JP3106261B2 - 炭素繊維用サイジング剤及び該サイジング剤で処理された炭素繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は安定で均一な水分散液に
することができるエポキシ樹脂含有炭素繊維用サイジン
グ剤及び上記サイジング剤で処理された柔軟で成形性及
び物性に優れた炭素繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維強化複合材料（以下ＣＦＲＰと
称する）には、一般にマトリックス樹脂としてエポキシ
樹脂が広く使用されている関係上、炭素繊維用サイジン
グ剤としてもエポキシ樹脂そのものが多用されてきた。
このエポキシ樹脂は、一般に疎水性であるため、水に安
定に、かつ均一に分散させることが困難であった。この
ため、炭素繊維の製造技術が工業化された当初は、メチ
ルエチルケトンなどの有機溶剤溶液がそのままサイジン
グ剤として使用されていた。しかし、有機溶剤は火災の
危険性が大きく、毒性を有するため、安全衛生上の観点
からエポキシ樹脂水分散液の提供が強く求められてき
た。

【０００３】エポキシ樹脂の水分散化方法として、特開
昭５７−１７１７６７号公報には、室温で固形状のジグ
リシジルエーテル・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及
び他のエポキシ樹脂からなる組成物を水に添加する方法
が提案されている。しかしながら、このエポキシ樹脂組
成物は５０℃における粘度を１０〜１０００ポイズの範
囲の低い粘度に調製したものであるため、これで処理し
た炭素繊維は、巻き上げや解舒工程並びにフィラメント
ワインデングによる成形工程で強い擦過を受けると開繊
して毛羽・糸切れを生じ易く、その物性が損なわれると
いう欠点があった。また、上記エポキシ樹脂組成物の粘
度を高くすると、粘度が上昇するにつれて水分散液の安
定性が悪化し、炭素繊維に均一に付着させることが困難
になる欠点があった。

【０００４】特開昭５８−１３７８１号公報には、炭素
繊維用サイジング剤として、第４級アンモニウム塩基含
有ポリウレタン樹脂とエポキシ樹脂とを含有する水分散
液が提案されている。しかし、この水分散液で処理した
炭素繊維は硬めになるので、織物成形にはより一層柔軟
なサイジング剤が要望されていた。米国特許第４，４７
４，９０６号明細書には、炭素繊維用サイジング剤とし
て、高分子量の完全熱可塑性ポリウレタン樹脂が開示さ
れている。しかし、このサイジング剤は有機溶剤に溶解
して使用されるため、作業環境を悪化させる点に問題が
ある。さらに、このサイジング剤はエポキシ樹脂等の熱
硬化性のマトリックス樹脂との相溶性に劣り、しかも上
記マトリックス樹脂に対し反応性の基を有していないた
め、ＣＦＲＰの機械的性質を十分に向上する炭素繊維を
得ることができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炭素
繊維用サイジング剤として、安全衛生上の問題がなく、
炭素繊維を硬くすることがなく、しかも、安定で均一な
水分散液とすることができるエポキシ樹脂サイジング剤
を提供することにある。本発明の他の目的は、巻き上げ
や解舒工程で強い擦過を受けても開繊して毛羽・糸切れ
を生じることがなく、しかも、成形性に優れ、フィラメ
ントワインデングで成形可能な物性に優れた炭素繊維を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような本発明の目的
は、５０℃における粘度が１，０００ポイズを越え，２
０，０００ポイズ以下のエポキシ樹脂と、オキシアルキ
レン単位を有するポリオールとポリイソシアネートとか
ら得られた水酸基を有するウレタン化合物とからなる炭
素繊維用サイジング剤、及びこのサイジング剤で処理し
た炭素繊維により達成することができる。

