JPH0641524B2 - Fiber-containing lump resin composition and method for producing the same - Google Patents
Fiber-containing lump resin composition and method for producing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維含有塊状樹脂組成物およびその製造方法
に関する。本発明の繊維含有塊状樹脂組成物は、樹脂、
ゴムなどと強化材とからなる複合材料における強化材と
して、有用である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber-containing lump resin composition and a method for producing the same. The fiber-containing lump resin composition of the present invention is a resin,
It is useful as a reinforcing material in a composite material composed of rubber and the like and a reinforcing material.
従来技術とその問題点 炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などは、樹脂、セ
メントなどに導電性を付与したり、その機械的性質、成
形寸法安定性などを改善するために、使用されている。
炭素繊維を例としてより具体的に説明すれば、樹脂、セ
メントなどの材料の強度向上のみならず、導電性の付
与、摺動性の向上などを主な目的として、カップリング
剤による処理を行った繊維長１mm以下のものを複合相手
の母材に配合している。この様な物性の向上は、付与さ
れたカップリング剤が母材と炭素繊維との密着性を改善
することにより、達成される。従来のカップリング剤に
よる炭素繊維の表面処理は、長繊維、マット状、トウ状
などの形態の炭素繊維にカップリング剤を含有する液を
付与した後、乾燥し、ボビンに巻き取り、切断して、短
繊維とすることにより、行われている。しかしながら、
この様な従来技術による炭素繊維の表面処理には、以下
の如き欠点がある。Conventional technology and its problems Carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, etc. are used to impart conductivity to resins, cements, etc., and to improve their mechanical properties, molding dimensional stability, etc.
More specifically, using carbon fiber as an example, treatment with a coupling agent is performed mainly for the purpose of not only improving the strength of materials such as resin and cement, but also imparting conductivity and improving slidability. The fiber length of 1 mm or less is mixed with the base material of the composite partner. Such improvement in physical properties is achieved by the applied coupling agent improving the adhesion between the base material and the carbon fiber. The surface treatment of carbon fiber with a conventional coupling agent is performed by applying a liquid containing a coupling agent to carbon fibers in the form of long fibers, mats, tows, etc., then drying, winding on a bobbin, and cutting. It is carried out by using short fibers. However,
Such surface treatment of carbon fiber according to the conventional technique has the following drawbacks.
（イ）カップリング剤による処理後に炭素繊維の切断を
行うので、切断端面には、カップリング剤が付与されな
い。従って、複合材料の物性改善が十分に行われない。(A) Since the carbon fibers are cut after the treatment with the coupling agent, the coupling agent is not applied to the cut end surface. Therefore, the physical properties of the composite material are not sufficiently improved.
（ロ）炭素繊維の切断時に粉塵が発生するので、作業環
境を悪化させる。(B) Since dust is generated when the carbon fiber is cut, the working environment is deteriorated.
（ハ）炭素繊維は、導電性なので、短繊維加工機の操作
盤、周辺のスイッチボックスなどを密閉構造として、漏
電、感電などを防止する必要がある。(C) Since carbon fiber is electrically conductive, it is necessary to prevent electric leakage, electric shock, etc. by making the operation panel of the short fiber processing machine, the peripheral switch box, etc. a closed structure.
上記の問題点は、（ハ）を除いて、ガラス繊維およびア
ラミド繊維についても、該当する。The above problems also apply to glass fibers and aramid fibers except for (c).
また、炭素短繊維の樹脂への配合を例にとるならば、炭
素短繊維は、通常下記の如きペレット化工程を経た後、
樹脂に混入配合されているが、それぞれやはり問題点が
ある。In addition, if the short carbon fiber is mixed with the resin as an example, the short carbon fiber is usually subjected to a pelletizing step as described below,
It is mixed and mixed with resin, but each has its own problems.
（ｉ）樹脂ペレットまたは樹脂パウダーに必要量の炭素
短繊維を加え、高速回転ミキサーにより均一に分散させ
た後、加熱加圧下に混練しつつ、ロープ状に押出し成形
し、冷却後、３〜５mmに切断して炭素短繊維と樹脂とか
らなるペレットとする。(I) A required amount of short carbon fibers is added to resin pellets or resin powder, and the mixture is uniformly dispersed by a high-speed rotating mixer, then extruded into a rope shape while kneading under heat and pressure, and after cooling, 3 to 5 mm The pellets are cut into short carbon fibers and a resin.
