JPH02259166A - Sizing agent for reinforcing fiber - Google Patents

Sizing agent for reinforcing fiber

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JPH02259166A
JPH02259166A JP30757889A JP30757889A JPH02259166A JP H02259166 A JPH02259166 A JP H02259166A JP 30757889 A JP30757889 A JP 30757889A JP 30757889 A JP30757889 A JP 30757889A JP H02259166 A JPH02259166 A JP H02259166A
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JP
Japan
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sizing agent
fibers
formula
fiber
reinforcing fiber
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Application number
JP30757889A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Miyazaki
誠 宮崎
Yoshio Wakao
若生 良男
Hiroshi Inoue
寛 井上
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a sizing agent, consisting of a benzenesulfonic acid derivative and capable of improving wettability and impregnating properties with a matrix resin, especially a heat-resistant resin such as polyphenylene sulfide by treating reinforcing fiber therewith and exhibiting excellent adhesion. CONSTITUTION:A sizing agent, obtained by converting a benzenesulfonic acid derivative expressed by formula I (R is H or lower alkyl) or formula II [A is H or formula III (X is OH or halogen); B is X or formula IV: n is >=1] (e.g. dibenzenesulfonic acid diphenylsulfone) into, e.g. an aqueous emulsion, and capable of improving wettability and impregnating properties with matrix resins by application thereof (in an amount of 0.1 to 10wt.% expressed in terms of solids) to reinforcing fiber, such as carbon or glass fiber, and further adhesion without impairing flexibility of the reinforcing fiber.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は補強繊維で強化された熱可塑性樹脂複合材料、
特にポリフェニレンサルファイ1〜等の硫黄含有耐熱性
樹脂複合材料を製造するのに好適な補強繊維を与えるた
めのサイジング剤に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a thermoplastic resin composite material reinforced with reinforcing fibers,
In particular, the present invention relates to a sizing agent for providing reinforcing fibers suitable for producing sulfur-containing heat-resistant resin composite materials such as polyphenylene sulfide 1 and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

補強繊維と各種合成樹脂、金属あるいはセラミックス等
のマトリックスとの複合材料は、比強度、比弾性率など
の機械的性質に優れているため、航空機部品、宇宙機器
、精密機械、テニスラケッ1〜やゴルフシャツ1−など
のスポーツ用品等の広い分野において利用されている。
Composite materials of reinforcing fibers and matrices such as various synthetic resins, metals, or ceramics have excellent mechanical properties such as specific strength and specific modulus, so they are used in aircraft parts, space equipment, precision machinery, tennis rackets, and golf balls. It is used in a wide range of fields such as sports goods such as shirts.

ところで、この補強繊維強化複合材料をより高強度、高
弾性のものに改善する方法については従来より種々の研
究がなされているが、一般に補強繊維の優れた特性を充
分に発揮させるためには補強繊維と71〜リツクスとの
親和性、接着性を高めることが重要とされ、かかる観点
から補強繊維の表面を活性化させるための各種サイジン
グ剤が数多く提案されている。
By the way, various studies have been conducted on methods to improve this reinforced fiber-reinforced composite material to have higher strength and higher elasticity, but in general, in order to fully utilize the excellent properties of reinforcing fibers, reinforcement It is considered important to increase the affinity and adhesion between fibers and 71~Rix, and from this point of view, a number of various sizing agents have been proposed for activating the surface of reinforcing fibers.

このようなサイジンク剤としては、従来がらエポキシ樹
脂系のものが多く用いられているが、該サイジング剤は
熱硬化性樹脂系の71〜リツクス樹脂に対しては親和性
や含浸性に優れ、非常に良好な効果を奏するものの、7
トリツクス樹脂として熱可塑性樹脂であるポリアミド、
ポリカーボネー1−、ポリフェニレンオキサイIく、ポ
リフェニレンサルファイ1く、ポリエーテルスルホン、
ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエー
テルイミド等を用いた場合トこは、濡わ性や含浸性が劣
り、複合材料中の補強繊維とマトリックス樹脂との接着
性が悪く、充分な物性発現性が得られないという難点が
ある。
As such sizing agents, epoxy resin-based sizing agents have traditionally been used, but these sizing agents have excellent affinity and impregnating properties with thermosetting resins such as 71~Rix resins, and are very effective. Although it has a good effect on
Polyamide, which is a thermoplastic resin, is used as Trix resin.
Polycarbonate 1-, polyphenylene oxy-1, polyphenylene sulfite 1, polyether sulfone,
When using polysulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, etc., the wettability and impregnation properties are poor, the adhesion between the reinforcing fibers in the composite material and the matrix resin is poor, and sufficient physical properties cannot be expressed. The problem is that you can't get it.

