JPH0526643B2 - - Google Patents
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- JPH0526643B2 JPH0526643B2 JP59189086A JP18908684A JPH0526643B2 JP H0526643 B2 JPH0526643 B2 JP H0526643B2 JP 59189086 A JP59189086 A JP 59189086A JP 18908684 A JP18908684 A JP 18908684A JP H0526643 B2 JPH0526643 B2 JP H0526643B2
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- carbon fiber
- chips
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は集束された炭素短繊維、さらに詳しく
いえば、繊維強化成形材料の製造に用いられる成
形加工性に優れた、良好な集束性を有する炭素短
繊維チツプに関するものである。 近年、炭素短繊維を各種マトリツクス中に混
合、分散させて成る繊維強化成形材料は、炭素繊
維の優れた特性、例えば高強度、高剛性、低比
重、高電気伝導性、低熱膨張率、高耐摩耗性など
を有していることから、幅広い用途が期待され、
工業的に重要な材料として注目されている。 一般に、炭素短繊維を各種マトリツクスに混
合、分散させて繊維強化成形材料を得る場合、該
炭素短繊維の取扱い性を容易にして、混合、分散
の工程における作業性を高めるために、あらかじ
め数百〜数百万本の炭素短繊維を集束したチツプ
とすることが行われている。 従来の技術 従来、このような集束された炭素短繊維チツプ
を得るために、集束剤として、通常繊維強化成形
材料に用いられるマトリツクス樹脂、例えばポリ
オレフイン、ポリエステル、ポリアミド、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂などを用
い、炭素短繊維を集束してチツプ状に加工してい
る。 しかしながら、従来の集束された炭素短繊維チ
ツプは、集束性必ずしも十分でなく、このため、
該炭素短繊維チツプをマトリツクス中へ混合、分
散する工程において種々の問題を生じ、炭素短繊
維強化成形材料の製造に際して重大な障害となつ
ている。 例えば、炭素短繊維チツプを、スクリユー・フ
イーダー、ホツパー・フイーダー、テーブル・フ
イーダーなどを用いて、マトリツクスへ供給する
場合、該炭素短繊維チツプが供給工程中に機械的
混合やかきまぜ作用を受けるために、集束性の弱
い炭素短繊維チツプでは、チツプが開繊して、炭
素繊維のからまつた毛玉が生じ、それが該チツプ
の供給工程で詰りの原因となる。また、炭素短繊
維チツプの集束が不完全な場合、当初から毛玉を
含んでいるために、チツプの順調な供給が阻害さ
れる。このように、従来の集束された炭素短繊維
チツプにおいては、炭素短繊維強化成形材料の炭
素繊維含有量を均一にコントロールすることがで
きず、また、押出機で連続的に該炭素短繊維チツ
プとマトリツクスとを混練して、ストランド状の
炭素短繊維強化成形材料を連続的に押出そうとす
る場合、一定の押出し速度が得られず、ストラン
ド切れが多発し、生産性が著しく低下するという
欠点がある。 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような炭素短繊維強化成
形材料を製造する際に生じる欠点を改良するため
に、集束性に優れた炭素短繊維チツプを提供する
ことにあり、さらにマトリツクスへの分散性やマ
トリツクスとの親和性に優れ、その結果極めて優
れた物性を有する成形品を与えうる炭素短繊維チ
ツプを提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは種々研究を重ねた結果、室温で液
状のエポキシ化合物と固体状のエポキシ化合物と
の割合が所定の範囲にある混合エポキシ化合物を
主成分として含有して成るバインダーで集束さ
れ、かつかさ密度及び安息角が特定の値であるよ
うな炭素短繊維チツプが前記目的に適合しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。 すなわち、本発明は、室温で液状のエポキシ化
合物10〜40重量％と室温で固体状のエポキシ化合
物90〜60重量％の混合物を主成分としたバインダ