この場合には、高速回転ミキサー中で繊維切れを起こし
易く、また繊維に添着したカップリング剤が脱離するこ
とがある。従って、この様なペレットを使用して得られ
た複合材料の物性向上は、不十分となる。In this case, fiber breakage is likely to occur in the high-speed rotary mixer, and the coupling agent attached to the fiber may be released. Therefore, the improvement of the physical properties of the composite material obtained by using such pellets is insufficient.
（ii）樹脂ペレットまたは樹脂パウダーに必要量の炭素
短繊維を加え、高速回転ミキサーにより均一に分散させ
た後、加熱加圧下に混練しつつ、ロープ状に押出し成形
し、３〜５mmに切断し、冷却し、乾燥して、炭素短繊維
と樹脂とからなるペレットとする。(Ii) A required amount of short carbon fibers is added to resin pellets or resin powder, and the mixture is uniformly dispersed by a high-speed rotary mixer, then, while being kneaded under heat and pressure, extruded into a rope shape and cut into 3 to 5 mm. Then, it is cooled and dried to obtain pellets composed of short carbon fibers and resin.
この場合にも、高速回転ミキサーを使用するので、上記
（ｉ）と同様な問題が生じる。Also in this case, since the high-speed rotary mixer is used, the same problem as in the above (i) occurs.
（iii）一定量の樹脂ペレットまたは樹脂パウダーと炭
素短繊維とを連続的に押出し成形機に投入し、加熱加圧
下に混練しつつ、ロープ状に成形し、冷却後、３〜５mm
程度に切断して、ペレットとする。(Iii) A constant amount of resin pellets or resin powder and short carbon fibers are continuously extruded into a molding machine, kneaded under heat and pressure, molded into a rope shape, and cooled to 3 to 5 mm.
Cut into pieces to make pellets.
更に、（iv）単に収束材で収束した長繊維を切断して得
たチョップをマトリックス樹脂と共に成形機の供給ホッ
パーに供給するとチョップがブリッジを組みチョップと
マトリックス樹脂が均一に供給されない問題もある。Further, (iv) when chops obtained by simply cutting the long fibers that have been converged by the converging material are supplied together with the matrix resin to the supply hopper of the molding machine, there is a problem that the chops form a bridge and the chops and the matrix resin are not uniformly supplied.
問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて種々
研究を重ねた結果、まず炭素繊維などに樹脂系カップリ
ング剤を含有する溶液を付与し、この状態で圧縮および
切断を行う場合には、従来技術の問題点を大巾に軽減若
しくは実質的に解消し得ることを見出した。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies in view of the problems of the prior art as described above, and firstly applied a solution containing a resin-based coupling agent to carbon fiber or the like, It has been found that the problems of the prior art can be greatly reduced or substantially eliminated when the compression and cutting are performed in the state.
すなわち、本発明は、下記の組成物およびその製造方法
を提供するものである。That is, the present invention provides the following composition and method for producing the same.
炭素繊維１００重量部と、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及び不飽和ポリエ
ステル樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種の樹
脂０．５〜１０重量部とからなり、かつ前記繊維の配列
がランダムであって、マトリックス材料と併用して繊維
強化複合材を製造するために使用する湿潤状態で製造さ
れた補強用炭素繊維含有塊状樹脂組成物。An arrangement of 100 parts by weight of carbon fibers and 0.5 to 10 parts by weight of at least one resin selected from the group consisting of epoxy resins, phenol resins, polyamide resins, urethane resins and unsaturated polyester resins, and the arrangement of the fibers. And a reinforcing carbon fiber-containing bulk resin composition produced in a wet state, which is used in combination with a matrix material to produce a fiber-reinforced composite material.
炭素繊維１００重量部に対し、チタン酸カリウムウィ
スカー、メソカーボンマイクロビーズおよびカーボンブ
ラックからなる群から選ばれた少なくとも一種の補助添
加成分５〜２００重量部を含有する第１請求項に記載の
マトリックス材料と併用して繊維強化複合材を製造する
ために使用する湿潤状態で製造された補強用炭素繊維含
有樹脂組成物。The matrix material according to claim 1, containing 5 to 200 parts by weight of at least one auxiliary additive component selected from the group consisting of potassium titanate whiskers, mesocarbon microbeads and carbon black, based on 100 parts by weight of carbon fiber. A reinforcing carbon fiber-containing resin composition produced in a wet state, which is used together with the above to produce a fiber-reinforced composite material.
