂の付
着量は5%であった。At this time, the amount of polyetherimide resin attached to the carbon fibers was 5%.
この炭素繊維チョップトストランドをステンレス製のハ
ツトに入れ、350°Cに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で10時間加熱処理を行った。This carbon fiber chopped strand was placed in a stainless steel hat, placed in an electric furnace heated to 350°C, and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours.
このようにして得られた炭素繊維チョップトストランド
30w t%と高耐熱性エンジニアリング樹脂としてI
CI社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂PEEK 3
80G (商品名) 70iyt%をトライブレンドし
た後40mm径押出機にて押出温度380°Cで溶融混
練しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た
。30wt% of the carbon fiber chopped strands obtained in this way and I
CI polyetheretherketone resin PEEK 3
After tri-blending 70 iyt% of 80G (trade name), extrusion was performed using a 40 mm diameter extruder while melt-kneading at an extrusion temperature of 380°C to obtain a uniformly blended pellet.
次に上記の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度380°Cおよび金型温度180°C
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、引張速度5mm
/minで引張強度を測定したところ2460kg /
c漬であった。Next, the above uniformly mixed pellet was molded using a normal injection molding machine at a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 180°C.
A Danher specimen was prepared under the temperature conditions of
The tensile strength was measured at 2460 kg/min.
It was c-pickled.
比較例2
実施例1においてポリエーテルイミド樹脂を被覆し熱処
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維(東邦レーヨン
社製、商品名HT A )を使用した他は実施例1と同
様に試験して炭素繊維充填ポリエーテルエーテルケトン
樹脂のダンヘル片を作成した。引張速度5 mm /
calで引張強度を測定したところ1910kg/c[
であった。Comparative Example 2 In place of the carbon fiber chopped strands coated with polyetherimide resin and heat treated in Example 1, acrylic carbon fibers bound with epoxy resin (manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., trade name HT A) were used. A Danher piece of carbon fiber-filled polyetheretherketone resin was prepared by testing in the same manner as in Example 1. Tensile speed 5 mm/
When the tensile strength was measured using cal, it was 1910 kg/c [
Met.
比較例3
実施例1において得られたポリエーテルイミド樹脂を被
覆した炭素繊維チョップトストランドを260 ℃に昇
温した電気炉に入れ、空気雰囲気下で10時間加熱処理
した。Comparative Example 3 The chopped carbon fiber strand coated with the polyetherimide resin obtained in Example 1 was placed in an electric furnace heated to 260° C. and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours.
このようにして得られた炭素繊維チョップトストランド
30wt%と高耐熱性エンジニアリング権能としてIC
I社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂PEEK 38
0G (商品名) 70wt%をトライブレンドした後
40nvn径押出機にて押出温度380°Cで溶融混練
しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た。The carbon fiber chopped strand 30wt% obtained in this way and IC as a high heat resistant engineering authority
Polyetheretherketone resin PEEK 38 manufactured by Company I
After tri-blending 70 wt% of 0G (trade name), extrusion was performed using a 40 nvn diameter extruder at an extrusion temperature of 380°C while melt-kneading to obtain a uniformly blended pellet.
次に上記の均一配合バレン1〜を通常の射出成形機を用
いてシリンダー温度380℃および金型温度180°C
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度5mm
/minで引張強度を測定したところ1940kg /
cボであった。Next, the above uniformly mixed balls 1 to 1 are molded using a normal injection molding machine at a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 180°C.
Danher specimens were prepared under the temperature conditions of 5mm
The tensile strength was measured at 1940kg/min.
It was c-bo.
比較例4
ポリエーテルイミド樹脂を被覆した炭素繊維チョップト
ストランドを460°Cに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で10時間加熱処理を行った以外は比較例3と
同様にして得たダンベル片り引張強度を測定したところ
2110kg/cJであった。Comparative Example 4 Carbon fiber chopped strands coated with polyetherimide resin were placed in an electric furnace heated to 460°C and heat treated in an air atmosphere for 10 hours, but obtained in the same manner as Comparative Example 3. When the dumbbell one-sided tensile strength was measured, it was 2110 kg/cJ.