ーを用いて集束された多数の炭素短繊維で形成さ
れ、かつ全量当りのエポキシ化合物含有量0.1〜
10重量％、かさ密度300ｇ／以上、安息角50゜以
下を有する炭素短繊維チツプを提供するものであ
る。 本発明においてバインダーの主成分として用い
るエポキシ化合物は、例えばビスフエノール型、
脂環族型、ノボラツク型、レゾール型、アミノ型
などのエポキシ化合物のモノマー、低重合物及び
これらのエポキシ化合物と硬化剤との部分反応生
成物などのから選ばれ、これは室温で液状のエポ
キシ化合物の少なくとも１種と室温で固体状のエ
ポキシ化合物の少なくとも１種との混合物として
用いられる。 このバインダーにおける、室温で液状のエポキ
シ化合物と固体状のエポキシ化合物との配合割合
は、重量基準で10：90ないし40：60の範囲で選ば
れる。その割合が前記範囲を逸脱すると十分な集
束体を得ることができない。また、室温で固体状
のエポキシ化合物としては、融点が60℃以上のも
のが好ましい。 さらに、前記エポキシ化合物の炭素短繊維チツ
プにおける含有量は0.1〜10重量％、好ましくは
0.5〜８重量％の範囲で選ばれる。付着量が0.1重
量％未満では該炭素短繊維チツプの集束性が劣
り、一方10重量％を超えると得られる炭素短繊維
強化成形材料の物性が低下する。 本発明に用いるバインダーは、主成分のエポキ
シ化合物以外に、必要に応じて、例えば飽和又は
不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、酢酸ビニル
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフエニレンサルフア
イド、ポリフエニレンエーテル、ポリカーボネー
ト、ポリオキシメチレン、ポリスチレン、ポリオ
レフインなのホモポリマー又はコポリマー、界面
活性剤、シランカツプリング剤、エポキシ硬化
剤、触媒、接着剤などの添加剤を配合することも
できる。 また、このバインダーとして前記エポキシ化合
物を含むエマルジヨンを用いた場合、得られた炭
素短繊維チツプの集束性が極めて良好になるの
で、特に好ましい。 このようなエマルジヨンに用いる界面活性剤と
しては、例えばポリオキシメチレンのヒマシ油エ
ーテル、ノニルフエニルエーテル、スチレン化フ
エニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリ
ルエーテル及びポバールなどのから選ばれた少な
くとも１種の界面活性剤が好ましく挙げられる。 本発明の炭素短繊維チツプは、かさ密度が300
ｇ／以上、好ましくは350ｇ／以上であり、
また安息角は50゜以下、好ましくは45゜以下であ
る。かさ密度及び安息角が前記範囲を逸脱する
と、該炭素短繊維チツプとマトリツクスとのドラ
イブレンド性及び練合、押出し性が低下する。こ
のように、かさ密度及び安息角は本発明の特徴を
発揮させるために、極めて重要な要因である。 本発明の炭素短繊維チツプに用いる炭素繊維と
しては、公知の各種炭素繊維、例えばポリアクリ
ロニトリル、レーヨン、ピツチ、炭化水素ガスな
どを原料とする炭素化繊維、黒鉛化繊維及びこれ
らにニツケル、アルミニウム、銅などの金属をコ
ーテイングした炭素繊維などのから選ばれた少な
くとも１種の炭素繊維が挙げられる。また、炭素
繊維の繊維径については、特に制限はないが、通
常３〜20μの範囲のものが用いられる。さらに、
これらの炭素繊維をバインダーで集束する前に、
公知の方法で表面処理することもできる。 本発明の炭素短繊維チツプは、例えば数百〜数
百万本の炭素長繊維束に、前記の溶液状、エマル
ジヨン状、溶融物状に調製したバインダーを含浸
させたのち、乾燥するか、あるいは乾燥せずに、
該炭素長繊維束を公知の切断方法によつて１〜10
mmの長さに切断し、必要に応じてさらに乾燥処理
することによつて製造することができる。 本発明の炭素短繊維チツプを用いて繊維強化成
形材料を製造するのに使用されるマトリツクスと
しては、例えばポリオレフイン、ポリエステル、
ポリアミド、アクリル樹脂、ポリオキシメチレ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフエ
ニレンサルフアイド、ポリフエニレンエーテル、
ポリエーテル・エーテルケトン、ポリフエニレン
スルホン、フツ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド、ポリウレタン、フエノール樹脂などのポリマ