炭素繊維（紐状又はロープ状のものを除く）に、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン
及び不飽和ポリエスエル樹脂からなる群から選ばれた少
なくとも一種を含む溶液を付与混合し、湿潤状態で圧縮
及び切断又は分断して塊状とした後、乾燥することを特
徴とする繊維の配列がランダムであって、マトリックス
材料と混合して繊維強化複合材を製造するために使用す
る補強用炭素繊維含有塊状樹脂組成物の製造方法。A solution containing at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, polyamide resin, urethane and unsaturated polyester resin is added to and mixed with carbon fiber (excluding string-shaped or rope-shaped one) and mixed in a wet state. Compressed and cut or divided into lumps, and then dried, and the fibers are arranged randomly, and the reinforcing carbon fibers are used to mix with a matrix material to produce a fiber-reinforced composite material. A method for producing a block resin composition.
使用する繊維がマット状である上記第３項に記載のマ
トリックス材料と混合して繊維強化複合材を製造するた
めに使用する補強用炭素繊維含有塊状樹脂組成物の製造
方法。A method for producing a reinforcing carbon fiber-containing lump resin composition used for producing a fiber reinforced composite material by mixing with the matrix material according to the above item 3, wherein the fiber to be used is in the form of a mat.
なお、本発明において、カップリング剤とは、繊維を集
合させ、その集合した状態を保持する機能を有するもの
をいう。In the present invention, the coupling agent means one having a function of collecting fibers and maintaining the collected state.
本発明の塊状樹脂組成物の塊状の大きさは、本発明の塊
状物とマトリックス材が中間製品又は最終製品の成形機
の供給機に均一に供給できる大きさである。その好まし
い大きさは供給機によって異なり一律には決定できない
が、通常の供給機を使用する場合、塊状物が球形のとき
は２〜１０mm、球形でないときは短径が２mm以上で長径
が１０mm以下である。The lump size of the lump resin composition of the present invention is such a size that the lump and matrix material of the present invention can be uniformly supplied to a feeder of a molding machine for an intermediate product or a final product. The preferred size depends on the feeder and cannot be determined uniformly, but when using a normal feeder, if the lump is spherical, it is 2 to 10 mm, and if it is not spherical, the minor axis is 2 mm or more and the major axis is 10 mm or less. Is.
本発明の製造に使用する炭素繊維は、形状、原料などに
特に制限はない。例えば、トウ状繊維、マット状繊維の
いずれであっても良く、またその原料としても、石炭
系、石油系、有機繊維系の如何を問わない。しかし、繊
維の形状は、マット状繊維（繊維の綿状になっているも
のをいう）が好ましい。得られる繊維含有塊状樹脂組成
物中の繊維の配向がよりランダムになりやすいためであ
る。The carbon fiber used in the production of the present invention is not particularly limited in shape, raw material and the like. For example, it may be a tow-shaped fiber or a mat-shaped fiber, and the raw material thereof may be coal-based, petroleum-based, or organic fiber-based. However, the shape of the fiber is preferably a mat-like fiber (which means a cotton-like fiber). This is because the orientation of the fibers in the obtained fiber-containing lump resin composition tends to be more random.
本発明で使用するカップリング剤としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂お
よび不飽和ポリエステル樹脂が使用される。これらカッ
プリング剤の溶液、分散液などの液中の濃度は、特に限
定されないが、通常１〜１０重量％程度である。また、
カップリング剤は、２種以上を併用することも差し支え
ない。As the coupling agent used in the present invention, epoxy resin, phenol resin, polyamide resin, urethane resin and unsaturated polyester resin are used. The concentration of the coupling agent in a solution or dispersion is not particularly limited, but is usually about 1 to 10% by weight. Also,
Two or more coupling agents may be used in combination.
溶媒ないし液媒としても、特に限定されず、水、メタノ
ール、エタノール、アセトン、トルエン、メチルエチル
ケトンなどが例示される。The solvent or liquid medium is not particularly limited, and water, methanol, ethanol, acetone, toluene, methyl ethyl ketone, etc. are exemplified.
本発明組成物においては、炭素繊維と樹脂との割合は、
前者１００重量部に対し、後者０．５〜１０重量部、よ
り好ましくは１〜８重量部とする。樹脂の量が少なすぎ
る場合には、繊維の保型性が不十分となるのに対し、樹
脂の量が過剰となる場合には、補強材としての有用性が
低下する。In the composition of the present invention, the ratio of carbon fiber and resin,
For the former 100 parts by weight, the latter 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight. When the amount of the resin is too small, the shape retention of the fiber is insufficient, whereas when the amount of the resin is excessive, the usefulness as a reinforcing material decreases.