特にポリフェニレンサルファイドで代表される硫黄含有
耐熱性樹脂は、耐熱性、耐炎性、耐薬品性に優れている
上に、ポリイミド樹脂等と比べて安価であり且つ成形性
も良いので、補強繊維強化複合材料用のマトリックス樹
脂として近年注目されでいる。しかし、エポキシ樹脂系
サイジンク剤はポリフェニレンサルファイドに対する濡
れ性、含浸性が劣る上に、ポリフェニレンサルファイド
の成形温度が300℃以」二という高温であるため、成
形時にサイジンク剤が熱分解してボイド発生の原因にな
り、充分なコンポジノ1〜物性が得られない。
In particular, sulfur-containing heat-resistant resins, such as polyphenylene sulfide, have excellent heat resistance, flame resistance, and chemical resistance, and are cheaper than polyimide resins and have good moldability. It has recently attracted attention as a matrix resin for materials. However, epoxy resin-based sizing agents have poor wettability and impregnating properties with polyphenylene sulfide, and the molding temperature of polyphenylene sulfide is as high as 300°C or higher, so the sizing agent may thermally decompose during molding and cause voids. As a result, sufficient composite properties cannot be obtained.

このような問題を解決するために、ポリフェニレンサル
ファイドをマトリックスとする炭素繊維強化複合材料用
の炭素繊維のサイジンク剤として、ポリスルフォン、ポ
リフェニレンサルファイド等を用いることが提案されて
いる(例えば特開昭56120730号、特開昭56−
90837号公報等)。これらのサイジング剤は、エポ
キシ樹脂系サイジング剤と比べると、耐熱性やポリフェ
ニレンサルファイドに対する含浸性等が優れている。
In order to solve these problems, it has been proposed to use polysulfone, polyphenylene sulfide, etc. as a sizing agent for carbon fibers for carbon fiber reinforced composite materials having polyphenylene sulfide as a matrix (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56120730). No., JP-A-56-
90837, etc.). These sizing agents are superior in heat resistance and impregnating properties for polyphenylene sulfide, etc., as compared to epoxy resin-based sizing agents.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところがこのようなサイジング剤も、以下に述べるよう
な問題点を有している。即ち、ポリスルフォン、ポリフ
ェニレンサルファイド等の重合体をサイジング剤として
用いた場合、該重合体白身の弾性率が大きいため、炭素
繊維束のしなやかさが失われ、該繊維束が硬くなるので
、サイジング剤の付着量を増加することができないとい
う欠点がある。更に、サイジング剤を炭素繊維束に均一
に塗布する場合、またサイジング剤付着量をコントロー
ルする場合、適当な溶媒にサイジング剤を溶解すること
が必要となるが、ポリフェニレンサルファイドを常温で
容易に溶解する溶媒がないため、特殊なコーティング方
法を採用しなければならないという難点がある。
However, such sizing agents also have the following problems. That is, when a polymer such as polysulfone or polyphenylene sulfide is used as a sizing agent, since the elastic modulus of the polymer white is high, the flexibility of the carbon fiber bundle is lost and the fiber bundle becomes hard. The disadvantage is that it is not possible to increase the amount of adhesion. Furthermore, when uniformly applying a sizing agent to carbon fiber bundles or controlling the amount of sizing agent attached, it is necessary to dissolve the sizing agent in an appropriate solvent, but polyphenylene sulfide is easily dissolved at room temperature. The disadvantage is that a special coating method must be used since there is no solvent.

従って本発明の目的は、補強繊維及び硫黄含有耐熱性樹
脂に対するなじみが良く、補強繊維と硫黄含有耐熱性樹
脂との濡れ性、含浸性の改善効果が大きいと共に、補強
繊維束に塗布後も該繊維束の可撓性を損なわず、しかも
溶媒溶解性の良好な補強繊維用サイジング剤を提供する
ことにある。
Therefore, the object of the present invention is to have good compatibility with the reinforcing fibers and the sulfur-containing heat-resistant resin, to have a large effect of improving the wettability and impregnability of the reinforcing fibers and the sulfur-containing heat-resistant resin, and to have a good compatibility even after being applied to the reinforcing fiber bundle. It is an object of the present invention to provide a sizing agent for reinforcing fibers that does not impair the flexibility of fiber bundles and has good solvent solubility.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、下記一般式(I)又は(III)で示
されるベンゼンスルホン酸誘導体を主成分とすることを
特徴とする補強繊維用サイジング剤が提供される。
According to the present invention, there is provided a sizing agent for reinforcing fibers, which is characterized by containing a benzenesulfonic acid derivative represented by the following general formula (I) or (III) as a main component.

(式中、Rは水素原子又は低級アルキル基を夫々示す。(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, respectively.