ー類又はこれらのコポリマー類、金属類、セラミ
ツクス類などの公知のマトリツクスを挙げること
ができるが、特にポリマー類、コポリマー類又は
これらの混合物が好適である。 このようなマトリツクスと本発明の炭素短繊維
チツプとの混合は、一軸又は二軸の押出機、高速
ミキサー、プレス機、射出成形機、引抜成形機な
どによつて行うことができる。特に一軸又は二軸
の押出機が好適である。 また、該炭素短繊維チツプとマトリツクスとの
混合時に、例えば他種炭素繊維、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維などの
長繊維や短繊維、ホイスカー類、これらにニツケ
ル、アルミニウム、銅などの金属をコーテイング
した繊維状強化剤類、あるいはマイカ、タルク、
炭酸カルシウム、カーボンブラツク、二硫化モリ
ブデンなどのフイラー類から成る強化剤、安定
剤、滑剤、その他添加剤などを加えることができ
る。 発明の効果 本発明の集束された炭素短繊維チツプは集束性
に優れたものであり、これを用いて繊維強化成形
材料を製造する場合には、該炭素短繊維チツプと
マトリツクスとのドライブレンド性、該炭素短繊
維チツプ単独又はマトリツクスとのドライブレン
ド物の押出機への供給安定性、押出機から押出さ
れるストランドの吐出速度均一性、ストランド切
れに対する安定性などが極めて良好であつて、繊
維強化成形材料の生産性が大幅に向上する。 さらに、該繊維強化成形材料において、炭素短
繊維のマトリツクスに対する分散性及び炭素短繊
維とマトリツクスとの親和性が優れているため、
この成形材料を用いて得られる成形品の各種物性
は極めて良好な値を示す。 このように、本発明の集束された炭素短繊維チ
ツプは工業的価値の極めて高いものである。 実施例 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 なお、各種物性は次のようにして測定した。 (1) エポキシ化合物の融点 ホツトプレート付き顕微鏡型微量融点測定機
を用いて液状化する温度を測定する。 (2) 炭素短繊維チツプのかさ密度 50mlメスシリンダーに炭素短繊維チツプを充
填したのち、メスシリンダーに上下の衝撃的振
動を与え、平衡に達した炭素短繊維チツプの体
積でその重さを除して求める。 (3) 炭素短繊維チツプの安息角 高さ10cmに固定したＶ型ロートから、炭素短
繊維チツプを下方の水平面上に自然落下させ、
山状に堆積した炭素短繊維チツプの傾斜面の傾
き角度を測定する。 (4) 炭素短繊維チツプの集束性 炭素短繊維チツプを高速ミキサーで一定時間
かきまぜたのち、該炭素短繊維チツプの開繊程
度から、集束性の良否を１〜３の３段階評価す
る。３が最良値である。 (5) 炭素短繊維強化成形品の力学的物性JIS
K6810に準拠して測定する。 実施例 １ (A) 炭素短繊維チツプの製造 ポリアクリロニトリルを原料とする炭素繊維
12000本を、室温で液状のビスフエノールＡ型エ
ポキシ（主成分はビスフエノールＡジグリシジル
エーテル）20重量部と融点95℃のビスフエノール
Ａ型エポキシ80重量部とをメチルエチルケトンに
溶解した溶液（濃度10重量％）中に含浸させたの
ち、130〜150℃で10分間乾燥し、さらに切断機で
６mmの長さに切断して炭素短繊維チツプを製造し
た。 得られた炭素短繊維チツプのかさ密度は380
ｇ／、安息角は40゜、集束性は３、集束剤付着
量は5.5重量％であつた。 (B) 炭素短繊維強化成形材料の製造 前記炭素短繊維チツプ20重量部とナイロン−66
樹脂ペレツト80重量部とをＶ型ミキサーでドライ
ブレンドした。 このドライブレンド物をスクリユー・フイーダ
ー付きの二軸押出機で練合・押出しして得られた
ストランドをペレタイズし、炭素短繊維強化成形
材料を製造した。 本実施例では、二軸押出機を４時間連続して運
転したが、スクリユー・フイーダーでの炭素短繊
維の開繊による供給停止や押出されたストランド
の切断などのトラブルは発生しなかつた。 このようにして得られた炭素短繊維強化成形材
料を射出成形したテストピースの引張強度は2000
Kg／cm2、曲げ強度は2900Kg／cm2、Izod衝撃値は
7.0Kg・cm／cmであつた。 比較例 １ 実施例１において、エポキシ化合物として、室
温で液状のビスフエノールＡ型エポキシ化合物50
重量部と融点95℃のビスフエノールＡ型エポキシ
化合物50重量部とを用いた以外は、実施例１と全
く同様にして炭素短繊維チツプを製造し、さらに