さらに、本発明においては、炭素繊維にチタン酸カリウ
ムウィスカー、メソカーボンマイクロビーズ、カーボン
ブラックなどの補助添加成分を併用するにより、組成物
の特性、延いては本発明組成物を補強材とする複合材料
の物性（例えば、メソカーボンマイクロビーズまたはカ
ーボンブラックを使用する場合には、導電性：チタン酸
カリウムウィスカーを使用する場合には、機械的強度お
よび発色性）を改善することが出来る。この様な補助添
加成分の量は、炭素繊維１００重量部に対し、５〜２０
０重量部程度とすることが好ましく、１０〜１００重量
部程度とすることが特に好ましい。Further, in the present invention, carbon fibers are used in combination with auxiliary additive components such as potassium titanate whiskers, mesocarbon microbeads, carbon black, etc., so that the characteristics of the composition, and thus the composite using the composition of the present invention as a reinforcing material. Physical properties of the material (for example, conductivity when using mesocarbon microbeads or carbon black: mechanical strength and color forming property when using potassium titanate whiskers) can be improved. The amount of such an auxiliary additive component is 5 to 20 with respect to 100 parts by weight of carbon fiber.
The amount is preferably about 0 parts by weight, particularly preferably about 10 to 100 parts by weight.
本発明方法は、以下の様にして実施される。まず、処理
すべき炭素繊維をカップリング剤の溶液、分散液などに
浸漬するか、処理すべき炭素繊維にカップリング剤の溶
液、分散液などを噴霧するなどの任意の手段により、繊
維に処理液を付与する。次いで、該炭素繊維をローラー
などの任意の手段で圧縮することにより、過剰のカップ
リング剤液を除去するとともに、かさ比重を増大させた
後、カップリング剤を含む湿った状態の組成物を所定の
大きさに切断または分断すると、カップリング剤液が存
在しているので、短繊維は、個々に分散することなく、
小さな塊状体を形成する。この塊状体を乾燥すると、短
繊維が凝集した乾燥塊状体が得られる。また、補助添加
成分を使用する場合には、補助添加成分を予め分散させ
ておいたカップリング剤液に使用して上記と同様の操作
を行うことが出来る。The method of the present invention is carried out as follows. First, the carbon fiber to be treated is treated with any means such as immersing the carbon fiber to be treated in a solution or dispersion of the coupling agent, or spraying the solution or dispersion of the coupling agent onto the carbon fiber to be treated. Apply liquid. Next, the carbon fiber is compressed by an arbitrary means such as a roller to remove the excess coupling agent liquid and increase the bulk specific gravity, and then the composition in a wet state containing the coupling agent is prescribed. When cut or divided into small pieces, since the coupling agent liquid is present, the short fibers are not dispersed individually,
Form small lumps. When this lump is dried, a dry lump in which short fibers are aggregated is obtained. When the auxiliary additive component is used, it can be used in the coupling agent liquid in which the auxiliary additive component is previously dispersed, and the same operation as above can be performed.
なお、カップリング剤液を付与された繊維の圧縮をミン
チ・ミキサーに類似するミキシング・イクストルーダー
により行う場合には、圧縮と同時に繊維の切断も行わ
れ、豆粒大の塊状体が直接得られるので、好都合であ
る。When the fibers to which the coupling agent liquid is applied are compressed by a mixing / extruder similar to a mince mixer, the fibers are cut at the same time as the compression, and a pea-sized lump is directly obtained. So convenient.
発明の効果 本発明の塊状物（１）湿潤状態で製造するため、炭素繊
維が過度に切断されず、そのためこれを炭素繊維強化複
合材に使用した場合、補強効果が大きい。（２）さらに
塊状であるため、これとマトリックス材を成形機の供給
ホッパーに供給したとき補強材がブリッジを組むことが
ほとんどなく均一供給でき製品の品質がより均一にな
る。（３）塊状物中の炭素繊維がランダムに存在してい
るため、複合材に成形したとき炭素繊維がより均一にマ
トリックス中に分散する。（４）湿潤状態で塊状物を製
造するため、炭素繊維の粉塵の発生が少なく作業環境を
良好に保つことができる。このため、炭素繊維の粉塵が
電気器具に付着して発生する短絡や感電が防止できる。EFFECTS OF THE INVENTION Since the lump (1) of the present invention is manufactured in a wet state, carbon fibers are not excessively cut, and therefore, when this is used for a carbon fiber reinforced composite material, a reinforcing effect is large. (2) Since it is more lumpy, when this and the matrix material are supplied to the supply hopper of the molding machine, the reinforcing material hardly forms a bridge and can be uniformly supplied, and the product quality becomes more uniform. (3) Since the carbon fibers in the lump are randomly present, the carbon fibers are more uniformly dispersed in the matrix when formed into a composite material. (4) Since the agglomerates are produced in a wet state, the generation of dust on the carbon fibers is small and the working environment can be kept good. For this reason, it is possible to prevent a short circuit or electric shock caused by the dust of the carbon fibers adhering to the electric device.
