一种树脂增强用碳纤维束，其中，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质(A)和有机化合物(B)的混合物，该有机高分子物质(A)的质均分子量为10000以上，该有机化合物(B)在权利要求1所特定的测定条件下求得的热失重率为5质量％以上，或者在权利要求2所特定的测定条件下求得的热失重率为0.8质量％以上，所述有机高分子物质A的附着量为0.1质量％以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可以作为热塑性树脂的补强材料使用的树脂增强用碳纤维束及其制造方法、以及使用该树脂增强用碳纤维束的碳纤维增强热塑性树脂组合物及其成形体的制造方法。本申请基于2014年3月5日在日本提出申请的日本专利特愿2014-043336号主张优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
碳纤维束呈由多根含有碳作为主成分(含量最高的成分)的碳单纤维集结而成的形态。以往，将该碳纤维束作为热塑性树脂的补强材料使用来制造碳纤维增强热塑性树脂组合物时，多以将碳纤维束切断为3～15mm长度的切片(chop)的形态使用。然而，近年来，由于获得对其强度的高利用率，因此以连续纤维形态使用碳纤维束的方法正在普及。将碳纤维束以连续纤维的形态进行对齐(引き揃えたり)或者形成织物，并制成含浸热塑性树脂的片状材料或长纤维颗粒时，碳纤维束在制造工序中容易发生起毛，此外，容易散开，难以进行其处理。另外，将碳纤维束做成织物使用时，碳纤维束的织造性和制造后的织布的处理性等也是重要的特性。出于以上这样的理由，以往以提高碳纤维束的处理性和混合了碳纤维束的材料的物性为目的，而使用着通过上浆处理而被集束的碳纤维束。对于该上浆处理，通常采用具有与作为基质树脂使用的热塑性树脂的适应性的高分子物质作为上浆剂，例如对碳纤维束以0.2～5质量％左右附着在碳纤维束表面的方法。作为该高分子物质，常使用聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。然而，因为这些高分子物质在常温下为固体，存在：将其单独作为上浆剂使用时，特别是在将碳纤维束以连续纤维的形态使用时所需要的卷绕性和开纤性等处理性较差的问题。因此，作为与热塑性树脂具有适应性、进一步地具有碳纤维束的处理性的上浆剂，例如，专利文献1中记载了作为高分子物质的酸改性聚烯烃与二醇醚系化合物的混合物。此外，专利文献2中作为上浆剂记载了将含有芳香族乙烯基化合物作为共聚成分的酸改性聚烯烃与在20℃下为液体的非离子系表面活性的混合物。进一步地，作为以聚烯烃系以外的高分子物质作为上浆剂使用的例子，专利文献3中记载了聚酰胺与在20℃下为液体的非离子系表面活性的混合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012-7280号公报专利文献2：日本专利特开2013-119684号公报专利文献3：日本专利特开2013-119686号公报
技术实现思路
专利技术所解决的问题对于碳纤维与基质树脂的粘着性，专利文件1中记载了：从粘着性的观点考虑，相对于聚烯烃100质量份，上浆剂中含有的二醇醚系化合物的含量优选为20质量份以下。然而，即使能够防止由摩擦导致的起毛，要获得充分的开纤性，添加量也并不充分。专利文献2和专利文献3中记载了：上浆剂中含有的非离子系表面活性剂赋予碳纤维束开纤性，但在规定以上的含量时，会使使用了附着有上浆剂的碳纤维束的各种材料的机械物性下降。本专利技术考虑到上述情况而完成。本专利技术的目的是提供一种树脂增强用碳纤维束及其制造方法，该树脂增强用碳纤维束，可在碳纤维增强热塑性树脂组合物中表现出碳纤维束与热塑性树脂之间的良好的界面粘合性，进一步地，在不使碳纤维增强热塑性树脂组合物的机械物性降低的情况下，具有充分的以良好的开纤性为代表的充分的处理性。此外，本专利技术的其他目的是提供一种使用该树脂增强用碳纤维束的碳纤维增强热塑性树脂组合物及其成形体的制造方法。解决课题的手段本专利技术包括以下的实施方式。[1]一种树脂增强用碳纤维束，其特征在于，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质(A)和有机化合物(B)的混合物，该有机高分子物质(A)的质均分子量为10000以上，该有机化合物(B)在下述测定条件下求得的热失重率为5质量％以上，并且相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机高分子物质A的附着量为0.1质量％以上。<热失重率的测定条件>提取W0(克)的试验对象物至圆筒状容器(底面直径为50mm，高度为10mm)中，在50升(1个大气压、25℃下的体积)/分钟的空气气流中，以200℃进行10分钟的热处理，测定热处理后的固体成分的质量，将其作为W1(克)，通过下式算出：(热失重率(质量％))＝[(W0-W1)/W0]×100。[2]一种树脂增强用碳纤维束，其特征在于，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质(A)和有机化合物(B)的混合物，该有机高分子物质A的质均分子量为10000以上，该有机化合物(B)在下述测定条件下求得的热失重率为0.8质量％以上，并且相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机高分子物质(A)的附着量为0.1质量％以上；<热失重率的测定条件>在空气气氛下，对W0(克)的试验对象物进行20℃/min的升温，获得热失重曲线，测定150℃下的质量W1(克)和200℃下的质量W2(克)，通过下式算出：(热失重率(质量％))＝[(W0-W2)/W0]×100-[(W0-W1)/W0]×100。[3]根据[1]或[2]所述的树脂增强用碳纤维束，其中，相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机化合物(B)在碳纤维上的附着量为0.2～4.0质量％。