ハロゲン原子を、及びnは1以」−の整数を、夫々示す
。) なお、上記一般式(1)及び(II)において、Rの低
級アルキル基としては01〜C3のアルキル基が、Xの
ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子等が、またn
としては1〜10の整数が、夫々好ましい。
represents a halogen atom, and n represents an integer of 1 or less. ) In the above general formulas (1) and (II), the lower alkyl group of R is an alkyl group of 01 to C3, the halogen atom of X is a chlorine atom, a bromine atom, etc.
An integer of 1 to 10 is preferable.

本発明者らは、硫黄含有耐熱性樹脂、特にポリフェニレ
ンサルファイドに対して濡れ性、含浸性に優れ、しかも
塗布後も炭素繊維の可撓性を損なわす且つ溶媒溶解性に
も優れ、複合判料とした場合に優れたコンポジット物性
を示す補強繊維用のサイジング剤について鋭意検討した
結果、上記特定のサイジング剤かこれらの要求を満足す
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have developed a composite resin that has excellent wettability and impregnability with sulfur-containing heat-resistant resins, particularly polyphenylene sulfide, and also impairs the flexibility of carbon fibers even after application, and has excellent solvent solubility. As a result of intensive studies on sizing agents for reinforcing fibers that exhibit excellent composite physical properties when the above-described specific sizing agents are used, it was discovered that the above-mentioned specific sizing agent satisfies these requirements, leading to the completion of the present invention.

本発明において、サイジング剤として用いられる前記一
般式(1)で示されるベンゼンスルホン酸誘導体、即ち
ジベンゼンスルホン酸ジフェニルスルホンは、例えば松
のような反応式に従って容易に合成することができる。
In the present invention, the benzenesulfonic acid derivative represented by the general formula (1), ie, diphenylsulfone dibenzenesulfonate, used as a sizing agent can be easily synthesized according to a reaction formula such as, for example, Pine.

(式中、XはCQ、Brなどのハロゲン原子を示し、ま
たRは前記と同一。) 即ち、ビスフェノールSとベンゼンスルホニルハライド
とを、有機溶媒中で反応させ、得られた生成物を有機溶
媒で抽出することによって、容易に得られる。この場合
、反応用有機溶媒としては、N−メチルピロリI−ン、
α−ピロリドン等が、また抽出用溶媒としては、トルエ
ン、キシレン等が好んで用いられる。また、ビスフェノ
ールSとベンゼンスルホニルハライドとのモル比は1:
2〜1:5が好ましい。
(In the formula, X represents a halogen atom such as CQ or Br, and R is the same as above.) That is, bisphenol S and benzenesulfonyl halide are reacted in an organic solvent, and the resulting product is mixed in an organic solvent. It can be easily obtained by extraction with In this case, the organic solvent for the reaction is N-methylpyrrolione,
α-pyrrolidone and the like are preferably used, and toluene, xylene and the like are preferably used as extraction solvents. Moreover, the molar ratio of bisphenol S and benzenesulfonyl halide is 1:
2 to 1:5 is preferred.

ビスフェノールSとベンゼンスルホニルハライ1くを前
記有機溶媒に溶解し、系を50〜200°Cに加熱する
ことにより、反応が進行する。反応時間は0.5〜10
時間、好適には1〜5時間である。反応系を一]二記時
間維持することにより、反応は終了する。
The reaction proceeds by dissolving bisphenol S and benzenesulfonyl halide in the organic solvent and heating the system to 50 to 200°C. Reaction time is 0.5-10
time, preferably 1 to 5 hours. The reaction is completed by maintaining the reaction system for one to two hours.

得られた反応物を冷却して析出させた後、該析出物を前
記有機溶媒で抽出することにより、ジベンゼンスルホン
酸ジンエニルスルホンを主成分とする反応物が得られる
After the obtained reaction product is cooled and precipitated, the precipitate is extracted with the organic solvent to obtain a reaction product containing dibenzenesulfonate dienyl sulfone as a main component.

また、前記一般式(IT) =7 (式中、A、B及びnは前記と同一、)で示されるベン
ゼンスルホン酸誘導体は、例えばビスフェノールSとベ
ンゼンジスルホニルハライドとを反応させることによっ
て容易に得られる。
Furthermore, the benzenesulfonic acid derivative represented by the general formula (IT) =7 (wherein A, B and n are the same as above) can be easily obtained by, for example, reacting bisphenol S and benzenedisulfonyl halide. can get.

この場合も、前記ビスフェノールSとベンゼンスルホニ
ルハライドの反応のときと同様に、反応は有機溶媒中で
加熱下に行なわれ、得られた生成物を有機溶媒で抽出す
ることによって、目的とするベンゼンスルホン酸誘導体
を主成分とする反応物を得ることができる。ただ、ビス
フェノールSとベンゼンスルホニルハライド 1〜1:5の範囲で、生成物の種類により適宜選択され
る。
In this case, as in the case of the reaction between bisphenol S and benzenesulfonyl halide, the reaction is carried out in an organic solvent under heating, and the resulting product is extracted with an organic solvent to produce the desired benzenesulfonyl halide. A reactant containing an acid derivative as a main component can be obtained. However, the ratio of bisphenol S to benzenesulfonyl halide is 1 to 1:5, and is appropriately selected depending on the type of product.