本発明の塊状樹脂組成物を補強材とする場合には、マト
リックスが樹脂、ゴムなどである複合材料の物性が大き
く改善される。When the bulk resin composition of the present invention is used as the reinforcing material, the physical properties of the composite material in which the matrix is resin, rubber or the like are significantly improved.
さらに、補助添加成分を併用する場合には、導電性、機
械的強度などをさらに一層改善することが出来る。Furthermore, when the auxiliary additive component is used in combination, the conductivity, mechanical strength and the like can be further improved.
また、得られる短繊維は、切断端面にもカップリングが
付与されているので、防水性の樹脂を用いる場合には、
吸水および吸湿を予防することが出来る。In addition, the resulting short fibers have a coupling applied to their cut end faces, so when a waterproof resin is used,
Water absorption and moisture absorption can be prevented.
さらにまた、カップリング剤の付与量をコントロールす
ることにより、これを補強材とする複合材料の物性を適
宜調整することも、出来る。Furthermore, by controlling the amount of the coupling agent applied, it is possible to appropriately adjust the physical properties of the composite material using the coupling agent as a reinforcing material.
さらに、本発明による短繊維は、一体性を有する塊状物
なので、取扱が容易であり、例えば、これを樹脂と併せ
てペレット化する場合にも、定量供給によるペレット組
成の均一化を図り得る。Furthermore, since the short fibers according to the present invention are lumps having an integrity, they are easy to handle. For example, even when the short fibers are pelletized together with a resin, the pellet composition can be made uniform by a constant supply.
さらにまた、本発明による短繊維は、母材に対する分散
性に優れているので、高繊維含有率の複合材料を得るこ
とが出来る。Furthermore, since the short fibers according to the present invention have excellent dispersibility in the base material, a composite material having a high fiber content can be obtained.
さらに、本発明の繊維含有塊状樹脂組成物中の繊維の配
向状態はランダムであるため、これを使用して成形した
繊維強化樹脂組成物は性質がより均一になる。マット状
の繊維を使用した場合は、塊状物中およびそれを使用し
て作ったＣＦＲＰ中の繊維の配向がよりランダムになり
性質がより均一化される。Furthermore, since the orientation state of the fibers in the fiber-containing lump resin composition of the present invention is random, the properties of the fiber reinforced resin composition molded using this become more uniform. When matte fibers are used, the orientation of the fibers in the agglomerate and in the CFRP made using the same is more randomized and the properties are more uniform.
なお、実施例には示していないが、炭素繊維を使用する
本発明の塊状樹脂組成物を合成ゴムに配合すると、引張
り強度が向上することが確認された。Although not shown in the examples, it was confirmed that when the bulk resin composition of the present invention using carbon fiber was mixed with synthetic rubber, the tensile strength was improved.
実施例 以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明らかにする。Examples Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.
以下において、“部”および“％とあるのは、それぞれ
“重量部”および“重量％”を表す。In the following, "part" and "%" mean "part by weight" and "% by weight", respectively.
実施例１ 水溶性エポキシ樹脂の５０％水溶液３部を水９７部に加
え、カップリング剤液を調製した。次いで、マット状の
ピッチ系炭素繊維（５０ｇ）を該カップリング剤液に浸
漬し（重量１５０ｇ）、手で圧縮して過剰のカップリン
グ剤液を除去して重量を１３４ｇとした後、６０℃で３
０分間予備乾燥した（重量８４ｇ）。次いで、予備乾燥
物をミキサー・イクストルーダーに入れ、直径３mmのロ
ープ状に押出した後、長さ３mmに分断し、乾燥した。乾
燥は、１００℃から２０分間かけて１６５℃に昇温さ
せ、同温度に１０分間保持した。乾燥体の重量は、５
１．２ｇであり、繊維長さは、平均０．３mmであった。Example 1 3 parts of a 50% aqueous solution of a water-soluble epoxy resin was added to 97 parts of water to prepare a coupling agent liquid. Then, the mat-like pitch-based carbon fiber (50 g) was dipped in the coupling agent solution (weight: 150 g) and compressed by hand to remove excess coupling agent solution to a weight of 134 g, and then 60 ° C. In 3
It was pre-dried for 0 minutes (weight 84 g). Then, the pre-dried product was put into a mixer / extruder, extruded into a rope having a diameter of 3 mm, cut into a length of 3 mm, and dried. For drying, the temperature was raised from 100 ° C. to 165 ° C. over 20 minutes and kept at the same temperature for 10 minutes. The dry weight is 5
It was 1.2 g and the fiber length was 0.3 mm on average.