[4]根据[1]～[3]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述混合物中，由[所述有机高分子物质(A)的质量]：[所述有机化合物(B)的质量]所表示的质量比为8.5：1.5～2：8。[5]根据[1]～[4]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机高分子物质(A)的主链由碳-碳单键构成。[6]根据[1]～[4]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机高分子物质(A)为由以下化合物形成的组中的至少一种：侧链上含有酸性基团的改性聚烯烃、(甲基)丙烯酸共聚物。[7]根据[1]～[4]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机高分子物质(A)为水溶性和/或自乳化性。[8]根据[1]～[7]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机化合物(B)在30℃下的粘度为2500Pa·s以下。[9]根据[1]～[8]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机化合物(B)为聚醚系表面活性剂。[10]根据[1]～[8]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机化合物(B)为低级脂肪酸低级醇酯。[11]根据[1]～[8]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束，其中，所述有机化合物(B)为聚氨酯树脂。[12]一种树脂增强用碳纤维束的制造方法，其为[1]～[11]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束的制造方法，其特征在于，使所述碳纤维束与含有所述有机高分子物质(A)和有机化合物(B)的水分散液或溶液接触，然后在110℃以上、180℃以下进行加热除去溶剂。[13]一种碳纤维增强热塑性树脂组合物的制造方法，其特征在于，其包括：将[1]～[11]中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束进行开纤之后，与加热至180℃以上的热塑性树脂(C)接触并含浸的工序。[14]根据[13]所述的碳纤维增强热塑性树脂组合物的制造方法，其中，所述热塑性树脂(C)含有选自于由聚烯烃和聚酰胺形成的组中的一种以上的树脂。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种树脂增强用碳纤维束，其特征在于，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质A和有机化合物B的混合物，该有机高分子物质A的质均分子量为10000以上，该有机化合物B在下述测定条件下求得的热失重率为5质量％以上，并且相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机高分子物质A的附着量为0.1质量％以上；热失重率的测定条件如下，提取W0克的试验对象物至圆筒状容器中，在50升/分钟的空气气流中，以200℃进行10分钟的热处理，测定热处理后的固体成分的质量，将其作为W1克，通过下式算出：热失重率＝[(W0－W1)/W0]×100，该热失重率的单位为质量％，该圆筒状容器的底面直径为50mm，高度为10mm；50升为在1个大气压、25℃下的体积。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 JP 2014-0433361.一种树脂增强用碳纤维束，其特征在于，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质A和有机化合物B的混合物，该有机高分子物质A的质均分子量为10000以上，该有机化合物B在下述测定条件下求得的热失重率为5质量％以上，并且相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机高分子物质A的附着量为0.1质量％以上；热失重率的测定条件如下，提取W0克的试验对象物至圆筒状容器中，在50升/分钟的空气气流中，以200℃进行10分钟的热处理，测定热处理后的固体成分的质量，将其作为W1克，通过下式算出：热失重率＝[(W0－W1)/W0]×100，该热失重率的单位为质量％，该圆筒状容器的底面直径为50mm，高度为10mm；50升为在1个大气压、25℃下的体积。2.一种树脂增强用碳纤维束，其特征在于，在多根单纤维集束而成的碳纤维束上，附着有相对于树脂增强用碳纤维束的总质量为0.1～5.0质量％的含有有机高分子物质A和有机化合物B的混合物，该有机高分子物质A的质均分子量为10000以上，该有机化合物B在下述测定条件下求得的热失重率为0.8质量％以上，并且相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机高分子物质A的附着量为0.1质量％以上；热失重率的测定条件如下，在空气气氛下，对W0克的试验对象物进行20℃/min的升温，获得热失重曲线，测定150℃下的质量W1克和200℃下的质量W2克，通过下式算出：热失重率＝[(W0－W2)/W0]×100－[(W0－W1)/W0]×100，该热失重率的单位为质量％。3.根据权利要求1或2所述的树脂增强用碳纤维束，其中，相对于树脂增强用碳纤维束的总质量，所述有机化合物B在碳纤维上的附着量为0.2～4.0质量％。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的树脂增强用碳纤维束...
【专利技术属性】
技术研发人员：大谷忠，高桥厚，藤田沙纪，原田明，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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