JP2013117001A - Molding material, carbon fiber-reinforced composite material, and method of manufacturing molding material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材および船舶部材などに好適に用いられる成形材料、炭素繊維強化複合材料および成形材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a molding material, a carbon fiber reinforced composite material, and a method for producing the molding material that are suitably used for aircraft members, spacecraft members, automobile members, ship members, and the like.
炭素繊維は、軽量でありながら、強度および弾性率に優れるため、種々のマトリックス樹脂と組み合わせた複合材料は、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材、船舶部材、土木建築材およびスポーツ用品等の多くの分野に用いられている。炭素繊維を用いた複合材料において、炭素繊維の優れた特性を活かすには、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れることが重要である。 Since carbon fiber is lightweight and has excellent strength and elastic modulus, many composite materials combined with various matrix resins are used for aircraft members, spacecraft members, automobile members, ship members, civil engineering and building materials, and sporting goods. Used in the field. In a composite material using carbon fibers, in order to make use of the excellent characteristics of carbon fibers, it is important that the adhesion between the carbon fibers and the matrix resin is excellent.
炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を向上させるため、通常、炭素繊維に気相酸化や液相酸化等の酸化処理を施し、炭素繊維表面に酸素含有官能基を導入する方法が行われている。例えば、炭素繊維に電解処理を施すことにより、接着性の指標である層間剪断強度を向上させる方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、近年、複合材料への要求特性のレベルが向上するにしたがって、このような酸化処理のみで達成できる接着性では不十分になりつつある。 In order to improve the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin, a method of introducing an oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber is usually performed by subjecting the carbon fiber to oxidation treatment such as gas phase oxidation or liquid phase oxidation. . For example, a method of improving the interlaminar shear strength, which is an index of adhesiveness, by subjecting carbon fibers to electrolytic treatment has been proposed (see Patent Document 1). However, in recent years, as the level of required properties for composite materials has improved, the adhesion that can be achieved by such oxidation treatment alone is becoming insufficient.
一方、炭素繊維は脆く、集束性および耐摩擦性に乏しいため、高次加工工程において毛羽や糸切れが発生しやすい。このため、炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献２および３参照）。 On the other hand, since carbon fiber is brittle and has poor convergence and friction resistance, fluff and yarn breakage are likely to occur in the high-order processing step. For this reason, the method of apply | coating to carbon fiber is proposed (refer patent document 2 and 3).
例えば、サイジング剤としてビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献２および３参照）。また、サイジング剤としてビスフェノールＡのポリアルキレンオキサイド付加物を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献４および５参照）。また、サイジング剤としてビスフェノールＡのポリアルキレンオキサイド付加物にエポキシ基を付加させたものを炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献６および７参照）。さらに、サイジング剤としてポリアルキレングリコールのエポキシ付加物を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献８、９および１０参照）。 For example, a method of applying diglycidyl ether of bisphenol A as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Documents 2 and 3). In addition, a method of applying a polyalkylene oxide adduct of bisphenol A as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Documents 4 and 5). Moreover, the method of apply | coating what added the epoxy group to the polyalkylene oxide addition product of bisphenol A as a sizing agent to carbon fiber is proposed (refer patent documents 6 and 7). Furthermore, a method of applying an epoxy adduct of polyalkylene glycol as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Documents 8, 9 and 10).
また別に、サイジング剤としてエポキシ基と４級アンモニウム塩とを有するウレタン化合物を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１１参照）。この提案の方法でも、集束性と耐摩擦性は向上するものの、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を向上させることはできなかった。 Separately, a method of applying a urethane compound having an epoxy group and a quaternary ammonium salt as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Document 11). Even with this proposed method, the convergence and friction resistance are improved, but the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin cannot be improved.
これらの方法によれば、炭素繊維の集束性と耐摩擦性が向上することが知られている。しかしながら、これらの従来の提案には、サイジング剤により炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を積極的に向上させるという技術的思想はなく、実際に炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を大幅に向上することはできなかった。 According to these methods, it is known that the converging property and friction resistance of the carbon fiber are improved. However, these conventional proposals do not have a technical idea of positively improving the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin by using a sizing agent, and actually greatly improve the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin. I couldn't.
一方、マトリックス樹脂の炭素繊維への含浸性向上を目的として、炭素繊維に特定のサイジング剤を塗布する方法が行われている。 On the other hand, a method of applying a specific sizing agent to carbon fibers has been performed for the purpose of improving the impregnation property of the matrix resin into the carbon fibers.
例えば、サイジング剤として表面張力４０ｍＮ／ｍ以下かつ８０℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下のカチオン型界面活性剤を、炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１２参照）。また、サイジング剤としてエポキシ樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、およびポリエーテル樹脂を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１３参照）。これらの方法によれば、炭素繊維の集束性と、マトリックス樹脂の炭素繊維への含浸性の向上が認められている。しかしながら、これらの従来の提案にも、サイジング剤により炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を積極的に向上させるという技術的思想はなく、実際に炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を大幅に向上させることはできなかった。 For example, a method of applying a cationic surfactant having a surface tension of 40 mN / m or less and a viscosity at 80 ° C. of 200 mPa · s or less as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Document 12). Further, a method of applying an epoxy resin, a water-soluble polyurethane resin, and a polyether resin as sizing agents to carbon fibers has been proposed (see Patent Document 13). According to these methods, it has been recognized that the carbon fiber is easily bundled and the matrix resin is impregnated into the carbon fiber. However, these conventional proposals do not have a technical idea of positively improving the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin by using the sizing agent, and the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin is actually greatly improved. I couldn't make it.
このようにサイジング剤は、従来、いわゆる糊剤として高次加工性を向上させるという目的やマトリックス樹脂の炭素繊維への含浸性向上を目的で使われており、サイジング剤により炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を向上させるという検討はほとんどなされていない。また、検討されている例でも、接着性の向上効果が不十分であるか、または、特殊な炭素繊維との組み合わせの場合にのみ効果が発現されるという限定されたものであった。 Thus, the sizing agent is conventionally used as a so-called paste agent for the purpose of improving high-order processability and the purpose of improving the impregnation property of the matrix resin into the carbon fiber. There has been almost no investigation to improve the adhesiveness. Moreover, even in the studied examples, the effect of improving the adhesiveness is insufficient, or the effect is limited only in combination with a special carbon fiber.
例えば、サイジング剤としてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルメタキシリレンジアミンを炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１４参照）。しかしながら、この提案の方法では、ビスフェノールＡのグリシジルエーテルを用いた場合と比べて、接着性の指標である層間剪断強度が向上することが示されているが、接着性の向上効果はなお不十分であった。また、この提案で用いられるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルメタキシリレンジアミンは、骨格内に脂肪族３級アミンを含み求核性を有するため、自己重合反応が起きる結果、経時的に炭素繊維束が硬くなり高次加工性が低下するという問題があった。 For example, a method of applying N, N, N ′, N′-tetraglycidylmetaxylylenediamine as a sizing agent to carbon fibers has been proposed (see Patent Document 14). However, this proposed method shows that the interlaminar shear strength, which is an index of adhesion, is improved as compared with the case where glycidyl ether of bisphenol A is used, but the effect of improving adhesion is still insufficient. Met. In addition, N, N, N ′, N′-tetraglycidylmetaxylylenediamine used in this proposal contains an aliphatic tertiary amine in the skeleton and has nucleophilicity. In particular, there is a problem that the carbon fiber bundle becomes hard and the high-order workability is lowered.
また、サイジング剤としてグリシジル基をもつビニル化合物モノマーとエポキシ樹脂用アミン硬化剤との混合物を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１５参照）。しかしながら、この提案の方法では、アミン硬化剤を用いない場合に比べて、接着性の指標である層間剪断強度が向上することが示されているものの、接着性の向上効果はなお不十分であった。また、サイジング剤の乾燥工程でグリシジル基とアミン硬化剤が反応し高分子量化するため、その結果、炭素繊維束が硬くなり高次加工性が低下し、さらに炭素繊維間の空隙が狭くなり樹脂の含浸性が低下するという問題があった。
エポキシ系化合物とアミン硬化剤を併用したサイジング剤を用いる方法は、他にも提案されている（特許文献１６参照）。しかしながら、この提案によれば、繊維束の取扱性と含浸性が向上する一方で、炭素繊維表面での高分子量化したサイジング剤の膜形成により、炭素繊維とエポキシマトリックス樹脂との接着が阻害される場合があった。
さらに、アミン化合物を炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１７参照）。しかしながら、この提案の方法では、何も塗布しない場合に比べて、接着性の指標である層間剪断強度が向上することが示されているものの、接着性の向上効果はなお不十分であった。この提案の中では、接着向上メカニズムの詳細な記載はないが、おおよそ次のメカニズムと推定している。すなわち、この提案において、アミン化合物として、１級アミノ基を含むジエチレントリアミン、キシレンジアミン、２級アミノ基を含むピペリジン、イミダゾールが用いられているが、いずれも、分子内に活性水素を含むため、この活性水素がエポキシマトリックス樹脂に作用し、硬化反応を促進するものと考えられ、例えば、エポキシマトリックスと前記アミン化合物の反応により生成した水酸基と炭素繊維表面のカルボキシル基および水酸基等と水素結合性の相互作用を形成し接着向上するものと考えられる。しかしながら、前述のとおり、この提案では接着性の向上結果はなお不十分であり、近年の複合材料に求められる要求を満足させるものとはいえない。
Further, a method has been proposed in which a mixture of a vinyl compound monomer having a glycidyl group and an amine curing agent for epoxy resin is applied to carbon fibers as a sizing agent (see Patent Document 15). However, although this proposed method has been shown to improve the interlaminar shear strength, which is an index of adhesion, compared with the case where no amine curing agent is used, the effect of improving adhesion is still insufficient. It was. In addition, the glycidyl group and amine curing agent react with each other in the drying process of the sizing agent to increase the molecular weight. As a result, the carbon fiber bundle becomes hard and the high-order workability decreases, and the gaps between the carbon fibers become narrower and the resin. There was a problem that the impregnation property of the resin deteriorated.
Another method using a sizing agent in which an epoxy compound and an amine curing agent are used in combination has been proposed (see Patent Document 16). However, according to this proposal, the handling property and impregnation property of the fiber bundle are improved, but the adhesion between the carbon fiber and the epoxy matrix resin is inhibited by the film formation of the high molecular weight sizing agent on the carbon fiber surface. There was a case.
Furthermore, a method of applying an amine compound to carbon fibers has been proposed (see Patent Document 17). However, although the proposed method shows that the interlaminar shear strength, which is an index of adhesion, is improved as compared with the case where nothing is applied, the effect of improving adhesion is still insufficient. In this proposal, there is no detailed description of the adhesion improvement mechanism, but it is presumed that it is roughly the following mechanism. That is, in this proposal, diethylenetriamine containing a primary amino group, xylenediamine, piperidine containing a secondary amino group, and imidazole are used as amine compounds. It is considered that the active hydrogen acts on the epoxy matrix resin and accelerates the curing reaction. For example, the hydroxyl group formed by the reaction of the epoxy matrix and the amine compound, the carboxyl group on the carbon fiber surface, the hydroxyl group, etc. It is thought that the adhesion is improved by forming an action. However, as described above, the result of improvement in adhesion is still insufficient with this proposal, and it cannot be said that the demands for composite materials in recent years are satisfied.
さらに、サイジング剤としてアミン化合物を用いた別の例としては、熱硬化性樹脂とアミン化合物の硬化物を用いる方法が提案されている（特許文献１８参照）。この提案において、アミン化合物として、１級アミノ基を含むｍ−キシレンジアミン、２級アミノ基を含むピペラジンが用いられている。この提案の目的は、アミン化合物に含まれる活性水素とエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂を積極的に反応させ硬化物とすることで、炭素繊維束の集束性、取扱性を向上させるものであった。この炭素繊維束はチョップド用途に限定され、熱可塑性樹脂との溶融混錬後の成形品の接着性に関する力学特性はなお不十分なものであった。 Furthermore, as another example using an amine compound as a sizing agent, a method using a thermosetting resin and a cured product of an amine compound has been proposed (see Patent Document 18). In this proposal, m-xylenediamine containing a primary amino group and piperazine containing a secondary amino group are used as an amine compound. The purpose of this proposal is to improve the convergence and handling of the carbon fiber bundle by actively reacting the active hydrogen contained in the amine compound with a thermosetting resin represented by an epoxy resin to produce a cured product. Met. This carbon fiber bundle was limited to chopped applications, and the mechanical properties related to the adhesiveness of the molded product after melt-kneading with a thermoplastic resin were still insufficient.
さらに、炭素繊維として、表面酸素濃度Ｏ／Ｃ、表面水酸基濃度およびカルボキシル基濃度が特定の範囲内であるものを用い、サイジング剤として複数のエポキシ基を有する脂肪族化合物をその炭素繊維に塗布する方法が提案されている（特許文献１９参照）。しかしながら、この提案の方法では、接着性の指標であるＥＤＳが向上することが示されているが、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性の向上効果はやはり不十分であり、また、接着性の向上効果は、特殊な炭素繊維と組み合わせた場合のみに発現されるというように限定されたものであった。 Further, carbon fibers having surface oxygen concentration O / C, surface hydroxyl group concentration and carboxyl group concentration within specific ranges are used, and an aliphatic compound having a plurality of epoxy groups is applied to the carbon fiber as a sizing agent. A method has been proposed (see Patent Document 19). However, this proposed method has been shown to improve EDS, which is an index of adhesion, but the effect of improving the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin is still insufficient, and adhesion The improvement effect was limited to be manifested only when combined with special carbon fibers.
そこで本発明の目的は、上記の従来技術における問題点に鑑み、炭素繊維とマトリックス樹脂との界面接着性に優れるとともに、高力学特性を有する成形材料および炭素繊維強化複合材料、ならびに成形材料の製造方法を提供することにある。 Accordingly, in view of the above-mentioned problems in the prior art, an object of the present invention is to produce a molding material and a carbon fiber reinforced composite material having excellent mechanical properties and excellent interfacial adhesion between carbon fibers and a matrix resin, and a molding material. It is to provide a method.
本発明者らは、炭素繊維が単繊維状で２次元配向している炭素繊維シート等の成形材料において、（Ａ）特定のエポキシ化合物と（Ｂ）特定の３級アミン化合物および／または３級アミン塩、４級アンモニウム塩、４級ホスホニスム塩および／またはホスフィン化合物、を特定比率で含む炭素繊維のサイジング剤を、バインダー溶液として炭素繊維シートに付与しところ、炭素繊維シートとマトリックス樹脂との接着性を高められ、これにより炭素繊維シート等の成形材料および該成形材料を使用した炭素繊維強化複合材料の力学特性を向上できることを見出し、本発明に想到した。 In the molding material such as a carbon fiber sheet in which carbon fibers are monofilamentous and two-dimensionally oriented, the present inventors have (A) a specific epoxy compound and (B) a specific tertiary amine compound and / or tertiary. When a carbon fiber sizing agent containing an amine salt, quaternary ammonium salt, quaternary phosphonisum salt and / or phosphine compound in a specific ratio is applied to the carbon fiber sheet as a binder solution, adhesion between the carbon fiber sheet and the matrix resin is performed. As a result, the inventors have found that the mechanical properties of a molding material such as a carbon fiber sheet and a carbon fiber reinforced composite material using the molding material can be improved.
すなわち、本発明は、次の（Ａ）、（Ｂ）成分、炭素繊維およびマトリックス樹脂を含んでなる成形材料であって、前記炭素繊維が単繊維状で実質的に２次元配向していることを特徴とする。 That is, the present invention is a molding material comprising the following components (A) and (B), carbon fibers and a matrix resin, wherein the carbon fibers are monofilamentous and substantially two-dimensionally oriented. It is characterized by.
（Ａ）成分：２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物（Ａ１）、および／または１個以上のエポキシ基と、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、およびスルホ基から選ばれる、少なくとも１個以上の官能基を有するエポキシ化合物（Ａ２） Component (A): Epoxy compound (A1) having two or more epoxy groups, and / or one or more epoxy groups, a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a urethane group, a urea group, a sulfonyl group, and a sulfo group Epoxy compound (A2) having at least one functional group selected from
（Ｂ）成分：（Ａ）成分１００質量部に対して、下記［ａ］、［ｂ］および［ｃ］からなる群から選択される少なくとも１種の反応促進剤が０．１〜２５質量部 Component (B): 0.1 to 25 parts by mass of at least one reaction accelerator selected from the group consisting of the following [a], [b] and [c] with respect to 100 parts by mass of component (A)
［ａ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上の３級アミン化合物および／または３級アミン塩（Ｂ１）
［ｂ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、次の一般式（Ｉ）
[A] A tertiary amine compound and / or a tertiary amine salt (B1) having a molecular weight of 100 g / mol or more, which is used as at least the component (B)
[B] At least the following general formula (I) used as component (B)
［ｃ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物（Ｂ３） [C] Quaternary phosphonium salt and / or phosphine compound (B3) used as at least component (B)
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、（Ｂ）成分が炭素繊維１００質量部に対して、０．００１〜０．３質量部含まれることを特徴とする。 Moreover, according to the preferable aspect of the molding material of this invention, 0.001-0.3 mass part is contained in the said invention with respect to 100 mass parts of carbon fiber in (B) component, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記［ａ］の（Ｂ１）分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上の３級アミン化合物および／または３級アミン塩が、次の一般式（ＩＩＩ） According to a preferred embodiment of the molding material of the present invention, in the above invention, the tertiary amine compound and / or tertiary amine salt having the molecular weight of (B1) of [a] of 100 g / mol or more is represented by the following general formula: (III)
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、一般式（ＩＩＩ）で示される化合物が、１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノネンもしくはその塩、または、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセンもしくはその塩であることを特徴とする。 According to a preferred embodiment of the molding material of the present invention, in the above invention, the compound represented by the general formula (III) is 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene or a salt thereof, or 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene or a salt thereof.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物が、少なくとも２以上の分岐構造を有することを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the compound represented by the general formula (VIII) has at least two or more branched structures.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物が、トリイソプロパノールアミンもしくはその塩であることを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the compound represented by the general formula (VIII) is triisopropanolamine or a salt thereof.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記［ｂ］の一般式（Ｉ）において、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ炭素数２〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよいことを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, in the general formula (I) of [b], R 3 and R 4 each represent a hydrocarbon group having 2 to 22 carbon atoms, The hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted by —O—, —O—CO— or —CO—O—. And
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記［ｂ］の（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のアニオン部位がハロゲンイオンであることを特徴とする。 Moreover, according to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the anion portion of the quaternary ammonium salt having the cation portion (B2) of [b] is a halogen ion.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記［ｃ］の（Ｂ３）４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物が、次の一般式（ＸＩ） According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the (B3) quaternary phosphonium salt and / or phosphine compound of [c] is represented by the following general formula (XI)
（式中、Ｒ３８〜Ｒ４０は、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい）で示されるホスフィン化合物から選択される１つ以上であることを特徴とする。 (Wherein R 38 to R 40 each represent a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is- It may be one or more selected from phosphine compounds represented by the formula (which may be substituted by O—, —O—CO— or —CO—O—).
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記（Ａ）成分のエポキシ当量が３６０ｇ／ｍｏｌ未満であることを特徴とする。 Moreover, according to the preferable aspect of the molding material of this invention, the epoxy equivalent of the said (A) component is less than 360 g / mol in the said invention.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記（Ａ）成分が３個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であることを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the component (A) is an epoxy compound having three or more epoxy groups.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記（Ａ）成分が分子内に芳香環を含むものであることを特徴とする。 Further, according to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the component (A) contains an aromatic ring in the molecule.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記（Ａ１）成分がフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、またはテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンのいずれかであることを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the component (A1) is any one of a phenol novolac epoxy resin, a cresol novolac epoxy resin, and tetraglycidyl diaminodiphenylmethane. To do.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記熱可塑性樹脂がポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂であることを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the thermoplastic resin is a polyarylene sulfide resin, a polyether ether ketone resin, a polyphenylene ether resin, a polyoxymethylene resin, a polyamide resin, a polyester resin, It is at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of a polycarbonate resin, a styrene resin, and a polyolefin resin.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記炭素繊維のＸ線光電子分光法により測定される表面酸素濃度Ｏ／Ｃが、０．０５〜０．５であることを特徴とする。 Moreover, according to the preferable aspect of the molding material of this invention, in the said invention, the surface oxygen concentration O / C measured by the X ray photoelectron spectroscopy of the said carbon fiber is 0.05-0.5. Features.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記炭素繊維が、アルカリ性電解液中で液相電解酸化された後、または酸性電解液中で液相電解酸化された後、続いてアルカリ性水溶液で洗浄されたものであることを特徴とする。 Further, according to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, after the carbon fiber is subjected to liquid phase electrolytic oxidation in an alkaline electrolytic solution or liquid phase electrolytic oxidized in an acidic electrolytic solution, Subsequently, it is washed with an alkaline aqueous solution.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記熱可塑性樹脂が粒子状、繊維状および／またはフィルム状であることを特徴とする。 According to a preferred aspect of the molding material of the present invention, in the above invention, the thermoplastic resin is in the form of particles, fibers and / or films.
また、本発明の成形材料の好ましい態様によれば、上記発明において、前記成形材料はウェブ状、不織布状、フェルト状であることを特徴とする。 Moreover, according to the preferable aspect of the molding material of this invention, in the said invention, the said molding material is web shape, a nonwoven fabric shape, and felt shape, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の炭素繊維強化複合材料の好ましい態様によれば、上記のいずれかに記載の成形材料を成形してなることを特徴とする。 Moreover, according to the preferable aspect of the carbon fiber reinforced composite material of this invention, it shape | molds the molding material in any one of said, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の成形材料の製造方法の好ましい態様によれば、少なくとも、下記の第１工程、第２工程および第３工程を含むことを特徴とする。
第１工程：炭素繊維を、ウェブ状または不織布状、フェルトまたはマット等のシート状の生地に加工する工程
第２工程：第１工程で得られた生地１００質量部に対して、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーを０．１〜１０質量部付与する工程
第３工程：第２工程でバインダーが付与された生地１〜８０質量％と、熱可塑性樹脂２０〜９９質量％を付与し、さらに加熱溶融して複合化する工程
Moreover, according to the preferable aspect of the manufacturing method of the molding material of this invention, it includes the following 1st process, 2nd process, and 3rd process at least.
1st process: The process which processes carbon fiber into web-like or nonwoven fabric form, sheet-like cloths, such as felt or mats 2nd process: With respect to 100 mass parts of cloths obtained at the 1st process, (A) ingredient And a step of applying 0.1 to 10 parts by mass of a binder comprising the component (B) Third step: 1 to 80% by mass of the fabric to which the binder is applied in the second step, and 20 to 99% by mass of the thermoplastic resin , And then heat-melting and compounding
本発明によれば、（Ａ）特定のエポキシ化合物を主成分とし、（Ｂ）特定の３級アミン化合物および／または３級アミン塩、４級アンモニウム塩、４級ホスホニスム塩および／またはホスフィン化合物を特定量配合したバインダーを、炭素繊維シート等に付与した場合において、前記エポキシ化合物と、炭素繊維表面に元来含まれる酸素含有官能基、あるいは、酸化処理により導入されるカルボキシル基および水酸基等の酸素含有官能基との間に共有結合形成が促進され、マトリックス樹脂との接着性が大幅に優れる成形材料、および炭素繊維強化複合材料を得ることができる。 According to the present invention, (A) a specific epoxy compound as a main component, and (B) a specific tertiary amine compound and / or tertiary amine salt, quaternary ammonium salt, quaternary phosphonisum salt and / or phosphine compound When a binder containing a specific amount is applied to a carbon fiber sheet or the like, the epoxy compound and oxygen-containing functional groups originally contained on the carbon fiber surface, or oxygen such as carboxyl groups and hydroxyl groups introduced by oxidation treatment Formation of a covalent bond is promoted between the contained functional groups, and a molding material and a carbon fiber reinforced composite material having excellent adhesion to the matrix resin can be obtained.
以下、更に詳しく、本発明にかかる成形材料、および炭素繊維強化複合材料、ならびに成形材料の製造方法を実施するための形態について説明をする。本発明は、次の（Ａ）、（Ｂ）成分、炭素繊維およびマトリックス樹脂を含んでなる成形材料であって、前記炭素繊維が単繊維状で２次元配向していることを特徴とする。まず、（Ａ）、（Ｂ）成分を含むバインダーおよび、該バインダーを付与する炭素繊維について説明する。 Hereinafter, in more detail, the form for implementing the molding material concerning this invention, the carbon fiber reinforced composite material, and the manufacturing method of a molding material is demonstrated. The present invention is a molding material comprising the following components (A) and (B), carbon fibers and a matrix resin, wherein the carbon fibers are monofilamentous and two-dimensionally oriented. First, the binder containing the components (A) and (B) and the carbon fiber imparting the binder will be described.
本発明において用いられる（Ａ）成分とは、（Ａ１）分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物、および／または、（Ａ２）分子内に１個以上のエポキシ基と、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、およびスルホ基から選ばれる、少なくとも１個以上の官能基を有するエポキシ化合物をさす。 The component (A) used in the present invention is (A1) a compound having two or more epoxy groups in the molecule, and / or (A2) one or more epoxy groups, hydroxyl group, amide group in the molecule. An epoxy compound having at least one functional group selected from imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, and sulfo group.
また、本発明で用いられる（Ｂ）成分とは、（Ｂ１）分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上である３級アミン化合物および／または３級アミン塩、（Ｂ２）一般式（Ｉ） The component (B) used in the present invention is (B1) a tertiary amine compound and / or tertiary amine salt having a molecular weight of 100 g / mol or more, (B2) general formula (I)
本発明において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とは、（Ａ）成分１００質量部に対し、前記（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）から選択される少なくとも１種の（Ｂ）成分を０．１〜２５質量部を配合してなるバインダーを使用することが好ましい。 In this invention, (A) component and (B) component are at least 1 sort (B) component selected from said (B1), (B2), (B3) with respect to 100 mass parts of (A) component. It is preferable to use a binder comprising 0.1 to 25 parts by mass of
（Ａ）成分と（Ｂ）成分を特定量配合したバインダーを炭素繊維に付与することにより接着性が向上するメカニズムは確かではないが、まず、（Ｂ）成分が本発明で用いられる炭素繊維のカルボキシル基および水酸基等の酸素含有官能基に作用し、これらの官能基に含まれる水素イオンを引き抜きアニオン化した後、このアニオン化した官能基と（Ａ）成分に含まれるエポキシ基が求核反応するものと考えられる。これにより、本発明で用いられる炭素繊維とバインダー中のエポキシ基の強固な結合が形成される。一方、マトリックス樹脂との関係においては、（Ａ１）、（Ａ２）それぞれについて、以下のとおりに説明される。 Although the mechanism by which the adhesion is improved by applying a binder containing a specific amount of the component (A) and the component (B) to the carbon fiber is not certain, first, the component (B) is the carbon fiber used in the present invention. After acting on oxygen-containing functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups and extracting hydrogen ions contained in these functional groups and converting them into anions, the anionized functional groups and the epoxy groups contained in the component (A) are subjected to a nucleophilic reaction. It is thought to do. This forms a strong bond between the carbon fiber used in the present invention and the epoxy group in the binder. On the other hand, in relation to the matrix resin, each of (A1) and (A2) will be described as follows.
（Ａ１）の場合、本発明で用いられる炭素繊維との共有結合に関与しない残りのエポキシ基がマトリックス樹脂含有官能基と反応し共有結合を形成するか、もしくは、水素結合を形成するものと考えられる。とりわけ、マトリックス樹脂がエポキシ樹脂の場合に、（Ａ１）のエポキシ基とマトリックス樹脂のエポキシ基の反応、エポキシ樹脂中に含まれるアミン硬化剤を介しての反応により強固な界面が形成できると考えられる。また、（Ａ１）の構造中に１個以上の不飽和基を含むことが好ましく、マトリックス樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂のようなラジカル重合系樹脂の場合、（Ａ１）の不飽和基とマトリックス樹脂の不飽和基がラジカル反応し強固な界面を形成することが可能である。 In the case of (A1), it is considered that the remaining epoxy groups not participating in the covalent bond with the carbon fiber used in the present invention react with the matrix resin-containing functional group to form a covalent bond, or form a hydrogen bond. It is done. In particular, when the matrix resin is an epoxy resin, it is considered that a strong interface can be formed by the reaction between the epoxy group of (A1) and the epoxy group of the matrix resin, or the reaction via the amine curing agent contained in the epoxy resin. . The structure (A1) preferably contains one or more unsaturated groups. When the matrix resin is a radical polymerization resin such as an unsaturated polyester resin or vinyl ester resin, the unsaturation of (A1) It is possible to form a strong interface by radical reaction between the group and the unsaturated group of the matrix resin.
（Ａ２）の場合、（Ａ２）のエポキシ基は本発明で用いられる炭素繊維のカルボキシル基および水酸基等の酸素含有官能基と共有結合を形成するが、残りの官能基である、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基はマトリックス樹脂に応じて、共有結合や水素結合などの相互作用を形成するものと考えられる。マトリックス樹脂がエポキシ樹脂であれば、（Ａ２）の水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基とマトリックス樹脂のエポキシ基または、アミン硬化剤とエポキシ基が反応してできた水酸基との相互作用により強固な界面を形成できると考えられる。また、マトリックス樹脂がポリアミド、ポリエステルおよび酸変性されたポリオレフィンに代表される熱可塑性樹脂であれば、（Ａ２）の水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基と、これらマトリックス樹脂に含まれるアミド基、エステル基、酸無水物基、末端などのカルボキシル基、水酸基、アミノ基との相互作用により、強固な界面を形成できると考えられる。 In the case of (A2), the epoxy group of (A2) forms a covalent bond with an oxygen-containing functional group such as a carboxyl group and a hydroxyl group of the carbon fiber used in the present invention, but the remaining functional groups are a hydroxyl group and an amide group. , An imide group, a urethane group, a urea group, a sulfonyl group, or a sulfo group is considered to form an interaction such as a covalent bond or a hydrogen bond depending on the matrix resin. If the matrix resin is an epoxy resin, the hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group of (A2) reacts with the epoxy group of the matrix resin or the amine curing agent and the epoxy group. It is considered that a strong interface can be formed by the interaction with the hydroxyl group thus formed. Further, if the matrix resin is a thermoplastic resin typified by polyamide, polyester and acid-modified polyolefin, (A2) hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group It is considered that a strong interface can be formed by the interaction with amide groups, ester groups, acid anhydride groups, carboxyl groups such as terminals, hydroxyl groups, and amino groups contained in these matrix resins.
すなわち、（Ａ１）の場合における、炭素繊維との共有結合に関与しない残りのエポキシ基が、（Ａ２）の場合における、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基に相当する機能を有すると考えられる。 That is, in the case of (A1), the remaining epoxy group not involved in the covalent bond with the carbon fiber is the hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group in the case of (A2). It is considered to have a function corresponding to the group.
本発明において、（Ｂ）成分が炭素繊維１００質量部に対して、好ましくは、０．００１〜０．３質量部、より好ましくは、０．００５〜０．２質量部、さらに好ましくは、０．０１〜０．１質量部含むことが好ましい。（Ｂ）成分が炭素繊維１００質量部に対して、０．００１〜０．３質量部の場合、炭素繊維のカルボキシル基および水酸基等の酸素含有官能基と（Ａ）エポキシ化合物との反応が促進され、接着向上効果が大きくなる。 In the present invention, the component (B) is preferably 0.001 to 0.3 parts by mass, more preferably 0.005 to 0.2 parts by mass, and still more preferably 0 to 100 parts by mass of the carbon fiber. It is preferable to contain 0.01-0.1 mass part. When component (B) is 0.001 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon fiber, the reaction between oxygen-containing functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups of carbon fiber and (A) epoxy compound is accelerated. As a result, the adhesion improvement effect is increased.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物のエポキシ当量は、３６０ｇ／ｍｏｌ未満であることが好ましく、より好ましくは２７０ｇ／ｍｏｌ未満であり、さらに好ましくは１８０ｇ／ｍｏｌ未満である。エポキシ当量が３６０ｇ／ｍｏｌ未満であると、高密度で共有結合が形成され、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性がさらに向上する。エポキシ当量の下限は特にないが、９０ｇ／ｍｏｌ未満で接着性が飽和する場合がある。 In the present invention, the epoxy equivalent of the (A) epoxy compound is preferably less than 360 g / mol, more preferably less than 270 g / mol, and even more preferably less than 180 g / mol. When the epoxy equivalent is less than 360 g / mol, covalent bonds are formed at a high density, and the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin is further improved. There is no particular lower limit of the epoxy equivalent, but the adhesiveness may be saturated at less than 90 g / mol.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物が、３個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であることが好ましく、４個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であることがより好ましい。（Ａ）エポキシ化合物が、分子内に３個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であると、１個のエポキシ基が炭素繊維表面の酸素含有官能基と共有結合を形成した場合でも、残りの２個以上のエポキシ基がマトリックス樹脂と共有結合または水素結合を形成することができ、接着性がさらに向上する。エポキシ基の数の上限は特にないが、１０個以上では接着性が飽和する場合がある。 In the present invention, the (A) epoxy compound is preferably an epoxy resin having 3 or more epoxy groups, and more preferably an epoxy resin having 4 or more epoxy groups. (A) When the epoxy compound is an epoxy resin having three or more epoxy groups in the molecule, even when one epoxy group forms a covalent bond with an oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber, the remaining two One or more epoxy groups can form a covalent bond or a hydrogen bond with the matrix resin, and the adhesion is further improved. There is no particular upper limit on the number of epoxy groups, but if it is 10 or more, the adhesiveness may be saturated.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物が、２種以上の官能基を３個以上有するエポキシ樹脂であることが好ましく、２種以上の官能基を４個以上有するエポキシ樹脂であることがより好ましい。エポキシ化合物が有する官能基は、エポキシ基以外に、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基から選択されるものが好ましい。（Ａ）エポキシ化合物が、分子内に３個以上のエポキシ基または他の官能基を有するエポキシ樹脂であると、１個のエポキシ基が炭素繊維表面の酸素含有官能基と共有結合を形成した場合でも、残りの２個以上のエポキシ基または他の官能基がマトリックス樹脂と共有結合または水素結合を形成することができ、接着性がさらに向上する。エポキシ基の数の上限は特にないが、１０個以上では接着性が飽和する場合がある。 In the present invention, the (A) epoxy compound is preferably an epoxy resin having 3 or more types of two or more functional groups, and more preferably an epoxy resin having 4 or more types of 2 or more functional groups. The functional group possessed by the epoxy compound is preferably selected from a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a urethane group, a urea group, a sulfonyl group, or a sulfo group in addition to the epoxy group. (A) When the epoxy compound is an epoxy resin having three or more epoxy groups or other functional groups in the molecule, one epoxy group forms a covalent bond with an oxygen-containing functional group on the carbon fiber surface However, the remaining two or more epoxy groups or other functional groups can form a covalent bond or a hydrogen bond with the matrix resin, and the adhesion is further improved. There is no particular upper limit on the number of epoxy groups, but if it is 10 or more, the adhesiveness may be saturated.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物は、分子内に芳香環を１個以上有することが好ましく、芳香環を２個以上有することがより好ましい。炭素繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料において、炭素繊維近傍のいわゆる界面層は、炭素繊維あるいはバインダーの影響を受け、マトリックス樹脂とは異なる特性を有する場合がある。（Ａ）エポキシ化合物が芳香環を１個以上有すると、剛直な界面層が形成され、炭素繊維とマトリックス樹脂との間の応力伝達能力が向上し、繊維強化複合材料の０°引張強度等の力学特性が向上する。芳香環の数の上限は特にないが、１０個以上では力学特性が飽和する場合がある。 In the present invention, the (A) epoxy compound preferably has one or more aromatic rings in the molecule, and more preferably has two or more aromatic rings. In a fiber reinforced composite material composed of carbon fibers and a matrix resin, a so-called interface layer in the vicinity of the carbon fibers may be affected by the carbon fibers or the binder and may have different characteristics from the matrix resin. (A) When the epoxy compound has one or more aromatic rings, a rigid interface layer is formed, the stress transmission ability between the carbon fiber and the matrix resin is improved, and the fiber reinforced composite material has a 0 ° tensile strength, etc. Mechanical properties are improved. There is no particular upper limit on the number of aromatic rings, but if it is 10 or more, the mechanical properties may be saturated.