以上のような方法で得られた前記ベンゼンスルホン酸誘
導体は、アセ1〜ン、メチルエチルケ1ヘン、ハロゲン
化炭化水素等の有機溶媒に溶解して溶液とするか、又は
界面活性剤を用いて水性エマルジョンの形態で、補強繊
維用サイジング剤として使用される。勿論このサイジン
グ剤に通常添加される助剤等を添加することは、何ら差
支えない。
The benzenesulfonic acid derivative obtained by the above method can be dissolved in an organic solvent such as acetin, methyl ethyl alcohol, or a halogenated hydrocarbon to form a solution, or can be made into an aqueous solution using a surfactant. In the form of an emulsion, it is used as a sizing agent for reinforcing fibers. Of course, there is no problem in adding auxiliary agents and the like that are normally added to this sizing agent.

かかるサイジング剤はデイツプ法、スプレー法あるいは
ローラー法等の通常の方法により補強繊維に付着される
Such a sizing agent is applied to the reinforcing fibers by a conventional method such as a dip method, a spray method, or a roller method.

本発明において用いられる補強繊維としては、炭素繊維
、ガラス繊維、ボロン繊維、セラミック繊維及び金属繊
維等がある。
Examples of reinforcing fibers used in the present invention include carbon fibers, glass fibers, boron fibers, ceramic fibers, and metal fibers.

炭素繊維としては、ピッチ系、アクリル系、セルロース
系等の各種繊維を前原体として、公知の方法を用いて不
融化又は耐炎化処理を行ない、次いで不活性ガス雰囲気
中で800〜3000°Cで焼成した所謂炭化系、黒鉛
化系の何れのものも含まれるが、特に表面を酸化処理し
たものを用いることが望ましい。なお、セラミック繊維
としては、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、窒化硼素繊維
、アルミナ繊維等が挙げられる。
The carbon fibers are prepared by using various types of fibers such as pitch, acrylic, and cellulose fibers as precursors, making them infusible or flameproofing using known methods, and then heating them at 800 to 3000°C in an inert gas atmosphere. This includes both so-called carbonized and graphitized materials that have been fired, but it is particularly desirable to use materials whose surfaces have been oxidized. Note that examples of the ceramic fiber include silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, boron nitride fiber, and alumina fiber.

該サイジング剤の補強繊維に対する付着量は固形分で0
.1〜10重量2、好ましくは0.5〜5重量%である
。この付着量が少なすぎると充分な濡れ性、含浸性が得
られなくなり、多すぎると繊維束が固くなり、糸扱い性
が困難どなったり、複合材の物性が低下したりするので
好ましくない。
The amount of the sizing agent attached to the reinforcing fibers is 0 in terms of solid content.
.. 1 to 10% by weight2, preferably 0.5 to 5% by weight. If the amount attached is too small, sufficient wettability and impregnating properties cannot be obtained, and if it is too large, the fiber bundle becomes stiff, making it difficult to handle the yarn, and the physical properties of the composite material deteriorate, which is not preferable.

上記のようにサイジング剤が付与された補強繊維は一旦
ボビンに巻き上げられるか、あるいはそのまま連続的に
、コンポジット成形工程へ送られる。
The reinforcing fibers to which the sizing agent has been applied as described above are once wound up onto a bobbin, or are continuously sent as they are to a composite forming process.

本発明のサイジング剤は補強繊維表面との濡れ性、含浸
性に優れ、その上各種マI〜リックス樹脂との濡れ性、
含浸性に優れ、特にポリフェニレンサルファイド、ポリ
エーテルスルホン、ポリスルホン等の硫黄含有耐熱性樹
脂に対して著しい含浸性改善効果を示す。
The sizing agent of the present invention has excellent wettability and impregnability with the reinforcing fiber surface, and also has excellent wettability with various matrix resins.
It has excellent impregnating properties, and exhibits a remarkable impregnating property improvement effect particularly for sulfur-containing heat-resistant resins such as polyphenylene sulfide, polyether sulfone, and polysulfone.