得られた塊状の炭素繊維−エポキシ樹脂組成物の炭素繊
維形状の走査型電子顕微鏡写真を第１図（９７倍）、第
２図（１０００倍）および第３図（２０００倍）として
示す。Scanning electron micrographs of the carbon fiber shape of the obtained lumpy carbon fiber-epoxy resin composition are shown in FIG. 1 (97 times), FIG. 2 (1000 times) and FIG. 3 (2000 times).
また、得られた塊状の炭素繊維−エポキシ樹脂組成物を
補強材として用いて、ナイロン１２（商標“ＵＢＥ ３
０２４Ｄ”、宇部興産株式会社製）の引張試験片（炭素
繊維含有率１０％）を押出し成形し、その引張り強度を
測定したところ、６８５kgf／cm2であった。Further, using the obtained lumpy carbon fiber-epoxy resin composition as a reinforcing material, nylon 12 (trademark “UBE 3
024D ", manufactured by Ube Industries, Ltd., was subjected to extrusion molding (carbon fiber content: 10%), and its tensile strength was measured and found to be 685 kgf / cm 2 .
一方、ナイロン１２単独の引張り強度は、４８５kgf／c
m2であった。On the other hand, the tensile strength of nylon 12 alone is 485 kgf / c.
It was m 2 .
実施例２ ピッチ系炭素繊維からなる連続したマット状物（厚さ２
５mm）に実施例１と同様のカップリング剤溶液を噴霧
し、ローラーで厚さ３mmとなるまで圧縮して過剰のカッ
プリング剤溶液を除去した後、ローラーカッターによ
り、縦３mm×横３mmに切断し、実施例１と同様にして乾
燥した。Example 2 A continuous mat-like material (thickness 2
5 mm) was sprayed with the same coupling agent solution as in Example 1, compressed with a roller to a thickness of 3 mm to remove the excess coupling agent solution, and then cut into 3 mm length × 3 mm width by a roller cutter. Then, it was dried in the same manner as in Example 1.
得られた塊状の炭素繊維−エポキシ樹脂組成物は、一体
性に優れ、取扱が容易であった。The obtained lumpy carbon fiber-epoxy resin composition had excellent integrity and was easy to handle.
また、これを樹脂類の補強材として使用したところ、分
散性に優れているので、物性が大巾に改善された。Further, when this was used as a reinforcing material for resins, it was excellent in dispersibility, and the physical properties were greatly improved.
実施例３ マット状のピッチ系炭素繊維（５０ｇ）とマット状のガ
ラス繊維（５０ｇ）との混合物に実施例１と同様のカッ
プリング剤溶液１００ｇを均一に含浸させた後、実施例
２と同様にして過剰の溶液を除去して、重量を１６９ｇ
とした。次いで、これを実施例２と同様にして、直径４
mmのロープ状に押出し、長さ５mmに分断し、乾燥した。
得られた塊状の炭素繊維−ガラス繊維−エポキシ樹脂組
成物の重量は、９７ｇであった。Example 3 A mixture of mat-shaped pitch-based carbon fiber (50 g) and mat-shaped glass fiber (50 g) was uniformly impregnated with 100 g of the same coupling agent solution as in Example 1, and then as in Example 2. To remove excess solution and weigh 169 g
And Then, as in the second embodiment, the diameter of
It was extruded in the form of a rope of mm, cut into a length of 5 mm, and dried.
The weight of the obtained massive carbon fiber-glass fiber-epoxy resin composition was 97 g.