実施例2
実施例1で得られたポリエーテルイくド樹脂を被覆し加
熱処理した炭素繊維チョップトストランド30wt%と
高耐熱性エンジニアリング樹脂としてICI社製ポリエ
ーテルケトン樹脂PEK220P(商品名) 70et
%をトライブレンドした後40恥径押出機にて、押出温
度390°C7−熔融混練しながら押出す操作を行って
均一ベレットを得た。Example 2 30wt% of chopped carbon fiber strands coated with the polyetheroid resin obtained in Example 1 and heat treated and 70et of polyetherketone resin PEK220P (trade name) manufactured by ICI as a highly heat-resistant engineering resin.
% was tri-blended and then extruded using a 40 mm diameter extruder while melt kneading at an extrusion temperature of 390° C.7 to obtain a uniform pellet.
次に上記の均一混合ペレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度420℃および金型温度200°Cの
温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度5mm/
minで引張強度を測定したところ2880kg /
cボであった。Next, a Danher test piece was made from the above homogeneously mixed pellets using a normal injection molding machine at a cylinder temperature of 420°C and a mold temperature of 200°C.
When the tensile strength was measured at min, it was 2880 kg /
It was c-bo.
比較例5
実施例2においてポリエーテルイごド樹脂を被覆し熱処
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維(東邦レーヨン
社製、商品名HTA)を使用した他は実施例2と同様に
試験して炭素繊維充填ポリエーテルケトン樹脂のダンヘ
ル片を作成した。引張速度5mm/minで引張強度を
測定したところ2430kg/−であった。Comparative Example 5 In place of the chopped carbon fiber strands coated with polyether oxide resin and heat treated in Example 2, acrylic carbon fibers bound with epoxy resin (manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., trade name HTA) were used. A Danher piece of carbon fiber-filled polyetherketone resin was prepared by testing in the same manner as in Example 2. The tensile strength was measured at a tensile speed of 5 mm/min and found to be 2430 kg/-.
本発明による改良された炭素繊維は、高耐熱性エンジニ
アリング樹脂に充填することにより、機械強度を大幅に
向上させる事ができる。The improved carbon fiber according to the present invention can significantly improve mechanical strength by filling it into a highly heat-resistant engineering resin.
Claims (1)
〜400℃で加熱処理した炭素繊維。After coating the surface with polyetherimide resin, 300
Carbon fiber heat-treated at ~400°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197966A JP2659435B2 (en) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Carbon fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197966A JP2659435B2 (en) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Carbon fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364522A true JPH0364522A (en) | 1991-03-19 |
| JP2659435B2 JP2659435B2 (en) | 1997-09-30 |
Family
ID=16383287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197966A Expired - Lifetime JP2659435B2 (en) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Carbon fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659435B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337720B1 (en) | 1991-07-12 | 2002-01-08 | Tecmo Kabushiki Kaisha | Built-in monitor apparatus |
| JP2015507650A (en) * | 2011-12-06 | 2015-03-12 | トーレ カーボン ファイバーズ アメリカ インコーポレイテッド | Thermoplastic resin impregnated tape |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261354A (en) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Toray Ind Inc | Molding resin composition |
| JPS62299580A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 東邦レーヨン株式会社 | Sized carbon fiber and its production and composition containing sized carbon fiber |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP1197966A patent/JP2659435B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261354A (en) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Toray Ind Inc | Molding resin composition |
| JPS62299580A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 東邦レーヨン株式会社 | Sized carbon fiber and its production and composition containing sized carbon fiber |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337720B1 (en) | 1991-07-12 | 2002-01-08 | Tecmo Kabushiki Kaisha | Built-in monitor apparatus |
| JP2015507650A (en) * | 2011-12-06 | 2015-03-12 | トーレ カーボン ファイバーズ アメリカ インコーポレイテッド | Thermoplastic resin impregnated tape |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659435B2 (en) | 1997-09-30 |
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