本発明のサイジング剤は連続繊維及び短繊維(チョツプ
ドファイバー)の両者に適用することができる。従って
、前記71〜リツクス樹脂と補強繊維とから複合材料を
形成する方法としてはフィラメンl〜ワインディング法
、プリプレグ法、シー1〜・モールディング法並びに射
出成形法等の通常採用される方法が挙げられる。例えば
射出成形法は、本発明のサイジング剤が付与された補強
繊維束をカッターで1〜20mmの長さに切り、ポリフ
ェニレンサルファイドとブレンダーで混合した後、押出
し機でペレット化し、ペレットを射出成形機にて成形し
、目的とする成形品を得るものである。
The sizing agent of the present invention can be applied to both continuous fibers and short fibers (chopped fibers). Therefore, as a method for forming a composite material from the above-mentioned No. 71 Rix resin and reinforcing fibers, commonly used methods such as the filament winding method, the prepreg method, the Sea molding method, and the injection molding method can be mentioned. For example, in the injection molding method, reinforcing fiber bundles to which the sizing agent of the present invention has been applied are cut into lengths of 1 to 20 mm with a cutter, mixed with polyphenylene sulfide in a blender, and then pelletized with an extruder. to obtain the desired molded product.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の補強繊維用サイジング剤は、補強繊維及び7ト
リツクス樹脂、特にポリフェニレンサルファイド等の硫
黄含有耐熱性7トリツクス樹脂に対する濡れ性、含浸性
に優れ、しかも補強繊維の可撓性を損なわず且つ溶媒溶
解性も良好であり、従って本発明のサイジンク剤で処理
された補強繊維を配合した耐熱性樹脂複合材料はボイド
発生が殆どなく、機械的物性が著しく改善されたものと
なる。
The sizing agent for reinforcing fibers of the present invention has excellent wettability and impregnating properties for reinforcing fibers and 7-trix resins, particularly sulfur-containing heat-resistant 7-trix resins such as polyphenylene sulfide, and does not impair the flexibility of reinforcing fibers and is solvent-resistant. It also has good solubility, and therefore, a heat-resistant resin composite material containing reinforcing fibers treated with the sizing agent of the present invention has almost no void generation and has significantly improved mechanical properties.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 N−メチルピロリドン200gにビスフェノール350
 gを溶解させ、1−リエチルアミン40gを加える。
Example 1 350 g of bisphenol in 200 g of N-methylpyrrolidone
g and add 40 g of 1-ethylamine.

次いで、ベンゼンスルホニルクロライド70gを加え、
温度を130℃に昇温し、2時間反応させる。この反応
物をIIlの蒸留水に注ぎ、沈殿させ固形物を得る。
Next, add 70g of benzenesulfonyl chloride,
The temperature is raised to 130°C and the reaction is allowed to proceed for 2 hours. The reaction mixture is poured into IIl of distilled water to precipitate and obtain a solid.

この固形物を風乾後1−ルエン500鴫で抽出し、抽出
液ヲロータリーエバポレーターで1ヘルエンを留去し、
固形物を得る。該固形物をGPC1丁R,NMRにより
同定したところ、ジベンゼンスルホン酸ジフェニルスル
ホン(分子量531) が主成分であった。又、DSCを用いて融点を測定した
ところ112℃であった。
After air-drying this solid, it was extracted with 500 g of 1-luene, and the extract was distilled off using a rotary evaporator to remove 1-luene.
Obtain solids. When the solid substance was identified by GPC1-R and NMR, it was found that the main component was diphenylsulfone dibenzenesulfonate (molecular weight 531). Further, the melting point was measured using DSC and was found to be 112°C.

炭素繊維としてトレカT−3006K(東し社製)を、
窒素雰囲気中にて800°Cで5時間焼成後、連続的に
電解酸化処理した後、前記化合物の1重量2アセトン溶
液による浸漬処理を行ない、] OO’Cの乾燥炉を通
し、表面処理炭素繊維を得た。該繊維をメチルエチルケ
トン(MEK)によりツクスレー抽出を行ない、サイズ
剤付着量を測定したところ、1.5%であった。該表面
処理炭素繊維は可撓性に優れ、糸扱い性は良好であった
Trading card T-3006K (manufactured by Toshisha Co., Ltd.) was used as carbon fiber.
After firing at 800°C for 5 hours in a nitrogen atmosphere, the carbon was subjected to continuous electrolytic oxidation treatment, and then immersed in a 1 weight 2 acetone solution of the above compound. Obtained fiber. The fibers were subjected to Tuxhlet extraction using methyl ethyl ketone (MEK), and the amount of sizing agent deposited was measured to be 1.5%. The surface-treated carbon fiber had excellent flexibility and good yarn handling properties.