炭素短繊維強化成形材料を作成した。 炭素短繊維チツプのかさ密度は230ｇ／、安
息角は60゜、集束性は１、エポキシ化合物付着量
は5.7重量％であつた。 また、二軸押出機運転時において、スクリユ
ー・フイーダーでの炭素短繊維の詰りや押出され
たストランドの切断が多発した。 得られた成形材料の引張強度は1400Kg／cm2、曲
げ強度は2100Kg／cm2、Izod衝撃値は3.5Kg・cm／
cmであつた。 実施例２、３、比較例２〜４ 次表に示した条件で、実施例１と同様にして炭
素短繊維チツプを製造し、さらに炭素短繊維強化
成形材料を作成した。各物性及び押出性を該表に
示す。 ただし、実施例２においては、バインダーとし
て、該表に記したエポキシ化合物100重量部、ポ
バールとポリオキシメチレンノニルフエニルエー
テルとの混合物10重量部及び水1000重量部から成
るエマルジヨンを用いた。
いえば、繊維強化成形材料の製造に用いられる成
形加工性に優れた、良好な集束性を有する炭素短
繊維チツプに関するものである。 近年、炭素短繊維を各種マトリツクス中に混
合、分散させて成る繊維強化成形材料は、炭素繊
維の優れた特性、例えば高強度、高剛性、低比
重、高電気伝導性、低熱膨張率、高耐摩耗性など
を有していることから、幅広い用途が期待され、
工業的に重要な材料として注目されている。 一般に、炭素短繊維を各種マトリツクスに混
合、分散させて繊維強化成形材料を得る場合、該
炭素短繊維の取扱い性を容易にして、混合、分散
の工程における作業性を高めるために、あらかじ
め数百〜数百万本の炭素短繊維を集束したチツプ
とすることが行われている。 従来の技術 従来、このような集束された炭素短繊維チツプ
を得るために、集束剤として、通常繊維強化成形
材料に用いられるマトリツクス樹脂、例えばポリ
オレフイン、ポリエステル、ポリアミド、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂などを用
い、炭素短繊維を集束してチツプ状に加工してい
る。 しかしながら、従来の集束された炭素短繊維チ
ツプは、集束性必ずしも十分でなく、このため、
該炭素短繊維チツプをマトリツクス中へ混合、分
散する工程において種々の問題を生じ、炭素短繊
維強化成形材料の製造に際して重大な障害となつ
ている。 例えば、炭素短繊維チツプを、スクリユー・フ
イーダー、ホツパー・フイーダー、テーブル・フ
イーダーなどを用いて、マトリツクスへ供給する
場合、該炭素短繊維チツプが供給工程中に機械的
混合やかきまぜ作用を受けるために、集束性の弱
い炭素短繊維チツプでは、チツプが開繊して、炭
素繊維のからまつた毛玉が生じ、それが該チツプ
の供給工程で詰りの原因となる。また、炭素短繊
維チツプの集束が不完全な場合、当初から毛玉を
含んでいるために、チツプの順調な供給が阻害さ
れる。このように、従来の集束された炭素短繊維
チツプにおいては、炭素短繊維強化成形材料の炭
素繊維含有量を均一にコントロールすることがで
きず、また、押出機で連続的に該炭素短繊維チツ
プとマトリツクスとを混練して、ストランド状の
炭素短繊維強化成形材料を連続的に押出そうとす
る場合、一定の押出し速度が得られず、ストラン
ド切れが多発し、生産性が著しく低下するという
欠点がある。 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような炭素短繊維強化成
形材料を製造する際に生じる欠点を改良するため
に、集束性に優れた炭素短繊維チツプを提供する
ことにあり、さらにマトリツクスへの分散性やマ
トリツクスとの親和性に優れ、その結果極めて優
れた物性を有する成形品を与えうる炭素短繊維チ
ツプを提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは種々研究を重ねた結果、室温で液
状のエポキシ化合物と固体状のエポキシ化合物と
の割合が所定の範囲にある混合エポキシ化合物を
主成分として含有して成るバインダーで集束さ
れ、かつかさ密度及び安息角が特定の値であるよ
うな炭素短繊維チツプが前記目的に適合しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。 すなわち、本発明は、室温で液状のエポキシ化
合物10〜40重量％と室温で固体状のエポキシ化合
物90〜60重量％の混合物を主成分としたバインダ
ーを用いて集束された多数の炭素短繊維で形成さ
れ、かつ全量当りのエポキシ化合物含有量0.1〜
10重量％、かさ密度300ｇ／以上、安息角50゜以