本発明において、（Ａ１）エポキシ化合物は、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、またはテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンのいずれかであることが好ましい。これらのエポキシ樹脂は、エポキシ基数が多く、エポキシ当量が小さく、かつ、２個以上の芳香環を有しており、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を向上させることに加え、繊維強化複合材料の０°引張強度等の力学特性を向上させる。２官能以上のエポキシ樹脂は、より好ましくは、フェノールノボラック型エポキシ樹脂およびクレゾールノボラック型エポキシ樹脂である。 In the present invention, the (A1) epoxy compound is preferably a phenol novolac epoxy resin, a cresol novolac epoxy resin, or tetraglycidyldiaminodiphenylmethane. These epoxy resins have a large number of epoxy groups, a small epoxy equivalent, and have two or more aromatic rings. In addition to improving the adhesion between carbon fiber and matrix resin, fiber reinforced composite materials Improve mechanical properties such as 0 ° tensile strength. The bifunctional or higher functional epoxy resin is more preferably a phenol novolac type epoxy resin and a cresol novolac type epoxy resin.
本発明において、（Ａ１）２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物の具体例としては、例えば、ポリオールから誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、複数活性水素を有するアミンから誘導されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸から誘導されるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、および分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるエポキシ樹脂が挙げられる。 In the present invention, (A1) specific examples of the epoxy compound having two or more epoxy groups include, for example, a glycidyl ether type epoxy resin derived from a polyol, and a glycidyl amine type epoxy derived from an amine having a plurality of active hydrogens. Examples thereof include a resin, a glycidyl ester type epoxy resin derived from polycarboxylic acid, and an epoxy resin obtained by oxidizing a compound having a plurality of double bonds in the molecule.
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ヒドロキノン、レゾルシノール、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、トリス（ｐ−ヒドロキシフェニル）メタン、およびテトラキス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタンとエピクロロヒドリンとの反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が挙げられる。また、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ポリブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、およびアラビトールと、エピクロロヒドリンとの反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂も例示される。また、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン骨格を有するグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、およびビフェニルアラルキル骨格を有するグリシジルエーテル型エポキシ樹脂も例示される。 Examples of the glycidyl ether type epoxy resin include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, tetrabromobisphenol A, phenol novolac, cresol novolac, hydroquinone, resorcinol, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5. , 5'-tetramethylbiphenyl, 1,6-dihydroxynaphthalene, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, tris (p-hydroxyphenyl) methane, and tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane and epichlorohydride The glycidyl ether type epoxy resin obtained by reaction with phosphorus is mentioned. Further, as glycidyl ether type epoxy resins, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, polypropylene glycol, trimethylene glycol, 1, 2 -Butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, polybutylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,4 -Cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, glycerol, diglycerol, polyglycerol, trimethylolpropane, penta Risuritoru, sorbitol, and arabitol and a glycidyl ether type epoxy resin obtained by reaction of epichlorohydrin are also exemplified. Examples of the glycidyl ether type epoxy resin include a glycidyl ether type epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton and a glycidyl ether type epoxy resin having a biphenyl aralkyl skeleton.
グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル−ｏ−トルイジン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｍ−キシリレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンおよび９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレンが挙げられる。 Examples of the glycidylamine type epoxy resin include N, N-diglycidylaniline, N, N-diglycidyl-o-toluidine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, m-xylylenediamine, m-phenylenediamine, Examples include 4,4′-diaminodiphenylmethane and 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene.
さらに、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂として、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール、および４−アミノ−３−メチルフェノールのアミノフェノール類の水酸基とアミノ基の両方を、エピクロロヒドリンと反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。 Furthermore, for example, as a glycidylamine type epoxy resin, both the hydroxyl group and amino group of aminophenols of m-aminophenol, p-aminophenol, and 4-amino-3-methylphenol are reacted with epichlorohydrin. And epoxy resin obtained.
グリシジルエステル型エポキシ樹脂としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、およびダイマー酸を、エピクロロヒドリンと反応させて得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of the glycidyl ester type epoxy resin include glycidyl ester type epoxy resins obtained by reacting phthalic acid, terephthalic acid, hexahydrophthalic acid, and dimer acid with epichlorohydrin.
分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化させて得られるエポキシ樹脂としては、例えば、分子内にエポキシシクロヘキサン環を有するエポキシ樹脂が挙げられる。さらに、このエポキシ樹脂としては、エポキシ化大豆油が挙げられる。 Examples of the epoxy resin obtained by oxidizing a compound having a plurality of double bonds in the molecule include an epoxy resin having an epoxycyclohexane ring in the molecule. Furthermore, the epoxy resin includes epoxidized soybean oil.
本発明に使用する（Ａ１）エポキシ化合物として、これらのエポキシ樹脂以外にも、トリグリシジルイソシアヌレートのようなエポキシ樹脂が挙げられる。さらには、上に挙げたエポキシ樹脂を原料として合成されるエポキシ樹脂、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとトリレンジイソシアネートからオキサゾリドン環生成反応により合成されるエポキシ樹脂が挙げられる。 In addition to these epoxy resins, (A1) epoxy compounds used in the present invention include epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate. Furthermore, the epoxy resin synthesize | combined from the epoxy resin mentioned above as a raw material, for example, the epoxy resin synthesize | combined by the oxazolidone ring formation reaction from bisphenol A diglycidyl ether and tolylene diisocyanate is mentioned.
本発明において、（Ａ２）１個以上のエポキシ基と、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、およびスルホ基から選ばれる、少なくとも１個以上の官能基を有するエポキシ化合物の具体例として、例えば、エポキシ基と水酸基を有する化合物、エポキシ基とアミド基を有する化合物、エポキシ基とイミド基を有する化合物、エポキシ基とウレタン基を有する化合物、エポキシ基とウレア基を有する化合物、エポキシ基とスルホニル基を有する化合物、エポキシ基とスルホ基を有する化合物が挙げられる。 In the present invention, (A2) an epoxy compound having one or more epoxy groups and at least one functional group selected from a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a urethane group, a urea group, a sulfonyl group, and a sulfo group Specific examples of the compound include, for example, a compound having an epoxy group and a hydroxyl group, a compound having an epoxy group and an amide group, a compound having an epoxy group and an imide group, a compound having an epoxy group and a urethane group, and a compound having an epoxy group and a urea group , A compound having an epoxy group and a sulfonyl group, and a compound having an epoxy group and a sulfo group.
エポキシ基と水酸基を有する化合物としては、例えば、ソルビトール型ポリグリシジルエーテルおよびグリセロール型ポリグリシジルエーテル等が挙げられ、具体的には“デナコール（登録商標）”ＥＸ−６１１、ＥＸ−６１２、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−３１３、ＥＸ−３１４およびＥＸ−３２１（ナガセケムテックス株式会社製）等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a hydroxyl group include sorbitol-type polyglycidyl ether and glycerol-type polyglycidyl ether. Specifically, “Denacol (registered trademark)” EX-611, EX-612, EX-614. , EX-614B, EX-622, EX-512, EX-521, EX-421, EX-313, EX-314, and EX-321 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
エポキシ基とアミド基を有する化合物としては、例えば、グリシジルベンズアミド、アミド変性エポキシ樹脂等が挙げられる。アミド変性エポキシはジカルボン酸アミドのカルボキシル基に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂のエポキシ基を反応させることによって得ることができる。 Examples of the compound having an epoxy group and an amide group include glycidyl benzamide and amide-modified epoxy resin. The amide-modified epoxy can be obtained by reacting an epoxy group of an epoxy resin having two or more epoxy groups with a carboxyl group of a dicarboxylic acid amide.
エポキシ基とイミド基を有する化合物としては、例えば、グリシジルフタルイミド等が挙げられる。具体的には“デナコール（登録商標）”ＥＸ−７３１（ナガセケムテックス株式会社製）等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and an imide group include glycidyl phthalimide. Specific examples include “Denacol (registered trademark)” EX-731 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
エポキシ基とウレタン基を有する化合物としては、例えば、ウレタン変性エポキシ樹脂が挙げられ、具体的には“アデカレジン（登録商標）”ＥＰＵ−７８−１３Ｓ、ＥＰＵ−６、ＥＰＵ−１１、ＥＰＵ−１５、ＥＰＵ−１６Ａ、ＥＰＵ−１６Ｎ、ＥＰＵ−１７Ｔ−６、ＥＰＵ−１３４８およびＥＰＵ−１３９５（株式会社ＡＤＥＫＡ製）等が挙げられる。または、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテルの末端水酸基に、その水酸基量に対する反応当量の多価イソシアネートを反応させ、次いで得られた反応生成物のイソシアネート残基に多価エポキシ樹脂内の水酸基と反応させることによって得ることができる。ここで、用いられる多価イソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートおよびビフェニル−２，４，４’−トリイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a urethane group include a urethane-modified epoxy resin. Specifically, “Adeka Resin (registered trademark)” EPU-78-13S, EPU-6, EPU-11, EPU-15, EPU-16A, EPU-16N, EPU-17T-6, EPU-1348, EPU-1395 (manufactured by ADEKA Corporation) and the like can be mentioned. Alternatively, by reacting the terminal hydroxyl group of the polyethylene oxide monoalkyl ether with a polyvalent isocyanate equivalent to the amount of the hydroxyl group, and then reacting the isocyanate residue of the obtained reaction product with the hydroxyl group in the polyvalent epoxy resin. Can be obtained. Here, as the polyvalent isocyanate used, 2,4-tolylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate and biphenyl-2, Examples include 4,4′-triisocyanate.
エポキシ基とウレア基を有する化合物としては、例えば、ウレア変性エポキシ樹脂等が挙げられる。ウレア変性エポキシはジカルボン酸ウレアのカルボキシル基に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂のエポキシ基を反応させることによって得ることができる。 Examples of the compound having an epoxy group and a urea group include a urea-modified epoxy resin. The urea-modified epoxy can be obtained by reacting the epoxy group of an epoxy resin having two or more epoxy groups with the carboxyl group of the dicarboxylic acid urea.
エポキシ基とスルホニル基を有する化合物としては、例えば、ビスフェノールＳ型エポキシ等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a sulfonyl group include bisphenol S-type epoxy.
エポキシ基とスルホ基を有する化合物としては、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸グリシジルおよび３−ニトロベンゼンスルホン酸グリシジル等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a sulfo group include glycidyl p-toluenesulfonate and glycidyl 3-nitrobenzenesulfonate.
以下、（Ｂ）成分の（Ｂ１）〜（Ｂ３）について順に説明する。 Hereinafter, (B1) to (B3) of the component (B) will be described in order.
本発明で用いられる（Ｂ１）分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上の３級アミン化合物および／または３級アミン塩は、（Ａ）エポキシ化合物１００質量部に対して、０．１〜２５質量部配合することが必要であり、０．５〜２０質量部配合することが好ましく、２〜１５質量部配合することがより好ましく、２〜８質量部配合することがさらに好ましい。配合量が０．１質量部未満であると、（Ａ）エポキシ化合物と炭素繊維表面の酸素含有官能基との間の共有結合形成が促進されず、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性が不十分となる。一方、配合量が２５質量部を超えると、（Ｂ１）が炭素繊維表面を覆い、共有結合形成が阻害され、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性が不十分となる。 The (B1) tertiary amine compound and / or tertiary amine salt having a molecular weight of 100 g / mol or more used in the present invention is blended in an amount of 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) epoxy compound. Is required, preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass, and even more preferably 2 to 8 parts by mass. When the blending amount is less than 0.1 part by mass, the formation of a covalent bond between (A) the epoxy compound and the oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber is not promoted, and the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin is poor. It will be enough. On the other hand, when the blending amount exceeds 25 parts by mass, (B1) covers the carbon fiber surface, the covalent bond formation is inhibited, and the adhesion between the carbon fiber and the matrix resin becomes insufficient.
本発明において用いられる、（Ｂ１）分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上である３級アミン化合物および／または３級アミン塩は、その分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上であることが必要であり、分子量は１００〜４００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／ｍｏｌの範囲内であり、さらに好ましくは１００〜２００ｇ／ｍｏｌの範囲内である。分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上であると、熱処理中にも揮発が抑えられ、少量でも大きな接着性向上効果が得られる。一方、分子量が４００ｇ／ｍｏｌ以下であると、分子中における活性部位の比率が高く、やはり少量でも大きな接着性向上効果が得られる。 The tertiary amine compound and / or tertiary amine salt (B1) having a molecular weight of 100 g / mol or more used in the present invention needs to have a molecular weight of 100 g / mol or more, and the molecular weight is 100 to 400 g. It is preferably within the range of / mol, more preferably within the range of 100 to 300 g / mol, and even more preferably within the range of 100 to 200 g / mol. When the molecular weight is 100 g / mol or more, volatilization is suppressed even during the heat treatment, and a large effect of improving adhesiveness can be obtained even with a small amount. On the other hand, when the molecular weight is 400 g / mol or less, the ratio of active sites in the molecule is high, and a large adhesion improvement effect can be obtained even with a small amount.
本発明において用いられる３級アミン化合物とは、分子内に３級アミノ基を有する化合物を示す。また、本発明で用いられる３級アミン塩とは、３級アミノ基を有する化合物をプロトン供与体で中和した塩のことを示す。ここで、プロトン供与体とは、３級アミノ基を有する化合物にプロトンとして供与できる活性水素を有する化合物のことをさす。なお、活性水素とは、塩基性の化合物にプロトンとして供与される水素原子のことをさす。 The tertiary amine compound used in the present invention refers to a compound having a tertiary amino group in the molecule. The tertiary amine salt used in the present invention refers to a salt obtained by neutralizing a compound having a tertiary amino group with a proton donor. Here, the proton donor means a compound having active hydrogen that can be donated as a proton to a compound having a tertiary amino group. The active hydrogen refers to a hydrogen atom that is donated as a proton to a basic compound.
プロトン供与体としては、無機酸、カルボン酸、スルホン酸およびフェノール類などの有機酸、アルコール類、メルカプタン類および１，３−ジカルボニル化合物などが挙げられる。 Examples of proton donors include inorganic acids, carboxylic acids, organic acids such as sulfonic acids and phenols, alcohols, mercaptans, and 1,3-dicarbonyl compounds.
無機酸の具体例としては、硫酸、亜硫酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、硝酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸およびアミド硫酸等が挙げられる。中でも、硫酸、塩酸、硝酸およびリン酸が好ましく用いられる。 Specific examples of inorganic acids include sulfuric acid, sulfurous acid, persulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, nitric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, and amidosulfuric acid. Is mentioned. Of these, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid are preferably used.
カルボン酸類としては、脂肪族ポリカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、Ｓ含有ポリカルボン酸、脂肪族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸および芳香族モノカルボン酸に分類され、以下の化合物が挙げられる。 The carboxylic acids are classified into aliphatic polycarboxylic acids, aromatic polycarboxylic acids, S-containing polycarboxylic acids, aliphatic hydroxycarboxylic acids, aromatic hydroxycarboxylic acids, aliphatic monocarboxylic acids, and aromatic monocarboxylic acids, The following compounds are mentioned.
脂肪族ポリカルボン酸の具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ウンデンカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ペンチルマロン酸、ヘキシルマロン酸、ジメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、メチルプロピルマロン酸、メチルブチルマロン酸、エチルプロピルマロン酸、ジプロピルマロン酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、２，２−ジメチルコハク酸、２，３−ジメチルコハク酸、２−メチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、３−メチル−３−エチルグルタル酸、３,３−ジエチルグルタル酸、３，３−ジメチルグルタル酸、３−メチルアジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸等が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic polycarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, peric acid, azelaic acid, sebacic acid, undencanic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, Tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, propylmalonic acid, butylmalonic acid, pentylmalonic acid, hexylmalonic acid, dimethylmalonic acid, diethylmalonic acid, methylpropylmalonic acid, methylbutylmalonic acid, Ethylpropylmalonic acid, dipropylmalonic acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methyl-3- Ethyl glutaric acid, 3,3-diethyl glutaric acid, 3,3-dimethyl glutar Examples include acid, 3-methyladipic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and citraconic acid.
芳香族ポリカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸およびピロメリット酸等が挙げられる。 Specific examples of the aromatic polycarboxylic acid include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid.
Ｓ含有ポリカルボン酸の具体例としては、チオジプロピオン酸等が挙げられる。 Specific examples of the S-containing polycarboxylic acid include thiodipropionic acid.
脂肪族ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、乳酸、酒石酸およびひまし油脂肪酸等が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, lactic acid, tartaric acid and castor oil fatty acid.
芳香族ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、サリチル酸、マンデル酸、４−ヒドロキシ安息香酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸および６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等が挙げられる。 Specific examples of the aromatic hydroxycarboxylic acid include salicylic acid, mandelic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid. Can be mentioned.
脂肪族モノカルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、オクチル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ウンデカン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸およびオレイン酸等が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic monocarboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, octylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, stearic acid, Examples include behenic acid, undecanoic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and oleic acid.
芳香族モノカルボン酸の具体例としては、安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸、トルイル酸、エチル安息香酸、プロピル安息香酸、イソプロピル安息香酸、ブチル安息香酸、イソブチル安息香酸、第２ブチル安息香酸、第３ブチル安息香酸、メトキシ安息香酸、エトキシ安息香酸、プロポキシ安息香酸、イソプロポキシ安息香酸、ブトキシ安息香酸、イソブトキシ安息香酸、第２ブトキシ安息香酸、第３ブトキシ安息香酸、アミノ安息香酸、Ｎ−メチルアミノ安息香酸、Ｎ−エチルアミノ安息香酸、Ｎ−プロピルアミノ安息香酸、Ｎ−イソプロピルアミノ安息香酸、Ｎ−ブチルアミノ安息香酸、Ｎ−イソブチルアミノ安息香酸、Ｎ−第２ブチルアミノ安息香酸、Ｎ−第３ブチルアミノ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ安息香酸、ニトロ安息香酸およびフロロ安息香酸等が挙げられる。 Specific examples of the aromatic monocarboxylic acid include benzoic acid, cinnamic acid, naphthoic acid, toluic acid, ethyl benzoic acid, propyl benzoic acid, isopropyl benzoic acid, butyl benzoic acid, isobutyl benzoic acid, sec-butyl benzoic acid, Tertiary butyl benzoic acid, methoxy benzoic acid, ethoxy benzoic acid, propoxy benzoic acid, isopropoxy benzoic acid, butoxy benzoic acid, isobutoxy benzoic acid, second butoxy benzoic acid, tertiary butoxy benzoic acid, amino benzoic acid, N-methyl Aminobenzoic acid, N-ethylaminobenzoic acid, N-propylaminobenzoic acid, N-isopropylaminobenzoic acid, N-butylaminobenzoic acid, N-isobutylaminobenzoic acid, N-secondary butylaminobenzoic acid, N- Tertiary butylaminobenzoic acid, N, N-dimethylaminobenzoic acid, N, N-die Arylamino benzoic acid, and nitrobenzoic acid and fluorosilicone benzoate.
以上のカルボン酸類のうち、芳香族ポリカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸、芳香族カルボン酸が好ましく用いられ、具体的には、フタル酸、ギ酸、オクチル酸が好ましく用いられる。 Of the above carboxylic acids, aromatic polycarboxylic acids, aliphatic monocarboxylic acids, and aromatic carboxylic acids are preferably used. Specifically, phthalic acid, formic acid, and octylic acid are preferably used.
スルホン酸としては、脂肪族スルホン酸と芳香族スルホン酸に分類でき、以下の化合物が挙げられる。 The sulfonic acid can be classified into aliphatic sulfonic acid and aromatic sulfonic acid, and examples thereof include the following compounds.
脂肪族スルホン酸の中でも、１価の飽和脂肪族スルホン酸の具体例としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、イソプロピルスルホン酸、ブタンスルホン酸、イソブチルスルホン酸、ｔｅｒｔ−ブチルスルホン酸、ペンタンスルホン酸、イソペンチルスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ノナンスルホン酸、デカンスルホン酸、ウンデカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、トリデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ｎ−オクチルスルホン酸、ドデシルスルホン酸およびセチルスルホン酸等が挙げられる。 Among the aliphatic sulfonic acids, specific examples of monovalent saturated aliphatic sulfonic acids include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, isopropylsulfonic acid, butanesulfonic acid, isobutylsulfonic acid, tert-butylsulfonic acid. , Pentanesulfonic acid, isopentylsulfonic acid, hexanesulfonic acid, nonanesulfonic acid, decanesulfonic acid, undecanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, tridecanesulfonic acid, tetradecanesulfonic acid, n-octylsulfonic acid, dodecylsulfonic acid and cetyl A sulfonic acid etc. are mentioned.
脂肪族スルホン酸は不飽和脂肪族スルホン酸であってもよく、不飽和脂肪族スルホン酸の具体例としては、エチレンスルホン酸および１−プロペン−１−スルホン酸等が挙げられる。 The aliphatic sulfonic acid may be an unsaturated aliphatic sulfonic acid, and specific examples of the unsaturated aliphatic sulfonic acid include ethylene sulfonic acid and 1-propene-1-sulfonic acid.
脂肪族スルホン酸の中でも、２価以上の脂肪族スルホン酸の具体例としては、メチオン酸、１，１−エタンジスルホン酸、１，２−エタンジスルホン酸、１，１−プロパンジスルホン酸、１，３−プロパンジスルホン酸およびポリビニルスルホン酸等が挙げられる。 Among aliphatic sulfonic acids, specific examples of divalent or higher aliphatic sulfonic acids include methionic acid, 1,1-ethanedisulfonic acid, 1,2-ethanedisulfonic acid, 1,1-propanedisulfonic acid, 1, Examples thereof include 3-propanedisulfonic acid and polyvinyl sulfonic acid.
脂肪族スルホン酸は水酸基を有するオキシ脂肪族スルホン酸であってもよく、オキシ脂肪族スルホン酸の具体例としては、イセチオン酸および３−オキシ−プロパンスルホン酸等が挙げられる。 The aliphatic sulfonic acid may be an oxyaliphatic sulfonic acid having a hydroxyl group, and specific examples of the oxyaliphatic sulfonic acid include isethionic acid and 3-oxy-propanesulfonic acid.
脂肪族スルホン酸はスルホ脂肪族カルボン酸であってもよく、スルホ脂肪族カルボン酸の具体例としては、スルホ酢酸およびスルホコハク酸等が挙げられる。 The aliphatic sulfonic acid may be a sulfoaliphatic carboxylic acid, and specific examples of the sulfoaliphatic carboxylic acid include sulfoacetic acid and sulfosuccinic acid.
脂肪族スルホン酸はスルホ脂肪族カルボン酸エステルであってもよく、スルホ脂肪族カルボン酸エステルの具体例としては、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸等が挙げられる。 The aliphatic sulfonic acid may be a sulfoaliphatic carboxylic acid ester, and specific examples of the sulfoaliphatic carboxylic acid ester include di (2-ethylhexyl) sulfosuccinic acid.
脂肪族スルホン酸はフルオロスルホン酸であってもよく、フルオロスルホン酸の具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロエタンスルホン酸、パーフルオロプロパンスルホン酸、パーフルオロイソプロピルスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロイソブチルスルホン酸、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチルスルホン酸、パーフルオロペンタンスルホン酸、パーフルオロイソペンチルスルホン酸、パーフルオロヘキサンスルホン酸、パーフルオロノナンスルホン酸、パーフルオロデカンスルホン酸、パーフルオロウンデカンスルホン酸、パーフルオロドデカンスルホン酸、パーフルオロトリデカンスルホン酸、パーフルオロテトラデカンスルホン酸、パーフルオロ−ｎ−オクチルスルホン酸、パーフルオロドデシルスルホン酸およびパーフルオロセチルスルホン酸等が挙げられる。 The aliphatic sulfonic acid may be fluorosulfonic acid, and specific examples of the fluorosulfonic acid include trifluoromethanesulfonic acid, perfluoroethanesulfonic acid, perfluoropropanesulfonic acid, perfluoroisopropylsulfonic acid, perfluorobutanesulfonic acid. Acid, perfluoroisobutylsulfonic acid, perfluoro-tert-butylsulfonic acid, perfluoropentanesulfonic acid, perfluoroisopentylsulfonic acid, perfluorohexanesulfonic acid, perfluorononanesulfonic acid, perfluorodecanesulfonic acid, perfluoro Undecanesulfonic acid, perfluorododecanesulfonic acid, perfluorotridecanesulfonic acid, perfluorotetradecanesulfonic acid, perfluoro-n-octylsulfonic acid, perfluoro Dodecyl sulfonic acid and perfluorosulfonic cetyl sulfonic acid.
芳香族スルホン酸の中でも、１価の芳香族スルホン酸の具体例としては、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ｏ−トルエンスルホン酸、ｍ−トルエンスルホン酸、ｏ−キシレン−４−スルホン酸、ｍ−キシレン−４−スルホン酸、４−エチルベンゼンスルホン酸、４−プロピルベンゼンスルホン酸、４−ブチルベンゼンスルホン酸、４−ドデシルベンゼンスルホン酸、４−オクチルベンゼンスルホン酸、２−メチル−５−イソプロピルベンゼンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ｔ−ブチルナフタレンスルホン酸、２，４，５−トリクロロベンゼンスルホン酸、ベンジルスルホン酸およびフェニルエタンスルホン酸等が挙げられる。 Among aromatic sulfonic acids, specific examples of monovalent aromatic sulfonic acids include benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, o-toluenesulfonic acid, m-toluenesulfonic acid, o-xylene-4-sulfonic acid. M-xylene-4-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 4-propylbenzenesulfonic acid, 4-butylbenzenesulfonic acid, 4-dodecylbenzenesulfonic acid, 4-octylbenzenesulfonic acid, 2-methyl-5- Examples include isopropylbenzenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, butylnaphthalenesulfonic acid, t-butylnaphthalenesulfonic acid, 2,4,5-trichlorobenzenesulfonic acid, benzylsulfonic acid, and phenylethanesulfonic acid.
芳香族スルホン酸の中でも、２価以上の芳香族スルホン酸の具体例としては、ｍ−ベンゼンジスルホン酸、１，４−ナフタレンジスルホン酸、１，５−ナフタレンジスルホン酸、１，６−ナフタレンジスルホン酸、２，６−ナフタレンジスルホン酸、２，７−ナフタレンジスルホン酸、１，３，６−ナフタレントリスルホン酸およびスルホン化ポリスチレン等が挙げられる。 Among aromatic sulfonic acids, specific examples of di- or higher valent aromatic sulfonic acids include m-benzenedisulfonic acid, 1,4-naphthalenedisulfonic acid, 1,5-naphthalenedisulfonic acid, 1,6-naphthalenedisulfonic acid. 2,6-naphthalenedisulfonic acid, 2,7-naphthalenedisulfonic acid, 1,3,6-naphthalenetrisulfonic acid, sulfonated polystyrene, and the like.
芳香族スルホン酸はオキシ芳香族スルホン酸であってもよく、オキシ芳香族スルホン酸の具体例としては、フェノール−２−スルホン酸、フェノール−３−スルホン酸、フェノール−４−スルホン酸、アニソール−ｏ−スルホン酸、アニソール−ｍ−スルホン酸、フェネトール−ｏ−スルホン酸、フェネトール−ｍ−スルホン酸、フェノール−２，４−ジスルホン酸、フェノール−２，４，６−トリスルホン酸、アニソール−２，４−ジスルホン酸、フェネトール−２，５−ジスルホン酸、２−オキシトルエン−４−スルホン酸、ピロカテキン−４−スルホン酸、ベラトロール−４−スルホン酸、レゾルシン−４−スルホン酸、２−オキシ−１−メトキシベンゼン−４−スルホン酸、１，２−ジオキシベンゼン−３，５−ジスルホン酸、レゾルシン−４，６−ジスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ヒドロキノン−２，５−ジスルホン酸および１，２，３−トリオキシベンゼン−４−スルホン酸等が挙げられる。 The aromatic sulfonic acid may be an oxyaromatic sulfonic acid. Specific examples of the oxyaromatic sulfonic acid include phenol-2-sulfonic acid, phenol-3-sulfonic acid, phenol-4-sulfonic acid, anisole- o-sulfonic acid, anisole-m-sulfonic acid, phenetol-o-sulfonic acid, phenetol-m-sulfonic acid, phenol-2,4-disulfonic acid, phenol-2,4,6-trisulfonic acid, anisole-2 , 4-disulfonic acid, phenetole-2,5-disulfonic acid, 2-oxytoluene-4-sulfonic acid, pyrocatechin-4-sulfonic acid, veratrol-4-sulfonic acid, resorcin-4-sulfonic acid, 2-oxy -1-methoxybenzene-4-sulfonic acid, 1,2-dioxybenzene-3,5-disulfonic acid, reso Shin-4,6-disulfonic acid, hydroquinone sulfonic acid, hydroquinone-2,5-disulfonic acid and 1,2,3-oxybenzene-4-sulfonic acid and the like.
芳香族スルホン酸はスルホ芳香族カルボン酸であってもよく、スルホ芳香族カルボン酸の具体例としては、ｏ−スルホ安息香酸、ｍ−スルホ安息香酸、ｐ−スルホ安息香酸、２，４−ジスルホ安息香酸、３−スルホフタル酸、３，５−ジスルホフタル酸、４−スルホイソフタル酸、２−スルホテレフタル酸、２−メチル−４−スルホ安息香酸、２−メチル−３、５−ジスルホ安息香酸、４−プロピル−３−スルホ安息香酸、２，４，６−トリメチル−３−スルホ安息香酸、２−メチル−５−スルホテレフタル酸、５−スルホサリチル酸および３−オキシ−４−スルホ安息香酸等が挙げられる。 The aromatic sulfonic acid may be a sulfoaromatic carboxylic acid. Specific examples of the sulfoaromatic carboxylic acid include o-sulfobenzoic acid, m-sulfobenzoic acid, p-sulfobenzoic acid, and 2,4-disulfo. Benzoic acid, 3-sulfophthalic acid, 3,5-disulfophthalic acid, 4-sulfoisophthalic acid, 2-sulfoterephthalic acid, 2-methyl-4-sulfobenzoic acid, 2-methyl-3,5-disulfobenzoic acid, 4 -Propyl-3-sulfobenzoic acid, 2,4,6-trimethyl-3-sulfobenzoic acid, 2-methyl-5-sulfoterephthalic acid, 5-sulfosalicylic acid and 3-oxy-4-sulfobenzoic acid It is done.
芳香族スルホン酸はチオ芳香族スルホン酸であってもよく、チオ芳香族スルホン酸の具体例としては、チオフェノールスルホン酸、チオアニソール−４−スルホン酸およびチオフェネトール−４−スルホン酸等が挙げられる。 The aromatic sulfonic acid may be a thioaromatic sulfonic acid. Specific examples of the thioaromatic sulfonic acid include thiophenol sulfonic acid, thioanisole-4-sulfonic acid, and thiophenetol-4-sulfonic acid. Can be mentioned.
芳香族スルホン酸の中でも、その他官能基を有する具体例としては、ベンズアルデヒド−ｏ−スルホン酸、ベンズアルデヒド−２，４−ジスルホン酸、アセトフェノン−ｏ−スルホン酸、アセトフェノン−２，４−ジスルホン酸、ベンゾフェノン−ｏ−スルホン酸、ベンゾフェノン−３，３'−ジスルホン酸、４−アミノフェノール−３−スルホン酸、アントラキノン−１−スルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸、アントラキノン−１，５−ジスルホン酸、アントラキノン−１，８−ジスルホン酸、アントラキノン−２，６−ジスルホン酸および２−メチルアントラキノン−１−スルホン酸等が挙げられる。 Among the aromatic sulfonic acids, specific examples having other functional groups include benzaldehyde-o-sulfonic acid, benzaldehyde-2,4-disulfonic acid, acetophenone-o-sulfonic acid, acetophenone-2,4-disulfonic acid, benzophenone. -O-sulfonic acid, benzophenone-3,3'-disulfonic acid, 4-aminophenol-3-sulfonic acid, anthraquinone-1-sulfonic acid, anthraquinone-2-sulfonic acid, anthraquinone-1,5-disulfonic acid, anthraquinone Examples include -1,8-disulfonic acid, anthraquinone-2,6-disulfonic acid, and 2-methylanthraquinone-1-sulfonic acid.
以上のスルホン酸類のうち、１価の芳香族スルホン酸が好ましく用いられ、具体的には、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ｏ−トルエンスルホン酸およびｍ−トルエンスルホン酸が好ましく用いられる。 Among the above sulfonic acids, monovalent aromatic sulfonic acid is preferably used, and specifically, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, o-toluenesulfonic acid and m-toluenesulfonic acid are preferably used.
また、フェノール類としては、１分子中に１個の活性水素を含むものの具体例としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ｎ−プロピルフェノール、イソプロピルフェノール、ｎ−ブチルフェノール、ｓｅｃ−ブチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ジメチルフェノール、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ニトロフェノール、メトキシフェノールおよびサリチル酸メチル等が挙げられる。 Specific examples of phenols containing one active hydrogen per molecule include phenol, cresol, ethylphenol, n-propylphenol, isopropylphenol, n-butylphenol, sec-butylphenol, and tert-butylphenol. Cyclohexylphenol, dimethylphenol, methyl-tert-butylphenol, di-tert-butylphenol, chlorophenol, bromophenol, nitrophenol, methoxyphenol, and methyl salicylate.
１分子中に２個の活性水素を含むフェノール類の具体例としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチルヒドロキノン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、ベンジルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン、ジメチルヒドロキノン、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、トリメチルヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、メチルレゾルシノール、ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール、ベンジルレゾルシノール、フェニルレゾルシノール、ジメチルレゾルシノール、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール、トリメチルレゾルシノール、メトキシレゾルシノール、メチルカテコール、ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、ベンジルカテコール、フェニルカテコール、ジメチルカテコール、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、トリメチルカテコール、メトキシカテコール、ビフェノール、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル等のビフェノール類、ビスフェノールＡ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビスフェノールＡ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビスフェノールＦ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビスフェノールＡＤ、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルビスフェノールＡＤが挙げられる。 Specific examples of phenols containing two active hydrogens in one molecule include hydroquinone, resorcinol, catechol, methylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, benzylhydroquinone, phenylhydroquinone, dimethylhydroquinone, methyl-tert-butylhydroquinone, di- -Tert-butylhydroquinone, trimethylhydroquinone, methoxyhydroquinone, methylresorcinol, tert-butylresorcinol, benzylresorcinol, phenylresorcinol, dimethylresorcinol, methyl-tert-butylresorcinol, di-tert-butylresorcinol, trimethylresorcinol, methoxyresorcinol, methyl Catechol, tert-butylcatechol, benzylcatechol, phenylcatechol , Dimethylcatechol, methyl-tert-butylcatechol, di-tert-butylcatechol, trimethylcatechol, methoxycatechol, biphenol, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl, 4 Biphenols such as 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetra-tert-butylbiphenyl, bisphenol A, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbisphenol A, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetra-tert-butylbisphenol A, bisphenol F, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbisphenol F, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetra-tert-butylbispheno F, bisphenol AD, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbisphenol AD, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetra-tert-butyl Bisphenol AD is mentioned.
さらに、１分子中に２個の活性水素を含むフェノール類として、下記の構造式（ＸＩＩＩ）、
構造式（ＸＩＶ）、
構造式（ＸＶ）、
構造式（ＸＶＩ）、
構造式（ＸＶＩＩ）、
構造式（ＸＶＩＩＩ）、
または構造式（ＸＩＸ）
で示されるビスフェノール類等、テルペンフェノール、構造式（ＸＸ）
構造式（ＸＸＩ）
以上のフェノール類のうち、フェノールおよびフェノールノボラックが好ましく用いられる。 Of the above phenols, phenol and phenol novolac are preferably used.
また、アルコール類としては、１分子中に２個の水酸基を含むものが例示され、例えば、１，２−エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，１−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ドデカヒドロビスフェノールＡ、構造式（ＸＸＩＩ） Examples of alcohols include those containing two hydroxyl groups in one molecule, such as 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butane. Diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,1-dimethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2,4- Pentanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, triethylene glycol, dodecahydrobisphenol A, structural formula (XXII)
また、メルカプタン類としては、１分子中に１個の活性水素を含むメルカプタン類が例示され、例えば、メタンチオール、エタンチオール、１−プロパンチオール、２−プロパンチオール、１−ブタンチオール、２−メチル−１−プロパンチオール、２−ブタンチオール、２−メチル−２−プロパンチオール、１−ペンタンチオール、１−ヘキサンチオール、１−ヘプタンチオール、１−オクタンチオール、シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、ベンジルメルカプタン、ベンゼンチオール、トルエンチオール、クロロベンゼンチオール、ブロモベンゼンチオール、ニトロベンゼンチオールおよびメトキシベンゼンチオール等が挙げられる。 Examples of mercaptans include mercaptans containing one active hydrogen in one molecule. For example, methanethiol, ethanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, 1-butanethiol, 2-methyl -1-propanethiol, 2-butanethiol, 2-methyl-2-propanethiol, 1-pentanethiol, 1-hexanethiol, 1-heptanethiol, 1-octanethiol, cyclopentanethiol, cyclohexanethiol, benzyl mercaptan, Examples include benzene thiol, toluene thiol, chlorobenzene thiol, bromobenzene thiol, nitrobenzene thiol and methoxybenzene thiol.
１分子中に２個の活性水素を含むメルカプタン類の具体例としては、１，２−エタンジチオール、１，３−プロパンジチオール、１，４−ブタンジチオール、１，５−ペンタンジチオール、２，２’−オキシジエタンチオール、１，６−ヘキサンジチオール、１，２−シクロヘキサンジチオール、１，３−シクロヘキサンジチオール、１，４−シクロヘキサンジチオール、１，２−ベンゼンジチオール、１，３−ベンゼンジチオールおよび１，４−ベンゼンチオール等が挙げられる。 Specific examples of mercaptans containing two active hydrogens in one molecule include 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 1,5-pentanedithiol, 2,2 '-Oxydiethanethiol, 1,6-hexanedithiol, 1,2-cyclohexanedithiol, 1,3-cyclohexanedithiol, 1,4-cyclohexanedithiol, 1,2-benzenedithiol, 1,3-benzenedithiol and 1 , 4-benzenethiol and the like.
また、１，３−ジカルボニル化合物類としては、２，４−ペンタンジオン、３−メチル−２，４−ペンタンジオン、３−エチル−２，４−ペンタンジオン、３，５−ヘプタンジオン、４，６−ノナンジオン、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１−フェニル−１，３−ブタンジオン、１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオン、１，３−シクロペンタンジオン、２−メチル−１，３−シクロペンタンジオン、２−エチル−１，３−シクロペンタンジオン、１，３−シクロヘキサンジオン、２−メチル−１，３−シクロヘキサンジオン、２−エチル−シクロヘキサンジオン、１，３−インダンジオン、アセト酢酸エチルおよびマロン酸ジエチル等が挙げられる。 Examples of 1,3-dicarbonyl compounds include 2,4-pentanedione, 3-methyl-2,4-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 3,5-heptanedione, 4 , 6-nonanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 1-phenyl-1,3-butanedione, 1,3- Diphenyl-1,3-propanedione, 1,3-cyclopentanedione, 2-methyl-1,3-cyclopentanedione, 2-ethyl-1,3-cyclopentanedione, 1,3-cyclohexanedione, 2- Examples include methyl-1,3-cyclohexanedione, 2-ethyl-cyclohexanedione, 1,3-indandione, ethyl acetoacetate and diethyl malonate.
本発明において用いられる、（Ｂ１）分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上の３級アミン化合物および／または３級アミン塩は、次の一般式（ＩＩＩ） The tertiary amine compound and / or tertiary amine salt (B1) having a molecular weight of 100 g / mol or more used in the present invention has the following general formula (III)
（式中、Ｒ８は炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。Ｒ９は、炭素数２〜２２のアルキレン基、炭素数２〜２２のアルケニレン基、または炭素数２〜２２のアルキニレン基のいずれかを表す。Ｒ１０は、水素または炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。または、Ｒ８とＲ１０は結合して炭素数２〜１１のアルキレン基を形成してもよい）、次の一般式（ＩＶ） (In the formula, R 8 represents a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group represents —O—, —O, R 9 may be any one of an alkylene group having 2 to 22 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 22 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 22 carbon atoms, which may be substituted with —CO— or —CO—O—. R 10 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is —O— , -O-CO- or -CO-O-, or R 8 and R 10 may combine to form an alkylene group having 2 to 11 carbon atoms), Formula (IV)
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい）、または、次の一般式（Ｖ） (Wherein R 11 to R 14 each represent a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is- O-, -O-CO- or -CO-O- may be substituted), or the following general formula (V)
（式中、Ｒ１５〜Ｒ２０は、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。Ｒ２１は、水酸基、または炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい）、一般式（ＶＩ） (Wherein R 15 to R 20 each represent a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is- May be substituted by O-, -O-CO- or -CO-O-, R 21 represents a hydroxyl group or a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group has a hydroxyl group; And the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted by —O—, —O—CO— or —CO—O—), the general formula (VI)
本発明の上記一般式（ＩＩＩ）〜（Ｖ）、および（ＶＩＩＩ）のＲ８、Ｒ１１〜Ｒ２０、Ｒ２６〜Ｒ２８は、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数を１〜２２の間にすることで、分子構造の立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性が向上する。より好ましくは１〜１４の範囲内であり、さらに好ましくは１〜８の範囲内である。一方、炭素数が２２を超える場合、分子構造の立体障害がやや大きく反応促進効果が低くなる場合がある。 In the general formulas (III) to (V) and (VIII) of the present invention, R 8 , R 11 to R 20 , and R 26 to R 28 each represent a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, The hydrogen group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted with —O—, —O—CO— or —CO—O—. By setting the number of carbon atoms to be between 1 and 22, the steric hindrance of the molecular structure is moderately small, the reaction promoting effect is increased, and the adhesion is improved. More preferably, it exists in the range of 1-14, More preferably, it exists in the range of 1-8. On the other hand, when the number of carbon atoms exceeds 22, the steric hindrance of the molecular structure may be somewhat large and the reaction promoting effect may be reduced.
本発明の上記一般式（Ｖ）のＲ２１は、水酸基、または炭素数１〜２２の炭化水素基であり、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数を１〜２２の間にすることで、分子構造の立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性が向上する。より好ましくは１〜１４の範囲内であり、さらに好ましくは１〜８の範囲内である。一方、炭素数が２２を超える場合、分子構造の立体障害がやや大きく反応促進効果が低くなる場合がある。 R 21 in the general formula (V) of the present invention is a hydroxyl group or a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and CH in the hydrocarbon group Two groups may be substituted by -O-, -O-CO- or -CO-O-. By setting the number of carbon atoms to be between 1 and 22, the steric hindrance of the molecular structure is moderately small, the reaction promoting effect is increased, and the adhesion is improved. More preferably, it exists in the range of 1-14, More preferably, it exists in the range of 1-8. On the other hand, when the number of carbon atoms exceeds 22, the steric hindrance of the molecular structure may be somewhat large and the reaction promoting effect may be reduced.
本発明の上記一般式（ＩＩＩ）のＲ９は、炭素数２〜２２のアルキレン基、炭素数２〜２２のアルケニレン基、または炭素数２〜２２のアルキニレン基のいずれかを表す。炭素数を２〜２２の間にすることで、分子構造の立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性が向上する。好ましくは３〜２２の範囲内であり、より好ましくは３〜１４の範囲内であり、さらに好ましくは３〜８の範囲内である。一方、炭素数が２２を超える場合、分子構造の立体障害がやや大きく反応促進効果が低くなる場合がある。 R 9 in the general formula (III) of the present invention represents any of an alkylene group having 2 to 22 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 22 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 22 carbon atoms. By setting the number of carbon atoms to between 2 and 22, the steric hindrance of the molecular structure is moderately small, the reaction promoting effect is increased, and the adhesion is improved. Preferably it exists in the range of 3-22, More preferably, it exists in the range of 3-14, More preferably, it exists in the range of 3-8. On the other hand, when the number of carbon atoms exceeds 22, the steric hindrance of the molecular structure may be somewhat large and the reaction promoting effect may be reduced.
本発明の上記一般式（ＩＩＩ）のＲ１０は、水素または炭素数１〜２２の炭化水素基であり、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数を１〜２２の間にすることで、分子構造の立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性が向上する。より好ましくは１〜１４の範囲内であり、さらに好ましくは１〜８の範囲内である。一方、炭素数が２２を超える場合、分子構造の立体障害がやや大きく反応促進効果が低くなる場合がある。 R 10 in the above general formula (III) of the present invention is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and CH 2 in the hydrocarbon group. The group may be substituted by -O-, -O-CO- or -CO-O-. By setting the number of carbon atoms to be between 1 and 22, the steric hindrance of the molecular structure is moderately small, the reaction promoting effect is increased, and the adhesion is improved. More preferably, it exists in the range of 1-14, More preferably, it exists in the range of 1-8. On the other hand, when the number of carbon atoms exceeds 22, the steric hindrance of the molecular structure may be somewhat large and the reaction promoting effect may be reduced.
ここで、炭素数１〜２２の炭化水素基とは、炭素原子と水素原子のみからなる基であり、飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基のいずれでも良く、環構造を含んでも含まなくても良い。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基、ドコシル基、ベンジル基およびフェニル基等が挙げられる。 Here, a C1-C22 hydrocarbon group is a group which consists only of a carbon atom and a hydrogen atom, and any of a saturated hydrocarbon group and an unsaturated hydrocarbon group may be included, even if it contains a ring structure. Also good. As the hydrocarbon group, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, oleyl group, A docosyl group, a benzyl group, a phenyl group, etc. are mentioned.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基は、炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−により置換されたものであってもよい。炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−により置換された場合の例としては、直鎖状のものとして、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、フェノキシエチル基、メトキシエトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、ポリエチレングリコール基およびポリプロピレングリコール基等のポリエーテル基が挙げられる。環状のものとして、例えば、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン、オキセパン、１，３−ジオキソランなどが挙げられる。 Further, the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms may be one in which a CH 2 group in the hydrocarbon group is substituted with —O—. Examples of the case where the CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by —O— include, for example, a straight chain, such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a propoxymethyl group, butoxy Polyether groups such as methyl group, phenoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, phenoxyethyl group, methoxyethoxymethyl group, methoxyethoxyethyl group, polyethylene glycol group and polypropylene glycol group Can be mentioned. Examples of cyclic compounds include ethylene oxide, tetrahydrofuran, oxepane, and 1,3-dioxolane.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基は、炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されたものであってもよい。炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換された場合の例としては、例えば、アセトキシメチル基、アセトキシエチル基、アセトキシプロピル基、アセトキシブチル基、メタクロイルオキシエチル基およびベンゾイルオキシエチル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。 Further, the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms may be one in which a CH 2 group in the hydrocarbon group is substituted by —O—CO— or —CO—O—. Examples of the case where the CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by —O—CO— or —CO—O— include, for example, an acetoxymethyl group, an acetoxyethyl group, an acetoxypropyl group, Examples include an acetoxybutyl group, a methacryloyloxyethyl group, a benzoyloxyethyl group, a methoxycarbonyl group, and an ethoxycarbonyl group.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基は、水酸基を有していてもよく、炭素数１〜２２の炭化水素基が水酸基を有する場合の例としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシシクロヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシオクタデシル基、ヒドロキシオレイル基およびヒドロキシドコシル基等が挙げられる。 The hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms may have a hydroxyl group, and examples of the case where the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms has a hydroxyl group include, for example, a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group. , Hydroxypropyl group, hydroxybutyl group, hydroxypentyl group, hydroxyhexyl group, hydroxycyclohexyl group, hydroxyoctyl group, hydroxydecyl group, hydroxydodecyl group, hydroxytetradecyl group, hydroxyhexadecyl group, hydroxyoctadecyl group, hydroxyoleyl group And a hydroxydocosyl group and the like.
本発明において、（Ｂ１）の３級アミン化合物は、その共役酸の酸解離定数ｐＫａが９以上のものが好ましく、より好ましくは１１以上のものである。酸解離定数ｐＫａが９以上の場合、（Ｂ１）成分が炭素繊維のカルボキシル基および水酸基等の酸素含有官能基から水素イオンを引き抜きやすくなるため、炭素繊維表面の官能基と（Ａ）成分のエポキシ基との反応が促進され、接着向上効果が大きくなる。このような３級アミン化合物としては、具体的には、ＤＢＵ（ｐＫａ１２．５）、ＤＢＮ（ｐＫａ１２．７）や１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレン（ｐＫａ１２．３）等が該当する。 In the present invention, the tertiary amine compound (B1) preferably has an acid dissociation constant pKa of the conjugate acid of 9 or more, more preferably 11 or more. When the acid dissociation constant pKa is 9 or more, the component (B1) can easily extract hydrogen ions from oxygen-containing functional groups such as a carboxyl group and a hydroxyl group of the carbon fiber, so the functional group on the surface of the carbon fiber and the epoxy of the component (A) The reaction with the group is promoted, and the effect of improving adhesion is increased. Specific examples of such tertiary amine compounds include DBU (pKa12.5), DBN (pKa12.7), 1,8-bis (dimethylamino) naphthalene (pKa12.3), and the like.
本発明において、（Ｂ１）の３級アミン化合物および／または３級アミン塩は、沸点が１６０℃以上のものが好ましく、より好ましくは１６０〜３５０℃の範囲内であり、さらに好ましくは１６０〜２６０℃の範囲内である。沸点が１６０℃未満の場合、１６０〜２６０℃の温度範囲で３０〜６００秒熱処理する工程において、揮発が激しくなり反応促進効果が低下する場合がある。 In the present invention, the tertiary amine compound and / or tertiary amine salt (B1) preferably has a boiling point of 160 ° C. or higher, more preferably in the range of 160 to 350 ° C., and still more preferably 160 to 260. Within the range of ° C. When the boiling point is less than 160 ° C., the volatilization becomes intense in the step of heat treatment for 30 to 600 seconds in the temperature range of 160 to 260 ° C., and the reaction promoting effect may be reduced.
本発明において用いられる、（Ｂ１）の３級アミン化合物および／または３級アミン塩としては、脂肪族３級アミン類、芳香族含有脂肪族３級アミン類、芳香族３級アミン類および複素環式３級アミン類と、それらの塩が挙げられる。次に、具体例を挙げる。 The tertiary amine compound (B1) and / or tertiary amine salt used in the present invention includes aliphatic tertiary amines, aromatic-containing aliphatic tertiary amines, aromatic tertiary amines and heterocyclic rings. Formula tertiary amines and their salts. Next, a specific example is given.
脂肪族３級アミン類の具体例としては、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルドデシルアミン、ジメチルテトラデシルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、ジメチルオレイルアミン、ジメチルドコシルアミン、ジエチルプロピルアミン、ジエチルブチルアミン、ジエチルペンチルアミン、ジエチルヘキシルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミン、ジエチルオクチルアミン、ジエチルデシルアミン、ジエチルドデシルアミン、ジエチルテトラデシルアミン、ジエチルヘキサデシルアミン、ジエチルオクタデシルアミン、ジエチルオレイルアミン、ジエチルドコシルアミン、ジプロピルメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジプロピルエチルアミン、ジプロピルブチルアミン、ジブチルメチルアミン、ジブチルエチルアミン、ジブチルプロピルアミン、ジヘキシルメチルアミン、ジヘキシルメチルアミン、ジヘキシルプロピルアミン、ジヘキシルブチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルエチルアミン、ジシクロヘキシルプロピルアミン、ジシクロヘキシルブチルアミン、ジオクチルメチルアミン、ジオクチルエチルアミン、ジオクチルプロピルアミン、ジデシルメチルアミン、ジデシルエチルアミン、ジデシルプロピルアミン、ジデシルブチルアミン、ジドデシルメチルアミン、ジドデシルエチルアミン、ジドデシルプロピルアミン、ジドデシルブチルアミン、ジテトラデシルメチルアミン、ジテトラデシルエチルアミン、ジテトラデシルプロピルアミン、ジテトラデシルブチルアミン、ジヘキサデシルメチルアミン、ジヘキサデシルエチルアミン、ジヘキサデシルプロピルアミン、ジヘキサデシルブチルアミン、トリメタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリヘキサノールアミン、ジエチルメタノールアミン、ジプロピルメタノールアミン、ジイソプロピルメタノールアミン、ジブチルメタノールアミン、ジイソブチルメタノールアミン、ジターシャリブチルメタノールアミン、ジ（２−エチルヘキシル）メタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジプロピルエタノールアミン、ジイソプロピルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジイソブチルエタノールアミン、ジターシャリブチルエタノールアミン、ジ（２−エチルヘキシル）エタノールアミン、ジメチルプロパノールアミン、ジエチルプロパノールアミン、ジプロピルプロパノールアミン、ジイソプロピルプロパノールアミン、ジブチルプロパノールアミン、ジイソブチルプロパノールアミン、ジターシャリブチルプロパノールアミン、ジ（２−エチルヘキシル）プロパノールアミン、メチルジメタノールアミン、エチルジメタノールアミン、プロピルジメタノールアミン、イソプロピルジメタノールアミン、ブチルジメタノールアミン、イソブチルジメタノールアミン、ターシャリブチルジメタノールアミン、（２−エチルヘキシル）ジメタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、プロピルジエタノールアミン、イソプロピルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、イソブチルジエタノールアミン、ターシャリブチルジエタノールアミン、（２−エチルヘキシル）ジエタノールアミン、ジメチルアミノエトキシエタノールなどが挙げられる。 Specific examples of the aliphatic tertiary amines include, for example, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, trioctylamine, dimethylpropylamine, dimethylbutylamine, Dimethylpentylamine, dimethylhexylamine, dimethylcyclohexylamine, dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyldodecylamine, dimethyltetradecylamine, dimethylhexadecylamine, dimethyloctadecylamine, dimethyloleylamine, dimethyldocosylamine, diethylpropylamine, Diethylbutylamine, diethylpentylamine, diethylhexylamine, diethylcyclohexylamine, diethyl Octylamine, diethyldecylamine, diethyldodecylamine, diethyltetradecylamine, diethylhexadecylamine, diethyloctadecylamine, diethyloleylamine, diethyldocosylamine, dipropylmethylamine, diisopropylethylamine, dipropylethylamine, dipropylbutylamine, dibutyl Methylamine, dibutylethylamine, dibutylpropylamine, dihexylmethylamine, dihexylmethylamine, dihexylpropylamine, dihexylbutylamine, dicyclohexylmethylamine, dicyclohexylethylamine, dicyclohexylpropylamine, dicyclohexylbutylamine, dioctylmethylamine, dioctylethylamine, dioctylpropylamine, Didecyl Tylamine, didecylethylamine, didecylpropylamine, didecylbutylamine, didodecylmethylamine, didodecylethylamine, didodecylpropylamine, didodecylbutylamine, ditetradecylmethylamine, ditetradecylethylamine, ditetradecylpropylamine, Ditetradecylbutylamine, dihexadecylmethylamine, dihexadecylethylamine, dihexadecylpropylamine, dihexadecylbutylamine, trimethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, tributanolamine, trihexanolamine, diethylmethanolamine , Dipropylmethanolamine, diisopropylmethanolamine, dibutylmethanolamine, diisobutylmethanolamine, Ditertiarybutylmethanolamine, di (2-ethylhexyl) methanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, dipropylethanolamine, diisopropylethanolamine, dibutylethanolamine, diisobutylethanolamine, ditertiarybutylethanolamine, di (2- Ethylhexyl) ethanolamine, dimethylpropanolamine, diethylpropanolamine, dipropylpropanolamine, diisopropylpropanolamine, dibutylpropanolamine, diisobutylpropanolamine, ditertiarybutylpropanolamine, di (2-ethylhexyl) propanolamine, methyldimethanolamine, Ethyldimethanolamine, propyldimethanolamine, Sopropyldimethanolamine, butyldimethanolamine, isobutyldimethanolamine, tertiarybutyldimethanolamine, (2-ethylhexyl) dimethanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, propyldiethanolamine, isopropyldiethanolamine, butyldiethanolamine, isobutyldiethanolamine, Tertiary butyl diethanolamine, (2-ethylhexyl) diethanolamine, dimethylaminoethoxyethanol, etc. are mentioned.
脂肪族３級アミン類は、３級アミノ基を分子内に２個以上もつ化合物であってもよく、３級アミノ基を分子内に２個以上もつ化合物としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’，Ｎ’−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、テトラメチル−１，６−ヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、およびトリメチルアミノエチルエタノールアミンなどが挙げられる。 Aliphatic tertiary amines may be compounds having two or more tertiary amino groups in the molecule, and compounds having two or more tertiary amino groups in the molecule include N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-propanediamine, N, N, N ′, N′-tetraethyl-1,3-propanediamine, N, N-diethyl-N ′, N′-dimethyl-1,3- Examples include propanediamine, tetramethyl-1,6-hexamethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, and trimethylaminoethylethanolamine.
芳香族含有脂肪族３級アミン類の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジブチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオクチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジドデシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルオレイルアミン、トリベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルエチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルプロピルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルシクロヘキシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルドデシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオレイルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキサデシルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルベンジルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジエチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジプロピルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジブチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジペンチルアミノメチル）フェノール、および２，４，６−トリス（ジヘキシルアミノメチル）フェノールなどが挙げられる。 Specific examples of aromatic-containing aliphatic tertiary amines include, for example, N, N-dimethylbenzylamine, N, N-diethylbenzylamine, N, N-dipropylbenzylamine, N, N′-dibutylbenzylamine N, N-dihexylbenzylamine, N, N-dicyclohexylbenzylamine, N, N-dioctylbenzylamine, N, N-didodecylbenzylamine, N, N-dioleylbenzylamine, N, N-dibenzylmethyl Amine, N, N-dibenzylethylamine, N, N-dibenzylpropylamine, N, N-dibenzylbutylamine, N, N-dibenzylhexylamine, N, N-dibenzylcyclohexylamine, N, N-di Benzyloctylamine, N, N-dibenzyldodecylamine, N, N-dibenzyloleylamine Tribenzylamine, N, N-methylethylbenzylamine, N, N-methylpropylbenzylamine, N, N-methylbutylbenzylamine, N, N-methylhexylbenzylamine, N, N-methylcyclohexylbenzylamine, N , N-methyloctylbenzylamine, N, N-methyldodecylbenzylamine, N, N-methyloleylbenzylamine, N, N-methylhexadecylbenzylamine, N, N-methyloctadecylbenzylamine, 2- (dimethylamino) Methyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (diethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dipropylaminomethyl) phenol, 2,4, 6-Tris (dibutylaminomethyl) pheno , 2,4,6-tris (dipentylamino methyl) phenol, and 2,4,6-tris (dihexyl aminomethyl) phenol and the like.
芳香族３級アミン類の具体例としては、例えば、トリフェニルアミン、トリ(メチルフェニル)アミン、トリ(エチルフェニル)アミン、トリ(プロピルフェニル)アミン、トリ(ブチルフェニル)アミン、トリ(フェノキシフェニル)アミン、トリ(ベンジルフェニル)アミン、ジフェニルメチルアミン、ジフェニルエチルアミン、ジフェニルプロピルアミン、ジフェニルブチルアミン、ジフェニルヘキシルアミン、ジフェニルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルアニリン、(メチルフェニル)ジメチルアミン、(エチルフェニル)ジメチルアミン、(プロピルフェニル)ジメチルアミン、(ブチルフェニル)ジメチルアミン、ビス(メチルフェニル)メチルアミン、ビス(エチルフェニル)メチルアミン、ビス(プロピルフェニル)メチルアミン、ビス(ブチルフェニル)メチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（ヒドロキシエチル）アニリン、Ｎ，Ｎ−ジ（ヒドロキシプロピル）アニリン、Ｎ，Ｎ−ジ（ヒドロキシブチル）アニリン、およびジイソプロパノール−ｐ−トルイジンなどが挙げられる。 Specific examples of aromatic tertiary amines include, for example, triphenylamine, tri (methylphenyl) amine, tri (ethylphenyl) amine, tri (propylphenyl) amine, tri (butylphenyl) amine, tri (phenoxyphenyl) ) Amine, tri (benzylphenyl) amine, diphenylmethylamine, diphenylethylamine, diphenylpropylamine, diphenylbutylamine, diphenylhexylamine, diphenylcyclohexylamine, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N- Dipropylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline, N, N-dicyclohexylaniline, (methylphenyl) dimethylamine, (ethylphenyl) dimethylamine, (propylphenyl) dimethylamine, (butylphenyl) Nyl) dimethylamine, bis (methylphenyl) methylamine, bis (ethylphenyl) methylamine, bis (propylphenyl) methylamine, bis (butylphenyl) methylamine, N, N-di (hydroxyethyl) aniline, N, Examples include N-di (hydroxypropyl) aniline, N, N-di (hydroxybutyl) aniline, and diisopropanol-p-toluidine.
複素環式３級アミン類の具体例としては、例えば、ピコリン、イソキノリン、キノリン等のピリジン系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、モルホリン系化合物、ピペラジン系化合物、ピペリジン系化合物、ピロリジン系化合物、シクロアミジン系化合物、およびプロトンスポンジ誘導体、ヒンダードアミン系化合物が挙げられる。 Specific examples of the heterocyclic tertiary amines include, for example, pyridine compounds such as picoline, isoquinoline and quinoline, imidazole compounds, pyrazole compounds, morpholine compounds, piperazine compounds, piperidine compounds, pyrrolidine compounds, Examples include cycloamidine compounds, proton sponge derivatives, and hindered amine compounds.
ピリジン系化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン、ビピリジンおよび２，６−ルチジンなどが挙げられる。イミダゾール系化合物としては、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−イミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾリウムトリメリテート、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシエチル）イミダゾール、１−ベンジル−２−フォルミルイミダゾール、１−ベンジル−イミダゾールおよび１−アリルイミダゾールなどが挙げられる。 Examples of the pyridine compound include N, N-dimethyl-4-aminopyridine, bipyridine, and 2,6-lutidine. Examples of imidazole compounds include 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-imidazole, 1-cyanoethyl-2. -Undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1- (2-hydroxyethyl) imidazole 1-benzyl-2-formylimidazole, 1-benzyl-imidazole, 1-allylimidazole and the like.
ピラゾール系化合物としては、ピラゾールや１，４−ジメチルピラゾールなどが挙げられる。モルホリン系化合物としては、４−（２−ヒロドキシエチル）モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−メチルモルホリンおよび２，２’−ジモルホリンジエチルエーテルなどが挙げられる。ピペラジン系化合物としては、１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンやＮ，Ｎ−ジメチルピペラジンなどが挙げられる。ピペリジン系化合物としては、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ−プロピルピペリジン、Ｎ−ブチルピペリジン、Ｎ−ヘキシルピペリジン、Ｎ−シクロヘキシルピペリジンおよびＮ−オクチルピペリジンなどが挙げられる。ピロリジン系化合物としては、Ｎ−ブチルピロリジンおよびＮ−オクチルピロリジンなどが挙げられる。シクロアミジン系化合物としては、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕−７−ウンデセン（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ〔４，３，０〕−５−ノネン（ＤＢＮ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、および５、６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザ−ビシクロ〔５，４，０〕ウンデセン−７（ＤＢＡ）を挙げることができる。その他の複素環式アミン類として、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサエチレンテトラミンおよびヘキサプロピルテトラミンを挙げることができる。 Examples of pyrazole compounds include pyrazole and 1,4-dimethylpyrazole. Examples of the morpholine compound include 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, N-ethylmorpholine, N-methylmorpholine, and 2,2'-dimorpholine diethyl ether. Examples of piperazine compounds include 1- (2-hydroxyethyl) piperazine and N, N-dimethylpiperazine. Examples of piperidine compounds include N- (2-hydroxyethyl) piperidine, N-ethylpiperidine, N-propylpiperidine, N-butylpiperidine, N-hexylpiperidine, N-cyclohexylpiperidine and N-octylpiperidine. Examples of the pyrrolidine compound include N-butylpyrrolidine and N-octylpyrrolidine. Examples of the cycloamidine compounds include 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU), 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene (DBN), 1,4. -Diazabicyclo [2.2.2] octane and 5,6-dibutylamino-1,8-diaza-bicyclo [5,4,0] undecene-7 (DBA). Examples of other heterocyclic amines include hexamethylenetetramine, hexaethylenetetramine, and hexapropyltetramine.
上記のＤＢＵ塩としては、具体的には、ＤＢＵのフェノール塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１、サンアプロ株式会社製）、ＤＢＵのオクチル酸塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１０２、サンアプロ株式会社製）、ＤＢＵのｐ−トルエンスルホン酸塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０６、サンアプロ株式会社製）、ＤＢＵのギ酸塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ６０３、サンアプロ株式会社製）、ＤＢＵのオルソフタル酸塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ８１０）、およびＤＢＵのフェノールノボラック樹脂塩（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ８１０、ＳＡ８３１、ＳＡ８４１、ＳＡ８５１、８８１、サンアプロ株式会社製）などが挙げられる。 Specific examples of the DBU salt include DBU phenol salt (U-CAT SA1, manufactured by San Apro Corporation), DBU octylate (U-CAT SA102, manufactured by San Apro Corporation), DBU p-toluene. Sulfonate (U-CAT SA506, manufactured by San Apro Co., Ltd.), DBU formate (U-CAT SA603, manufactured by San Apro Co., Ltd.), DBU orthophthalate (U-CAT SA810), and DBU phenol novolac resin salt (U-CAT SA810, SA831, SA841, SA851, 881, manufactured by San Apro Corporation) and the like.
前記のプロトンスポンジ誘導体の具体例としては、例えば、１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレン、１，８−ビス（ジエチルアミノ）ナフタレン、１，８−ビス（ジプロピルアミノ）ナフタレン、１，８−ビス（ジブチルアミノ）ナフタレン、１，８−ビス（ジペンチルアミノ）ナフタレン、１，８−ビス（ジヘキシルアミノ）ナフタレン、１−ジメチルアミノ−８−メチルアミノ−キノリジン、１−ジメチルアミノ−７−メチル−８−メチルアミノ−キノリジン、１−ジメチルアミノ−７−メチル−８−メチルアミノ−イソキノリン、７−メチル−１，８−メチルアミノ−２，７−ナフチリジン、および２，７−ジメチル−１，８−メチルアミノ−２，７−ナフチリジンなどが挙げられる。 Specific examples of the proton sponge derivative include 1,8-bis (dimethylamino) naphthalene, 1,8-bis (diethylamino) naphthalene, 1,8-bis (dipropylamino) naphthalene, 1,8- Bis (dibutylamino) naphthalene, 1,8-bis (dipentylamino) naphthalene, 1,8-bis (dihexylamino) naphthalene, 1-dimethylamino-8-methylamino-quinolidine, 1-dimethylamino-7-methyl- 8-methylamino-quinolidine, 1-dimethylamino-7-methyl-8-methylamino-isoquinoline, 7-methyl-1,8-methylamino-2,7-naphthyridine, and 2,7-dimethyl-1,8 -Methylamino-2,7-naphthyridine and the like.
前記のヒンダードアミン系化合物としては、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）（例えば、ＬＡ−５２（ＡＤＥＫＡ社製））、セバシン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（例えば、ＬＡ−７２（ＡＤＥＫＡ社製）、ＴＩＮＵＶＩＮ７６５（ＢＡＳＦ社製））、炭酸＝ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−ウンデシルオキシピペリジン−４−イル）（例えば、ＬＡ−８１（ＡＤＥＫＡ社製））、メタクリル酸−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル（例えば、ＬＡ−８２（ＡＤＥＫＡ社製））、マロン酸−２−（（４−メトキシフェニル）メチレン）、１，３−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）エステル、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ１１９、２−ドデシル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）スクシン−イミド、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸−１−ヘキサデシル−２，３，４−トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸−１，２，３−トリス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−４−トリデシル、デカン二酸−１−メチル−１０−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）、４−（エテニルオキシ）−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、２−（（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）メチル）−２−ブチルプロパン二酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）、４−ヒドロキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、ＬＡ−６３Ｐ（ＡＤＥＫＡ社製）、ＬＡ−６８（ＡＤＥＫＡ社製）、ＴＩＮＵＶＩＮ６２２ＬＤ（ＢＡＳＦ社製）、ＴＩＮＵＶＩＮ１４４（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。 Examples of the hindered amine compound include tetrakis butane-1,2,3,4-tetracarboxylate (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) (for example, LA-52 (manufactured by ADEKA)). ), Bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate (for example, LA-72 (manufactured by ADEKA), TINUVIN765 (manufactured by BASF)), carbonic acid = bis (2,2, 6,6-tetramethyl-1-undecyloxypiperidin-4-yl) (for example, LA-81 (manufactured by ADEKA)), methacrylic acid-1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl ( For example, LA-82 (manufactured by ADEKA)), malonic acid-2-((4-methoxyphenyl) methylene), 1,3-bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4- Peridinyl) ester, Chimassorb 119, 2-dodecyl-N- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) succin-imide, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid-1-hexadecyl- 2,3,4-tris (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl), 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid-1,2,3-tris (1,2, 2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) -4-tridecyl, decanedioic acid-1-methyl-10- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl), 4- (ethenyloxy) -1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 2-((3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl) methyl) -2-butylpropanedioic acid bis 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl), 4-hydroxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, LA -63P (made by ADEKA), LA-68 (made by ADEKA), TINUVIN622LD (made by BASF), TINUVIN144 (made by BASF), etc. are mentioned.
これらの３級アミン化合物と３級アミン塩は、単独で用いても良いし、複数種を併用しても良い。 These tertiary amine compounds and tertiary amine salts may be used alone or in combination of two or more.
本発明の上記一般式（ＶＩＩＩ）のＲ２６〜Ｒ２８のうちの少なくとも１つの炭素数は、２以上であることが好ましく、より好ましくは３以上であり、さらに好ましくは４以上である。Ｒ１１〜Ｒ１３のうちの少なくとも１つの炭素数が２以上であると、３級アミン化合物および／または３級アミン塩が開始剤として働く副反応、例えば、エポキシ樹脂の単独重合が抑えられ、接着性がさらに向上する。また、本発明の上記一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物は、少なくとも１以上の水酸基を有することが好ましい。１以上の水酸基を有することで炭素繊維表面官能基への相互作用が高まり、効率的に炭素繊維表面官能基のプロトンを引き抜き、エポキシ基との反応性を高めることができる。 The number of carbon atoms of at least one of R 26 to R 28 in the general formula (VIII) of the present invention is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and further preferably 4 or more. When at least one carbon number of R 11 to R 13 is 2 or more, a side reaction in which a tertiary amine compound and / or a tertiary amine salt works as an initiator, for example, homopolymerization of an epoxy resin is suppressed, Adhesion is further improved. Moreover, it is preferable that the compound shown by the said general formula (VIII) of this invention has at least 1 or more hydroxyl group. By having one or more hydroxyl groups, the interaction with the functional group on the surface of the carbon fiber is enhanced, and the proton of the functional group on the surface of the carbon fiber can be efficiently extracted to increase the reactivity with the epoxy group.
本発明において、前記の一般式（ＩＩＩ）で示される化合物は、Ｎ−ベンジルイミダゾール、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕−７−ウンデセン（ＤＢＵ）およびその塩、または、１，５−ジアザビシクロ〔４，３，０〕−５−ノネン（ＤＢＮ）およびその塩が好ましく、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕−７−ウンデセン（ＤＢＵ）およびその塩、または、１，５−ジアザビシクロ〔４，３，０〕−５−ノネン（ＤＢＮ）およびその塩が好適である。 In the present invention, the compound represented by the general formula (III) is N-benzylimidazole, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU) and a salt thereof, or 1,5 -Diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene (DBN) and salts thereof are preferred, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU) and salts thereof, or 1,5 -Diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene (DBN) and its salts are preferred.
本発明において、前記の一般式（ＩＶ）で示される化合物は、１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレンであることが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (IV) is preferably 1,8-bis (dimethylamino) naphthalene.
本発明において、前記の一般式（Ｖ）で示される化合物は、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールであることが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (V) is preferably 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol.
本発明において、前記の一般式（ＶＩ）で示される化合物は、２，６−ルチジン、４−ピリジンメタノールであることが好ましい。
本発明において、前記の一般式（ＶＩＩ）で示される化合物は、Ｎ−エチルモルホリンであることが好ましい。
In the present invention, the compound represented by the general formula (VI) is preferably 2,6-lutidine or 4-pyridinemethanol.
In the present invention, the compound represented by the general formula (VII) is preferably N-ethylmorpholine.
本発明において、前記の一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物は、トリブチルアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリイソプロピルアミン、ジブチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (VIII) is tributylamine or N, N-dimethylbenzylamine, diisopropylethylamine, triisopropylamine, dibutylethanolamine, diethylethanolamine, triisopropanolamine, triethanolamine. N, N-diisopropylethylamine is preferred.
また、本発明の上記一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物は、少なくとも１以上の水酸基を有することが好ましい。１以上の水酸基を有することで炭素繊維表面官能基への相互作用が高まり、効率的に炭素繊維表面官能基のプロトンを引き抜き、エポキシ基との反応性を高めることができる。また、本発明の上記一般式（ＶＩＩＩ）のＲ２６〜Ｒ２８のうちの少なくとも２つ、好適には３つが、一般式（ＩＸ）または一般式（Ｘ）で示される分岐構造を含むことが好ましい。分岐構造を有することで立体障害性が高まり、エポキシ環同士の反応を抑え、炭素繊維表面官能基とエポキシとの反応促進効果を高めることができる。さらに、本発明の上記一般式（ＶＩＩＩ）のＲ２６〜Ｒ２８のうちの少なくとも２つ、好適には３つが、水酸基を有するものが好ましい。水酸基を有することで、炭素繊維表面官能基への相互作用が高まり、効率的に炭素繊維表面官能基のプロトンを引き抜き、エポキシとの反応性を高めることができる。 Moreover, it is preferable that the compound shown by the said general formula (VIII) of this invention has at least 1 or more hydroxyl group. By having one or more hydroxyl groups, the interaction with the functional group on the surface of the carbon fiber is enhanced, and the proton of the functional group on the surface of the carbon fiber can be efficiently extracted to increase the reactivity with the epoxy group. In addition, at least two, preferably three of R 26 to R 28 in the general formula (VIII) of the present invention include a branched structure represented by the general formula (IX) or the general formula (X). preferable. By having a branched structure, steric hindrance is enhanced, the reaction between epoxy rings can be suppressed, and the effect of promoting the reaction between the carbon fiber surface functional group and the epoxy can be enhanced. Furthermore, it is preferable that at least two, preferably three, of R 26 to R 28 in the general formula (VIII) of the present invention have a hydroxyl group. By having a hydroxyl group, the interaction with the functional group on the surface of the carbon fiber is enhanced, the proton of the functional group on the surface of the carbon fiber can be efficiently extracted, and the reactivity with the epoxy can be enhanced.
これらの３級アミン化合物および３級アミン塩の中でも、炭素繊維表面官能基とエポキシ樹脂との反応促進効果が高く、かつ、エポキシ環同士の反応を抑制できるという観点から、トリイソプロピルアミン、ジブチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロピルエチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，６−ルチジン、ＤＢＵ、ＤＢＵ塩、ＤＢＮ、ＤＢＮ塩および１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレンが好ましく用いられる。 Among these tertiary amine compounds and tertiary amine salts, triisopropylamine and dibutylethanol are preferred because they have a high effect of promoting the reaction between the functional group on the surface of the carbon fiber and the epoxy resin and can suppress the reaction between the epoxy rings. Amine, diethylethanolamine, triisopropanolamine, diisopropylethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,6-lutidine, DBU, DBU salt, DBN, DBN salt and 1,8-bis (dimethyl) Amino) naphthalene is preferably used.
次に、（Ｂ２）について説明する。 Next, (B2) will be described.
本発明で用いられる（Ｂ２）上記の一般式（Ｉ）または（ＩＩ）のいずれかで示される、カチオン部位を有する４級アンモニウム塩は、（Ａ）エポキシ化合物１００質量部に対して、０．１〜２５質量部配合することが必要であり、０．１〜１０質量部配合することが好ましく、０．１〜８質量部配合することがより好ましい。配合量が０．１質量部未満であると、（Ａ）エポキシ化合物と炭素繊維表面の酸素含有官能基との間の共有結合形成が促進されず、炭素繊維と熱可塑性樹脂との接着性が不十分となる。一方、配合量が２５質量部を超えると、（Ｂ２）が炭素繊維表面を覆い共有結合形成が阻害され、炭素繊維と熱可塑性樹脂との接着性が不十分となる。 (B2) The quaternary ammonium salt having a cation moiety represented by any one of the above general formulas (I) and (II) used in the present invention has a ratio of 0. It is necessary to mix 1 to 25 parts by mass, preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 8 parts by mass. When the blending amount is less than 0.1 part by mass, the covalent bond formation between the (A) epoxy compound and the oxygen-containing functional group on the carbon fiber surface is not promoted, and the adhesion between the carbon fiber and the thermoplastic resin is improved. It becomes insufficient. On the other hand, if the blending amount exceeds 25 parts by mass, (B2) covers the carbon fiber surface and the covalent bond formation is inhibited, and the adhesion between the carbon fiber and the thermoplastic resin becomes insufficient.
本発明で用いられる（Ｂ２）上記の一般式（Ｉ）または（ＩＩ）のいずれかで示される、カチオン部位を有する４級アンモニウム塩の配合により共有結合形成が促進されるメカニズムは明確ではないが、特定の構造を有する４級アンモニウム塩のみでかかる効果が得られる。したがって、上記一般式（Ｉ）または（ＩＩ）のＲ１〜Ｒ５が、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基であることが必要であり、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、また、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数が２３以上になると、理由は明確ではないが、接着性が不十分となる。ここで、炭素数１〜２２の炭化水素基とは、炭素原子と水素原子のみからなる基であり、飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基のいずれでも良く、環構造を含んでも含まなくても良い。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基、ドコシル基、ベンジル基およびフェニル基等が挙げられる。 (B2) used in the present invention The mechanism by which the covalent bond formation is promoted by the incorporation of the quaternary ammonium salt having a cation moiety represented by either the above general formula (I) or (II) is not clear. Such an effect can be obtained only with a quaternary ammonium salt having a specific structure. Therefore, R 1 to R 5 in the above general formula (I) or (II) must each be a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrocarbon group may have a hydroxyl group. In addition, the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted by —O—, —O—CO— or —CO—O—. When the carbon number is 23 or more, the reason is not clear, but the adhesiveness is insufficient. Here, a C1-C22 hydrocarbon group is a group which consists only of a carbon atom and a hydrogen atom, and any of a saturated hydrocarbon group and an unsaturated hydrocarbon group may be included, even if it contains a ring structure. Also good. Examples of the hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, oleyl group, A docosyl group, a benzyl group, a phenyl group, etc. are mentioned.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−により置換された場合の例としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、フェノキシエチル基、メトキシエトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、ポリエチレングリコール基およびポリプロピレングリコール基等のポリエーテル基が挙げられる。 Examples of the case where the CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by —O— include, for example, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, phenoxymethyl And polyether groups such as methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, phenoxyethyl group, methoxyethoxymethyl group, methoxyethoxyethyl group, polyethylene glycol group and polypropylene glycol group.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換された場合の例としては、炭素数１〜２２の炭化水素とエステル構造を含む基としては、例えば、アセトキシメチル基、アセトキシエチル基、アセトキシプロピル基、アセトキシブチル基、メタクロイルオキシエチル基およびベンゾイルオキシエチル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the case where the CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by —O—CO— or —CO—O— include hydrocarbons having 1 to 22 carbon atoms and ester structures. Examples of the group to be included include an acetoxymethyl group, an acetoxyethyl group, an acetoxypropyl group, an acetoxybutyl group, a methacryloyloxyethyl group, a benzoyloxyethyl group, a methoxycarbonyl group, and an ethoxycarbonyl group.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基が水酸基を有する場合の例としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシシクロヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシオクタデシル基、ヒドロキシオレイル基、ヒドロキシドコシル基等が挙げられる。 Examples of the case where the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms has a hydroxyl group include, for example, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxypentyl group, a hydroxyhexyl group, and a hydroxycyclohexyl group. , Hydroxyoctyl group, hydroxydecyl group, hydroxydodecyl group, hydroxytetradecyl group, hydroxyhexadecyl group, hydroxyoctadecyl group, hydroxyoleyl group, hydroxydocosyl group and the like.
なかでも、（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のＲ１〜Ｒ５の炭素数は、１〜１４の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１〜８の範囲内である。炭素数が１４未満であると、４級アンモニウム塩が反応促進剤として働く際に、立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性がさらに向上する。 Especially, it is preferable that the carbon number of R < 1 > -R < 5 > of (B2) quaternary ammonium salt which has a cation part exists in the range of 1-14, More preferably, it exists in the range of 1-8. When the carbon number is less than 14, when the quaternary ammonium salt acts as a reaction accelerator, the steric hindrance is moderately small and the reaction promoting effect is enhanced, and the adhesion is further improved.
また、本発明において、上記一般式（Ｉ）で示される（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のＲ３とＲ４の炭素数は、２以上であることが好ましく、より好ましくは３以上であり、さらに好ましくは４以上である。炭素数が２以上であると、４級アンモニウム塩が開始剤としてはたらくことによるエポキシ樹脂の単独重合が抑えられ、接着性がさらに向上する。 In the present invention, the number of carbon atoms of R 3 and R 4 in the quaternary ammonium salt having a cation moiety (B2) represented by the general formula (I) is preferably 2 or more, more preferably 3 or more. More preferably, it is 4 or more. When the carbon number is 2 or more, homopolymerization of the epoxy resin due to the quaternary ammonium salt acting as an initiator is suppressed, and the adhesiveness is further improved.
また、本発明において、上記一般式（ＩＩ）で示される（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のＲ６とＲ７は、それぞれ水素、または炭素数１〜８の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。水素または炭素数が８未満であると、分子中における活性部位の比率が高く、少量でも大きな接着性向上効果が得られる。 In the present invention, R 6 and R 7 of the quaternary ammonium salt having a cation moiety (B2) represented by the general formula (II) are each hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. And the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted by —O—, —O—CO— or —CO—O—. When hydrogen or the number of carbon atoms is less than 8, the ratio of active sites in the molecule is high, and a large adhesion improvement effect can be obtained even with a small amount.
本発明において、（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のカチオン部位の分子量は、１００〜４００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／ｍｏｌの範囲内であり、さらに好ましくは１００〜２００ｇ／ｍｏｌの範囲内である。カチオン部位の分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上であると、熱処理中にも揮発が抑えられ、少量でも大きな接着性向上効果が得られる。一方、カチオン部位の分子量が４００ｇ／ｍｏｌ以下であると、分子中における活性部位の比率が高く、やはり少量でも大きな接着性向上効果が得られる。 In the present invention, (B2) the molecular weight of the cation moiety of the quaternary ammonium salt having a cation moiety is preferably in the range of 100 to 400 g / mol, more preferably in the range of 100 to 300 g / mol. More preferably, it is in the range of 100 to 200 g / mol. When the molecular weight of the cation moiety is 100 g / mol or more, volatilization is suppressed even during the heat treatment, and a large adhesive improvement effect can be obtained even with a small amount. On the other hand, when the molecular weight of the cation moiety is 400 g / mol or less, the ratio of the active moiety in the molecule is high, and a large adhesion improvement effect can be obtained even with a small amount.
本発明において、上記の一般式（Ｉ）で示される４級アンモニウム塩のカチオン部位としては、例えば、テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、トリメチルオクチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウム、トリメチルオレイルアンモニウム、ドコシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、ジメチルジプロピルアンモニウム、ジブチルジメチルアンモニウム、ジメチルジペンチルアンモニウム、ジヘキシルジメチルアンモニウム、ジシクロヘキシルジメチルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、エチルデシルジメチルアンモニウム、ジドデシルジメチルアンモニウム、エチルドデシルジメチルアンモニウム、ジテトラデシルジメチルアンモニウム、エチルテトラデシルジメチルアンモニウム、ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウム、エチルオクタデシルジメチルアンモニウム、ジメチルジオレイルアンモニウム、エチルジメチルオレイルアンモニウム、ジドコシルジメチルアンモニウム、ドコシルエチルジメチルアンモニウム、ジベンジルジメチルアンモニウム、ベンジルエチルジメチルアンモニウム、ベンジルジメチルプロピルアンモニウム、ベンジルブチルジメチルアンモニウム、ベンジルデシルジメチルアンモニウム、ベンジルドデシルジメチルアンモニウム、ベンジルテトラデシルジメチルアンモニウム、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウム、ベンジルオクタデシルジメチルアンモニウム、ベンジルジメチルオレイルアンモニウム、ジメチルジフェニルアンモニウム、エチルジメチルフェニルアンモニウム、ジメチルプロピルフェニルアンモニウム、ブチルジメチルフェニルアンモニウム、デシルジメチルフェニルアンモニウム、ドデシルジメチルフェニルアンモニウム、テトラデシルジメチルフェニルアンモニウム、ヘキサデシルジメチルフェニルアンモニウム、ジメチルオクタデシルフェニルアンモニウム、ジメチルオレイルフェニルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、ブチルトリエチルアンモニウム、トリエチルペンチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム、トリエチルシクロヘキシルアンモニウム、トリエチルオクチルアンモニウム、デシルトリエチルアンモニウム、ドデシルトリエチルアンモニウム、テトラデシルトリエチルアンモニウム、ヘキサデシルトリエチルアンモニウム、トリエチルオクタデシルアンモニウム、トリエチルオレイルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、トリエチルフェニルアンモニウム、ジエチルジプロピルアンモニウム、ジブチルジエチルアンモニウム、ジエチルジペンチルアンモニウム、ジエチルジヘキシルアンモニウム、ジエチルジシクロヘキシルアンモニウム、ジエチルジオクチルアンモニウム、ジデシルジエチルアンモニウム、ジドデシルジエチルアンモニウム、ジテトラデシルジエチルアンモニウム、ジエチルジヘキサデシルアンモニウム、ジエチルジオクタデシルアンモニウム、ジエチルジオレイルアンモニウム、ジベンジルジエチルアンモニウム、ジエチルジフェニルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、メチルトリプロピルアンモニウム、エチルトリプロピルアンモニウム、ブチルトリプロピルアンモニウム、ベンジルトリプロピルアンモニウム、フェニルトリプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリブチルエチルアンモニウム、トリブチルプロピルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、トリブチルフェニルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラヘプチルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム、エチルトリオクチルアンモニウム、トリオクチルプロピルアンモニウム、ブチルトリオクチルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジエチルジオクチルアンモニウム、ジオクチルジプロピルアンモニウム、ジブチルジオクチルアンモニウム、テトラデシルアンモニウム、テトラドデシルアンモニウム、２−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、２−ヒドロキシエチルトリエチルアンモニウム、２−ヒドロキシエチルトリプロピルアンモニウム、２−ヒドロキシエチルトリブチルアンモニウム、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウム、ポリオキシエチレントリエチルアンモニウム、ポリオキシエチレントリプロピルアンモニウム、ポリオキシエチレントリブチルアンモニウム、ビス（２−ヒドロキシエチル）ジメチルアンモニウム、ビス（２−ヒドロキシエチル）ジエチルアンモニウム、ビス（２−ヒドロキシエチル）ジプロピルアンモニウム、ビス（２−ヒドロキシエチル）ジブチルアンモニウム、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルアンモニウム、ビス（ポリオキシエチレン）ジエチルアンモニウム、ビス（ポリオキシエチレン）ジプロピルアンモニウム、ビス（ポリオキシエチレン）ジブチルアンモニウム、トリス（２−ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム、トリス（２−ヒドロキシエチル）エチルアンモニウム、トリス（２−ヒドロキシエチル）プロピルアンモニウム、トリス（２−ヒドロキシエチル）ブチルアンモニウム、トリス（ポリオキシエチレン）メチルアンモニウム、トリス（ポリオキシエチレン）エチルアンモニウム、トリス（ポリオキシエチレン）プロピルアンモニウム、およびトリス（ポリオキシエチレン）ブチルアンモニウムが挙げられる。 In the present invention, examples of the cation moiety of the quaternary ammonium salt represented by the general formula (I) include tetramethylammonium, ethyltrimethylammonium, trimethylpropylammonium, butyltrimethylammonium, trimethylpentylammonium, hexyltrimethylammonium, Cyclohexyltrimethylammonium, trimethyloctylammonium, decyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, tetradecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, trimethyloctadecylammonium, trimethyloleylammonium, docosyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, trimethylphenylammonium, diethyldimethylammonium Dimethyl, dimethyldipropylammonium, dibutyldimethylammonium, dimethyldipentylammonium, dihexyldimethylammonium, dicyclohexyldimethylammonium, dimethyldioctylammonium, didecyldimethylammonium, ethyldecyldimethylammonium, didodecyldimethylammonium, ethyldodecyldimethylammonium, ditetradecyl Dimethyl ammonium, ethyl tetradecyl dimethyl ammonium, dihexadecyl dimethyl ammonium, ethyl hexadecyl dimethyl ammonium, dimethyl dioctadecyl ammonium, ethyl octadecyl dimethyl ammonium, dimethyl dioleyl ammonium, ethyl dimethyl oleyl ammonium, didocosyl dimethyl ammonium, Silethyldimethylammonium, dibenzyldimethylammonium, benzylethyldimethylammonium, benzyldimethylpropylammonium, benzylbutyldimethylammonium, benzyldecyldimethylammonium, benzyldodecyldimethylammonium, benzyltetradecyldimethylammonium, benzylhexadecyldimethylammonium, benzyloctadecyldimethyl Ammonium, benzyldimethyloleylammonium, dimethyldiphenylammonium, ethyldimethylphenylammonium, dimethylpropylphenylammonium, butyldimethylphenylammonium, decyldimethylphenylammonium, dodecyldimethylphenylammonium, tetradecyldimethylphenylammonium , Hexadecyldimethylphenylammonium, dimethyloctadecylphenylammonium, dimethyloleylphenylammonium, tetraethylammonium, triethylmethylammonium, triethylpropylammonium, butyltriethylammonium, triethylpentylammonium, triethylhexylammonium, triethylcyclohexylammonium, triethyloctylammonium, decyl Triethylammonium, dodecyltriethylammonium, tetradecyltriethylammonium, hexadecyltriethylammonium, triethyloctadecylammonium, triethyloleylammonium, benzyltriethylammonium, triethylphenylammonium, diethyldipropylan Ni, dibutyl diethyl ammonium, diethyl dipentyl ammonium, diethyl dihexyl ammonium, diethyl dicyclohexyl ammonium, diethyl dioctyl ammonium, didecyl diethyl ammonium, didodecyl diethyl ammonium, ditetradecyl diethyl ammonium, diethyl dihexadecyl ammonium, diethyl dioctadecyl ammonium, diethyl Dioleylammonium, dibenzyldiethylammonium, diethyldiphenylammonium, tetrapropylammonium, methyltripropylammonium, ethyltripropylammonium, butyltripropylammonium, benzyltripropylammonium, phenyltripropylammonium, tetrabutylammonium, tributy Methylammonium, tributylethylammonium, tributylpropylammonium, benzyltributylammonium, tributylphenylammonium, tetrapentylammonium, tetrahexylammonium, tetraheptylammonium, tetraoctylammonium, methyltrioctylammonium, ethyltrioctylammonium, trioctylpropylammonium, Butyl trioctyl ammonium, dimethyl dioctyl ammonium, diethyl dioctyl ammonium, dioctyl dipropyl ammonium, dibutyl dioctyl ammonium, tetradecyl ammonium, tetradodecyl ammonium, 2-hydroxyethyl trimethyl ammonium, 2-hydroxyethyl triethyl ammonium, 2-hy Droxyethyltripropylammonium, 2-hydroxyethyltributylammonium, polyoxyethylenetrimethylammonium, polyoxyethylenetriethylammonium, polyoxyethylenetripropylammonium, polyoxyethylenetributylammonium, bis (2-hydroxyethyl) dimethylammonium, bis (2-hydroxyethyl) diethylammonium, bis (2-hydroxyethyl) dipropylammonium, bis (2-hydroxyethyl) dibutylammonium, bis (polyoxyethylene) dimethylammonium, bis (polyoxyethylene) diethylammonium, bis ( Polyoxyethylene) dipropylammonium, bis (polyoxyethylene) dibutylammonium, tris (2-hydride) Xylethyl) methylammonium, tris (2-hydroxyethyl) ethylammonium, tris (2-hydroxyethyl) propylammonium, tris (2-hydroxyethyl) butylammonium, tris (polyoxyethylene) methylammonium, tris (polyoxyethylene) Examples include ethylammonium, tris (polyoxyethylene) propylammonium, and tris (polyoxyethylene) butylammonium.
また、上記一般式（ＩＩ）で示される４級アンモニウム塩のカチオン部位としては、例えば、１−メチルピリジニウム、１−エチルピリジニウム、１−エチル−２−メチルピリジニウム、１−エチル−４−メチルピリジニウム、１−エチル−２，４−ジメチルピリジニウム、１−エチル−２，４，６−トリメチルピリジニウム、１−プロピルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−ブチル−２−メチルピリジニウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−ブチル−２，４−ジメチルピリジニウム、１−ブチル−２，４，６−トリメチルピリジニウム、１−ペンチルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウム、１−シクロヘキシルピリジニウム、１−オクチルピリジニウム、１−デシルピリジニウム、１−ドデシルピリジニウム、１−テトラデシルピリジニウム、１−ヘキサデシルピリジニウム、１−オクタデシルピリジニウム、１−オレイルピリジニウム、および１−ドコシルピリジニウム、および１−ベンジルピリジニウムが挙げられる。 Examples of the cation moiety of the quaternary ammonium salt represented by the general formula (II) include 1-methylpyridinium, 1-ethylpyridinium, 1-ethyl-2-methylpyridinium, and 1-ethyl-4-methylpyridinium. 1-ethyl-2,4-dimethylpyridinium, 1-ethyl-2,4,6-trimethylpyridinium, 1-propylpyridinium, 1-butylpyridinium, 1-butyl-2-methylpyridinium, 1-butyl-4- Methylpyridinium, 1-butyl-2,4-dimethylpyridinium, 1-butyl-2,4,6-trimethylpyridinium, 1-pentylpyridinium, 1-hexylpyridinium, 1-cyclohexylpyridinium, 1-octylpyridinium, 1-decyl Pyridinium, 1-dodecylpyridinium, - tetradecyl pyridinium, 1-hexadecyl pyridinium, 1-octadecyl pyridinium, 1-oleyl pyridinium, and 1-docosyl pyridinium, and 1-benzyl pyridinium and the like.
本発明において、（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩のアニオン部位としては、例えば、フッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオンおよびヨウ化物アニオンのハロゲンイオンが挙げられる。また、例えば、水酸化物アニオン、酢酸アニオン、シュウ酸アニオン、硫酸アニオン、安息香酸アニオン、ヨウ素酸アニオン、メチルスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、およびトルエンスルホン酸アニオンが挙げられる。 In the present invention, examples of the anion moiety of the quaternary ammonium salt (B2) having a cation moiety include halogen ions of fluoride anion, chloride anion, bromide anion and iodide anion. Moreover, for example, a hydroxide anion, an acetate anion, an oxalate anion, a sulfate anion, a benzoate anion, an iodate anion, a methylsulfonate anion, a benzenesulfonate anion, and a toluenesulfonate anion are exemplified.
なかでも、対イオンとしては、サイズが小さく、４級アンモニウム塩の反応促進効果を阻害しないという観点から、ハロゲンイオンであることが好ましい。 Especially, as a counter ion, it is preferable that it is a halogen ion from a viewpoint that the size is small and it does not inhibit the reaction promotion effect of a quaternary ammonium salt.
本発明において、これらの４級アンモニウム塩は、単独で用いても良いし複数種を併用しても良い。 In the present invention, these quaternary ammonium salts may be used alone or in combination.
本発明において、（Ｂ２）カチオン部位を有する４級アンモニウム塩としては、例えば、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロリド、トリメチルオクタデシルアンモニウムブロミド、トリメチルオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルオクタデシルアンモニウムアセタート、トリメチルオクタデシルアンモニウム安息香酸塩、トリメチルオクタデシルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、トリメチルオクタデシルアンモニウム塩酸塩、トリメチルオクタデシルアンモニウムテトラクロロヨウ素酸塩、トリメチルオクタデシルアンモニウム硫酸水素塩、トリメチルオクタデシルアンモニウムメチルスルファート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムアセタート、ベンジルトリメチルアンモニウム安息香酸塩、ベンジルトリメチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムアセタート、テトラブチルアンモニウム安息香酸塩、テトラブチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムクロリド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムブロミド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムヒドロキシド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウムクロリド、（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウムブロミド、（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムクロリド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムブロミド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルアンモニウムクロリド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルアンモニウムブロミド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルアンモニウムヒドロキシド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルアンモニウム−ｐ−トルエンスルホナート、１−ヘキサデシルピリジニウムクロリド、１−ヘキサデシルピリジニウムブロミド、１−ヘキサデシルピリジニウムヒドロキシド、および１−ヘキサデシルピリジニウム−ｐ−トルエンスルホナート等が挙げられる。 In the present invention, (B2) the quaternary ammonium salt having a cation moiety includes, for example, trimethyloctadecylammonium chloride, trimethyloctadecylammonium bromide, trimethyloctadecylammonium hydroxide, trimethyloctadecylammonium acetate, trimethyloctadecylammonium benzoate, trimethyl Octadecylammonium-p-toluenesulfonate, trimethyloctadecylammonium hydrochloride, trimethyloctadecylammonium tetrachloroiodate, trimethyloctadecylammonium hydrogensulfate, trimethyloctadecylammonium methylsulfate, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltri Mechi Ammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium acetate, benzyltrimethylammonium benzoate, benzyltrimethylammonium-p-toluenesulfonate, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrabutylammonium acetate, tetra Butylammonium benzoate, tetrabutylammonium-p-toluenesulfonate, (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium chloride, (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium bromide, (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium hydroxide, (2-Methoxyethoxymethyl) triethylammonium-p-toluenesulfonater (2-acetoxyethyl) trimethylammonium chloride, (2-acetoxyethyl) trimethylammonium bromide, (2-acetoxyethyl) trimethylammonium hydroxide, (2-acetoxyethyl) trimethylammonium-p-toluenesulfonate, (2- Hydroxyethyl) trimethylammonium chloride, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium bromide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium-p-toluenesulfonate, bis (polyoxyethylene) dimethyl Ammonium chloride, bis (polyoxyethylene) dimethylammonium bromide, bis (polyoxyethylene) dimethylammonium hydroxide, Bis (polyoxyethylene) dimethylammonium-p-toluenesulfonate, 1-hexadecylpyridinium chloride, 1-hexadecylpyridinium bromide, 1-hexadecylpyridinium hydroxide, 1-hexadecylpyridinium-p-toluenesulfonate, etc. Is mentioned.
本発明において、前記の一般式（Ｉ）で示される化合物は、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、トリメチルオクタデシルアンモニウムブロミド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムクロリド、（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウムクロリド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムブロミドが好ましく、テトラブチルアンモニウムブロミド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムクロリドが好適である。 In the present invention, the compound represented by the general formula (I) includes benzyltrimethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, trimethyloctadecylammonium bromide, (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium chloride, (2-acetoxyethyl) trimethyl. Ammonium chloride and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium bromide are preferred, and tetrabutylammonium bromide and (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium chloride are preferred.
本発明において、前記の一般式（ＩＩ）で示される化合物は、１−ヘキサデシルピリジニウムクロリドが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (II) is preferably 1-hexadecylpyridinium chloride.
次に、（Ｂ３）について説明する。 Next, (B3) will be described.
本発明で用いられる（Ｂ３）４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物は、（Ａ）エポキシ化合物１００質量部に対して、０．１〜２５質量部配合することが必要であり、０．１〜１０質量部配合することが好ましく、０．１〜８質量部配合することがより好ましい。配合量が０．１質量部未満であると、（Ａ）エポキシ化合物と炭素繊維表面の酸素含有官能基との間の共有結合形成が促進されず、炭素繊維と熱可塑性樹脂との接着性が不十分となる。一方、配合量が２５質量部を超えると、（Ｂ３）が炭素繊維表面を覆い、共有結合形成が阻害され、炭素繊維と熱可塑性樹脂との接着性が不十分となる。 The (B3) quaternary phosphonium salt and / or phosphine compound used in the present invention needs to be blended in an amount of 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) epoxy compound. It is preferable to mix | blend 10 mass parts, and it is more preferable to mix | blend 0.1-8 mass parts. When the blending amount is less than 0.1 part by mass, the covalent bond formation between the (A) epoxy compound and the oxygen-containing functional group on the carbon fiber surface is not promoted, and the adhesion between the carbon fiber and the thermoplastic resin is improved. It becomes insufficient. On the other hand, if the blending amount exceeds 25 parts by mass, (B3) covers the carbon fiber surface, the covalent bond formation is inhibited, and the adhesion between the carbon fiber and the thermoplastic resin becomes insufficient.
本発明で用いられる（Ｂ３）４級ホスホニウム塩またはホスフィン化合物は、好ましくは、次の一般式（ＸＩ）または（ＸＩＩ） The (B3) quaternary phosphonium salt or phosphine compound used in the present invention is preferably the following general formula (XI) or (XII)
（上記化学式中、Ｒ３４〜Ｒ４０は、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基を表し、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい）のいずれかで示されるカチオン部位を有する４級アンモニウム塩またはホスフィン化合物である。 (In the above chemical formula, R 34 to R 40 each represent a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is A quaternary ammonium salt or a phosphine compound having a cation moiety represented by any one of -O-, -O-CO- and -CO-O-.
本発明者等は、上記（Ａ）成分１００質量部に対し、（Ｂ３）４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物、好ましくは上記一般式（ＸＩ）または（ＸＩＩ）のいずれかで示される（Ｂ３）４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物を０．１〜２５質量部配合したバインダーを用い、これを炭素繊維シートに付与した場合、２官能以上のエポキシ樹脂と、炭素繊維表面に元来含まれる、あるいは、酸化処理により導入されるカルボキシル基、水酸基等の酸素含有官能基との間に共有結合形成が促進される結果、マトリックス樹脂との接着性が大幅に向上することを見出した。 The inventors of the present invention have (B3) a quaternary phosphonium salt and / or a phosphine compound, preferably any one of the above general formulas (XI) or (XII) with respect to 100 parts by mass of the component (A) (B3 ) When a binder containing 0.1 to 25 parts by mass of a quaternary phosphonium salt and / or a phosphine compound is used and applied to a carbon fiber sheet, it is originally contained on the carbon fiber surface with a bifunctional or higher functional epoxy resin. Alternatively, the present inventors have found that adhesion to the matrix resin is greatly improved as a result of the promotion of covalent bond formation with oxygen-containing functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups introduced by oxidation treatment.
本発明において、４級ホスホニウム塩またはホスフィン化合物の配合により共有結合形成が促進されるメカニズムは明確ではないが、前記特定の構造を有する４級ホスホニウム塩またはホスフィン化合物を用いることにより、好適に本発明の効果が得られる。すなわち、本発明に用いられる（Ｂ３）４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物として、上記一般式（ＸＩ）または（ＸＩＩ）のＲ３４〜Ｒ４０が、それぞれ炭素数１〜２２の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数が２３以上になると、理由は明確ではないが、接着性が不十分となる場合がある。ここで、炭素数１〜２２の炭化水素基とは、炭素原子と水素原子のみからなる基であり、飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基のいずれでも良く、環構造を含んでも含まなくても良い。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基、ドコシル基、ビニル基、２−プロピニル基、ベンジル基、フェニル基、シンナミル基、およびナフチルメチル基等が挙げられる。 In the present invention, the mechanism by which the formation of a covalent bond is promoted by the incorporation of a quaternary phosphonium salt or a phosphine compound is not clear, but the present invention is preferably used by using a quaternary phosphonium salt or phosphine compound having the specific structure. The effect is obtained. That is, as the (B3) quaternary phosphonium salt and / or phosphine compound used in the present invention, R 34 to R 40 in the general formula (XI) or (XII) are each a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms. Preferably, the hydrocarbon group may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group is substituted by —O—, —O—CO— or —CO—O—. Also good. When the carbon number is 23 or more, the reason is not clear, but the adhesion may be insufficient. Here, a C1-C22 hydrocarbon group is a group which consists only of a carbon atom and a hydrogen atom, and any of a saturated hydrocarbon group and an unsaturated hydrocarbon group may be included, even if it contains a ring structure. Also good. As the hydrocarbon group, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, oleyl group, Examples include docosyl group, vinyl group, 2-propynyl group, benzyl group, phenyl group, cinnamyl group, and naphthylmethyl group.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−により置換された場合の例としては、直鎖状のものとして、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、フェノキシエチル基、メトキシエトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、ポリエチレングリコール基、およびポリプロピレングリコール基等のポリエーテル基が挙げられる。また、環状のものとして、例えば、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン、オキセパン、および１，３−ジオキソラン等が挙げられる。 Further, examples of the case where a CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by -O-, as linear, e.g., a methoxymethyl group, ethoxymethyl group, propoxymethyl group , Butoxymethyl group, phenoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, phenoxyethyl group, methoxyethoxymethyl group, methoxyethoxyethyl group, polyethylene glycol group, and polypropylene glycol group An ether group is mentioned. Moreover, as a cyclic thing, ethylene oxide, tetrahydrofuran, oxepane, 1, 3- dioxolane etc. are mentioned, for example.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基中のＣＨ２基が−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換された場合の例としては、例えば、アセトキシメチル基、アセトキシエチル基、アセトキシプロピル基、アセトキシブチル基、メタクロイルオキシエチル基、およびベンゾイルオキシエチル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the case where the CH 2 group in the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is substituted by —O—CO— or —CO—O— include, for example, an acetoxymethyl group, an acetoxyethyl group, an acetoxypropyl group Group, acetoxybutyl group, methacryloyloxyethyl group, benzoyloxyethyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and the like.
また、炭素数１〜２２の炭化水素基が水酸基を有する場合の例としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシシクロヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシオクタデシル基、ヒドロキシオレイル基、およびヒドロキシドコシル基等が挙げられる。 Examples of the case where the hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms has a hydroxyl group include, for example, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxypentyl group, a hydroxyhexyl group, and a hydroxycyclohexyl group. , A hydroxyoctyl group, a hydroxydecyl group, a hydroxydodecyl group, a hydroxytetradecyl group, a hydroxyhexadecyl group, a hydroxyoctadecyl group, a hydroxyoleyl group, and a hydroxydocosyl group.
なかでも、（Ｂ３）４級ホスホニウム塩またはホスフィン化合物のＲ３４〜Ｒ４０の炭素数は、１〜１４の範囲内であることが好ましい。炭素数が１４未満であると、４級アンモニウム塩が反応促進剤として働く際に、立体障害が適度に小さく反応促進効果が高くなり、接着性がさらに向上する。 Among them, (B3) the number of carbon atoms of R 34 to R 40 of the quaternary phosphonium salt or phosphine compound is preferably in the range of 1-14. When the carbon number is less than 14, when the quaternary ammonium salt acts as a reaction accelerator, the steric hindrance is moderately small and the reaction promoting effect is enhanced, and the adhesion is further improved.
また、本発明において、上記一般式（ＸＩ）で示される（Ｂ３）４級ホスホニウム塩のＲ３４〜Ｒ３７の炭素数は、２以上であることが好ましく、より好ましくは３以上であり、さらに好ましくは４以上である。炭素数が２以上であると、４級ホスホニウム塩が開始剤としてはたらくことによるエポキシ樹脂の単独重合が抑えられ、接着性がさらに向上する。 In the present invention, the carbon number of R 34 to R 37 in the (B3) quaternary phosphonium salt represented by the general formula (XI) is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, Preferably it is 4 or more. When the carbon number is 2 or more, homopolymerization of the epoxy resin due to the quaternary phosphonium salt acting as an initiator is suppressed, and the adhesiveness is further improved.
また、本発明において、上記一般式（ＸＩＩ）で示される（Ｂ３）ホスフィン化合物のＲ３９とＲ４０は、それぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基は水酸基を有していてもよく、該炭化水素基中のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−により置換されていてもよい。炭素数が８未満であると、分子中における活性部位の比率が高く、少量でも大きな接着性向上効果が得られる。 In the present invention, R 39 and R 40 of the (B3) phosphine compound represented by the general formula (XII) are each preferably a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and the hydrocarbon group is It may have a hydroxyl group, and the CH 2 group in the hydrocarbon group may be substituted with —O—, —O—CO— or —CO—O—. When the number of carbon atoms is less than 8, the ratio of active sites in the molecule is high, and a large effect of improving adhesion can be obtained even with a small amount.
本発明において、（Ｂ３）４級ホスホニウム塩のカチオン部位の分子量は、１００〜４００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／ｍｏｌの範囲内であり、さらに好ましくは１００〜２００ｇ／ｍｏｌの範囲内である。カチオン部位の分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上であると、熱処理中にも揮発が抑えられ、少量でも大きな接着性向上効果が得られる。一方、カチオン部位の分子量が４００ｇ／ｍｏｌ以下であると、分子中における活性部位の比率が高く、やはり少量でも大きな接着性向上効果が得られる。 In the present invention, the molecular weight of the cation moiety of (B3) quaternary phosphonium salt is preferably within the range of 100 to 400 g / mol, more preferably within the range of 100 to 300 g / mol, and even more preferably 100. Within the range of ~ 200 g / mol. When the molecular weight of the cation moiety is 100 g / mol or more, volatilization is suppressed even during the heat treatment, and a large adhesive improvement effect can be obtained even with a small amount. On the other hand, when the molecular weight of the cation moiety is 400 g / mol or less, the ratio of the active moiety in the molecule is high, and a large adhesion improvement effect can be obtained even with a small amount.
本発明において、上記の一般式（ＶＩＩ）で示される脂肪族系４級ホスホニウム塩のカチオン部位としては、例えば、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、メチルトリエチルホスホニウム、メチルトリプロピルホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、ジメチルジエチルホスホニウム、ジメチルジプロピルホスホニウム、ジメチルジブチルホスホニウム、トリメチルエチルホスホニウム、トリメチルプロピルホスホニウム、トリメチルブチルホスホニウム、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルホスホニウム、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウムクロリド、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウム、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルホスホニウム、トリブチル−ｎ−オクチルホスホニウム、トリブチルドデシルホスホニウム、トリブチルヘキサデシルホスホニウム、トリブチル（１，３−ジオキソラン−２−イルメチル）ホスホニウム、ジ−ｔ−ブチルジメチルホスホニウム、およびトリヘキシルテトラデシルホスホニウムおよびビス（ポリオキシエチレン）ジメチルホスホニウム等が挙げられる。 In the present invention, examples of the cation moiety of the aliphatic quaternary phosphonium salt represented by the general formula (VII) include tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrapropylphosphonium, tetrabutylphosphonium, methyltriethylphosphonium, methyltrimethyl. Propylphosphonium, methyltributylphosphonium, dimethyldiethylphosphonium, dimethyldipropylphosphonium, dimethyldibutylphosphonium, trimethylethylphosphonium, trimethylpropylphosphonium, trimethylbutylphosphonium, (2-methoxyethoxymethyl) triethylphosphonium, (2-acetoxyethyl) trimethylphosphonium Chloride, (2-acetoxyethyl) trimethylphosphonium, (2-hydroxyethyl) ) Trimethylphosphonium, tributyl-n-octylphosphonium, tributyldodecylphosphonium, tributylhexadecylphosphonium, tributyl (1,3-dioxolan-2-ylmethyl) phosphonium, di-t-butyldimethylphosphonium, and trihexyltetradecylphosphonium and bis (Polyoxyethylene) dimethylphosphonium and the like.
また、上記の一般式（ＶＩＩ）で示される芳香族系４級ホスホニウム塩のカチオン部位としては、テトラフェニルホスホニウム、トリフェニルメチルホスホニウム、ジフェニルジメチルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウム、ｎ−ブチルトリフェニルホスホニウム、ベンジルトリフェニルホスホニウム、イソプロピルトリフェニルホスホニウム、ビニルトリフェニルホスホニウム、アリルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルプロパギルホスホニウム、ｔ−ブチルトリフェニルホスホニウム、ヘプチルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルテトラデシルホスホニウム、ヘキシルトリフェニルホスホニウム、（メトキシメチル）トリフェニルホスホニウム、２−ヒドロキシベンジルトリフェニルホスホニウム、（４−カルボキシブチル）トリフェニルホスホニウム、（３−カルボキシプロピル）トリフェニルホスホニウム、シンナミルトリフェニルホスホニウム、シクロプロピルトリフェニルホスホニウム、２−（１，３−ジオキサン−２−イル)エチルトリフェニルホスホニウム、１−（１，３−ジオキソラン−２−イル）エチルトリフェニルホスホニウム、（１，３−ジオキソラン−２−イル）メチルトリフェニルホスホニウム、４−エトキシベンジルトリフェニルホスホニウム、およびエトキシカルボニルメチル（トリフェニル）ホスホニウム等が挙げられる。 Examples of the cation moiety of the aromatic quaternary phosphonium salt represented by the general formula (VII) include tetraphenylphosphonium, triphenylmethylphosphonium, diphenyldimethylphosphonium, ethyltriphenylphosphonium, n-butyltriphenylphosphonium, Benzyltriphenylphosphonium, isopropyltriphenylphosphonium, vinyltriphenylphosphonium, allyltriphenylphosphonium, triphenylpropargylphosphonium, t-butyltriphenylphosphonium, heptyltriphenylphosphonium, triphenyltetradecylphosphonium, hexyltriphenylphosphonium, ( Methoxymethyl) triphenylphosphonium, 2-hydroxybenzyltriphenylphosphonium, (4-carbo (Cibutyl) triphenylphosphonium, (3-carboxypropyl) triphenylphosphonium, cinnamyltriphenylphosphonium, cyclopropyltriphenylphosphonium, 2- (1,3-dioxan-2-yl) ethyltriphenylphosphonium, 1- (1 , 3-dioxolan-2-yl) ethyltriphenylphosphonium, (1,3-dioxolan-2-yl) methyltriphenylphosphonium, 4-ethoxybenzyltriphenylphosphonium, ethoxycarbonylmethyl (triphenyl) phosphonium, etc. It is done.
本発明において、（Ｂ３）４級ホスホニウム塩のアニオン部位としては、例えば、フッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオンおよびヨウ化物アニオンのハロゲンイオンが挙げられる。また、例えば、水酸化物アニオン、酢酸アニオン、シュウ酸アニオン、硫酸水素アニオン、安息香酸アニオン、ヨウ素酸アニオン、メチルスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、テトラフェニルボレートイオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン、およびトルエンスルホン酸アニオンが挙げられる。 In the present invention, examples of the anion moiety of the (B3) quaternary phosphonium salt include halogen ions of fluoride anion, chloride anion, bromide anion and iodide anion. Also, for example, hydroxide anion, acetate anion, oxalate anion, hydrogen sulfate anion, benzoate anion, iodate anion, methylsulfonate anion, benzenesulfonate anion, tetraphenylborate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluoro Examples include phosphate ions, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ions, and toluenesulfonate anions.
本発明において、これらの４級ホスホニウム塩は、単独で用いても良いし複数種を併用しても良い。 In the present invention, these quaternary phosphonium salts may be used alone or in combination.
本発明において、（Ｂ３）４級ホスホニウム塩としては、例えば、トリメチルオクタデシルホスホニウムクロリド、トリメチルオクタデシルホスホニウムブロミド、トリメチルオクタデシルホスホニウムヒドロキシド、トリメチルオクタデシルホスホニウムアセタート、トリメチルオクタデシルホスホニウム安息香酸塩、トリメチルオクタデシルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、トリメチルオクタデシルホスホニウム塩酸塩、トリメチルオクタデシルホスホニウムテトラクロロヨウ素酸塩、トリメチルオクタデシルホスホニウム硫酸水素塩、トリメチルオクタデシルホスホニウムメチルスルファート、ベンジルトリメチルホスホニウムクロリド、ベンジルトリメチルホスホニウムブロミド、ベンジルトリメチルホスホニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルホスホニウムアセタート、ベンジルトリメチルホスホニウム安息香酸塩、ベンジルトリメチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムアセタート、テトラブチルホスホニウム安息香酸塩、テトラブチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルホスホニウムクロリド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルホスホニウムブロミド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルホスホニウムヒドロキシド、（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウムクロリド、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウムブロミド、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウムヒドロキシド、（２−アセトキシエチル）トリメチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルホスホニウムクロリド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルホスホニウムブロミド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルホスホニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルホスホニウムクロリド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルホスホニウムブロミド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルホスホニウムヒドロキシド、ビス（ポリオキシエチレン）ジメチルホスホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、テトラフェニルホスホニウムブロミド、およびテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。 In the present invention, (B3) quaternary phosphonium salts include, for example, trimethyloctadecylphosphonium chloride, trimethyloctadecylphosphonium bromide, trimethyloctadecylphosphonium hydroxide, trimethyloctadecylphosphonium acetate, trimethyloctadecylphosphonium benzoate, trimethyloctadecylphosphonium-p -Toluenesulfonate, trimethyloctadecylphosphonium hydrochloride, trimethyloctadecylphosphonium tetrachloroiodate, trimethyloctadecylphosphonium hydrogensulfate, trimethyloctadecylphosphonium methylsulfate, benzyltrimethylphosphonium chloride, benzyltrimethylphosphonium bromide, benzyltrimethylphosphonium hydro Sid, benzyltrimethylphosphonium acetate, benzyltrimethylphosphonium benzoate, benzyltrimethylphosphonium-p-toluenesulfonate, tetrabutylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium hydroxide, tetrabutylphosphonium acetate, tetrabutylphosphonium Benzoate, tetrabutylphosphonium-p-toluenesulfonate, (2-methoxyethoxymethyl) triethylphosphonium chloride, (2-methoxyethoxymethyl) triethylphosphonium bromide, (2-methoxyethoxymethyl) triethylphosphonium hydroxide, (2 -Methoxyethoxymethyl) triethylphosphonium-p-toluenesulfonate, (2-acetoxy Til) trimethylphosphonium chloride, (2-acetoxyethyl) trimethylphosphonium bromide, (2-acetoxyethyl) trimethylphosphonium hydroxide, (2-acetoxyethyl) trimethylphosphonium-p-toluenesulfonate, (2-hydroxyethyl) trimethylphosphonium Chloride, (2-hydroxyethyl) trimethylphosphonium bromide, (2-hydroxyethyl) trimethylphosphonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylphosphonium-p-toluenesulfonate, bis (polyoxyethylene) dimethylphosphonium chloride, bis ( Polyoxyethylene) dimethylphosphonium bromide, bis (polyoxyethylene) dimethylphosphonium hydroxide, bis (polyoxyethylene) Len) dimethylphosphonium-p-toluenesulfonate, tetraphenylphosphonium bromide, and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate.
また、上記一般式（ＸＩ）以外の（Ｂ３）４級ホスホニウム塩として、アセトニトリルトリフェニルホスホニウムクロリド、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスファート、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イルオキシトリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロホスファート、トランス−２−ブテン−１，４−ビス（トリフェニルホスホニウムクロリド）、（４−カルボキシブチル）トリフェニルホスホニウムブロミド、（３−カルボキシプロピル）トリフェニルホスホニウムブロミド、（２，４−ジクロロベンジル）トリフェニルホスホニウムクロリド、２−ジメチルアミノエチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エトキシカルボニルメチル（トリフェニル）ホスホニウムブロミド、（ホルミルメチル）トリフェニルホスホニウムクロリド、Ｎ−メチルアニリノトリフェニルホスホニウムヨージド、およびフェナシルトリフェニルホスホニウムブロミド等が例示され、これらの４級ホスホニウム塩も本発明の（Ｂ３）４級ホスホニウム塩として使用可能である。 Further, (B3) quaternary phosphonium salts other than the above general formula (XI) include acetonitrile triphenylphosphonium chloride, 1H-benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, 1H-benzotriazole-1- Iroxytris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate, trans-2-butene-1,4-bis (triphenylphosphonium chloride), (4-carboxybutyl) triphenylphosphonium bromide, (3-carboxypropyl) triphenyl Phosphonium bromide, (2,4-dichlorobenzyl) triphenylphosphonium chloride, 2-dimethylaminoethyltriphenylphosphonium bromide, ethoxycarbonylmethyl (triphenyl) phospho Umbromide, (formylmethyl) triphenylphosphonium chloride, N-methylanilinotriphenylphosphonium iodide, phenacyltriphenylphosphonium bromide, etc. are exemplified, and these quaternary phosphonium salts are also (B3) quaternary phosphonium salts of the present invention. Can be used as
また、上記一般式（ＸＩＩ）で示されるホスフィン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ−ｔ−ブチルホスフィン、トリペンチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ（２−フリル）ホスフィン、ジメチルプロピルホスフィン、ジメチルブチルホスフィン、ジメチルペンチルホスフィン、ジメチルヘキシルホスフィン、ジメチルシクロヘキシルホスフィン、ジメチルオクチルホスフィン、ジメチルデシルホスフィン、ジメチルドデシルホスフィン、ジメチルテトラデシルホスフィン、ジメチルヘキサデシルホスフィン、ジメチルオクタデシルホスフィン、ジメチルオレイルホスフィン、ジメチルドコシルホスフィン、ジエチルプロピルホスフィン、ジエチルブチルホスフィン、ジエチルペンチルホスフィン、ジエチルヘキシルホスフィン、ジエチルシクロヘキシルホスフィン、ジエチルオクチルホスフィン、ジエチルデシルホスフィン、ジエチルドデシルホスフィン、ジエチルテトラデシルホスフィン、ジエチルヘキサデシルホスフィン、ジエチルオクタデシルホスフィン、ジエチルオレイルホスフィン、ジエチルドコシルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、ジプロピルメチルホスフィン、ジプロピルエチルホスフィン、ジプロピルブチルホスフィン、ジブチルメチルホスフィン、ジブチルエチルホスフィン、ジブチルプロピルホスフィン、ジヘキシルメチルホスフィン、ジヘキシルエチルホスフィン、ジヘキシルプロピルホスフィン、ジヘキシルブチルホスフィン、ジシクロヘキシルメチルホスフィン、ジシクロヘキシルエチルホスフィン、ジシクロヘキシルプロピルホスフィン、ジシクロヘキシルブチルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジオクチルメチルホスフィン、ジオクチルエチルホスフィン、ジオクチルプロピルホスフィン、ジデシルメチルホスフィン、ジデシルエチルホスフィン、ジデシルプロピルホスフィン、ジデシルブチルホスフィン、ジドデシルメチルホスフィン、ジドデシルエチルホスフィン、ジドデシルプロピルホスフィン、ジドデシルブチルホスフィン、ジテトラデシルメチルホスフィン、ジテトラデシルエチルホスフィン、ジテトラデシルプロピルホスフィン、ジテトラデシルブチルホスフィン、ジヘキサデシルメチルホスフィン、ジヘキサデシルエチルホスフィン、ジヘキサデシルプロピルホスフィン、ジヘキサデシルブチルホスフィン、トリメタノールホスフィン、トリエタノールホスフィン、トリプロパノールホスフィン、トリブタノールホスフィン、トリヘキサノールホスフィン、ジエチルメタノールホスフィン、ジプロピルメタノールホスフィン、ジイソプロピルメタノールホスフィン、ジブチルメタノールホスフィン、ジイソブチルメタノールホスフィン、ジ−ｔ−ブチルメタノールホスフィン、ジ（２−エチルヘキシル）メタノールホスフィン、ジメチルエタノールホスフィン、ジエチルエタノールホスフィン、ジプロピルエタノールホスフィン、ジイソプロピルエタノールホスフィン、ジブチルエタノールホスフィン、ジイソブチルエタノールホスフィン、ジ−ｔ−ブチルエタノールホスフィン、ジ−ｔ−ブチルフェニルホスフィン、ジ（２−エチルヘキシル）エタノールホスフィン、ジメチルプロパノールホスフィン、ジエチルプロパノールホスフィン、ジプロピルプロパノールホスフィン、ジイソプロピルプロパノールホスフィン、ジブチルプロパノールホスフィン、ジイソブチルプロパノールホスフィン、ジ−ｔ−ブチルプロパノールホスフィン、ジ（２−エチルヘキシル）プロパノールホスフィン、メチルジメタノールホスフィン、エチルジメタノールホスフィン、プロピルジメタノールホスフィン、イソプロピルジメタノールホスフィン、ブチルジメタノールホスフィン、イソブチルジメタノールホスフィン、ｔ−ブチルジメタノールホスフィン、（２−エチルヘキシル）ジメタノールホスフィン、メチルジエタノールホスフィン、エチルジエタノールホスフィン、プロピルジエタノールホスフィン、イソプロピルジエタノールホスフィン、ブチルジエタノールホスフィン、イソブチルジエタノールホスフィン、ｔ−ブチルジエタノールホスフィン、（２−エチルヘキシル）ジエタノールホスフィン、イソプロピルフェニルホスフィン、メトキシジフェニルホスフィン、エトキシジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルエチルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、ジフェニルプロピルホスフィン、ジフェニルブチルホスフィン、ジフェニル−ｔ−ブチルホスフィン、ジフェニルペンチルホスフィン、ジフェニルヘキシルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、ジフェニルベンジルホスフィン、フェノキシジフェニルホスフィン、ジフェニル−１−ピレニルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリ−ｎ−オクチルホスフィン、トリ−ｏ−トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、およびトリス−２，６−ジメトキシフェニルホスフィン等が挙げられる。 Examples of the phosphine compound represented by the general formula (XII) include triethylphosphine, tripropylphosphine, tributylphosphine, tri-t-butylphosphine, tripentylphosphine, trihexylphosphine, tricyclopentylphosphine, and tricyclohexylphosphine. , Trioctylphosphine, triphenylphosphine, tri (2-furyl) phosphine, dimethylpropylphosphine, dimethylbutylphosphine, dimethylpentylphosphine, dimethylhexylphosphine, dimethylcyclohexylphosphine, dimethyloctylphosphine, dimethyldecylphosphine, dimethyldodecylphosphine, dimethyl Tetradecylphosphine, dimethylhexadecylphosphine, dimethyloctadecylphos , Dimethyloleylphosphine, dimethyldocosylphosphine, diethylpropylphosphine, diethylbutylphosphine, diethylpentylphosphine, diethylhexylphosphine, diethylcyclohexylphosphine, diethyloctylphosphine, diethyldecylphosphine, diethyldodecylphosphine, diethyltetradecylphosphine, diethyl Hexadecylphosphine, diethyloctadecylphosphine, diethyloleylphosphine, diethyldocosylphosphine, diethylphenylphosphine, ethyldiphenylphosphine, dipropylmethylphosphine, dipropylethylphosphine, dipropylbutylphosphine, dibutylmethylphosphine, dibutylethylphosphine, dibutylpropyl Phosphine, Jihe Silmethylphosphine, dihexylethylphosphine, dihexylpropylphosphine, dihexylbutylphosphine, dicyclohexylmethylphosphine, dicyclohexylethylphosphine, dicyclohexylpropylphosphine, dicyclohexylbutylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, dioctylmethylphosphine, dioctylethylphosphine, dioctylpropylphosphine, didecyl Methylphosphine, didecylethylphosphine, didecylpropylphosphine, didecylbutylphosphine, didodecylmethylphosphine, didodecylethylphosphine, didodecylpropylphosphine, didodecylbutylphosphine, ditetradecylmethylphosphine, ditetradecylethylphosphine, Ditetradecyl Propylphosphine, Ditetradecylbutylphosphine, Dihexadecylmethylphosphine, Dihexadecylethylphosphine, Dihexadecylpropylphosphine, Dihexadecylbutylphosphine, Trimethanolphosphine, Triethanolphosphine, Tripropanolphosphine, Tributanolphosphine, Tri Hexanol phosphine, diethyl methanol phosphine, dipropyl methanol phosphine, diisopropyl methanol phosphine, dibutyl methanol phosphine, diisobutyl methanol phosphine, di-t-butyl methanol phosphine, di (2-ethylhexyl) methanol phosphine, dimethyl ethanol phosphine, diethyl ethanol phosphine, di Propylethanolphosphine, diisopropyl Tanolphosphine, dibutylethanolphosphine, diisobutylethanolphosphine, di-t-butylethanolphosphine, di-t-butylphenylphosphine, di (2-ethylhexyl) ethanolphosphine, dimethylpropanolphosphine, diethylpropanolphosphine, dipropylpropanolphosphine, diisopropyl Propanolphosphine, dibutylpropanolphosphine, diisobutylpropanolphosphine, di-t-butylpropanolphosphine, di (2-ethylhexyl) propanolphosphine, methyldimethanolphosphine, ethyldimethanolphosphine, propyldimethanolphosphine, isopropyldimethanolphosphine, butyldi Methanol phosphine, isobutyl dimeta Phosphine, t-butyldimethanolphosphine, (2-ethylhexyl) dimethanolphosphine, methyldiethanolphosphine, ethyldiethanolphosphine, propyldiethanolphosphine, isopropyldiethanolphosphine, butyldiethanolphosphine, isobutyldiethanolphosphine, t-butyldiethanolphosphine, (2 -Ethylhexyl) diethanolphosphine, isopropylphenylphosphine, methoxydiphenylphosphine, ethoxydiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylmethylphosphine, diphenylethylphosphine, diphenylcyclohexylphosphine, diphenylpropylphosphine, diphenylbutylphosphine, diphenyl-t-butylphosphine Diphenylpentylphosphine, diphenylhexylphosphine, diphenyloctylphosphine, diphenylbenzylphosphine, phenoxydiphenylphosphine, diphenyl-1-pyrenylphosphine, phenyldimethylphosphine, trimethylphosphine, tri-n-octylphosphine, tri-o-tolylphosphine, Examples include tri-m-tolylphosphine and tris-2,6-dimethoxyphenylphosphine.
また、上記一般式（ＸＩＩ）以外の（Ｂ３）ホスフィンとして、フェニル−２−ピリジルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキサイド、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，３−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン、および１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタン等が挙げられる。 Further, as (B3) phosphine other than the above general formula (XII), phenyl-2-pyridylphosphine, triphenylphosphine oxide, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) Examples include propane and 1,4-bis (diphenylphosphino) butane.
本発明において、前記の一般式（ＸＩ）で示される化合物は、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムブロミドが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (XI) is preferably tetrabutylphosphonium bromide or tetraphenylphosphonium bromide.
本発明において、前記の一般式（ＸＩＩ）で示される化合物は、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (XII) is preferably tributylphosphine or triphenylphosphine.
本発明において、バインダーは、（Ａ）成分と、（Ｂ）成分以外の成分を１種類以上含んでも良い。例えば、ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイド等のポリアルキレンオキサイド、高級アルコール、多価アルコール、アルキルフェノール、およびスチレン化フェノール等にポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイド等のポリアルキレンオキサイドが付加した化合物、およびエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤が好ましく用いられる。また、本発明の効果に影響しない範囲で、適宜、ポリエステル樹脂、および不飽和ポリエステル化合物等を添加してもよい。 In the present invention, the binder may contain one or more components other than the component (A) and the component (B). For example, polyalkylene oxides such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, compounds obtained by adding polyalkylene oxides such as polyethylene oxide and polypropylene oxide to higher alcohols, polyhydric alcohols, alkylphenols, and styrenated phenols, and ethylene oxide and propylene oxide. Nonionic surfactants such as block copolymers are preferably used. Moreover, you may add a polyester resin, an unsaturated polyester compound, etc. suitably in the range which does not affect the effect of this invention.
本発明に使用する炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、レーヨン系およびピッチ系の炭素繊維が挙げられる。なかでも、強度と弾性率のバランスに優れたＰＡＮ系炭素繊維が好ましく用いられる。 Examples of the carbon fiber used in the present invention include polyacrylonitrile (PAN) -based, rayon-based, and pitch-based carbon fibers. Of these, PAN-based carbon fibers having an excellent balance between strength and elastic modulus are preferably used.
次に、ＰＡＮ系炭素繊維の製造方法について説明する。 Next, a method for producing a PAN-based carbon fiber will be described.
炭素繊維の前駆体繊維を得るための紡糸方法としては、湿式、乾式および乾湿式等の紡糸方法を用いることができる。なかでも、高強度の炭素繊維が得られやすいという観点から、湿式あるいは乾湿式紡糸方法を用いることが好ましい。紡糸原液には、ポリアクリロニトリルのホモポリマーあるいは共重合体の溶液や懸濁液等を用いることができる。 As a spinning method for obtaining a carbon fiber precursor fiber, spinning methods such as wet, dry, and dry-wet can be used. Among these, it is preferable to use a wet or dry wet spinning method from the viewpoint that a high-strength carbon fiber is easily obtained. As the spinning dope, a polyacrylonitrile homopolymer or copolymer solution or suspension can be used.
上記の紡糸原液を口金に通して紡糸、凝固、水洗、延伸して前駆体繊維とし、得られた前駆体繊維を耐炎化処理と炭化処理し、必要によってはさらに黒鉛化処理をすることにより炭素繊維を得る。炭化処理と黒鉛化処理の条件としては、最高熱処理温度が１１００℃以上であることが好ましく、より好ましくは１４００〜３０００℃である。 The spinning solution is spun, coagulated, washed with water, and drawn into a precursor fiber by passing it through a die, and the resulting precursor fiber is subjected to a flameproofing treatment and carbonization treatment. Get fiber. As conditions for carbonization treatment and graphitization treatment, the maximum heat treatment temperature is preferably 1100 ° C. or higher, more preferably 1400 to 3000 ° C.
本発明において、強度と弾性率の高い炭素繊維を得られるという観点から、細繊度の炭素繊維が好ましく用いられる。具体的には、炭素繊維の単繊維径が、７．５μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがより好ましく、さらには５．５μｍ以下であることが好ましい。単繊維径の下限は特にないが、４．５μｍ以下では工程における単繊維切断が起きやすく生産性が低下する場合がある。 In the present invention, carbon fibers having fineness are preferably used from the viewpoint of obtaining carbon fibers having high strength and elastic modulus. Specifically, the single fiber diameter of the carbon fiber is preferably 7.5 μm or less, more preferably 6 μm or less, and further preferably 5.5 μm or less. There is no particular lower limit for the single fiber diameter, but if it is 4.5 μm or less, single fiber cutting is likely to occur in the process, and the productivity may decrease.
得られた炭素繊維は、マトリックス樹脂との接着性を向上させるために、通常、酸化処理が施され、酸素含有官能基が導入される。酸化処理方法としては、気相酸化、液相酸化および液相電解酸化が用いられるが、生産性が高く、均一処理ができるという観点から、液相電解酸化が好ましく用いられる。 The obtained carbon fiber is usually subjected to an oxidation treatment to introduce an oxygen-containing functional group in order to improve adhesion with the matrix resin. As the oxidation treatment method, vapor phase oxidation, liquid phase oxidation, and liquid phase electrolytic oxidation are used. From the viewpoint of high productivity and uniform treatment, liquid phase electrolytic oxidation is preferably used.
本発明において、液相電解酸化で用いられる電解液としては、酸性電解液およびアルカリ性電解液が挙げられる。 In the present invention, examples of the electrolytic solution used in the liquid phase electrolytic oxidation include an acidic electrolytic solution and an alkaline electrolytic solution.
酸性電解液としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸、ホウ酸、および炭酸等の無機酸、酢酸、酪酸、シュウ酸、アクリル酸、およびマレイン酸等の有機酸、または硫酸アンモニウムや硫酸水素アンモニウム等の塩が挙げられる。なかでも、強酸性を示す硫酸と硝酸が好ましく用いられる。 Examples of the acidic electrolyte include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid, organic acids such as acetic acid, butyric acid, oxalic acid, acrylic acid, and maleic acid, or ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate. And the like. Of these, sulfuric acid and nitric acid exhibiting strong acidity are preferably used.
アルカリ性電解液としては、具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムおよび水酸化バリウム等の水酸化物の水溶液、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムおよび炭酸アンモニウム等の炭酸塩の水溶液、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウムおよび炭酸水素アンモニウム等の炭酸水素塩の水溶液、アンモニア、水酸化テトラアルキルアンモニウムおよびヒドラジンの水溶液等が挙げられる。なかでも、マトリックス樹脂の硬化阻害を引き起こすアルカリ金属を含まないという観点から、炭酸アンモニウムおよび炭酸水素アンモニウムの水溶液、あるいは、強アルカリ性を示す水酸化テトラアルキルアンモニウムの水溶液が好ましく用いられる。 Specific examples of the alkaline electrolyte include aqueous solutions of hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, Aqueous solutions of carbonates such as barium carbonate and ammonium carbonate, aqueous solutions of bicarbonates such as sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, magnesium bicarbonate, calcium bicarbonate, barium bicarbonate and ammonium bicarbonate, ammonia, tetraalkylammonium hydroxide And an aqueous solution of hydrazine. Among these, from the viewpoint of not containing an alkali metal that causes curing inhibition of the matrix resin, an aqueous solution of ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate or an aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide exhibiting strong alkalinity is preferably used.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物と、炭素繊維表面の酸素含有官能基との共有結合形成が促進され、接着性がさらに向上するという観点から、炭素繊維をアルカリ性電解液で電解処理した後、または酸性水溶液中で電解処理し続いてアルカリ性水溶液で洗浄した炭素繊維によりシート等を形成し、該炭素繊維シートにバインダーを塗布することが好ましい。電解処理した場合、炭素繊維表面において過剰に酸化された部分が脆弱層となって界面に存在し、複合材料にした場合の破壊の起点となる場合があるため、過剰に酸化された部分をアルカリ性水溶液で溶解除去することにより共有結合形成が促進されるものと考えられる。また、炭素繊維表面に酸性電解液の残渣が存在すると、残渣中のプロトンが（Ｂ）成分に補足され、本来果たすべき役割である（Ｂ）成分による炭素繊維表面の酸素含有官能基の水素イオンを引き抜く効果が低下する場合がある。このため、酸性水溶液中で電解処理し続いてアルカリ性水溶液で酸性電解液を中和洗浄することが好ましい。上記の理由から、特定の処理を施した炭素繊維とバインダーとの組み合わせにより、さらなる接着向上を得ることができる。 In the present invention, (A) from the viewpoint that the covalent bond formation between the epoxy compound and the oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber is promoted, and the adhesiveness is further improved, after the carbon fiber is electrolytically treated with an alkaline electrolyte, Alternatively, it is preferable to form a sheet or the like with carbon fiber that has been subjected to electrolytic treatment in an acidic aqueous solution and subsequently washed with an alkaline aqueous solution, and to apply a binder to the carbon fiber sheet. When electrolytic treatment is performed, the excessively oxidized portion on the carbon fiber surface becomes a fragile layer and exists at the interface, which may be the starting point of destruction when made into a composite material. It is considered that formation of a covalent bond is promoted by dissolution and removal with an aqueous solution. In addition, when there is a residue of the acidic electrolyte on the surface of the carbon fiber, protons in the residue are captured by the component (B), and the hydrogen ion of the oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber by the component (B), which is the role to be originally played. The effect of pulling out may decrease. For this reason, it is preferable to carry out an electrolytic treatment in an acidic aqueous solution and then neutralize and wash the acidic electrolytic solution with an alkaline aqueous solution. For the above reasons, a further improvement in adhesion can be obtained by a combination of a carbon fiber subjected to a specific treatment and a binder.
本発明において用いられる電解液の濃度は、０．０１〜５モル／リットルの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１モル／リットルの範囲内である。電解液の濃度が０．０１モル／リットル以上であると、電解処理電圧が下げられ、運転コスト的に有利になる。一方、電解液の濃度が５モル／リットル以下であると、安全性の観点から有利になる。 The concentration of the electrolytic solution used in the present invention is preferably in the range of 0.01 to 5 mol / liter, more preferably in the range of 0.1 to 1 mol / liter. When the concentration of the electrolytic solution is 0.01 mol / liter or more, the electrolytic treatment voltage is lowered, which is advantageous in terms of operating cost. On the other hand, when the concentration of the electrolytic solution is 5 mol / liter or less, it is advantageous from the viewpoint of safety.
本発明において用いられる電解液の温度は、１０〜１００℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０℃の範囲内である。電解液の温度が１０℃以上であると、電解処理の効率が向上し、運転コスト的に有利になる。一方、電解液の温度が１００℃以下であると、安全性の観点から有利になる。 The temperature of the electrolytic solution used in the present invention is preferably in the range of 10 to 100 ° C, more preferably in the range of 10 to 40 ° C. When the temperature of the electrolytic solution is 10 ° C. or higher, the efficiency of the electrolytic treatment is improved, which is advantageous in terms of operating cost. On the other hand, when the temperature of the electrolytic solution is 100 ° C. or lower, it is advantageous from the viewpoint of safety.
本発明において、液相電解酸化における電気量は、炭素繊維の炭化度に合わせて最適化することが好ましく、高弾性率の炭素繊維に処理を施す場合、より大きな電気量が必要である。 In the present invention, the amount of electricity in the liquid phase electrolytic oxidation is preferably optimized in accordance with the carbonization degree of the carbon fiber, and a larger amount of electricity is required when processing the carbon fiber having a high elastic modulus.
本発明において、液相電解酸化における電流密度は、電解処理液中の炭素繊維の表面積１ｍ２当たり１．５〜１０００アンペア／ｍ２の範囲内であることが好ましく、より好ましくは３〜５００アンペア／ｍ２の範囲内である。電流密度が１．５アンペア／ｍ２以上であると、電解処理の効率が向上し、運転コスト的に有利になる。一方、電流密度が１０００アンペア／ｍ２以下であると、安全性の観点から有利になる。 In the present invention, the current density in the liquid phase electrolytic oxidation is preferably in the range of 1.5 to 1000 amperes / m 2 per 1 m 2 of the surface area of the carbon fiber in the electrolytic treatment solution, more preferably 3 to 500 amperes. / M 2 within the range. When the current density is 1.5 amperes / m 2 or more, the efficiency of the electrolytic treatment is improved, which is advantageous in terms of operating cost. On the other hand, when the current density is 1000 amperes / m 2 or less, it is advantageous from the viewpoint of safety.
本発明において、（Ａ）エポキシ化合物と、炭素繊維表面の酸素含有官能基との共有結合形成が促進され、接着性がさらに向上するという観点から、酸化処理の後、炭素繊維をアルカリ性水溶性で洗浄することが好ましい。なかでも、酸性電解液で液相電解処理し続いてアルカリ性水溶液で洗浄することが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint that (A) the covalent bond formation between the epoxy compound and the oxygen-containing functional group on the carbon fiber surface is promoted, and the adhesion is further improved, the carbon fiber is made alkaline water-soluble after the oxidation treatment. It is preferable to wash. Among these, it is preferable to perform a liquid phase electrolysis treatment with an acidic electrolyte followed by washing with an alkaline aqueous solution.
本発明において、洗浄に用いられるアルカリ性水溶液のｐＨは、７〜１４の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜１４の範囲内である。アルカリ性水溶液としては、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムおよび水酸化バリウム等の水酸化物の水溶液、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムおよび炭酸アンモニウム等の炭酸塩の水溶液、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウムおよび炭酸水素アンモニウム等の炭酸水素塩の水溶液、アンモニア、水酸化テトラアルキルアンモニウムおよびヒドラジンの水溶液等が挙げられる。なかでも、マトリックス樹脂の硬化阻害を引き起こすアルカリ金属を含まないという観点から、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムの水溶液、あるいは、強アルカリ性を示す水酸化テトラアルキルアンモニウムの水溶液が好ましく用いられる。 In the present invention, the pH of the alkaline aqueous solution used for washing is preferably in the range of 7 to 14, more preferably in the range of 10 to 14. Specific examples of alkaline aqueous solutions include aqueous solutions of hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, and barium carbonate. And aqueous solutions of carbonates such as ammonium carbonate, aqueous solutions of bicarbonates such as sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, magnesium bicarbonate, calcium bicarbonate, barium bicarbonate and ammonium bicarbonate, ammonia, tetraalkylammonium hydroxide and hydrazine An aqueous solution of Among these, from the viewpoint of not containing an alkali metal that causes curing inhibition of the matrix resin, an aqueous solution of ammonium carbonate or ammonium hydrogen carbonate, or an aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide exhibiting strong alkalinity is preferably used.
本発明において、炭素繊維をアルカリ性水溶液で洗浄する方法としては、例えば、ディップ法とスプレー法を用いることができる。なかでも、洗浄が容易であるという観点から、ディップ法を用いることが好ましく、さらには、炭素繊維を超音波で加振させながらディップ法を用いることが好ましい態様である。 In the present invention, as a method for washing carbon fibers with an alkaline aqueous solution, for example, a dipping method and a spray method can be used. Especially, it is preferable to use a dip method from a viewpoint that washing | cleaning is easy, Furthermore, it is a preferable aspect to use a dip method, vibrating a carbon fiber with an ultrasonic wave.
本発明において、炭素繊維を電解処理またはアルカリ性水溶液で洗浄した後、水洗および乾燥することが好ましい。この場合、乾燥温度が高すぎると炭素繊維の最表面に存在する官能基は熱分解により消失し易いため、できる限り低い温度で乾燥することが望ましく、具体的には乾燥温度が好ましくは２５０℃以下、さらに好ましくは２１０℃以下で乾燥することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the carbon fiber is washed with an electrolytic treatment or an alkaline aqueous solution, then washed with water and dried. In this case, if the drying temperature is too high, the functional groups present on the outermost surface of the carbon fiber are likely to disappear due to thermal decomposition. Therefore, it is desirable to dry at the lowest possible temperature. Specifically, the drying temperature is preferably 250 ° C. Hereinafter, drying at 210 ° C. or lower is more preferable.
本発明において、得られた炭素繊維束のストランド強度が、３．５ＧＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは４ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは５ＧＰａである。また、得られた炭素繊維束のストランド弾性率が、２２０ＧＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは２４０ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは２８０ＧＰａ以上である。 In the present invention, the strand strength of the obtained carbon fiber bundle is preferably 3.5 GPa or more, more preferably 4 GPa or more, and further preferably 5 GPa. Moreover, it is preferable that the strand elastic modulus of the obtained carbon fiber bundle is 220 GPa or more, More preferably, it is 240 GPa or more, More preferably, it is 280 GPa or more.
本発明において、上記の炭素繊維束のストランド引張強度と弾性率は、ＪＩＳ−Ｒ−７６０８（２００４）の樹脂含浸ストランド試験法に準拠し、次の手順に従い求めることができる。樹脂処方としては、“セロキサイド（登録商標）”２０２１Ｐ（ダイセル化学工業社製）／３フッ化ホウ素モノエチルアミン（東京化成工業（株）製）／アセトン＝１００／３／４（質量部）を用い、硬化条件としては、常圧、１３０℃、３０分を用いる。炭素繊維束のストランド１０本を測定し、その平均値をストランド引張強度およびストランド弾性率とした。 In the present invention, the strand tensile strength and elastic modulus of the carbon fiber bundle can be determined according to the following procedure in accordance with the resin impregnated strand test method of JIS-R-7608 (2004). As the resin formulation, “Celoxide (registered trademark)” 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries) / 3 boron trifluoride monoethylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) / Acetone = 100/3/4 (part by mass) is used. As curing conditions, normal pressure, 130 ° C., and 30 minutes are used. Ten strands of the carbon fiber bundle were measured, and the average value was defined as the strand tensile strength and the strand elastic modulus.
本発明において、炭素繊維としては、Ｘ線光電子分光法により測定されるその繊維表面の酸素（Ｏ）と炭素（Ｃ）の原子数の比である表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ）が、０．０５〜０．５０の範囲内であるものが好ましく、より好ましくは０．０６〜０．３０の範囲内のものであり、さらに好ましくは０．０７〜０．２０の範囲内のものである。表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ）が０．０５以上であることにより、炭素繊維表面の酸素含有官能基を確保し、熱可塑性樹脂との強固な接着を得ることができる。また、表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ）が０．５以下であることにより、酸化による炭素繊維自体の強度の低下を抑えることができる。 In the present invention, the carbon fiber has a surface oxygen concentration (O / C), which is a ratio of the number of atoms of oxygen (O) and carbon (C) on the fiber surface measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The thing within the range of 05-0.50 is preferable, More preferably, it is a thing within the range of 0.06-0.30, More preferably, it is a thing within the range of 0.07-0.20. When the surface oxygen concentration (O / C) is 0.05 or more, an oxygen-containing functional group on the surface of the carbon fiber can be secured and strong adhesion with the thermoplastic resin can be obtained. Moreover, when the surface oxygen concentration (O / C) is 0.5 or less, a decrease in strength of the carbon fiber itself due to oxidation can be suppressed.
炭素繊維の表面酸素濃度は、Ｘ線光電子分光法により、次の手順に従って求めたものである。まず、溶剤で炭素繊維表面に付着している汚れなどを除去した炭素繊維を２０ｍｍにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べた後、Ｘ線源としてＡｌＫα１、２を用い、試料チャンバー中を１×１０−８Ｔｏｒｒに保つ。測定時の帯電に伴うピークの補正値としてＣ１ｓの主ピークの運動エネルギー値（Ｋ．Ｅ．）を、１２０２ｅＶに合わせる。Ｃ１ｓピーク面積を、Ｋ．Ｅ．として１１９１〜１２０５ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。Ｏ１ｓピーク面積を、Ｋ．Ｅ．として９４７〜９５９ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。 The surface oxygen concentration of the carbon fiber is determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure. First, carbon fibers from which dirt and the like adhering to the carbon fiber surface were removed with a solvent were cut into 20 mm, spread and arranged on a copper sample support base, and then AlKα 1 and 2 were used as X-ray sources. The chamber is kept at 1 × 10 −8 Torr. The kinetic energy value (KE) of the main peak of C 1s is set to 1202 eV as a peak correction value associated with charging during measurement. C 1s peak area, K.P. E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 1191 to 1205 eV. O 1s peak area, E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 947 to 959 eV.
ここで、表面酸素濃度とは、上記のＯ１ｓピーク面積とＣ１ｓピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出したものである。Ｘ線光電子分光法装置として、アルバック・ファイ（株）製ＥＳＣＡ−１６００を用い、上記装置固有の感度補正値は２．３３であった。 Here, the surface oxygen concentration is calculated as an atomic ratio by using a sensitivity correction value unique to the apparatus from the ratio of the O 1s peak area to the C 1s peak area. As the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus, ESCA-1600 manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd. was used, and the sensitivity correction value unique to the apparatus was 2.33.
続いて、本発明にかかる成形材料および炭素繊維強化複合材料複合材料の製造方法について説明する。本発明にかかる成形材料は、下記の第１工程、第２工程および第３工程により製造されることを特徴とする。
第１工程：炭素繊維を、ウェブ状、不織布状、またはフェルトもしくはマット等のシート状の生地に加工する工程
第２工程：第１工程で得られた生地１００質量部に対して、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーを０．１〜１０質量部付与する工程
第３工程：第２工程でバインダーが付与された生地１〜８０質量％と、熱可塑性樹脂２０〜９９質量％を付与し、さらに加熱溶融して複合化する工程
Then, the manufacturing method of the molding material concerning this invention and a carbon fiber reinforced composite material composite material is demonstrated. The molding material concerning this invention is manufactured by the following 1st process, 2nd process, and 3rd process, It is characterized by the above-mentioned.
1st process: Process which processes carbon fiber to web-like, nonwoven fabric form, or sheet-like cloth such as felt or mat Second process: For 100 parts by mass of the cloth obtained in the first process, (A) The process which provides 0.1-10 mass parts of binders which contain a component and (B) component 3rd process: 1-80 mass% of cloth | doughs which the binder was provided at the 2nd process, and 20-99 mass of thermoplastic resins. % And then heat-melting and compounding
第１工程では、炭素繊維を、ウェブ状、不織布状、またはフェルトもしくはマット等のシート状の生地に加工する。ウェブ状等の炭素繊維の生地は、炭素繊維束を分散加工して製造され得る。炭素繊維束は上述の炭素繊維であれば、連続した炭素繊維から構成されるもの、あるいは不連続な炭素繊維から構成されるもののどちらでも良いが、より良好な分散状態を達成するためには、不連続な炭素繊維が好ましく、チョップド炭素繊維がより好ましい。 In the first step, the carbon fiber is processed into a web-like, non-woven fabric, or sheet-like fabric such as felt or mat. A web-like carbon fiber fabric can be manufactured by dispersing and processing carbon fiber bundles. As long as the carbon fiber bundle is the above-described carbon fiber, either a continuous carbon fiber or a discontinuous carbon fiber may be used, but in order to achieve a better dispersion state, Discontinuous carbon fibers are preferred, and chopped carbon fibers are more preferred.
炭素繊維の分散は、湿式法、或いは乾式法のいずれかによることができる。湿式法とは炭素繊維束を水中で分散させ抄造する方法であり、乾式法とは炭素繊維束を空気中で分散させる方法である。 The dispersion of the carbon fiber can be performed by either a wet method or a dry method. The wet method is a method in which carbon fiber bundles are dispersed and made in water, and the dry method is a method in which carbon fiber bundles are dispersed in air.
湿式法の場合、炭素繊維束の分散を水中で行い得られるスラリーを抄造してシート状の炭素繊維生地を得ることができる。 In the case of a wet method, a sheet-like carbon fiber fabric can be obtained by making a slurry obtained by dispersing a carbon fiber bundle in water.
炭素繊維束を分散させる水（分散液）は、通常の水道水のほか、蒸留水、精製水等の水を使用することができる。水には必要に応じて界面活性剤を混合し得る。界面活性剤は、陽イオン型、陰イオン型、非イオン型、両性の各種に分類されるが、このうち非イオン性界面活性剤が好ましく用いられ、中でもポリオキシエチレンラウリルエーテルがより好ましく用いられる。界面活性剤を水に混合する場合の界面活性剤の濃度は、通常は０．０００１質量％以上０．１質量％以下、好ましくは０．０００５質量％以上０．０５質量％以下である。 As water (dispersion liquid) for dispersing the carbon fiber bundle, water such as distilled water and purified water can be used in addition to normal tap water. A surfactant may be mixed in the water as necessary. Surfactants are classified into a cation type, an anion type, a nonionic type, and an amphoteric type. Of these, nonionic surfactants are preferably used, and polyoxyethylene lauryl ether is more preferably used. . The concentration of the surfactant when mixing the surfactant with water is usually 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, preferably 0.0005% by mass or more and 0.05% by mass or less.
水（分散液）に対する炭素繊維束の添加量は、水（分散液）１ｌに対する量として、通常０．１ｇ以上１０ｇ以下、好ましくは０．３ｇ以上５ｇ以下の範囲で調整し得る。前記範囲とすることにより、炭素繊維束が水（分散液）に効率よく分散し、均一に分散したスラリーを短時間で得ることができる。水（分散液）に対し炭素繊維束を分散させる際には、必要に応じて撹拌を行う。 The amount of the carbon fiber bundle added to water (dispersion) can be adjusted in the range of usually 0.1 g or more and 10 g or less, preferably 0.3 g or more and 5 g or less as the amount per 1 l of water (dispersion). By setting it as the said range, the carbon fiber bundle can disperse | distribute efficiently to water (dispersion liquid), and the slurry disperse | distributed uniformly can be obtained in a short time. When the carbon fiber bundle is dispersed in water (dispersion), stirring is performed as necessary.
スラリーとは固体粒子が分散している懸濁液をいい、本発明においては水系スラリーであることが好ましい。スラリーにおける固形分濃度（スラリー中の炭素繊維の質量含有量）は、０．０１質量％以上１質量％以下であることが好ましく、０．０３質量％以上０．５質量％以下であることがより好ましい。上記範囲であることにより抄造を効率よく行うことができる。 The slurry refers to a suspension in which solid particles are dispersed. In the present invention, an aqueous slurry is preferable. The solid content concentration (mass content of carbon fibers in the slurry) in the slurry is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and preferably 0.03% by mass or more and 0.5% by mass or less. More preferred. Papermaking can be performed efficiently by being in the above range.
スラリーの抄造は、上記スラリーから水を吸引して行うことができる。スラリーの抄造は、いわゆる抄紙法に倣って行うことができる。一例を挙げて説明すると、底部に抄紙面を有し水を底部から吸引できる槽に、スラリーを流し込み水を吸引して行うことができる。前記槽としては、熊谷理機工業株式会社製、Ｎｏ．２５５３−Ｉ（商品名）、底部に幅２００ｍｍの抄紙面を有するメッシュコンベアを備える槽が例示される。このようにして炭素繊維シートが得られる。 The slurry can be made by sucking water from the slurry. Slurry papermaking can be performed according to a so-called papermaking method. For example, the slurry can be poured into a tank having a papermaking surface at the bottom and capable of sucking water from the bottom, and the water can be sucked. As said tank, the Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd. make, No. 2553-I (trade name), and a tank provided with a mesh conveyor having a papermaking surface with a width of 200 mm at the bottom. In this way, a carbon fiber sheet is obtained.
乾式法の場合、炭素繊維束を気相中で分散させて炭素繊維シートを得ることができる。すなわち、炭素繊維束を気相中で分散させて、分散後の炭素繊維束を堆積させて、炭素繊維シートを得ることができる。 In the case of the dry method, the carbon fiber bundle can be dispersed in the gas phase to obtain a carbon fiber sheet. That is, it is possible to obtain a carbon fiber sheet by dispersing the carbon fiber bundles in the gas phase and depositing the dispersed carbon fiber bundles.
炭素繊維束の気相中での分散は、炭素繊維束を非接触式で開繊し開繊した炭素繊維束を堆積させて行う方法（非接触式法）、炭素繊維束に空気流を当てて開繊し、開繊した炭素繊維束を堆積させて行う方法（空気流を用いる方法）、炭素繊維束の気相中での分散を、炭素繊維束を接触式で開繊し、開繊した炭素繊維束を堆積させて行う方法（接触式法）の３種類がある。 Dispersion of carbon fiber bundles in the gas phase is performed by opening the carbon fiber bundles in a non-contact manner and depositing the opened carbon fiber bundles (non-contact method), applying an air flow to the carbon fiber bundles. The carbon fiber bundles that are opened and deposited, and the carbon fiber bundles are deposited (method using an air flow). The dispersion of the carbon fiber bundles in the gas phase is performed by opening the carbon fiber bundles in a contact manner. There are three types of methods (contact method) in which the carbon fiber bundles deposited are deposited.
非接触式法は、炭素繊維束に固体や開繊装置を接触させることなく開繊させる方法である。例えば、空気や不活性ガスなどの気体を強化繊維束に吹き付ける方法、なかでもコスト面で有利な空気を加圧して吹き付ける方法が好ましく挙げられる。 The non-contact method is a method of opening a carbon fiber bundle without bringing a solid or a fiber opening device into contact therewith. For example, a method of spraying a gas such as air or an inert gas onto the reinforcing fiber bundle, particularly a method of pressurizing and spraying air advantageous in terms of cost is preferable.
空気流を用いる方法において、炭素繊維束に対し空気流を当てる条件は特に限定されない。一例を挙げると、加圧空気（通常０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、好ましくは０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下の圧力がかかるような空気流）を炭素繊維束が開繊するまで当てる。空気流を用いる方法において、使用し得る装置は特に限定されないが、空気管を備え、空気吸引が可能であり、炭素繊維束を収容し得る容器を例示し得る。かかる容器を用いることにより、炭素繊維束の開繊と堆積を一つの容器内で行うことができる。 In the method using an air flow, the conditions for applying the air flow to the carbon fiber bundle are not particularly limited. As an example, pressurized air (usually an air flow that applies a pressure of 0.1 MPa to 10 MPa, preferably 0.5 MPa to 5 MPa) is applied until the carbon fiber bundle is opened. In the method using an air flow, an apparatus that can be used is not particularly limited, and examples thereof include a container that includes an air tube and is capable of air suction and can contain a carbon fiber bundle. By using such a container, the opening and deposition of the carbon fiber bundle can be performed in one container.
接触式法とは、炭素繊維束に固体や開繊装置を物理的に接触させて開繊させる方法である。接触式法としては、カーディング、ニードルパンチ、ローラー開繊が例示されるが、このうちカーディング、ニードルパンチによることが好ましく、カーディングによることがより好ましい。接触式法の実施条件は特に限定されず、炭素繊維束が開繊する条件を適宜定めることができる。 The contact method is a method in which a carbon fiber bundle is physically contacted with a solid or an opening device to open the fiber. Examples of the contact method include carding, needle punching, and roller opening, among which carding and needle punching are preferable, and carding is more preferable. The conditions for carrying out the contact method are not particularly limited, and conditions for opening the carbon fiber bundle can be appropriately determined.
上記のようにして製造したシート状の炭素繊維生地の目付は、１０〜５００ｇ／ｍ2であることが好ましく、５０〜３００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。１０ｇ／ｍ2未満であると基材の破れなどの取り扱い性に不具合を生じるおそれがあり、５００ｇ／ｍ2を超えると、湿式法では基材の乾燥に長時間かかることや、乾式法ではシートが厚くなる場合があり、その後のプロセスで取り扱い性が難しくなるおそれがある。 Sheet having a basis weight of the carbon fiber fabric was prepared as described above is preferably 10 to 500 g / m 2, and more preferably 50 to 300 g / m 2. If it is less than 10 g / m 2, it may cause problems in handling such as tearing of the substrate. If it exceeds 500 g / m 2 , it takes a long time to dry the substrate in the wet method, or a sheet in the dry method. May become thick, and handling may be difficult in subsequent processes.
第２工程では、第１工程で得られた生地である炭素繊維シート１００質量部に対して、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーを０．１〜１０質量部付与する。（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーは、工程中における炭素繊維の取り扱い性を高める観点および炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面接着性に対して重要である。バインダーが０．１質量部よりも少なくなると、炭素繊維を引き取ることが困難となり、成形材料の生産効率が悪くなる。また、１０質量部よりも多くなると、炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面接着性に劣ることになる。 In the second step, 0.1 to 10 parts by mass of a binder comprising the component (A) and the component (B) is applied to 100 parts by mass of the carbon fiber sheet that is the fabric obtained in the first step. The binder comprising the component (A) and the component (B) is important for the viewpoint of enhancing the handleability of the carbon fiber in the process and the interfacial adhesion between the carbon fiber and the thermoplastic resin. When the amount of the binder is less than 0.1 parts by mass, it becomes difficult to take up the carbon fibers, and the production efficiency of the molding material is deteriorated. Moreover, when it exceeds 10 mass parts, it will be inferior to the interface adhesiveness of carbon fiber and a thermoplastic resin.
炭素繊維シートへのバインダーの付与は、バインダーを含む水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを用いて行うことが好ましい。水溶液とは、（Ａ）成分および（Ｂ）成分が水にほぼ完全に溶解した状態の溶液を意味する。エマルジョンとは、分散媒である液体中に（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含む液体が微細粒子を形成して分散している状態を意味する。サスペンジョンとは、固体の（Ａ）成分および（Ｂ）成分が水に懸濁した状態を意味する。液中の成分粒径の大きさは、水溶液＜エマルジョン＜サスペンジョンの順である。バインダーを炭素繊維シートに付与する方法は、特に制限されないが、例えば、バインダー水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンに炭素繊維シートを浸漬する方法、バインダー水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを炭素繊維シートにシャワーする方法等によることができる。付与後は、例えば吸引除去する方法または吸収紙などの吸収材へ吸収させる方法などで、過剰分の水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを除去しておくことが好ましい。 The binder is preferably imparted to the carbon fiber sheet using an aqueous solution, emulsion or suspension containing the binder. The aqueous solution means a solution in which the components (A) and (B) are almost completely dissolved in water. The emulsion means a state in which a liquid containing the component (A) and the component (B) is dispersed by forming fine particles in the liquid as a dispersion medium. Suspension means a state in which the solid component (A) and component (B) are suspended in water. The component particle sizes in the liquid are in the order of aqueous solution <emulsion <suspension. The method for applying the binder to the carbon fiber sheet is not particularly limited. For example, the carbon fiber sheet is immersed in an aqueous binder solution, emulsion or suspension, or the aqueous binder solution, emulsion or suspension is showered on the carbon fiber sheet. Can do. After the application, it is preferable to remove the excess aqueous solution, emulsion, or suspension by, for example, a method of removing by suction or a method of absorbing into an absorbent material such as absorbent paper.
第２工程において、炭素繊維シートは、バインダーの付与後に加熱されることが好ましい。これにより、バインダーが付与された後の炭素繊維シートに含まれる水分を除去し、第３工程に要する時間を短縮し、成形材料を短時間で得ることができる。加熱温度は、適宜設定することができ、１００℃以上３００℃以下であることが好ましく、１２０℃以上２５０℃以下であることがより好ましい。 In the second step, the carbon fiber sheet is preferably heated after application of the binder. Thereby, the water | moisture content contained in the carbon fiber sheet after a binder was provided is removed, the time which a 3rd process requires can be shortened, and a molding material can be obtained in a short time. The heating temperature can be appropriately set and is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
バインダーが付与された炭素繊維シートを短時間に多く製造するためには、引き取りを行うことが好ましい。またその際、炭素繊維シートにしわ、たるみが発生しないよう引張強力が１Ｎ／ｃｍ以上の状態として引き取ることが好ましい。引張強力は、より好ましくは３Ｎ／ｃｍ以上、さらに好ましくは５Ｎ／ｃｍ以上である。炭素繊維シートにかけることができる引張強力は、バインダーの種類や付与量を調整することで制御でき、付与量が多くすると引張強力を高くすることができる。また、かけられる引張強力が１Ｎ／ｃｍ未満の状態となると、炭素繊維シートがちぎれ易い状態であり、炭素繊維シートの取り扱い性の観点からも、引張強力が１Ｎ／ｃｍ以上あることが好ましい。引張強力の上限は特に限定されないが、１００Ｎ／ｃｍもあれば、炭素繊維シートの取り扱い性も十分に満足できる状態である。 In order to produce a large number of carbon fiber sheets to which a binder has been applied in a short time, it is preferable to carry out the take-up. At that time, it is preferable to pull the carbon fiber sheet in a state where the tensile strength is 1 N / cm or more so that wrinkles and sagging do not occur. The tensile strength is more preferably 3 N / cm or more, and further preferably 5 N / cm or more. The tensile strength that can be applied to the carbon fiber sheet can be controlled by adjusting the type and the applied amount of the binder, and the tensile strength can be increased when the applied amount is increased. Moreover, when the applied tensile strength is less than 1 N / cm, the carbon fiber sheet is easily broken, and the tensile strength is preferably 1 N / cm or more from the viewpoint of the handleability of the carbon fiber sheet. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but if it is 100 N / cm, the handleability of the carbon fiber sheet is sufficiently satisfactory.
第３工程では、第２工程において得られる（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーが付与された炭素繊維シートに熱可塑性樹脂を含浸させ、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂とを複合化し、成形材料を得る。ここで熱可塑性樹脂としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、酸変性ポリエチレン（ｍ−ＰＥ）、酸変性ポリプロピレン（ｍ−ＰＰ）、酸変性ポリブチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等のポリアリーレンスルフィド樹脂；ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）；ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂；液晶ポリマー（ＬＣＰ）」等の結晶性樹脂、「ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、未変性または変性されたポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）」等の非晶性樹脂；フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、さらにポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソプレン系エラストマー、フッ素系樹脂およびアクリロニトリル系エラストマー等の各種熱可塑エラストマー等、これらの共重合体および変性体等から選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。なお、熱可塑性樹脂としては、本発明の目的を損なわない範囲で、これらの熱可塑性樹脂を複数種含む熱可塑性樹脂組成物が用いられても良い。 In the third step, the carbon fiber sheet to which the binder containing the component (A) and the component (B) obtained in the second step is applied is impregnated with the thermoplastic resin, and the carbon fiber sheet and the thermoplastic resin are combined. To obtain a molding material. Examples of the thermoplastic resin include, for example, “polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate (PEN), and liquid crystalline polyester; polyethylene (PE ), Polypropylene (PP), polybutylene, acid-modified polyethylene (m-PE), acid-modified polypropylene (m-PP), acid-modified polybutylene, and other polyolefin resins; polyoxymethylene (POM), polyamide (PA), polyphenylene sulfide Polyarylene sulfide resins such as (PPS); polyketone (PK), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyethernitrile (PEN); fluorinated resin such as polytetrafluoroethylene; crystalline resin such as liquid crystal polymer (LCP), styrene resin such as “polystyrene (PS), acrylonitrile styrene (AS), acrylonitrile butadiene styrene (ABS)”, Polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), unmodified or modified polyphenylene ether (PPE), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), polyethersulfone, polyarylate (PAR) "and other amorphous resins; phenolic resins, phenoxy resins, polystyrene elastomers, polyolefin elastomers, polyurethane elastomers, polyesters At least one kind of thermoplastics selected from such copolymers, modified products, etc., such as rubber elastomers, polyamide elastomers, polybutadiene elastomers, polyisoprene elastomers, fluororesins and acrylonitrile elastomers Resins are preferably used. In addition, as a thermoplastic resin, the thermoplastic resin composition containing multiple types of these thermoplastic resins may be used in the range which does not impair the objective of this invention.
以下、上記好ましい熱可塑性樹脂を用いた場合の（Ａ）との相互作用について説明する。 Hereinafter, the interaction with (A) when the preferred thermoplastic resin is used will be described.
ポリアリーレンスルフィド樹脂の場合、末端にあるチオール基やカルボキシル基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基との共有結合、主鎖にあるスルフィド基と（Ａ１）に含まれるエポキシ基や（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。 In the case of a polyarylene sulfide resin, a covalent bond between a terminal thiol group or carboxyl group and an epoxy group contained in (A1), a sulfide group in the main chain and an epoxy group contained in (A1) or (A2) It is considered that a strong interface can be formed by a hydrogen bond with a contained hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group.
また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリオキシメチレン樹脂の場合、末端にある水酸基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基との共有結合、主鎖にあるエーテル基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基や（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。
また、ポリアミド樹脂の場合、末端にあるカルボキシル基やアミノ基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基との共有結合、主鎖にあるアミド基と（Ａ１）に含まれるエポキシ基や（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。
In the case of polyether ether ketone resin, polyphenylene ether resin or polyoxymethylene resin, a covalent bond between a terminal hydroxyl group and an epoxy group contained in (A1), an ether group in the main chain, and (A1) It is considered that a strong interface can be formed by a hydrogen bond with the contained epoxy group or the hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group contained in (A2).
In the case of a polyamide resin, a covalent bond between a carboxyl group or amino group at the terminal and an epoxy group contained in (A1), an amide group in the main chain, and an epoxy group contained in (A1) or (A2) It is considered that a strong interface can be formed by hydrogen bonding with the hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group contained.
また、ポリエステル系樹脂やポリカーボネート樹脂の場合、末端にあるカルボキシル基や水酸基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基との共有結合、主鎖にあるエステル基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基や（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。
また、ＡＢＳ樹脂のようなスチレン系樹脂の場合、側鎖にあるシアノ基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基や（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。
In the case of a polyester resin or polycarbonate resin, a covalent bond between a carboxyl group or hydroxyl group at the terminal and an epoxy group contained in (A1), an ester group in the main chain, an epoxy group contained in (A1), It is considered that a strong interface can be formed by hydrogen bonding with the hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group contained in (A2).
In the case of a styrenic resin such as ABS resin, a cyano group in the side chain, an epoxy group contained in (A1), a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a urethane group, a urea group contained in (A2), It is considered that a strong interface can be formed by hydrogen bonding with a sulfonyl group or a sulfo group.
また、ポリオレフィン系樹脂の中で、特に酸変性されたポリオレフィン系樹脂の場合、側鎖にある酸無水物基やカルボキシル基と、（Ａ１）に含まれるエポキシ基との共有結合、（Ａ２）に含まれる水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、またはスルホ基との水素結合により強固な界面を形成することができると考えられる。
また、本発明において用いられる熱可塑性樹脂は、耐熱性の観点からは、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂が好ましい。寸法安定性の観点からは、ポリフェニレンエーテル樹脂が好ましい。摩擦・磨耗特性の観点からは、ポリオキシメチレン樹脂が好ましい。強度の観点からは、ポリアミド樹脂が好ましい。表面外観の観点からは、ポリカーボネートやスチレン系樹脂のような非晶性樹脂が好ましい。軽量性の観点からは、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
Among polyolefin resins, particularly in the case of polyolefin resins modified with acid, a covalent bond between an acid anhydride group or carboxyl group in the side chain and an epoxy group contained in (A1), It is considered that a strong interface can be formed by a hydrogen bond with a contained hydroxyl group, amide group, imide group, urethane group, urea group, sulfonyl group, or sulfo group.
In addition, the thermoplastic resin used in the present invention is preferably a polyarylene sulfide resin or a polyether ether ketone resin from the viewpoint of heat resistance. From the viewpoint of dimensional stability, polyphenylene ether resin is preferable. From the viewpoint of friction and wear characteristics, polyoxymethylene resin is preferred. From the viewpoint of strength, a polyamide resin is preferable. From the viewpoint of surface appearance, an amorphous resin such as polycarbonate or styrene resin is preferred. From the viewpoint of lightness, polyolefin resin is preferable.
本発明の成形材料に対する炭素繊維、バインダーおよび熱可塑性樹脂の含有量は、炭素繊維が１〜７０質量％、バインダーが０．１〜１０質量％、熱可塑性樹脂が２０〜９８．９質量％である。この範囲とすることにより、炭素繊維の補強を効率良く発揮可能な成形材料が得られ易い。より好ましくは、炭素繊維が１０〜６０質量％、バインダーが０．５〜１０質量％、熱可塑性樹脂が３０〜８９．５質量％である。さらに好ましくは、炭素繊維が２０〜６０質量％、バインダーが１〜８質量％、熱可塑性樹脂が３２〜７９質量％である。 The carbon fiber, binder and thermoplastic resin content of the molding material of the present invention is 1 to 70% by mass for carbon fiber, 0.1 to 10% by mass for binder, and 20 to 98.9% by mass for thermoplastic resin. is there. By setting it as this range, the molding material which can exhibit the reinforcement of carbon fiber efficiently can be obtained easily. More preferably, the carbon fiber is 10 to 60% by mass, the binder is 0.5 to 10% by mass, and the thermoplastic resin is 30 to 89.5% by mass. More preferably, the carbon fiber is 20 to 60% by mass, the binder is 1 to 8% by mass, and the thermoplastic resin is 32 to 79% by mass.
熱可塑性樹脂と、バインダーが付与された炭素繊維シートとの複合化は、熱可塑性樹脂を炭素繊維シートに接触させることにより行うことができる。この場合の熱可塑性樹脂の形態は、特に限定されないが、例えば布帛、不織布およびフィルムから選択される少なくとも１種の形態であることが好ましい。接触の方式は特に限定されないが、熱可塑性樹脂の布帛、不織布またはフィルムを２枚用意し、バインダーが付与された炭素繊維シートの上下両面に配置する方式が例示される。 The composite of the thermoplastic resin and the carbon fiber sheet provided with a binder can be performed by bringing the thermoplastic resin into contact with the carbon fiber sheet. The form of the thermoplastic resin in this case is not particularly limited, but is preferably at least one form selected from, for example, a fabric, a nonwoven fabric, and a film. The contact method is not particularly limited, but a method of preparing two thermoplastic resin fabrics, nonwoven fabrics or films and arranging them on both upper and lower surfaces of a carbon fiber sheet to which a binder has been applied is exemplified.
熱可塑性樹脂と、バインダーが付与された炭素繊維シートとの複合化は、加圧および／または加熱により行われることが好ましく、加圧と加熱の両方が同時に行われることがより好ましい。加圧の条件は０．０１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．０５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることがより好ましい。加熱の条件は、用いる熱可塑性樹脂が溶融または流動可能な温度であることが好ましく、温度領域では５０℃以上４００℃以下であることが好ましく、８０℃以上３５０℃以下であることがより好ましい。加圧および／または加熱は、熱可塑性樹脂をバインダーが付与された炭素繊維シートに接触させた状態で行うことができる。例えば、熱可塑性樹脂の布帛、不織布またはフィルムを２枚用意し、バインダーが付与された炭素繊維シートの上下両面に配置し、両面から加熱および／または加熱を行う（ダブルベルトプレス装置で挟み込む方法等）方法が挙げられる。 The composite of the thermoplastic resin and the carbon fiber sheet provided with a binder is preferably performed by pressurization and / or heating, and more preferably both pressurization and heating are performed simultaneously. The pressurization condition is preferably 0.01 MPa or more and 10 MPa or less, and more preferably 0.05 MPa or more and 5 MPa or less. The heating condition is preferably a temperature at which the thermoplastic resin to be used can be melted or flowed, and is preferably 50 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in the temperature range. The pressurization and / or heating can be performed in a state where the thermoplastic resin is brought into contact with the carbon fiber sheet provided with the binder. For example, two thermoplastic resin fabrics, non-woven fabrics, or films are prepared, arranged on both upper and lower surfaces of a carbon fiber sheet provided with a binder, and heated and / or heated from both sides (a method of sandwiching with a double belt press device, etc.) ) Method.
あるいは、第３工程において、熱可塑性樹脂に変えて、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーが付与された炭素繊維シートに熱硬化性樹脂を含浸させ、炭素繊維シートと熱硬化性樹脂とを複合化し、成形材料を得てもよい。ここで熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シアネートエステル樹脂およびビスマレイミド樹脂等が挙げられる。なかでも、機械特性のバランスに優れ、硬化収縮が小さいという利点を有するため、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。靱性等を改良する目的で、熱硬化性樹脂に、後述する熱可塑性樹脂あるいはそれらのオリゴマーを含ませることができる。 Alternatively, in the third step, instead of the thermoplastic resin, the carbon fiber sheet to which the binder containing the component (A) and the component (B) is added is impregnated with the thermosetting resin, and the carbon fiber sheet and the thermoset are cured. A molding material may be obtained by compounding a functional resin. Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, cyanate ester resin, and bismaleimide resin. Among them, it is preferable to use an epoxy resin because it has an advantage of excellent balance of mechanical properties and small curing shrinkage. For the purpose of improving toughness and the like, the thermosetting resin can contain a thermoplastic resin described later or an oligomer thereof.
上記のようにして製造された本発明の成形材料において、炭素繊維は単繊維状で実質的に２次元配向である。「２次元配向である」とは、成形材料を構成する炭素繊維単繊維と最も近接する他の炭素繊維単繊維とで形成される二次元配向角の平均値が１０〜８０°であることを意味する。成形材料を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察することで、二次元配向角を測定することができる。成形材料において、４００本の炭素繊維の二次元配向角を測定して平均値をとる。「実質的に」炭素繊維が２次元配向であるとは、上記４００本の炭素繊維のうち通常本数で７０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは全ての炭素繊維が２次元配向であることを意味する。 In the molding material of the present invention produced as described above, the carbon fibers are monofilamentous and have a substantially two-dimensional orientation. “Two-dimensional orientation” means that the average value of the two-dimensional orientation angle formed by the carbon fiber single fiber constituting the molding material and the other closest carbon fiber single fiber is 10 to 80 °. means. The two-dimensional orientation angle can be measured by observing the molding material with an optical microscope or an electron microscope. In the molding material, the two-dimensional orientation angle of 400 carbon fibers is measured and an average value is obtained. “Substantially” the carbon fibers are in a two-dimensional orientation means that the number of carbon fibers is usually 70% or more, preferably 95% or more, more preferably all of the 400 carbon fibers are in a two-dimensional orientation. Means that.
上記のようにして製造された本発明の成形材料を成形してなる炭素繊維強化複合材料の用途としては、例えば、パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯用ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの電気、電子機器の筐体およびトレイやシャーシなどの内部部材やそのケース、機構部品、パネルなどの建材用途、モーター部品、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、サスペンション部品、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係、排気系または吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、各種アーム、各種フレーム、各種ヒンジ、各種軸受、燃料ポンプ、ガソリンタンク、ＣＮＧタンク、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド磨耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、バッテリートレイ、ＡＴブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、ハンドル、ドアビーム、プロテクター、シャーシ、フレーム、アームレスト、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、ラジエターサポート、スペアタイヤカバー、シートシェル、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、アンダーカバー、スカッフプレート、ピラートリム、プロペラシャフト、ホイール、フェンダー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、エアロパーツ、プラットフォーム、カウルルーバー、ルーフ、インストルメントパネル、スポイラーおよび各種モジュールなどの自動車、二輪車関連部品、部材および外板やランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブなどの航空機関連部品、部材および外板、風車の羽根などが挙げられる。特に、航空機部材、風車の羽根、自動車外板および電子機器の筐体およびトレイやシャーシなどに好ましく用いられる。 Applications of the carbon fiber reinforced composite material produced by molding the molding material of the present invention produced as described above include, for example, personal computers, displays, OA equipment, mobile phones, personal digital assistants, facsimiles, compact discs, and portables. Electric and electronic equipment such as MD, portable radio cassette, PDA (personal information terminal such as electronic notebook), video camera, digital still camera, optical equipment, audio, air conditioner, lighting equipment, entertainment equipment, toy goods, and other home appliances Cases, internal parts such as trays and chassis, building materials such as cases, mechanism parts, panels, motor parts, alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, potentiometer bases for light dials, suspension parts, exhaust gas valves, etc. Various valves Fuel-related, exhaust or intake system pipes, air intake nozzle snorkel, intake manifold, various arms, various frames, various hinges, various bearings, fuel pump, gasoline tank, CNG tank, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor Spacer, exhaust gas sensor, cooling water sensor, oil temperature sensor, brake pad wear sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, heating hot air flow control valve, radiator Brush holder for motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, star Tar switch, starter relay, transmission wire harness, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, coil for fuel related electromagnetic valve, fuse connector, battery tray, AT bracket, headlamp support, pedal housing, handle, door beam, protector, chassis , Frame, armrest, horn terminal, step motor rotor, lamp socket, lamp reflector, lamp housing, brake piston, noise shield, radiator support, spare tire cover, seat shell, solenoid bobbin, engine oil filter, ignition device case, under cover , Scuff plate, pillar trim, propeller shaft, wheel, fender, fascia, Bumpers, bumper beams, bonnets, aero parts, platforms, cowl louvers, roofs, instrument panels, spoilers and various module-related parts, parts and skins, landing gear pods, winglets, spoilers, edges, ladders Aircraft-related parts such as elevators, failings, ribs, members and outer plates, windmill blades, and the like. In particular, it is preferably used for aircraft members, windmill blades, automobile outer plates, casings of electronic devices, trays, chassis, and the like.
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not restrict | limited by these Examples.
＜炭素繊維束のストランド引張強度と弾性率＞
炭素繊維束のストランド引張強度とストランド弾性率は、ＪＩＳ−Ｒ−７６０８（２００４）の樹脂含浸ストランド試験法に準拠し、次の手順に従い求めた。樹脂処方としては、“セロキサイド（登録商標）”２０２１Ｐ（ダイセル化学工業社製）／３フッ化ホウ素モノエチルアミン（東京化成工業（株）製）／アセトン＝１００／３／４（質量部）を用い、硬化条件としては、常圧、温度１２５℃、時間３０分を用いた。炭素繊維束のストランド１０本を測定し、その平均値をストランド引張強度およびストランド弾性率とした。
<Strand tensile strength and elastic modulus of carbon fiber bundle>
The strand tensile strength and strand elastic modulus of the carbon fiber bundle were determined according to the following procedure in accordance with the resin impregnated strand test method of JIS-R-7608 (2004). As the resin formulation, “Celoxide (registered trademark)” 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries) / 3 boron trifluoride monoethylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) / Acetone = 100/3/4 (part by mass) is used. As curing conditions, normal pressure, temperature of 125 ° C., and time of 30 minutes were used. Ten strands of the carbon fiber bundle were measured, and the average value was defined as the strand tensile strength and the strand elastic modulus.
＜炭素繊維の表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ）＞
炭素繊維の表面酸素濃度（Ｏ／Ｃ）は、次の手順に従いＸ線光電子分光法により求めた。まず、溶媒で表面に付着している汚れを除去した炭素繊維を、約２０ｍｍにカットし、銅製の試料支持台に拡げる。次に、試料支持台を試料チャンバー内にセットし、試料チャンバー中を１×１０−８Ｔｏｒｒに保つ。続いて、Ｘ線源としてＡｌＫα１、２ を用い、光電子脱出角度を９０°として測定を行った。なお、測定時の帯電に伴うピークの補正値としてＣ１ｓの主ピークの運動エネルギー値（Ｋ．Ｅ．）を１２０２ｅＶに合わせた。Ｃ１ｓピーク面積を、Ｋ．Ｅ．として１１９１〜１２０５ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求めた。また、Ｏ１ｓピーク面積を、Ｋ．Ｅ．として９４７〜９５９ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求めた。ここで、表面酸素濃度とは、上記のＯ１ｓピーク面積とＣ１ｓピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出したものである。Ｘ線光電子分光法装置として、アルバック・ファイ（株）製ＥＳＣＡ−１６００を用い、上記装置固有の感度補正値は２．３３であった。
<Surface oxygen concentration of carbon fiber (O / C)>
The surface oxygen concentration (O / C) of the carbon fiber was determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure. First, the carbon fiber from which the dirt adhering to the surface with a solvent is removed is cut to about 20 mm and spread on a copper sample support. Next, the sample support is set in the sample chamber, and the inside of the sample chamber is kept at 1 × 10 −8 Torr. Subsequently, measurement was performed using AlKα 1 , 2 as the X-ray source and a photoelectron escape angle of 90 °. In addition, the kinetic energy value (KE) of the main peak of C 1s was adjusted to 1202 eV as a peak correction value associated with charging during measurement. C 1s peak area, K.P. E. As a linear base line in the range of 1191 to 1205 eV. In addition, the O 1s peak area is expressed as K.I. E. As a linear base line in the range of 947 to 959 eV. Here, the surface oxygen concentration is calculated as an atomic ratio by using a sensitivity correction value unique to the apparatus from the ratio of the O 1s peak area to the C 1s peak area. As the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus, ESCA-1600 manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd. was used, and the sensitivity correction value unique to the apparatus was 2.33.
＜バインダー付着量の測定方法＞
約２ｇのバインダー付着炭素繊維束を秤量（Ｗ１）（少数第４位まで読み取り）した後、５０ミリリットル／分の窒素気流中、４５０℃の温度に設定した電気炉（容量１２０ｃｍ３）に１５分間放置し、バインダーを完全に熱分解させる。そして、２０リットル／分の乾燥窒素気流中の容器に移し、１５分間冷却した後の炭素繊維束を秤量（Ｗ２）（少数第４位まで読み取り）して、Ｗ１−Ｗ２によりバインダー付着量を求める。このバインダー付着量を炭素繊維束１００質量部に対する量に換算した値（小数点第３位を四捨五入）を、付着したバインダーの質量部とした。測定は２回おこない、その平均値をバインダーの質量部とした。
<Measurement method of binder adhesion amount>
About 2 g of binder-attached carbon fiber bundle was weighed (W1) (reading up to the fourth decimal place) and then placed in an electric furnace (capacity 120 cm 3 ) set at a temperature of 450 ° C. in a nitrogen stream of 50 ml / min for 15 minutes. Let the binder completely pyrolyze. Then, the carbon fiber bundle is transferred to a container in a dry nitrogen stream at 20 liters / minute and cooled for 15 minutes, and the weight of the carbon fiber bundle is measured (W2) (read to the fourth decimal place), and the amount of binder attached is determined by W1-W2. . A value obtained by converting this binder adhesion amount into an amount with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber bundle (rounded off to the third decimal place) was defined as the mass part of the adhered binder. The measurement was performed twice, and the average value was taken as the mass part of the binder.
＜成形品の曲げ特性評価方法＞
得られた成形品から、長さ１３０±１ｍｍ、幅２５±０．２ｍｍの曲げ強度試験片を切り出した。ＡＳＴＭ Ｄ−７９０（２００４）に規定する試験方法に従い、３点曲げ試験冶具（圧子１０ｍｍ、支点１０ｍｍ）を用いて支持スパンを１００ｍｍに設定し、クロスヘッド速度５．３ｍｍ／分で曲げ強度を測定した。なお、本実施例においては、試験機として“インストロン（登録商標）”万能試験機４２０１型（インストロン社製）を用いた。測定数はｎ＝５とし、平均値を曲げ強度とした。
<Bending characteristic evaluation method for molded products>
A bending strength test piece having a length of 130 ± 1 mm and a width of 25 ± 0.2 mm was cut out from the obtained molded product. According to the test method specified in ASTM D-790 (2004), using a three-point bending test jig (indenter 10 mm, fulcrum 10 mm), the support span is set to 100 mm, and the bending strength is measured at a crosshead speed of 5.3 mm / min. did. In this example, “Instron (registered trademark)” universal testing machine 4201 type (manufactured by Instron) was used as a testing machine. The number of measurements was n = 5, and the average value was the bending strength.
各実施例および各比較例で用いた材料と成分は、下記のとおりである。
・（Ａ１）成分：Ａ−１〜Ａ−７
Ａ−１：“ｊＥＲ（登録商標）”１５２（三菱化学（株）製）
フェノールノボラックのグリシジルエーテル
エポキシ当量：１７５ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：３
Ａ−２：“ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）”Ｎ６６０（ＤＩＣ（株）製）
クレゾールノボラックのグリシジルエーテル
エポキシ当量：２０６ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：３
Ａ−３：“アラルダイト（登録商標）”ＭＹ７２１（ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製）
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン
エポキシ当量：１１３ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：４
Ａ−４：“ｊＥＲ（登録商標）”８２８（三菱化学（株）製）
ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル
エポキシ当量：１８９ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：２
Ａ−５：“ｊＥＲ（登録商標）”１００１（三菱化学（株）製）
ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル
エポキシ当量：４７５ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：２
Ａ−６：“デナコール（登録商標）”ＥＸ−８１０（ナガセケムテックス（株）製）
エチレングリコールのジグリシジルエーテル
エポキシ当量：１１３ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：２
Ａ−７：ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ（三菱ガス化学（株）製）
テトラグリシジルメタキシレンジアミン
エポキシ当量：１００ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：４
The materials and components used in each example and each comparative example are as follows.
-(A1) component: A-1 to A-7
A-1: “jER (registered trademark)” 152 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Phenol novolac glycidyl ether epoxy equivalent: 175 g / mol, epoxy group number: 3
A-2: “EPICLON (registered trademark)” N660 (manufactured by DIC Corporation)
Cresol novolak glycidyl ether Epoxy equivalent: 206 g / mol, Epoxy group number: 3
A-3: “Araldite (registered trademark)” MY721 (manufactured by Huntsman Advanced Materials)
N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane Epoxy equivalent: 113 g / mol, number of epoxy groups: 4
A-4: “jER (registered trademark)” 828 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Diglycidyl ether of bisphenol A Epoxy equivalent: 189 g / mol, Number of epoxy groups: 2
A-5: “jER (registered trademark)” 1001 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Diglycidyl ether of bisphenol A Epoxy equivalent: 475 g / mol, Number of epoxy groups: 2
A-6: “Denacol (registered trademark)” EX-810 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
Diglycidyl ether of ethylene glycol Epoxy equivalent: 113 g / mol, Number of epoxy groups: 2
A-7: TETRAD-X (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.)
Tetraglycidyl metaxylenediamine Epoxy equivalent: 100 g / mol, Number of epoxy groups: 4
・（Ａ１）成分、（Ａ２）成分の両方に該当：Ａ−８
Ａ−８：“デナコール（登録商標）”ＥＸ−６１１（ナガセケムテックス（株）製）
ソルビトールポリグリシジルエーテル
エポキシ当量：１６７ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：４
水酸基数：２
・ Applicable to both (A1) component and (A2) component: A-8
A-8: “Denacol (registered trademark)” EX-611 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
Sorbitol polyglycidyl ether epoxy equivalent: 167 g / mol, number of epoxy groups: 4
Number of hydroxyl groups: 2
・（Ａ２）成分：Ａ−９、Ａ−１０
Ａ−９：“デナコール（登録商標）”ＥＸ−７３１（ナガセケムテックス（株）製）
Ｎ−グリシジルフタルイミド
エポキシ当量：２１６ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：１
イミド基数：１
Ａ−１０：“アデカレジン（登録商標）”ＥＰＵ−６（（株）ＡＤＥＫＡ製）
ウレタン変性エポキシ
エポキシ当量：２５０ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：１以上
ウレタン基：１以上
-(A2) component: A-9, A-10
A-9: “Denacol (registered trademark)” EX-731 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
N-glycidyl phthalimide epoxy equivalent: 216 g / mol, number of epoxy groups: 1
Number of imide groups: 1
A-10: “Adeka Resin (registered trademark)” EPU-6 (manufactured by ADEKA Corporation)
Urethane modified epoxy Epoxy equivalent: 250 g / mol, Epoxy group number: 1 or more Urethane group: 1 or more
・（Ｂ１）成分：Ｂ−１〜Ｂ−７
Ｂ−１：“ＤＢＵ（登録商標）”（サンアプロ（株）製）、式（ＩＩＩ）に該当
１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセン、分子量：１５２
Ｂ−２：Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン（東京化成工業（株）製）、分子量：１３５．２１、式（ＶＩＩＩ）に該当
Ｂ−３：１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレン（アルドリッチ社製）
別名：プロトンスポンジ、分子量：２１４．３１、式（ＩＶ）に該当
Ｂ−４：２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール（東京化成工業（株）製）
別名：ＤＭＰ−３０、分子量：２６５．３９、式（Ｖ）に該当
Ｂ−５：ＤＢＮ（サンアプロ（株）製）、分子量：１２４、式（ＩＩＩ）に該当
１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノネン
Ｂ−６：トリイソプロパノールアミン（東京化成工業（株）製）、分子量：１９１．２７、式（ＶＩＩＩ）に該当
Ｂ−７：Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０６（サンアプロ（株）製）、式（ＩＩＩ）に該当
ＤＢＵ−ｐ−トルエンスルホン酸塩、分子量：３２４．４４
-(B1) component: B-1 to B-7
B-1: “DBU (registered trademark)” (manufactured by San Apro Co., Ltd.), corresponding to formula (III) 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, molecular weight: 152
B-2: N, N-dimethylbenzylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), molecular weight: 135.21, corresponding to formula (VIII) B-3: 1,8-bis (dimethylamino) naphthalene (Aldrich) Made)
Another name: proton sponge, molecular weight: 214.31, corresponding to formula (IV) B-4: 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Alias: DMP-30, molecular weight: 265.39, applicable to formula (V) B-5: DBN (manufactured by San Apro), molecular weight: 124, applicable to formula (III) 1,5-diazabicyclo [4,3 , 0] -5-Nonene B-6: triisopropanolamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), molecular weight: 191.27, corresponding to formula (VIII) B-7: U-CAT SA506 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) ), Corresponding to formula (III) DBU-p-toluenesulfonate, molecular weight: 324.44
・（Ｂ２）成分：Ｂ−８〜Ｂ−１４
Ｂ−８：ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド（Ｒ１の炭素数が７、Ｒ２〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ１、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−９：テトラブチルアンモニウムブロミド（Ｒ１〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ４、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−１０：トリメチルオクタデシルアンモニウムブロミド（Ｒ１の炭素数が１８、Ｒ２〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ１、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−１１：（２−メトキシエトキシメチル）トリエチルアンモニウムクロリド（Ｒ１の炭素数が４、Ｒ２〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ２、アニオン部位が塩化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−１２：（２−アセトキシエチル）トリメチルアンモニウムクロリド（Ｒ１の炭素数が４、Ｒ２〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ１、アニオン部位が塩化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−１３：（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムブロミド（Ｒ１の炭素数が２、Ｒ２〜Ｒ４の炭素数がそれぞれ１、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（Ｉ）に該当）
Ｂ−１４：１−ヘキサデシルピリジニウムクロリド（Ｒ５の炭素数が１６、Ｒ６とＲ７がそれぞれ水素原子、アニオン部位が塩化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（ＩＩ）に該当）
-(B2) component: B-8 to B-14
B-8: Benzyltrimethylammonium bromide (R 1 has 7 carbon atoms, R 2 to R 4 each have 1 carbon atom, anion site is bromide anion, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (I))
B-9: Tetrabutylammonium bromide (R 1 to R 4 each have 4 carbon atoms, the anion portion is a bromide anion, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (I))
B-10: Trimethyloctadecyl ammonium bromide (R 1 has 18 carbon atoms, R 2 to R 4 each have 1 carbon atom, anion sites are bromide anions, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (I))
B-11: (2-methoxyethoxymethyl) triethylammonium chloride (R 1 has 4 carbon atoms, R 2 to R 4 each have 2 carbon atoms, anion sites are chloride anions, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Corresponds to formula (I)
B-12: (2-acetoxyethyl) trimethylammonium chloride (R 1 has 4 carbon atoms, R 2 to R 4 each have 1 carbon atom, anion sites are chloride anions, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., formula (Applicable to (I))
B-13: (2-hydroxyethyl) trimethylammonium bromide (R 1 has 2 carbon atoms, R 2 to R 4 each have 1 carbon atom, anion sites are bromide anion, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., formula ( Corresponds to I)
B-14: 1-hexadecylpyridinium chloride (R 5 has 16 carbon atoms, R 6 and R 7 are each a hydrogen atom, anion sites are chloride anions, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., formula (II) )
・（Ｂ３）成分：Ｂ−１５〜Ｂ−１７
Ｂ−１５：テトラブチルホスホニウムブロミド（Ｒ２５〜Ｒ２８の炭素数がそれぞれ４、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（ＸＩ）に該当）分子量：３３９
Ｂ−１６：テトラフェニルホスホニウムブロミド（Ｒ２５〜Ｒ２８の炭素数がそれぞれ６、アニオン部位が臭化物アニオン、東京化成工業（株）製、式（ＸＩ）に該当）、分子量： ４１９
Ｂ−１７：トリフェニルホスフィン（Ｒ２９〜Ｒ３１の炭素数がそれぞれ６、東京化成工業（株）製、式（ＸＩＩ）に該当）、分子量：２６２
-(B3) component: B-15 to B-17
B-15: Tetrabutylphosphonium bromide (R 25 to R 28 each have 4 carbon atoms, the anion portion is bromide anion, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (XI)) Molecular weight: 339
B-16: Tetraphenylphosphonium bromide (R 25 to R 28 each have 6 carbon atoms, the anion portion is a bromide anion, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (XI)), molecular weight: 419
B-17: Triphenylphosphine (R 29 to R 31 each have 6 carbon atoms, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., corresponding to formula (XII)), molecular weight: 262
・（Ｃ）成分（その他成分）：Ｃ−１、Ｃ−２
Ｃ−１：“デナコール（登録商標）”ＥＸ−１４１（ナガセケムテックス（株）製）
フェニルグリシジルエーテル エポキシ当量：１５１ｇ／ｍｏｌ、エポキシ基数：１
Ｃ−２：ヘキサメチレンジアミン（東京化成工業（株）製）、分子量：１１６。
-(C) component (other components): C-1, C-2
C-1: “Denacol (registered trademark)” EX-141 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
Phenyl glycidyl ether epoxy equivalent: 151 g / mol, number of epoxy groups: 1
C-2: Hexamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), molecular weight: 116.
・熱可塑性樹脂
ポリアリーレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂フィルム：“トレリナ（登録商標）”Ｍ２８８８（東レ（株）製）をフィルム状に加工（目付１００ｇ／ｍ２）
ポリアミド６（ＰＡ６）樹脂フィルム：“アミラン（登録商標）”ＣＭ１００１（東レ（株）製）をフィルム状に加工（目付１００ｇ／ｍ２）
ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂フィルム：“レキサン（登録商標）”１４１Ｒ（ＳＡＢＩＣ）をフィルム状に加工（目付１００ｇ／ｍ２）
ＡＢＳ樹脂フィルム（スチレン系樹脂）：“トヨラック（登録商標）”Ｔ−１００Ａ（東レ（株）製）をフィルム状に加工（目付１００ｇ／ｍ２）
ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルム（ポリオレフィン系樹脂）：未変性ＰＰ樹脂ペレットと酸変性ＰＰ樹脂ペレットを混合物しフィルム状に加工（目付１００ｇ／ｍ２）、未変性ＰＰ樹脂ペレット：“プライムポリプロ（登録商標）”Ｊ８３０ＨＶ（（株）プライムポリマー製）５０質量部、酸変性ＰＰ樹脂ペレット：“アドマー（登録商標）”ＱＥ８００（三井化学（株）製）５０質量部
Thermoplastic resin polyarylene sulfide (PPS) resin film: “Torelina (registered trademark)” M2888 (manufactured by Toray Industries, Inc.) processed into a film (100 g / m 2 per unit area)
Polyamide 6 (PA6) resin film: “Amilan (registered trademark)” CM1001 (manufactured by Toray Industries, Inc.) processed into a film (100 g / m 2 basis weight)
Polycarbonate (PC) resin film: “Lexan (registered trademark)” 141R (SABIC) processed into a film (100 g / m 2 per unit area)
ABS resin film (styrene resin): “Toyolac (registered trademark)” T-100A (manufactured by Toray Industries, Inc.) is processed into a film (100 g / m 2 per unit area)
Polypropylene (PP) resin film (polyolefin-based resin): A mixture of unmodified PP resin pellets and acid-modified PP resin pellets and processed into a film (100 g / m 2 basis weight), unmodified PP resin pellets: “Prime Polypro (registered trademark) ) "J830HV (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) 50 parts by mass, acid-modified PP resin pellets:" Admer (registered trademark) "QE800 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) 50 parts by mass
（実施例１）
本実施例は、次の第Ｉ〜ＩＶの工程からなる。
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
アクリロニトリル９９モル％とイタコン酸１モル％からなる共重合体を紡糸し、焼成し、総フィラメント数２４、０００本、総繊度１，０００テックス、比重１．８、ストランド引張強度６．２ＧＰａ、ストランド引張弾性率３００ＧＰａの炭素繊維を得た。次いで、その炭素繊維を、濃度０．１モル／ｌの炭酸水素アンモニウム水溶液を電解液として、電気量を炭素繊維１ｇ当たり１００クーロンで電解表面処理した。この電解表面処理を施された炭素繊維を続いて水洗し、１５０℃の温度の加熱空気中で乾燥し、原料となる炭素繊維を得た。その後、得られた炭素繊維を、カートリッジカッターで６ｍｍにカットした。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．２０であった。これを炭素繊維Ａとした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
直径５００ｍｍの円筒形容器に、水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を入れ、その中に、前工程でカットした炭素繊維を繊維の質量含有率が０．０２％となるように投入した。５分間攪拌した後、脱水処理をおこない抄紙ウェブを得た。こ質量の時の目付は、６７ｇ／ｍ２であった。
Example 1
The present embodiment includes the following steps I to IV.
-Step I: Process for producing carbon fiber as raw material A copolymer composed of 99 mol% of acrylonitrile and 1 mol% of itaconic acid is spun and fired, the total number of filaments is 24,000, and the total fineness is 1,000. A carbon fiber having a tex, a specific gravity of 1.8, a strand tensile strength of 6.2 GPa, and a strand tensile modulus of 300 GPa was obtained. Subsequently, the carbon fiber was subjected to an electrolytic surface treatment using an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution at an electric charge of 100 coulomb per 1 g of the carbon fiber. The carbon fiber subjected to the electrolytic surface treatment was subsequently washed with water and dried in heated air at a temperature of 150 ° C. to obtain a carbon fiber as a raw material. Then, the obtained carbon fiber was cut into 6 mm with a cartridge cutter. At this time, the surface oxygen concentration O / C was 0.20. This was designated as carbon fiber A.
Step II: Process for producing a papermaking web Concentration of 0.1 mass consisting of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) in a cylindrical container having a diameter of 500 mm % Dispersion liquid was added, and the carbon fiber cut in the previous step was put therein so that the mass content of the fiber was 0.02%. After stirring for 5 minutes, dehydration was performed to obtain a papermaking web. The basis weight at this mass was 67 g / m 2 .
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−４）と（Ｂ−１）を質量比１００：１で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶ工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
前工程で得られた抄紙ウェブにＰＰＳ樹脂フィルム（樹脂目付１００ｇ／ｍ２）を上下方向から挟み、熱プレス装置にて、３３０℃、３．５ＭＰａにて加熱加圧した後、６０℃、３．５ＭＰａで冷却加圧して、抄紙ウェブとＰＰＳ樹脂の複合化した成形材料を得た。さらに、成形品の厚みが３ｍｍになるように積層、加熱加圧、冷却加圧をおこなった。得られた成形品の炭素繊維含有率は２５質量％であった。成形品は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表１にまとめた。この結果、曲げ強度が４４１ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-4) and (B-1) are mixed at a mass ratio of 100: 1, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
Step IV: Compounding process of papermaking web and thermoplastic resin PPS resin film (resin weight 100 g / m 2 ) is sandwiched from above and below in the papermaking web obtained in the previous process, and at 330 ° C. with a hot press machine, After heating and pressurizing at 3.5 MPa, cooling and pressurizing was performed at 60 ° C. and 3.5 MPa to obtain a molding material in which a papermaking web and a PPS resin were combined. Furthermore, lamination, heating and pressing, and cooling and pressing were performed so that the thickness of the molded product was 3 mm. The obtained molded product had a carbon fiber content of 25% by mass. The molded article was left for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber adjusted to a temperature of 23 ° C. and 50% RH, and then subjected to a characteristic evaluation test. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 1. As a result, it was found that the bending strength was 441 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例２〜５）
・第Ｉ〜ＩＩの工程：
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例１の第ＩＩＩの工程で、（Ａ−４）と（Ｂ−１）の質量比を表１に示すように、１００：３〜１００：２０の範囲で変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表１にまとめた。この結果、曲げ強度が４４１〜４４５ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 2 to 5)
-Steps I to II:
Same as Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web In the step III of Example 1, as shown in Table 1, the mass ratio of (A-4) and (B-1) is 100: 3 to 100 : A papermaking web provided with a binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was changed within the range of 20. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
Step IV: Compounding step of papermaking web and thermoplastic resin A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 1. As a result, it was found that the bending strength was 441 to 445 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例１〜５）
・第Ｉ〜ＩＩの工程：
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例１の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分（その他成分）の質量比を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表１にまとめた。この結果、曲げ強度が４１９〜４２５ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Examples 1-5)
-Steps I to II:
Same as Example 1.
-Step III: Step of applying binder to papermaking web Table 1 shows the mass ratio of component (A), component (B), and component (C) (other components) in step III of Example 1. A papermaking web provided with a binder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content was changed to. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 1. As a result, it was found that the bending strength was 419 to 425 MPa, and the mechanical properties were insufficient.
（実施例６〜１５）
・第Ｉ〜ＩＩの工程：
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例１の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表２にまとめた。この結果、曲げ強度が４３３〜４５１ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 6 to 15)
-Steps I to II:
Same as Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Example, except that the mass ratio of component (A) and component (B) was changed as shown in Table 1 in step III of Example 1. In the same manner as in No. 1, a papermaking web provided with a binder was obtained. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 2. As a result, it was found that the bending strength was 433 to 451 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例１６）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
電解液として濃度０．０５モル／ｌの硫酸水溶液を用い、電気量を炭素繊維１ｇ当たり２０クーロンで電解表面処理したこと以外は、実施例１と同様とした。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．２０であった。これを炭素繊維Ｂとした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−４）と（Ｂ−７）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表２にまとめた。この結果、曲げ強度が４３４ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 16)
-Step I: Step of producing carbon fiber as raw material Implemented except that sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.05 mol / l was used as the electrolytic solution, and the amount of electricity was subjected to electrolytic surface treatment at 20 coulomb per gram of carbon fiber. Same as Example 1. At this time, the surface oxygen concentration O / C was 0.20. This was designated as carbon fiber B.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web (A-4) and (B-7) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 2. As a result, it was found that the bending strength was 434 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例１７）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１６で得られた炭素繊維Ｂをテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（ｐＨ＝１４）に浸漬し、超音波で加振させながら引き上げた。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．１７であった。これを炭素繊維Ｃとした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−４）と（Ｂ−７）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表２にまとめた。この結果、曲げ強度が４４０ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 17)
-Step I: Step of producing carbon fiber as raw material The carbon fiber B obtained in Example 16 was immersed in an aqueous tetraethylammonium hydroxide solution (pH = 14) and pulled up while being vibrated with ultrasonic waves. At this time, the surface oxygen concentration O / C was 0.17. This was designated as carbon fiber C.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web (A-4) and (B-7) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 2. As a result, it was found that the bending strength was 440 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例６）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１６と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−４）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表２にまとめた。この結果、曲げ強度が４１５ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 6)
Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 16.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
Step III: Step of imparting a binder to the papermaking web Only (A-4) was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 2. As a result, it was found that the bending strength was 415 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（比較例７）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１７と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−４）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表２にまとめた。この結果、曲げ強度が４１８ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 7)
-Step I: Step of producing carbon fiber as raw material The same as in Example 17.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
Step III: Step of imparting a binder to the papermaking web Only (A-4) was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 2. As a result, it was found that the bending strength was 418 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（実施例１８〜２４）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例１の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を表３−１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表３−１にまとめた。この結果、曲げ強度が４４４〜４５２ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 18 to 24)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Example 1 except that the component (A) and the component (B) were changed as shown in Table 3-1 in the step III of Example 1. A papermaking web provided with a binder was obtained in the same manner as described above. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 3-1. As a result, it was found that the bending strength was 444 to 452 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例２５）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
電解液として濃度０．０５モル／ｌの硫酸水溶液を用い、電気量を炭素繊維１ｇ当たり２０クーロンで電解表面処理したこと以外は、実施例１と同様とした。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．２０であった。これを炭素繊維Ｂとした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１）と（Ｂ−８）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表３−１にまとめた。この結果、曲げ強度が４３５ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 25)
-Step I: Step of producing carbon fiber as raw material Implemented except that sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.05 mol / l was used as the electrolytic solution, and the amount of electricity was subjected to electrolytic surface treatment at 20 coulomb per gram of carbon fiber. Same as Example 1. At this time, the surface oxygen concentration O / C was 0.20. This was designated as carbon fiber B.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-1) and (B-8) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 3-1. As a result, it was found that the bending strength was 435 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例２６）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例２５で得られた炭素繊維Ｂをテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（ｐＨ＝１４）に浸漬し、超音波で加振させながら引き上げた。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．１７であった。これを炭素繊維Ｃとした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１）と（Ｂ−８）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表３−１にまとめた。この結果、曲げ強度が４４２ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 26)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The carbon fiber B obtained in Example 25 was immersed in a tetraethylammonium hydroxide aqueous solution (pH = 14) and pulled up while being vibrated with ultrasonic waves. At this time, the surface oxygen concentration O / C was 0.17. This was designated as carbon fiber C.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-1) and (B-8) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 3-1. As a result, it was found that the bending strength was 442 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例２７〜３５）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例１の第ＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の質量比を表３−２に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表３−２にまとめた。この結果、曲げ強度が４３３〜４４８ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 27 to 35)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as in Example 1.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Except that the mass ratio of the component (A) and the component (B) was changed as shown in Table 3-2 in the step II of Example 1. A papermaking web provided with a binder was obtained in the same manner as in Example 1. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 3-2. As a result, it was found that the bending strength was 433 to 448 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例８）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：バインダーを炭素繊維に付着させる工程
（Ａ−１）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。このバインダーのアセトン溶液を用い、浸漬法によりバインダーを表面処理された炭素繊維に塗布した後、２１０℃の温度で１８０秒間熱処理をして、バインダー塗布炭素繊維を得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対して０．５質量部となるように調整した。
・第ＩＩＩ〜ＩＶの工程：
実施例１と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表３−２にまとめた。この結果、曲げ強度が４２５ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 8)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Step of attaching a binder to carbon fiber Only (A-1) was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Using the binder acetone solution, the binder was applied to the surface-treated carbon fiber by an immersion method, and then heat treated at a temperature of 210 ° C. for 180 seconds to obtain a binder-coated carbon fiber. The adhesion amount of the binder was adjusted to be 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Steps III to IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 1. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 3-2. As a result, it was found that the bending strength was 425 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（実施例３６）
本実施例は、次の第Ｉ〜ＩＶの工程からなる。
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
直径５００ｍｍの円筒形容器に、水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を入れ、その中に、前工程でカットした炭素繊維を繊維の質量含有率が０．０２質量％となるように投入した。５分間攪拌した後、脱水処理をおこない抄紙ウェブを得た。この時の目付は、８２ｇ／ｍ２であった。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−８）と（Ｂ−１）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶ工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
前工程で得られた抄紙ウェブにＰＡ６樹脂フィルム（樹脂目付１００ｇ／ｍ２）を上下方向から挟み、熱プレス装置にて、３００℃、３．５ＭＰａにて加熱加圧した後、６０℃、３．５ＭＰａで冷却加圧して、抄紙ウェブとＰＡ６樹脂の複合化した成形材料を得た。さらに、成形品の厚みが３ｍｍになるように積層、加熱加圧、冷却加圧をおこなった。得られた成形品の炭素繊維含有率は２９質量％であった。成形品は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表４にまとめた。この結果、曲げ強度が４６５ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 36)
The present embodiment includes the following steps I to IV.
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Concentration of 0.1 mass consisting of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) in a cylindrical container having a diameter of 500 mm % Dispersion liquid was added, and the carbon fiber cut in the previous step was put therein so that the mass content of the fiber was 0.02 mass%. After stirring for 5 minutes, dehydration was performed to obtain a papermaking web. The basis weight at this time was 82 g / m 2 .
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-8) and (B-1) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and is about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
- Part IV: scissors papermaking web and thermoplastic resin composite step previous step resulting paper web PA6 resin film (resin basis weight 100 g / m 2) from the vertical direction, by a heat press apparatus, 300 ° C., After heating and pressurizing at 3.5 MPa, cooling and pressurizing were performed at 60 ° C. and 3.5 MPa to obtain a molding material in which the papermaking web and PA6 resin were combined. Furthermore, lamination, heating and pressing, and cooling and pressing were performed so that the thickness of the molded product was 3 mm. The carbon fiber content of the obtained molded product was 29% by mass. The molded article was left for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber adjusted to a temperature of 23 ° C. and 50% RH, and then subjected to a characteristic evaluation test. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 4. As a result, it was found that the bending strength was 465 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例３７〜４１）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例３６と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例３６の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を表４に示すように変更したこと以外は、実施例３６と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例３６と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表４にまとめた。この結果、曲げ強度が４５０〜４６１ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 37 to 41)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as Example 36.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Same as Example 36, except that component (A) and component (B) were changed as shown in Table 4 in step III of Example 36. Thus, a papermaking web to which a binder was applied was obtained. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 36. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 4. As a result, it was found that the bending strength was 450 to 461 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例９）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例３６と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−８）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例３６と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表４にまとめた。この結果、曲げ強度が４４０ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 9)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
-Step II: Step of producing a papermaking web The same as Example 36.
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-8) alone was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 36. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 4. As a result, it was found that the bending strength was 440 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（実施例４２）
本実施例は、次の第Ｉ〜ＩＶの工程からなる。
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
直径５００ｍｍの円筒形容器に、水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を入れ、その中に、前工程でカットした炭素繊維を繊維の質量含有率が０．０２質量％となるように投入した。５分間攪拌した後、脱水処理をおこない抄紙ウェブを得た。この時の目付は、７８ｇ／ｍ２であった。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１０）と（Ｂ−６）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶ工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
前工程で得られた抄紙ウェブにＰＣ樹脂フィルム（樹脂目付１００ｇ／ｍ２）を上下方向から挟み、熱プレス装置にて、３２０℃、３．５ＭＰａにて加熱加圧した後、６０℃、３．５ＭＰａで冷却加圧して、抄紙ウェブとＰＣ樹脂の複合化した成形材料を得た。さらに、成形品の厚みが３ｍｍになるように積層、加熱加圧、冷却加圧をおこなった。得られた成形品の炭素繊維含有率は２８質量％であった。成形品は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表５にまとめた。この結果、曲げ強度が４１７ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 42)
The present embodiment includes the following steps I to IV.
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Concentration of 0.1 mass consisting of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) in a cylindrical container having a diameter of 500 mm % Dispersion liquid was added, and the carbon fiber cut in the previous step was put therein so that the mass content of the fiber was 0.02 mass%. After stirring for 5 minutes, dehydration was performed to obtain a papermaking web. The basis weight at this time was 78 g / m 2 .
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web (A-10) and (B-6) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
Step IV: Compounding process of papermaking web and thermoplastic resin A PC resin film (resin weight per unit area: 100 g / m 2 ) is sandwiched from above and below in the papermaking web obtained in the previous process, and heated at 320 ° C. with a hot press machine. After heating and pressurizing at 3.5 MPa, cooling and pressurizing were performed at 60 ° C. and 3.5 MPa to obtain a molding material in which a papermaking web and a PC resin were combined. Furthermore, lamination, heating and pressing, and cooling and pressing were performed so that the thickness of the molded product was 3 mm. The carbon fiber content of the obtained molded product was 28% by mass. The molded article was left for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber adjusted to a temperature of 23 ° C. and 50% RH, and then subjected to a characteristic evaluation test. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 5. As a result, it was found that the bending strength was 417 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例４３〜４７）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例４２と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例４２の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を表５に示すように変更したこと以外は、実施例４２と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例４２と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表５にまとめた。この結果、曲げ強度が４００〜４１４ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 43 to 47)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Step of producing a papermaking web The same procedure as in Example 42 was performed.
Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Same as Example 42, except that component (A) and component (B) were changed as shown in Table 5 in step III of Example 42. Thus, a papermaking web to which a binder was applied was obtained. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 42. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 5. As a result, it was found that the bending strength was 400 to 414 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例１０）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例４２と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１０）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例４２と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表５にまとめた。この結果、曲げ強度が３９０ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 10)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Step of producing a papermaking web The same procedure as in Example 42 was performed.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web (A-10) alone was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 42. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 5. As a result, it was found that the bending strength was 390 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（実施例４８）
本実施例は、次の第Ｉ〜ＩＶの工程からなる。
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
直径５００ｍｍの円筒形容器に、水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を入れ、その中に、前工程でカットした炭素繊維を繊維の質量含有率が０．０２質量％となるように投入した。５分間攪拌した後、脱水処理をおこない抄紙ウェブを得た。この時の目付は、８６ｇ／ｍ２であった。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１）と（Ｂ−１）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶ工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
前工程で得られた抄紙ウェブにＡＢＳ樹脂フィルム（樹脂目付１００ｇ／ｍ２）を上下方向から挟み、熱プレス装置にて、２６０℃、３．５ＭＰａにて加熱加圧した後、６０℃、３．５ＭＰａで冷却加圧して、抄紙ウェブとＡＢＳ樹脂の複合化した成形材料を得た。さらに、成形品の厚みが３ｍｍになるように積層、加熱加圧、冷却加圧をおこなった。得られた成形品の炭素繊維含有率は３０質量％であった。成形品は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表６にまとめた。この結果、曲げ強度が３５２ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 48)
The present embodiment includes the following steps I to IV.
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Concentration of 0.1 mass consisting of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) in a cylindrical container having a diameter of 500 mm % Dispersion liquid was added, and the carbon fiber cut in the previous step was put therein so that the mass content of the fiber was 0.02 mass%. After stirring for 5 minutes, dehydration was performed to obtain a papermaking web. The basis weight at this time was 86 g / m 2 .
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-1) and (B-1) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
Step IV: Compounding process of papermaking web and thermoplastic resin An ABS resin film (resin weight 100 g / m 2 ) is sandwiched from above and below in the papermaking web obtained in the previous process, and heated at 260 ° C. with a hot press machine. After heating and pressurizing at 3.5 MPa, cooling and pressurizing were performed at 60 ° C. and 3.5 MPa to obtain a molding material in which the papermaking web and the ABS resin were combined. Furthermore, lamination, heating and pressing, and cooling and pressing were performed so that the thickness of the molded product was 3 mm. The obtained molded product had a carbon fiber content of 30% by mass. The molded article was left for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber adjusted to a temperature of 23 ° C. and 50% RH, and then subjected to a characteristic evaluation test. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 6. As a result, it was found that the bending strength was 352 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例４９〜５３）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例４８と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例４８の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を表６に示すように変更したこと以外は、実施例４８と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例４８と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表６にまとめた。この結果、曲げ強度が３３８〜３５１ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 49-53)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web The same procedure as in Example 48 was performed.
-Step III: Step of applying a binder to the papermaking web As in Example 48, except that the components (A) and (B) were changed as shown in Table 6 in Step III of Example 48. Thus, a papermaking web to which a binder was applied was obtained. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 48. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 6. As a result, it was found that the bending strength was 338 to 351 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例１１）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例４８と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−１）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例４８と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表６にまとめた。この結果、曲げ強度が３２０ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 11)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web The same procedure as in Example 48 was performed.
Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Only (A-1) was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 48. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 6. As a result, it was found that the bending strength was 320 MPa and the mechanical properties were insufficient.
（実施例５４）
本実施例は、次の第Ｉ〜ＩＶの工程からなる。
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
直径５００ｍｍの円筒形容器に、水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を入れ、その中に、前工程でカットした炭素繊維を繊維の質量含有率が０．０２質量％となるように投入した。５分間攪拌した後、脱水処理をおこない抄紙ウェブを得た。この時の目付は、１０３ｇ／ｍ２であった。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−８）と（Ｂ−６）を質量比１００：３で混合し、さらにアセトンを混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶ工程：抄紙ウェブと熱可塑性樹脂の複合化工程
前工程で得られた抄紙ウェブにＰＰ樹脂フィルム（樹脂目付１００ｇ／ｍ２）を上下方向から挟み、熱プレス装置にて、２４０℃、３．５ＭＰａにて加熱加圧した後、６０℃、３．５ＭＰａで冷却加圧して、抄紙ウェブとＰＰ樹脂の複合化した成形材料を得た。さらに、成形品の厚みが３ｍｍになるように積層、加熱加圧、冷却加圧をおこなった。得られた成形品の炭素繊維含有率は３４質量％であった。成形品は、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表７にまとめた。この結果、曲げ強度が３２０ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Example 54)
The present embodiment includes the following steps I to IV.
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Concentration of 0.1 mass consisting of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) in a cylindrical container having a diameter of 500 mm % Dispersion liquid was added, and the carbon fiber cut in the previous step was put therein so that the mass content of the fiber was 0.02 mass%. After stirring for 5 minutes, dehydration was performed to obtain a papermaking web. The basis weight at this time was 103 g / m 2 .
-Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-8) and (B-6) are mixed at a mass ratio of 100: 3, and acetone is further mixed, so that the binder is uniformly dissolved and about 1% by mass. An acetone solution of was obtained. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
Step IV: Compounding process of papermaking web and thermoplastic resin A PP resin film (resin weight 100 g / m 2 ) is sandwiched from above and below in the papermaking web obtained in the previous process, and heated at 240 ° C. with a hot press machine. After heating and pressurizing at 3.5 MPa, cooling and pressurizing were performed at 60 ° C. and 3.5 MPa to obtain a molding material in which the papermaking web and PP resin were combined. Furthermore, lamination, heating and pressing, and cooling and pressing were performed so that the thickness of the molded product was 3 mm. The obtained molded article had a carbon fiber content of 34% by mass. The molded article was left for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber adjusted to a temperature of 23 ° C. and 50% RH, and then subjected to a characteristic evaluation test. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 7. As a result, it was found that the bending strength was 320 MPa and the mechanical properties were sufficiently high.
（実施例５５〜５９）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例５４と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
実施例５４の第ＩＩＩの工程で、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を表７に示すように変更したこと以外は、実施例５４と同様の方法でバインダーが付与された抄紙ウェブを得た。バインダーの付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対していずれも０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例５４と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表７にまとめた。この結果、曲げ強度が３０９〜３１５ＭＰａであり、力学特性が十分に高いことがわかった。
(Examples 55-59)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Same as Example 54.
Step III: Step of applying a binder to the papermaking web Same as Example 54, except that in Step III of Example 54, the components (A) and (B) were changed as shown in Table 7. Thus, a papermaking web to which a binder was applied was obtained. The adhesion amount of the binder was 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 54. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 7. As a result, it was found that the bending strength was 309 to 315 MPa, and the mechanical properties were sufficiently high.
（比較例１２）
・第Ｉの工程：原料となる炭素繊維を製造する工程
実施例１と同様とした。
・第ＩＩの工程：抄紙ウェブを製造する工程
実施例５４と同様とした。
・第ＩＩＩ工程：抄紙ウェブにバインダーを付与する工程
（Ａ−８）のみをアセトンに混合し、バインダーが均一に溶解した約１質量％のアセトン溶液を得た。次いで、前工程で得られた抄紙ウェブの上から、アセトン溶液を散布した。その後、余剰分のアセトン溶液を吸引した後、２１０℃×１８０秒で熱処理をおこなった。バインダーの付着量は炭素繊維１００質量部に対して、０．５質量部であった。
・第ＩＶの工程：
実施例５４と同様の方法で特性評価用試験片を成形した。次に、得られた特性評価用試験片を上記の成形品評価方法に従い評価した。結果を表７にまとめた。この結果、曲げ強度が２９５ＭＰａであり、力学特性が不十分であることがわかった。
(Comparative Example 12)
-Step I: Step of producing carbon fiber as a raw material The same as in Example 1.
Step II: Process for producing a papermaking web Same as Example 54.
Step III: A step of applying a binder to the papermaking web (A-8) alone was mixed with acetone to obtain an about 1% by mass acetone solution in which the binder was uniformly dissolved. Next, an acetone solution was sprayed over the papermaking web obtained in the previous step. Then, after surplus acetone solution was sucked, heat treatment was performed at 210 ° C. × 180 seconds. The adhesion amount of the binder was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon fiber.
-Step IV:
A test piece for property evaluation was molded in the same manner as in Example 54. Next, the obtained test piece for characteristic evaluation was evaluated according to the above-described molded product evaluation method. The results are summarized in Table 7. As a result, it was found that the bending strength was 295 MPa and the mechanical properties were insufficient.
以上のように、本発明の成形材料および炭素繊維強化複合材料は、軽量でありながら強度、弾性率が優れるため、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材、船舶部材、土木建築材およびスポーツ用品等の多くの分野に好適に用いることができる。 As described above, since the molding material and the carbon fiber reinforced composite material of the present invention are lightweight and have excellent strength and elastic modulus, aircraft members, spacecraft members, automobile members, ship members, civil engineering materials, sports equipment, and the like It can be suitably used in many fields.
Claims (20)
（Ａ）成分：２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物（Ａ１）、および／または１個以上のエポキシ基と、水酸基、アミド基、イミド基、ウレタン基、ウレア基、スルホニル基、およびスルホ基から選ばれる、少なくとも１個以上の官能基を有するエポキシ化合物（Ａ２）
（Ｂ）成分：（Ａ）成分１００質量部に対して、下記［ａ］、［ｂ］および［ｃ］からなる群から選択される少なくとも１種の反応促進剤が０．１〜２５質量部
［ａ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、分子量が１００ｇ／ｍｏｌ以上の３級アミン化合物および／または３級アミン塩（Ｂ１）
［ｂ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、次の一般式（Ｉ）
［ｃ］少なくとも（Ｂ）成分として用いられる、４級ホスホニウム塩および／またはホスフィン化合物（Ｂ３） A molding material comprising the following components (A) and (B), carbon fibers and a matrix resin, wherein the carbon fibers are monofilamentous and substantially two-dimensionally oriented. .
Component (A): Epoxy compound (A1) having two or more epoxy groups, and / or one or more epoxy groups, a hydroxyl group, an amide group, an imide group, a urethane group, a urea group, a sulfonyl group, and a sulfo group Epoxy compound (A2) having at least one functional group selected from
Component (B): 0.1 to 25 parts by mass of at least one reaction accelerator selected from the group consisting of the following [a], [b] and [c] with respect to 100 parts by mass of component (A) [A] A tertiary amine compound and / or a tertiary amine salt (B1) having a molecular weight of 100 g / mol or more, which is used as at least the component (B)
[B] At least the following general formula (I) used as component (B)
[C] Quaternary phosphonium salt and / or phosphine compound (B3) used as at least component (B)
第１工程：炭素繊維を、ウェブ状、不織布状、またはフェルトもしくはマット等のシート状の生地に加工する工程
第２工程：第１工程で得られた生地１００質量部に対して、（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含んでなるバインダーを０．１〜１０質量部付与する工程
第３工程：第２工程でバインダーが付与された生地１〜８０質量％と、熱可塑性樹脂２０〜９９質量％を付与し、さらに加熱溶融して複合化する工程 The manufacturing method of the molding material characterized by including the following 1st process, 2nd process, and 3rd process at least.
1st process: Process which processes carbon fiber to web-like, nonwoven fabric form, or sheet-like cloth such as felt or mat Second process: For 100 parts by mass of the cloth obtained in the first process, (A) The process which provides 0.1-10 mass parts of binders which contain a component and (B) component 3rd process: 1-80 mass% of cloth | doughs which the binder was provided at the 2nd process, and 20-99 mass of thermoplastic resins. % And then heat-melting and compounding
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104029172A (en) * | 2014-04-29 | 2014-09-10 | 宁波市鄞州永佳电机工具有限公司 | Nut screwing tool |
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| JP2021123827A (en) * | 2020-02-06 | 2021-08-30 | 竹本油脂株式会社 | Treatment agent, flame-resistant fiber nonwoven fabric, carbon fiber nonwoven fabric, and method for producing the same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245672A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-11 | Asahi Chemical Ind | Treated material for reinforcement and its treating method |
| JPS60139875A (en) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | 住友化学工業株式会社 | Sizing composition for inorganic fiber |
| JPH04119171A (en) * | 1989-12-23 | 1992-04-20 | Basf Ag | Aqueous reaction resin dispersion including reactive emulsifier as sizing agent for carbon fiber and glass fiber |
| JPH07505658A (en) * | 1991-07-12 | 1995-06-22 | ピーピージー インダストリーズ インコーポレイテッド | Chemical treatment composition for glass fiber with emulsified epoxy with good stability and treated glass fiber |
| JPH09217281A (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Toray Ind Inc | Carbon fiber bundle for chopped strand and its production |
| JP2005146429A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Carbon fiber strand |
| WO2012002266A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 東レ株式会社 | Method for producing sizing agent-coated carbon fibers, and sizing agent-coated carbon fibers |
-
2011
- 2011-12-05 JP JP2011266225A patent/JP5578163B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245672A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-11 | Asahi Chemical Ind | Treated material for reinforcement and its treating method |
| JPS60139875A (en) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | 住友化学工業株式会社 | Sizing composition for inorganic fiber |
| JPH04119171A (en) * | 1989-12-23 | 1992-04-20 | Basf Ag | Aqueous reaction resin dispersion including reactive emulsifier as sizing agent for carbon fiber and glass fiber |
| JPH07505658A (en) * | 1991-07-12 | 1995-06-22 | ピーピージー インダストリーズ インコーポレイテッド | Chemical treatment composition for glass fiber with emulsified epoxy with good stability and treated glass fiber |
| JPH09217281A (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Toray Ind Inc | Carbon fiber bundle for chopped strand and its production |
| JP2005146429A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Carbon fiber strand |
| WO2012002266A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 東レ株式会社 | Method for producing sizing agent-coated carbon fibers, and sizing agent-coated carbon fibers |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015064482A1 (en) | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 東レ株式会社 | Molded article and molding material |
| KR20160078373A (en) | 2013-10-29 | 2016-07-04 | 도레이 카부시키가이샤 | Molded article and molding material |
| US9902840B2 (en) | 2013-10-29 | 2018-02-27 | Toray Industries, Inc. | Molded article and molding material |
| US10472498B2 (en) | 2013-10-29 | 2019-11-12 | Toray Industries, Inc. | Molded article and molding material |
| CN104029172A (en) * | 2014-04-29 | 2014-09-10 | 宁波市鄞州永佳电机工具有限公司 | Nut screwing tool |
| JP2021123827A (en) * | 2020-02-06 | 2021-08-30 | 竹本油脂株式会社 | Treatment agent, flame-resistant fiber nonwoven fabric, carbon fiber nonwoven fabric, and method for producing the same |
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