糸扱い性の評価として繊維−繊維間及び繊維−金属間の
擦過試験を行なった9その結果を表−1に示す。なお、
繊維−繊維間の擦過試験は、東洋精機社製のラビングテ
スターを用い、荷重]、OOg/300フィラメント、
内角45°、1回撚り、擦過長20mm、200回/分
の速さで500回往復運動させた。また、繊維−金属間
の擦過試験は、大栄化学精機社のTM式式台合力テスタ
ー用い、荷重200g/3000フィラメント、0 =
150°、擦過長30mm、クロムメツキ金属櫛を]5
0回/分の速さで300回往復運動させた。何れも次の
基準で5点法により評価した。
To evaluate yarn handling properties, fiber-to-fiber and fiber-to-metal abrasion tests were conducted.9 The results are shown in Table 1. In addition,
The rubbing test between fibers was carried out using a rubbing tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
The inner angle was 45°, the material was twisted once, the rubbing length was 20 mm, and the material was reciprocated 500 times at a speed of 200 times/min. In addition, the abrasion test between fiber and metal was performed using a TM type stand resultant force tester manufactured by Daiei Kagaku Seiki Co., Ltd., load 200 g/3000 filament, 0 =
150°, rubbing length 30mm, chrome-plated metal comb]5
It was reciprocated 300 times at a speed of 0 times/min. All were evaluated using a 5-point method using the following criteria.

5・・毛羽なし、糸切れなし 4・毛羽ややあり 3・毛羽あり 2・毛羽多く、糸切れあり 1 切断 次に該表面処理炭素繊維を一方向に並列に並ベボリフェ
ニレンサルファイF(PPS)として1〜−ブレンのT
−1のシー1−をサンドイッチ状に重ね合せ、ホットプ
レスにて、300°Cで5分間予備加熱、5分間加圧を
行ない、厚み約1m、炭素繊維含量50容積%の複合材
料を得た。得られた複合材料について、ボイド率測定及
びASTMD638に準拠した引張り試験を行なった。
5. No fluff, no yarn breakage 4. Some fluff, 3. Fuzz 2. A lot of fluff, yarn breakage 1. Next, the surface-treated carbon fibers were lined in parallel in one direction and were ) as 1~-T of Bren
-1 sheets 1- were stacked together in a sandwich shape, preheated at 300°C for 5 minutes, and pressurized for 5 minutes using a hot press to obtain a composite material with a thickness of about 1 m and a carbon fiber content of 50% by volume. . The obtained composite material was subjected to void ratio measurement and a tensile test in accordance with ASTM D638.

それらの結果を表−1に示す。The results are shown in Table-1.

実施例2 ベンゼンスルホニルクロライドの代りに、メタベンゼン
ジスルホニルクロライ1(を4Bg用いて、実施例1と
同様な条件でサイズ剤を合成した。得られたサイズ剤は
m−ベンゼンジスルホン酸型ビスフェノールSポリマー
(分子量923)を主成分とするものであった。
Example 2 A sizing agent was synthesized under the same conditions as in Example 1 using 4Bg of metabenzenedisulfonyl chloride 1 instead of benzenesulfonyl chloride.The obtained sizing agent was m-benzenedisulfonic acid type bisphenol. The main component was S polymer (molecular weight 923).

該サイズ剤を用いて、0.5重量Iアセトン溶液による
炭素繊維の浸漬処理を、実施例1と同様にして行なった
。また、複合材料作製、物性評価についても実施例1と
同様な方法で行なった。それらの結果を表−1に示す。
Using the sizing agent, carbon fibers were immersed in a 0.5 weight I acetone solution in the same manner as in Example 1. In addition, composite material preparation and physical property evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table-1.

実施例3 メタベンゼンジスルホニルクロライドの使用量を96g
とした以外は、実施例2と同様にしてサイズ剤を合成し
た。得られたサイズ剤はジ−m−ベンゼンジスルホン酸
ジフェニルスルホン(分子量691)を主成分とするも
のであった。
Example 3 The amount of metabenzenedisulfonyl chloride used was 96g.
A sizing agent was synthesized in the same manner as in Example 2 except for the following. The obtained sizing agent contained di-m-benzenedisulfonic acid diphenylsulfone (molecular weight 691) as a main component.

該サイズ剤を用いて、実施例2と同様にして、炭素繊維
の浸漬処理、複合材料作製、物性評価を行なった。それ
らの結果を表−1に示す。
Using the sizing agent, in the same manner as in Example 2, carbon fiber was soaked, composite material was prepared, and physical properties were evaluated. The results are shown in Table-1.

実施例4 メタベンゼンジスルホニルクロライドの使用量を24g
とした以外は、実施例2と同様にしてサイズ剤を合成し
た。得られたサイズ剤はm−ベンゼンジスルホン酸型ビ
スフェノールSポリマー(分子量11を主成分とするも
のであった。
Example 4 The amount of metabenzenedisulfonyl chloride used was 24g.
A sizing agent was synthesized in the same manner as in Example 2 except for the following. The obtained sizing agent was a m-benzenedisulfonic acid type bisphenol S polymer (mainly having a molecular weight of 11).