下を有する炭素短繊維チツプを提供するものであ
る。 本発明においてバインダーの主成分として用い
るエポキシ化合物は、例えばビスフエノール型、
脂環族型、ノボラツク型、レゾール型、アミノ型
などのエポキシ化合物のモノマー、低重合物及び
これらのエポキシ化合物と硬化剤との部分反応生
成物などのから選ばれ、これは室温で液状のエポ
キシ化合物の少なくとも１種と室温で固体状のエ
ポキシ化合物の少なくとも１種との混合物として
用いられる。 このバインダーにおける、室温で液状のエポキ
シ化合物と固体状のエポキシ化合物との配合割合
は、重量基準で10：90ないし40：60の範囲で選ば
れる。その割合が前記範囲を逸脱すると十分な集
束体を得ることができない。また、室温で固体状
のエポキシ化合物としては、融点が60℃以上のも
のが好ましい。 さらに、前記エポキシ化合物の炭素短繊維チツ
プにおける含有量は0.1〜10重量％、好ましくは
0.5〜８重量％の範囲で選ばれる。付着量が0.1重
量％未満では該炭素短繊維チツプの集束性が劣
り、一方10重量％を超えると得られる炭素短繊維
強化成形材料の物性が低下する。 本発明に用いるバインダーは、主成分のエポキ
シ化合物以外に、必要に応じて、例えば飽和又は
不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、酢酸ビニル
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフエニレンサルフア
イド、ポリフエニレンエーテル、ポリカーボネー
ト、ポリオキシメチレン、ポリスチレン、ポリオ
レフインなのホモポリマー又はコポリマー、界面
活性剤、シランカツプリング剤、エポキシ硬化
剤、触媒、接着剤などの添加剤を配合することも
できる。 また、このバインダーとして前記エポキシ化合
物を含むエマルジヨンを用いた場合、得られた炭
素短繊維チツプの集束性が極めて良好になるの
で、特に好ましい。 このようなエマルジヨンに用いる界面活性剤と
しては、例えばポリオキシメチレンのヒマシ油エ
ーテル、ノニルフエニルエーテル、スチレン化フ
エニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリ
ルエーテル及びポバールなどのから選ばれた少な
くとも１種の界面活性剤が好ましく挙げられる。 本発明の炭素短繊維チツプは、かさ密度が300
ｇ／以上、好ましくは350ｇ／以上であり、
また安息角は50゜以下、好ましくは45゜以下であ
る。かさ密度及び安息角が前記範囲を逸脱する
と、該炭素短繊維チツプとマトリツクスとのドラ
イブレンド性及び練合、押出し性が低下する。こ
のように、かさ密度及び安息角は本発明の特徴を
発揮させるために、極めて重要な要因である。 本発明の炭素短繊維チツプに用いる炭素繊維と
しては、公知の各種炭素繊維、例えばポリアクリ
ロニトリル、レーヨン、ピツチ、炭化水素ガスな
どを原料とする炭素化繊維、黒鉛化繊維及びこれ
らにニツケル、アルミニウム、銅などの金属をコ
ーテイングした炭素繊維などのから選ばれた少な
くとも１種の炭素繊維が挙げられる。また、炭素
繊維の繊維径については、特に制限はないが、通
常３〜20μの範囲のものが用いられる。さらに、
これらの炭素繊維をバインダーで集束する前に、
公知の方法で表面処理することもできる。 本発明の炭素短繊維チツプは、例えば数百〜数
百万本の炭素長繊維束に、前記の溶液状、エマル
ジヨン状、溶融物状に調製したバインダーを含浸
させたのち、乾燥するか、あるいは乾燥せずに、
該炭素長繊維束を公知の切断方法によつて１〜10
mmの長さに切断し、必要に応じてさらに乾燥処理
することによつて製造することができる。 本発明の炭素短繊維チツプを用いて繊維強化成
形材料を製造するのに使用されるマトリツクスと
しては、例えばポリオレフイン、ポリエステル、
ポリアミド、アクリル樹脂、ポリオキシメチレ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフエ
ニレンサルフアイド、ポリフエニレンエーテル、
ポリエーテル・エーテルケトン、ポリフエニレン
スルホン、フツ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド、ポリウレタン、フエノール樹脂などのポリマ
ー類又はこれらのコポリマー類、金属類、セラミ
ツクス類などの公知のマトリツクスを挙げること
ができるが、特にポリマー類、コポリマー類又は