実施例４ マット状のピッチ系炭素繊維（７５ｇ）とチタン酸カリ
ウムウィスカー（５０ｇ）との混合物に実施例１と同様
のカップリング剤溶液１００ｇを均一に含浸させた後、
実施例２と同様にして過剰の溶液を除去して、重量を１
６９ｇとした。次いで、これを実施例２と同様にして、
直径４mmのロープ状に押出し、長さ５mmに分断し、乾燥
した。得られた塊状の繊維−エポキシ樹脂組成物の重量
は、１２３ｇであった。Example 4 A mixture of matt pitch-based carbon fiber (75 g) and potassium titanate whiskers (50 g) was uniformly impregnated with 100 g of the same coupling agent solution as in Example 1,
Excess solution was removed as in Example 2 to give a weight of 1
It was 69 g. Then, in the same manner as in Example 2,
It was extruded into a rope having a diameter of 4 mm, cut into a length of 5 mm, and dried. The weight of the obtained massive fiber-epoxy resin composition was 123 g.
得られた塊状の繊維−エポキシ樹脂組成物をナイロン６
６に配合して、炭素繊維含有率３０％の樹脂複合体を成
形したところ、その色は薄い灰色となった。The obtained lumpy fiber-epoxy resin composition was applied to nylon 6
When mixed with No. 6 and molded into a resin composite having a carbon fiber content of 30%, the color thereof became light gray.
実施例５ 水溶性エポキシ樹脂の１．５％水溶液１５００ｇに平均
粒径２０μｍのメソカーボンマイクロビーズ２５０ｇを
分散させた後、ピッチ系炭素繊維２５０ｇを含浸した。
次いで、得られた混合物２０００ｇを１００℃の乾燥炉
で乾燥し、過剰の水分を除去して７２５ｇまで減量した
後、ミンチ・ミキサーに類似するイクストルーダーによ
り、直径３．６mm×１６２個のスクリーンから押出し、
長さ５mmに分断した。次いで、これを熱風循環式乾燥炉
中１６０℃で乾燥して、本発明の炭素繊維−メソカーボ
ンマイクロビーズ−エポキシ樹脂からなる塊状組成物４
９１ｇを得た。Example 5 250 g of mesocarbon microbeads having an average particle size of 20 μm was dispersed in 1500 g of a 1.5% aqueous solution of a water-soluble epoxy resin, and then 250 g of pitch-based carbon fiber was impregnated.
Then, 2000 g of the obtained mixture was dried in a drying oven at 100 ° C., excess water was removed to reduce the weight to 725 g, and then a screen having a diameter of 3.6 mm × 162 was screened by an extruder similar to a mince mixer. Extruded from
Divided into 5 mm lengths. Then, this is dried at 160 ° C. in a hot air circulation type drying oven to obtain a lump composition 4 of the present invention, which is composed of carbon fiber-mesocarbon micro beads-epoxy resin.
91 g were obtained.
この塊状組成物を樹脂の補強材として使用する場合に
は、その導電性をより一層改善し得る。When this lump composition is used as a reinforcing material for resin, its conductivity can be further improved.
実施例６ 水溶性エポキシ樹脂の１．５％水溶液１２００ｇに平均
粒径２０μｍのメソカーボンマイクロビーズ２５０ｇを
分散させた後、マット状ガラス繊維２５０ｇを含浸し
た。次いで、得られた混合物１７００ｇを１００℃の乾
燥炉で乾燥し、過剰の水分を除去して６００ｇまで減量
した後、ミンチ・ミキサーに類似するイクストルーダー
により、直径３．６mm×１６２個のスクリーンから押出
し、長さ５mmに分断した。次いで、これを熱風循環式乾
燥炉中１６０℃で乾燥して、本発明のガラス繊維−メソ
カーボンマイクロビーズ−エポキシ樹脂からなる塊状組
成物４６３ｇを得た。Example 6 250 g of mesocarbon microbeads having an average particle size of 20 μm were dispersed in 1200 g of a 1.5% aqueous solution of a water-soluble epoxy resin, and then 250 g of matt glass fiber was impregnated. Then, 1700 g of the obtained mixture was dried in a drying oven at 100 ° C., excess water was removed to reduce the weight to 600 g, and then a screen having a diameter of 3.6 mm × 162 was screened by an extruder similar to a mince mixer. It was extruded from the above and cut into a length of 5 mm. Then, this was dried at 160 ° C. in a hot air circulation type drying furnace to obtain 463 g of a lump composition composed of the glass fiber-mesocarbon microbeads-epoxy resin of the present invention.