該サイズ剤を用いて、実施例2と同様にして、炭素繊維
の浸漬処理、複合材料作製、物性評価を行なった。それ
らの結果を表−1に示す。
Using the sizing agent, in the same manner as in Example 2, carbon fiber was soaked, composite material was prepared, and physical properties were evaluated. The results are shown in Table-1.

実施例5 メタベンゼンジスルホニルクロライドの代りにオルソベ
ンゼンジスルホニルクロライドを用いた以外は、実施例
2と同様の方法でサイズ剤を合成した。得られたサイズ
剤は0−ベンゼンジスルホン酸型ビスフェノールSポリ
マー(分子量923)を主成分とするものであった。
Example 5 A sizing agent was synthesized in the same manner as in Example 2, except that orthobenzenedisulfonyl chloride was used instead of metabenzenedisulfonyl chloride. The obtained sizing agent was mainly composed of 0-benzenedisulfonic acid type bisphenol S polymer (molecular weight 923).

該サイズ剤を用いて、実施例2と同様にして、炭素繊維
の浸漬処理、複合材料作製、物性評価を行なった。それ
らの結果を表−1に示す。
Using the sizing agent, in the same manner as in Example 2, carbon fiber was soaked, composite material was prepared, and physical properties were evaluated. The results are shown in Table-1.

実施例6 浸漬処理を3重量%アセトン溶液で行なった以外は、実
施例1と同様の方法で表面処理炭素繊維の作製、複合材
料作製、物性評価を行なった。それらの結果を表〜1に
示す。
Example 6 Surface-treated carbon fibers were prepared, composite materials were prepared, and physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, except that the dipping treatment was performed with a 3% by weight acetone solution. The results are shown in Table 1.

実施例7 石油ピッチを熱重縮合反応させ、約5錦の光学的異方性
を有する軟化魚釣235℃の炭素質ピッチを得た。この
ピッチを370℃で円筒型遠心分離装置で分離して、9
8%の光学的異方性を有する軟化点265℃のピッチを
分離した。
Example 7 Petroleum pitch was subjected to a thermal polycondensation reaction to obtain a softened carbonaceous pitch of 235°C having an optical anisotropy of about 5 brocades. This pitch was separated in a cylindrical centrifugal separator at 370°C and
A pitch with a softening point of 265° C. and an optical anisotropy of 8% was isolated.

このようにして得られたピッチを紡糸し、次いで不融化
及び焼成を行ない、炭素繊維を得た。該炭素繊維のモノ
フィラメント強度、弾性率を測定した結果、それぞれ3
53kg/mm2.50,400kg/mm2であった
。次に該炭素繊維の3000フィラメント束を電解酸化
を行ない、実施例1と同様の方法で表面処理炭素繊維の
作製、複合材料作製、物性評価を行なった。それらの結
果を表−1に示す。
The pitch thus obtained was spun, then infusible and fired to obtain carbon fibers. As a result of measuring the monofilament strength and elastic modulus of the carbon fiber, each was 3.
It was 53kg/mm2.50,400kg/mm2. Next, 3,000 filament bundles of the carbon fibers were subjected to electrolytic oxidation, and in the same manner as in Example 1, surface-treated carbon fibers were prepared, composite materials were prepared, and physical properties were evaluated. The results are shown in Table-1.

比較例1 サイズ剤による浸漬処理を行なわなかった以外は、実施
例1と同様の方法で複合材料作製、物性評価を行なった
。それらの結果を表−1に示す。
Comparative Example 1 A composite material was prepared and its physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, except that the dipping treatment with the sizing agent was not performed. The results are shown in Table-1.

比較例2 サイズ剤としてICI社製Vjctrex PES 2
00Pの7重量2塩化メチレン溶液にて浸漬処理を行な
った以外は、実施例1と同様の方法で表面処理炭素繊維
の作製、複合材料作製、物性評価を行なった。それらの
結果を表−1に示す。
Comparative Example 2 Vjctrex PES 2 manufactured by ICI as a sizing agent
Surface-treated carbon fibers were prepared, composite materials were prepared, and physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, except that the immersion treatment was performed in a 00P 7 weight methylene dichloride solution. The results are shown in Table-1.

比較例3 サイズ剤として油化シェル社製エピコーh828の2重
量2アセ1−ン溶液にて浸漬処理を行なった以外は、実
施例1と同様の方法で表面処理炭素繊維の作製、複合材
料作製、物性評価を行なった。それらの結果を表−1に
示す。
Comparative Example 3 Surface-treated carbon fibers were prepared and composite materials were prepared in the same manner as in Example 1, except that the sizing agent was immersed in a 2 weight 2 acetone solution of Epicor H828 manufactured by Yuka Shell Co., Ltd. , physical properties were evaluated. The results are shown in Table-1.