これらの混合物が好適である。 このようなマトリツクスと本発明の炭素短繊維
チツプとの混合は、一軸又は二軸の押出機、高速
ミキサー、プレス機、射出成形機、引抜成形機な
どによつて行うことができる。特に一軸又は二軸
の押出機が好適である。 また、該炭素短繊維チツプとマトリツクスとの
混合時に、例えば他種炭素繊維、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維などの
長繊維や短繊維、ホイスカー類、これらにニツケ
ル、アルミニウム、銅などの金属をコーテイング
した繊維状強化剤類、あるいはマイカ、タルク、
炭酸カルシウム、カーボンブラツク、二硫化モリ
ブデンなどのフイラー類から成る強化剤、安定
剤、滑剤、その他添加剤などを加えることができ
る。 発明の効果 本発明の集束された炭素短繊維チツプは集束性
に優れたものであり、これを用いて繊維強化成形
材料を製造する場合には、該炭素短繊維チツプと
マトリツクスとのドライブレンド性、該炭素短繊
維チツプ単独又はマトリツクスとのドライブレン
ド物の押出機への供給安定性、押出機から押出さ
れるストランドの吐出速度均一性、ストランド切
れに対する安定性などが極めて良好であつて、繊
維強化成形材料の生産性が大幅に向上する。 さらに、該繊維強化成形材料において、炭素短
繊維のマトリツクスに対する分散性及び炭素短繊
維とマトリツクスとの親和性が優れているため、
この成形材料を用いて得られる成形品の各種物性
は極めて良好な値を示す。 このように、本発明の集束された炭素短繊維チ
ツプは工業的価値の極めて高いものである。 実施例 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 なお、各種物性は次のようにして測定した。 (1) エポキシ化合物の融点 ホツトプレート付き顕微鏡型微量融点測定機
を用いて液状化する温度を測定する。 (2) 炭素短繊維チツプのかさ密度 50mlメスシリンダーに炭素短繊維チツプを充
填したのち、メスシリンダーに上下の衝撃的振
動を与え、平衡に達した炭素短繊維チツプの体
積でその重さを除して求める。 (3) 炭素短繊維チツプの安息角 高さ10cmに固定したＶ型ロートから、炭素短
繊維チツプを下方の水平面上に自然落下させ、
山状に堆積した炭素短繊維チツプの傾斜面の傾
き角度を測定する。 (4) 炭素短繊維チツプの集束性 炭素短繊維チツプを高速ミキサーで一定時間
かきまぜたのち、該炭素短繊維チツプの開繊程
度から、集束性の良否を１〜３の３段階評価す
る。３が最良値である。 (5) 炭素短繊維強化成形品の力学的物性JIS
K6810に準拠して測定する。 実施例 １ (A) 炭素短繊維チツプの製造 ポリアクリロニトリルを原料とする炭素繊維
12000本を、室温で液状のビスフエノールＡ型エ
ポキシ（主成分はビスフエノールＡジグリシジル
エーテル）20重量部と融点95℃のビスフエノール
Ａ型エポキシ80重量部とをメチルエチルケトンに
溶解した溶液（濃度10重量％）中に含浸させたの
ち、130〜150℃で10分間乾燥し、さらに切断機で
６mmの長さに切断して炭素短繊維チツプを製造し
た。 得られた炭素短繊維チツプのかさ密度は380
ｇ／、安息角は40゜、集束性は３、集束剤付着
量は5.5重量％であつた。 (B) 炭素短繊維強化成形材料の製造 前記炭素短繊維チツプ20重量部とナイロン−66
樹脂ペレツト80重量部とをＶ型ミキサーでドライ
ブレンドした。 このドライブレンド物をスクリユー・フイーダ
ー付きの二軸押出機で練合・押出しして得られた
ストランドをペレタイズし、炭素短繊維強化成形
材料を製造した。 本実施例では、二軸押出機を４時間連続して運
転したが、スクリユー・フイーダーでの炭素短繊
維の開繊による供給停止や押出されたストランド
の切断などのトラブルは発生しなかつた。 このようにして得られた炭素短繊維強化成形材
料を射出成形したテストピースの引張強度は2000
Kg／cm2、曲げ強度は2900Kg／cm2、Izod衝撃値は
7.0Kg・cm／cmであつた。 比較例 １ 実施例１において、エポキシ化合物として、室
温で液状のビスフエノールＡ型エポキシ化合物50
重量部と融点95℃のビスフエノールＡ型エポキシ
化合物50重量部とを用いた以外は、実施例１と全
く同様にして炭素短繊維チツプを製造し、さらに
炭素短繊維強化成形材料を作成した。 炭素短繊維チツプのかさ密度は230ｇ／、安
息角は60゜、集束性は１、エポキシ化合物付着量
は5.7重量％であつた。 また、二軸押出機運転時において、スクリユ