実施例７ 水溶性エポキシ樹脂の１．５％水溶液１０００ｇに導電
性カーボンブラック（商標“ケッチェンブラック”、ア
クゾ社製）３００ｇを分散させた後、ピッチ系炭素繊維
２００ｇを含浸した。次いで、得られた混合物１５００
ｇを１００℃の乾燥炉で乾燥し、過剰の水分を除去して
７００ｇまで減量した後、ミンチ・ミキサーに類似する
イクストルーダーにより、直径３．６mm×１６２個のス
クリーンから押出し、長さ５mmに分断した。次いで、こ
れを熱風循環式乾燥炉中１６０℃で乾燥して、本発明の
炭素繊維−カーボンブラック−エポキシ樹脂からなる塊
状組成物４９５ｇを得た。Example 7 300 g of conductive carbon black (trademark "Ketjen Black", manufactured by Akzo Co.) was dispersed in 1000 g of a 1.5% aqueous solution of a water-soluble epoxy resin, and then 200 g of pitch-based carbon fiber was impregnated. Then the resulting mixture 1500
After drying g in a drying oven at 100 ° C to remove excess water and reducing the weight to 700 g, an extruder similar to a mince mixer extrudes it from a screen with a diameter of 3.6 mm × 162 and a length of 5 mm. Divided into Then, this was dried at 160 ° C. in a hot air circulation type drying furnace to obtain 495 g of a lump composition composed of the carbon fiber-carbon black-epoxy resin of the present invention.
この塊状組成物を樹脂の補強材として使用する場合に
は、その導電性をさらに一層改善することが出来る。When this lump composition is used as a reinforcing material for a resin, its conductivity can be further improved.
第１図、第２図および第３図は、本発明による炭素繊維
含有塊状樹脂組成物における炭素繊維の形状を示す写真
である。FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 are photographs showing the shape of carbon fibers in the carbon fiber-containing lump resin composition according to the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−33861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−190343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−49928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34472（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 62-33861 (JP, A) JP 58-190343 (JP, A) JP 59-49928 (JP, A) JP 60- 34472 (JP, A)
Claims (4)
フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂および
不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれた少なく
とも一種の樹脂０．５〜１０重量部とからなり、かつ前
記繊維の配列がランダムであって、マトリックス材料と
併用して繊維強化複合材を製造するために使用する湿潤
状態で製造された補強用炭素繊維含有塊状樹脂組成物。1. A 100 weight part of carbon fiber, an epoxy resin,
0.5 to 10 parts by weight of at least one resin selected from the group consisting of a phenol resin, a polyamide resin, a urethane resin and an unsaturated polyester resin, and the fibers are randomly arranged and used in combination with a matrix material. And a reinforcing carbon fiber-containing lump resin composition produced in a wet state, which is used for producing a fiber-reinforced composite material.
リウムウィスカー、メソカーボンマイクロビーズおよび
カーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一
種の補助添加成分５〜２００重量部を含有する第１請求
項に記載のマトリックス材料と併用して繊維強化複合材
を製造するために使用する湿潤状態で製造された補強用
炭素繊維含有樹脂組成物。2. The first claim containing 5 to 200 parts by weight of at least one auxiliary additive component selected from the group consisting of potassium titanate whiskers, mesocarbon microbeads and carbon black with respect to 100 parts by weight of carbon fiber. A reinforcing carbon fiber-containing resin composition produced in a wet state, which is used for producing a fiber-reinforced composite material in combination with the matrix material according to 1.
く）に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹
脂、ウレタン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂からな
る群から選ばれた少なくとも一種を含む溶液を付与混合
し、湿潤状態で圧縮及び切断又は分断して塊状とした
後、乾燥することを特徴とする繊維の配列がランダムで
あって、マトリックス材料と混合して繊維強化複合材を
製造するために使用する補強用炭素繊維含有塊状樹脂組
成物の製造方法。3. A solution containing at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a polyamide resin, a urethane resin and an unsaturated polyester resin is applied to carbon fibers (excluding strings or ropes). Mixing, compressing and cutting or dividing in a wet state to form a block, and then drying, which is a random arrangement of fibers, which is used for manufacturing a fiber-reinforced composite material by mixing with a matrix material. A method for producing a reinforcing carbon fiber-containing lump resin composition.
に記載のマトリックス材料と混合して繊維強化複合材を
製造するために使用する補強用炭素繊維含有塊状樹脂組
成物の製造方法。4. A method for producing a reinforcing carbon fiber-containing lump resin composition used for producing a fiber reinforced composite material by mixing the matrix material according to claim 3 in which the fibers used are mat-like.
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|---|---|---|---|
| JP63090769A JPH0641524B2 (en) | 1987-04-17 | 1988-04-12 | Fiber-containing lump resin composition and method for producing the same |
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