実施例8〜10 実施例6で得られた表面処理炭素繊維を山水技研工業社
製ロービングカッターにて3mm長の短繊維に切断し、
チョツプドファイバーを得た。次に日本製鋼所社製TE
XZ軸押出機(45mmφD)を用い、1〜−プレン社
製ポリフェニレンサルファイドT−4を1段フィーダー
から及び上記チョツプドファイバーを2段フィーダーか
ら投入し、炭素繊維/PPSコンパウンドペレットを得
た。該コンパウンド製造時、チョツプドファイバーのフ
ィーダーからの食い込みは良好であり、得られたペレッ
トも気泡等の発泡現象も見られず、良好なコンバラン1
くが得られた。コンパウンドの炭素繊維含量は20重量
2.30重量2.40重量2の3種類を作製した。
Examples 8 to 10 The surface-treated carbon fiber obtained in Example 6 was cut into short fibers with a length of 3 mm using a roving cutter manufactured by Sansui Giken Kogyo Co., Ltd.
Got chopped fiber. Next, TE made by Japan Steel Works, Ltd.
Using an XZ-axis extruder (45 mmφD), polyphenylene sulfide T-4 manufactured by 1-Prene Co., Ltd. was introduced from a first-stage feeder and the above-mentioned chopped fiber was introduced from a second-stage feeder to obtain carbon fiber/PPS compound pellets. During the production of the compound, the chopped fibers penetrated well from the feeder, and no foaming phenomena such as air bubbles were observed in the pellets obtained, indicating that the compound was a good combination.
was obtained. Three types of compounds were prepared, each having a carbon fiber content of 20% by weight, 2.30% by weight, and 2.40% by weight.

得られたコンパウンドを日本製鋼社製射出成形機J75
3Aにて射出成形し、物性試験用のデスl−ピースを作
製した。得られたテストピースについて、ASTM D
−790に増始して曲げ試験を行なった。その結果を表
−2に示す。
The obtained compound was processed using an injection molding machine J75 manufactured by Nippon Steel Corporation.
3A injection molding to produce a dess L-piece for physical property testing. For the obtained test piece, ASTM D
The bending test was conducted starting at −790°C. The results are shown in Table-2.

実施例1j 実施例7で得られた表面処理炭素繊維について、実施例
9と同様の方法でコンパラン1くの作製、テストピース
の作製、曲げ試験を行なった。その結果を表−2に示す
Example 1j Regarding the surface-treated carbon fiber obtained in Example 7, a comparator was prepared, a test piece was prepared, and a bending test was performed in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table-2.

実施例12〜]−4 ガラス繊維として加ファイバーグラス社製ER2310
を用いた以外は、実施例8〜10と同様にしてガラス繊
維/PPSコンパランlくの作製、テストピースの作製
、曲げ試験を行なった。
Example 12~]-4 ER2310 manufactured by Kafiber Glass Co., Ltd. as glass fiber
A glass fiber/PPS comparator was prepared, a test piece was prepared, and a bending test was carried out in the same manner as in Examples 8 to 10, except that a test piece was used.

比較例4 比較例3で得られた表面処理炭素繊維について、実施例
9と同様の方法でコンパウンドの作製、テストピースの
作製、曲げ試験を行なった。その結果を表−2に示す。
Comparative Example 4 Regarding the surface-treated carbon fiber obtained in Comparative Example 3, a compound was prepared, a test piece was prepared, and a bending test was performed in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table-2.

比較例5 サイズ剤による浸漬処理を行なわなかった以外は、実施
例13と同様にしてコンパウンドの作製、テストピース
の作製、曲げ試験を行なった。その結果を表−2に示す
Comparative Example 5 A compound was prepared, a test piece was prepared, and a bending test was conducted in the same manner as in Example 13, except that the dipping treatment with the sizing agent was not performed. The results are shown in Table-2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記一般式( I )又は(II)で示されるベンゼ
ンスルホン酸誘導体を主成分とすることを特徴とする補
強繊維用サイジング剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Rは水素原子又は低級アルキル基を夫々示す。 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、Aは水素原子又は▲数式、化学式、表等があり
ます▼を、BはX又は▲数式、化学式、表等があります
▼を、Xはヒドロキシル基又はハロゲン原子を、及びn
は1以上の整数を、夫々示す。)
(1) A sizing agent for reinforcing fibers characterized by containing a benzenesulfonic acid derivative represented by the following general formula (I) or (II) as a main component. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, respectively.) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) (In the formula, A is a hydrogen atom Or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, B is X or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, X is a hydroxyl group or a halogen atom, and n
represents an integer greater than or equal to 1. )
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501320A (en) * 2002-07-31 2006-01-12 ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー. Photosensitive bottom antireflection film <Background of the invention>

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