ー・フイーダーでの炭素短繊維の詰りや押出され
たストランドの切断が多発した。 得られた成形材料の引張強度は1400Kg／cm2、曲
げ強度は2100Kg／cm2、Izod衝撃値は3.5Kg・cm／
cmであつた。 実施例２、３、比較例２〜４ 次表に示した条件で、実施例１と同様にして炭
素短繊維チツプを製造し、さらに炭素短繊維強化
成形材料を作成した。各物性及び押出性を該表に
示す。 ただし、実施例２においては、バインダーとし
て、該表に記したエポキシ化合物100重量部、ポ
バールとポリオキシメチレンノニルフエニルエー
テルとの混合物10重量部及び水1000重量部から成
るエマルジヨンを用いた。
【表】
Claims (1)
- １ 室温で液状のエポキシ化合物10〜40重量％と
室温で固体状のエポキシ化合物90〜60重量％の混
合物を主成分としたバインダーを用いて集束され
た多数の炭素短繊維で形成され、かつ全量当りの
エポキシ化合物含有量0.1〜10重量％、かさ密度
300ｇ／以上及び安息角50゜以下を有する炭素短
繊維チツプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18908684A JPS6166616A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭素短繊維チツプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18908684A JPS6166616A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭素短繊維チツプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166616A JPS6166616A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0526643B2 true JPH0526643B2 (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=16235086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18908684A Granted JPS6166616A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭素短繊維チツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166616A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2512028B2 (ja) * | 1987-10-04 | 1996-07-03 | 三菱化学株式会社 | 炭素短繊維集合体及びそれを強化材とする繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
| JP5700142B2 (ja) | 2012-11-27 | 2015-04-15 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグおよびその成形体、並びに繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106752A (en) * | 1977-03-02 | 1978-09-18 | Toho Rayon Co Ltd | Reinforcing material and its composition for molding product |
| JPS5665044A (en) * | 1979-10-31 | 1981-06-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | Carbon fiber-reinforced resin composition |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP18908684A patent/JPS6166616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166616A (ja) | 1986-04-05 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |