JP2014181418A5

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Publication number: JP2014181418A5
Application number: JP2013056148A
Authority: JP
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2033-03-19

Claims

炭素繊維に、分子内に水酸基とエポキシ基を有するエポキシ化合物（Ａ）を主成分として含むサイジング剤を塗布したサイジング剤塗布炭素繊維であって、前記サイジング剤には、窒素あるいはリン含有量で１．３質量％以下となる硬化剤を含んでおり、かつ、前記サイジング剤塗布炭素繊維をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒に浸漬し超音波処理することで溶出した前記サイジング剤の水酸基価（ａ）ｍｅｑ．／ｇとエポキシ価（ｂ）ｍｅｑ．／ｇが、下記（Ｉ）から（III）を満たすことを特徴とするサイジング剤塗布炭素繊維。
（Ｉ）８≦（ａ）＋（ｂ）≦１６
（II）（ａ）／（ｂ）≧２
（III）（ｂ）≧０．５ A sizing agent-coated carbon fiber obtained by coating a carbon fiber with a sizing agent containing an epoxy compound (A) having a hydroxyl group and an epoxy group in the molecule as a main component. The sizing agent has a nitrogen or phosphorus content of 1 A hydroxyl value (a) of the sizing agent, which contains a curing agent of 3% by mass or less and is eluted by immersing the sizing agent-coated carbon fiber in a N, N-dimethylformamide solvent and subjecting it to ultrasonic treatment. meq. / G and epoxy value (b) meq. A sizing agent-coated carbon fiber, wherein / g satisfies the following (I) to (III):
(I) 8 ≦ (a) + (b) ≦ 16
(II) (a) / (b) ≧ 2
(III) (b) ≧ 0.5

前記エポキシ化合物（Ａ）が分子内にハロゲンを含み、Ｘ線光電子分光法によって測定される前記サイジング剤塗布炭素繊維の表面のハロゲン／炭素が０．００５〜０．０３０である、請求項１記載のサイジング剤塗布炭素繊維。 The said epoxy compound (A) contains a halogen in a molecule | numerator, The halogen / carbon of the surface of the said sizing agent application | coating carbon fiber measured by a X ray photoelectron spectroscopy is 0.005-0.030. Sizing agent coated carbon fiber.

前記溶出したサイジング剤の重量平均分子量が１０００〜５０００である、請求項１または２記載のサイジング剤塗布炭素繊維。 Sizing agent application | coating carbon fiber of Claim 1 or 2 whose weight average molecular weights of the said eluted sizing agent are 1000-5000.

前記溶出したサイジング剤の水酸基価（ａ）ｍｅｑ．／ｇが、下記（IV）を満たす、請求項１から３のいずれか一項記載のサイジング剤塗布炭素繊維。
（IV）（ａ）≧９ Hydroxyl value of the eluted sizing agent (a) meq. The sizing agent-coated carbon fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein / g satisfies the following (IV).
(IV) (a) ≧ 9

前記エポキシ化合物（Ａ）が脂肪族エポキシ化合物（Ａ１）である、請求項１から４のいずれか一項記載のサイジング剤塗布炭素繊維。 The sizing agent-coated carbon fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the epoxy compound (A) is an aliphatic epoxy compound (A1).

前記脂肪族エポキシ化合物（Ａ１）がグリセロール、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から選択される１種と、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化合物である、請求項５に記載のサイジング剤塗布炭素繊維。 Glycidyl ether type epoxy obtained by reacting the aliphatic epoxy compound (A1) with one selected from glycerol, diglycerol, polyglycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, and arabitol, and epichlorohydrin Sizing agent application | coating carbon fiber of Claim 5 which is a compound.

下記（Ｖ）または／および（VI）を満たす工程を含む、請求項１から６のいずれか一項記載のサイジング剤塗布炭素繊維の製造方法。
（Ｖ）水存在下２０〜１５０℃で０．５〜２００００時間熱処理したエポキシ化合物（Ａ）を主成分とするサイジング剤含有液を炭素繊維に塗布する工程
（VI）エポキシ化合物（Ａ）を主成分とするサイジング剤含有液を炭素繊維に塗布し乾燥後に、さらに２０〜１５０℃、湿度５０〜９０％の湿潤下で２０〜２００００時間熱処理する工程 The manufacturing method of the sizing agent application | coating carbon fiber as described in any one of Claim 1 to 6 including the process of satisfy | filling following (V) or / and (VI).
(V) A step of applying a sizing agent-containing liquid mainly composed of an epoxy compound (A) heat-treated at 20 to 150 ° C. for 0.5 to 20000 hours in the presence of water on carbon fiber (VI) mainly comprising the epoxy compound (A) A step of applying a sizing agent-containing liquid as a component to carbon fibers and drying, followed by heat treatment at 20 to 150 ° C. and a humidity of 50 to 90% for 20 to 20000 hours

前記（Ｖ）に示す熱処理をする前のエポキシ価（ｂ１）と熱処理をした後のエポキシ価（ｂ２）、および前記（VI）に示す熱処理をする前のエポキシ価（ｂ３）と熱処理をした後のエポキシ価（ｂ４）が、下記（VII）を満たす、請求項７記載のサイジング剤塗布炭素繊維の製造方法。
（VII）１．５≦［（ｂ１）／（ｂ２）］×［（ｂ３）／（ｂ４）］≦１０ After heat treatment with epoxy value (b2) before heat treatment shown in (V) and epoxy value (b2) after heat treatment and epoxy value (b3) before heat treatment shown in (VI) The sizing agent-coated carbon fiber according to claim 7, wherein the epoxy value (b4) of the sizing agent satisfies the following (VII).
(VII) 1.5 ≦ [(b1) / (b2)] × [(b3) / (b4)] ≦ 10

請求項１から６のいずれか一項記載のサイジング剤塗布炭素繊維と、熱硬化性樹脂を含む、プリプレグ。 And sizing agent applying carbon textiles of any one of claims 1 6, comprising a thermosetting resin, the prepreg.

前記熱硬化性樹脂はエポキシ化合物と潜在性硬化剤（Ｂ）とを含有する、請求項９記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 9, wherein the thermosetting resin contains an epoxy compound and a latent curing agent (B).

前記潜在性硬化剤（Ｂ）はジフェニルスルフォン骨格を含有する芳香族アミン硬化剤（Ｂ１）である、請求項１０記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 10, wherein the latent curing agent (B) is an aromatic amine curing agent (B1) containing a diphenylsulfone skeleton.

前記潜在性硬化剤（Ｂ）はジシアンジアミドまたはその誘導体（Ｂ２）である、請求項１０記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 10, wherein the latent curing agent (B) is dicyandiamide or a derivative thereof (B2).

請求項９から１２記載のプリプレグを成形してなることを特徴とする炭素繊維強化複合材料。 A carbon fiber-reinforced composite material obtained by molding the prepreg according to claim 9.

請求項１から６のいずれか一項記載のサイジング剤塗布炭素繊維と熱硬化性樹脂の硬化物を含むことを特徴とする繊維強化複合材料。 Fiber-reinforced composite material which comprises a cured product of claim sizing agent according to any one claim of claim 1 to 6 coated carbon textiles and a thermosetting resin.