【０００７】本発明において、エポキシ樹脂の粘度は、
ブルックフィールド型粘度計（ＢＨ型，ローター番号Ｎ
ｏ．４〜７，回転数２ｒｐｍ）を使用し、５０℃で測定
した値である。本発明に使用し得るエポキシ樹脂の種類
としては、例えば「ハンドブック オブ エポキシ レ
ジンズ(Handbook of Epoxy Resins)：ヘンリー リー等
著，マグローヒル・ブック・カンパニー社出版，１９６
７年発行，第１−１頁〜第３−２０頁」に記載されてい
るものがある。具体的には、芳香環含有エポキシ樹脂、
脂環基含有エポキシ樹脂、脂肪族エーテル系エポキシ樹
脂、エステル系エポキシ樹脂、エポキシ化大豆油等で、
５０℃における粘度が１，０００ポイズを越え、２０，
０００ポイズ以下のエポキシ樹脂を挙げることができ
る。これらは２種以上を併用してもよい。

【０００８】上記芳香環含有エポキシ樹脂としては、フ
ェノール類のグリシジルエーテル化物と芳香族グリシジ
ルアミン系エポキシ樹脂がある。上記フェノール類のグ
リシジルエーテル化物としては、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂，ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂，ハロ
ゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂，ビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂，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，ハロゲン
化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等がある。ま
た、上記芳香族グリシジルアミン系エポキシ樹脂として
は、アニリン，ジアミノジフェニルメタン，アミノフェ
ノール類（ｏ−，ｍ−，ｐ−アミノフェノール，２−ア
ミノ−ｐ−クレゾール，６−アミノ−ｐ−クレゾール
等），ｏ−，ｍ−，ｐ−キシリレンジアミン，ハロゲン
化アニリン（ｏ−，ｍ−，ｐ−クロロアニリン，ｏ−，
ｍ−，ｐ−ブロモアニリン，ｏ−，ｍ−，ｐ−ヨードア
ニリン等）のポリグリシジルエーテル化物やビスアミノ
メチルシクロヘキサン等の芳香族アミン類とエピクロル
ヒドリンとの縮合物がある。

【０００９】上記脂環基含有エポキシ樹脂としては、ビ
ス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル）ア
ジペート，３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−
３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート，２
−（３，４−エポキシ）シクロヘキシル−５，２−スピ
ロ（３，４−エポキシ）シクロヘキシル−ｍ−ジオキサ
ン，前記フェノール類のグリシジルエーテル化物の核水
素添加物等がある。

【００１０】上記脂肪族エーテル系エポキシ樹脂として
は、脂肪族多価アルコール、ポリエーテルポリオール等
の脂肪族ポリオールとエピクロルヒドリンとの縮合物等
がある。上記エステル系エポキシ樹脂としては、グリシ
ジル（メタ）アクリレートと、アクリロニトリル，ヒド
ロキシ（メタ）アクリレート，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ
エチル（メタ）アクリレート等のエチレン性不飽和単量
体との共重合体がある。

【００１１】これらの中で、好ましくはフェノール類の
グリシジルエーテル化物や芳香族グリシジルアミン系エ
ポキシ樹脂のような芳香環を含有するエポキシ樹脂がよ
く、さらに好ましくはフェノール類のグリシジルエーテ
ル化物を使用するのがよい。また、本発明に使用するウ
レタン化合物はオキシアルキレン単位を有するポリオー
ルとポリイソシアネートとのウレタン化反応により誘導
されるものである。

【００１２】上記ポリオールとしては、たとえば、少な
くとも２個の活性水素基を有する化合物のアルキレンオ
キシド付加物が挙げられる。このポリオールはポリエー
テルポリオール又はポリエステルポリオールのいずれで
あってもよいが、その平均分子量は、５００〜５０，０
００、好ましくは５００〜３０，０００、さらに好まし
くは５００〜１０，０００の範囲のものがよい。

【００１３】上記少なくとも２個の活性水素基を有する
化合物としては、脂肪族多価アルコール類、多価フェノ
ール類、ポリアミン類、ポリカルボン酸類が挙げられ
る。これらの内で脂肪族多価アルコール類とポリアミン
類、特に脂肪族多価アルコール類を使用するのがよい。
上記脂肪族多価アルコール類としては、エチレングリコ
ール，プロピレングリコール，１，４−ブタンジオー
ル，１，３−ブタンジオール等の２価アルコール、グリ
セリン，トリメチロールプロパン，ペンタエリスリトー
ル，シュークローズ等の３価以上のアルコール類があ
る。

【００１４】上記多価フェノール類としては、ビスフェ
ノールＡ、ピロガロール、ハイドロキノン、、国特許
３，２６５，６４１号明細書に記載のフェノールとホル
ムアルデヒドとの縮合物等がある。上記ポリアミン類と
しては、トリエタノールアミン，Ｎ−メチルジエタノー
ルアミン，モノエタノールアミン等のアルカノールアミ
ン、エチレンジアミン，ジエチレントリアミン，トリエ
チレンテトラミン等の脂肪族ポリアミン、トリレンジア
ミン，メチレンジアニリン，ポリメチレンポリフェニル
アミン等の芳香族ポリアミンがある。

【００１５】上記ポリカルボン酸類としては、コハク
酸，アジピン酸，セバシン酸，マレイン酸，ダイマー酸
等の脂肪族ポリカルボン酸、及びフタル酸，テレフタル
酸，トリメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸がある。
上記オキシアルキレン単位としては、炭素原子数が２〜
４のオキシアルキレン単位、たとえばオキシエチレン単
位（ＥＯ），オキシプロピレン単位（ＰＯ），オキシブ
チレン単位（ＢＯ）が挙げられる。これらオキシアルキ
レン単位は２種類以上を併用することができる。この場
合、オキシアルキレン単位はランダム又はブロックのい
ずれであってもよい。好ましくはオキシエチレン単位
（ＥＯ）とオキシプロピレン単位（ＰＯ）、より好まし
くはオキシエチレン単位（ＥＯ）を、オキシエチレン単
位（ＥＯ）とオキシプロピレン単位（ＰＯ）との合計量
（重量基準）に対して１０％以上含有するブロックがよ
い。

【００１６】本発明のウレタン化合物を形成するポリイ
ソシアネートとしては、炭素原子数４〜１００のポリイ
ソシアネート、例えば芳香族ポリイソシアネート類、脂
肪族ポリイソシアネート類、脂環式ポリイソシアネート
類がある。これらは２種類以上を併用することができ
る。これらの中で好ましくは芳香族ポリイソシアネート
類を使用するのがよい。

【００１７】上記芳香族ポリイソシアネート類として
は、２，４−トリレンジイソシアネート，２，６−トリ
レンジイソシアネート，キシリレンジイソシアネート，
テトラメチルキシリレンジイソシアネート，ジフェニル
メタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ），粗製
ジアミノフェニルメタンのホスゲン化物、すなわち、ホ
ルムアルデヒドとアニリン等の芳香族アミンとの縮合反
応生成物（ジアミノフェニルメタン）と少量（５〜２０
重量％）の３官能以上のポリアミンの混合物のホスゲン
化物、１，３−ビス（フェニルメチル）ベンゼン−４，
４’，４''−トリイソシアネート，ナフチレンジイソシ
アネート等がある。

【００１８】上記脂肪族ポリイソシアネート類として
は、エチレンジイソシアネート，テトラメチレンジイソ
シアネート，ヘキサメチレンジイソシアネート，ドデカ
メチレンジイソシアネート，１，６，１１−ウンデカン
トリイソシアネート，２，２，４−トリメチルヘキサン
ジイソシアネート，リジンジイソシアネート，２，６−
ジイソシアネートメチルカプロエート，ビス（２−イソ
シアネートエチル）フマレート，ビス（２−イソシアネ
ートエチル）カーボネート，２−イソシアネートエチル
−２，６−ジイソシアネートヘキサノエート等がある。

【００１９】また、上記脂環式ポリイソシアネート類と
しては、イソホロンジイソシアネート，シクロヘキサン
−１，４−ジイソシアネート，１，４−メチレンビス
（シクロヘキシルイソシアネート）等がある。本発明に
使用するウレタン化合物は、上記ポリイソシアネートに
対するポリオールの当量比（ＯＨ／ＮＣＯ比）が３：１
〜１：１、好ましくは３：１．０６〜１：１、さらに好
ましくは２．２：１〜１．８：１の範囲で反応させたも
のがよい。この当量比を１以上にすることにより、フリ
ーのイソシアネート基を実質的に含有せず、水酸基を含
有するウレタン化合物が得られる。このようなウレタン
化合物を使用することによりエボキシ樹脂を水に安定に
分散させることが可能になる。

【００２０】上述のウレタン化合物は公知の方法に従っ
て合成することができる。通常、オキシアルキレン単位
を有するポリオールとポリイソシアネートとを４０〜１
５０℃、好ましくは６０〜１００℃の温度で反応させる
のがよい。窒素原子を含有するポリオールを使用する場
合は、８０℃以下、好ましくは０〜７０℃の反応温度に
するのがよい。

【００２１】また、上記反応は有機溶媒の存在下又は非
存在下のどちらで行わせてもよい。有機溶媒としては、
アセトン，メチルエチルケトン，イソブチルケトン等の
ケトン類、酢酸エチル，酢酸ブチル等のエステル類、ジ
オキサン，テトラヒドロフラン等のエーテル類、トルエ
ン，キシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムア
ミド，ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルス
ルホキサイド等のスルホキサイド類並びにこれら２種類
以上の混合溶媒を挙げることができる。これらの中で好
ましくはアセトン，メチルエチルケトン，酢酸エチル，
酢酸ブチル，テトラヒドロフラン，トルエン，キシレン
及びそれら２種類以上の混合溶媒を使用するのがよい。

【００２２】また、上記ウレタン化合物は触媒の存在下
又は不存在下に合成することができる。触媒としては、
例えばトリエチルアミン，Ｎ−エチルモルホリン，トリ
エチレンジアミン等のアミン類、ジブチル錫ジラウレー
ト，ジオクチル錫ジラウレート等の錫化合物がある。得
られたウレタン化合物は、高度の水分散能力を有するた
め高粘度のエポキシ樹脂を容易に安定に水分散化する機
能を持っている。

【００２３】本発明の炭素繊維用サイジング剤の水分散
液は、上述のエポキシ樹脂とウレタン化合物とを水に分
散させることにより得ることができる。また、水に分散
する前又は分散した後、水可溶性の有機溶媒を添加し、
所望により加熱乳化することにより安定な分散液にする
ことができる。水可溶性の有機溶媒としては、メタノー
ル，エタノール，イソプロパノール，エチレングリコー
ル，ジエチレングリコール，グリセリン等のアルコール
類、テトラヒドロフラン，ジオキサン，エチレングリコ
ールジメチルエーテル，エチレングリコールジエチルエ
ーテル等のエーテル類、アセトン，メチルエチルケトン
等のケトン類、酢酸メチル，酢酸エチル等のエステル類
がある。

【００２４】本発明のサイジング剤中のエポキシ樹脂に
対するウレタン化合物の割合は１〜１００重量％、好ま
しくは１０〜４０重量％である。１重量％以下では十分
に安定な水分散液を得ることができない。１００重量％
を越えるとエポキシ樹脂の割合が低下しサイジング剤と
しての性能が低下する。本発明のサイジング剤は経済性
及び分散のし易さからは、固形分濃度３０〜７０重量％
の範囲の水分散液であることが望ましい。これは適宜さ
らに水で希釈して使用することができる 炭素繊維に対するサイジング剤の付与量は、通常、固形
分換算で０．１〜１０重量％、好ましくは０．３〜５．
０重量％である。０．１重量％以下では集束効果が低く
なり毛羽が発生し易い。また、１０重量％以上では糸条
が硬くなりすぎてコンポジット特性が低下する。

【００２５】炭素繊維へのサイジング剤の付与方法とし
ては、ディップローラーによる含浸法，回転ローラーと
の接触によるキスロール法，スプレー法等を適用するこ
とができる。本発明のサイジング剤を付与した炭素繊維
は、１００〜２５０℃の温度で乾燥熱処理される。１０
０℃未満では水の蒸発速度が低下し乾燥時間が長くな
り、長い乾燥機を必要とするので経済的に不利である。
逆に２５０℃を越えるとサイジング剤が熱により変質す
るので好ましくない。乾燥方法としては、熱風方式，赤
外線方式，ホットローラー接触方式等が適当である。

【００２６】本発明によれば、上記ウレタン化合物によ
り高粘度のエポキシ樹脂を安定に水分散化し得るため、
炭素繊維の製造工程に好適なサイジング剤にすることが
できる。また、上記サイジング剤中に含まれる樹脂成分
は、炭素繊維に対する接着性に優れているため、処理さ
れた炭素繊維は巻き上げや解舒工程で強い擦過を受けて
も開繊して毛羽や糸切れが発生し難い。すなわち、解舒
性，耐擦過性に優れている。また、本発明のサイジング
剤で処理された炭素繊維は柔軟で成形性や物性に優れて
いるので、フィラメントワインデングにより成形するこ
とが可能である。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 油化シェルエポキシ社製のエピコート８２８とエピコー
ト１００１の混合物であり、両者の比率を変えて、５０
℃における粘度（ポイズ）を表１に示す通りとしたエポ
キシ樹脂〔Ａ−１〕〜〔Ａ〜３〕４０部並びにプロピレ
ングリコールのＰＯ−ＥＯ−ブロック付加物 (平均分子
量＝８０００、ＰＯ：ＥＯのモル比＝１：５) ２モルと
トリレンジイソシアネート (ＴＤＩ) １モルとから得ら
れたウレタン化合物〔Ｂ−１〕１０部を高粘度乳化装置
に仕込み、６０〜９０℃に加熱して均一に混合した後、
水を１０部加え充分混合し乳化転相させた。転相後徐々
に水４０部を添加し、均一な白色エマルジョン状のサイ
ジング剤〔１〕，〔２〕，〔３〕を得た。

【００２８】これらサイジング剤の水分散安定性を下記
方法により評価し、その結果を表１に示した。水分散安定性 ：樹脂濃度が５重量％のサイジング剤２５
ｃｃを５０ｃｃのガラス製遠沈管に入れ、遠心分離機で
４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離する。分離後上澄み
液を傾斜法にて除去し、遠沈管底部の沈降物をメチルエ
チルケトンで溶解させる。これをシャーレに移し、蒸発
乾固後重量を測定し、重量で表示する。サイジング剤の
水分散安定性は５０ｍｇ以下であれば問題ない。 実施例２ 実施例１のエポキシ樹脂〔Ａ−２〕と、プロピレングリ
コールのＰＯ−ＥＯ−ブロック付加物とＴＤＩのモル比
を表１に示す通り３：１〜１：１の範囲で変えたウレタ
ン化合物〔Ｂ−２〕〜〔Ｂ−３〕を用いた以外は、実施
例１と同様の方法でサイジング剤〔４〕，〔５〕を得
た。これらサイジング剤の水分散安定性を表１に示し
た。

【００２９】実施例３ 実施例１のエポキシ樹脂〔Ａ−２〕とウレタン化合物
〔Ｂ−１〕の重量比率を１００：１〜５０：５０に変え
た以外は、実施例１と同様の方法でサイジング剤
〔６〕，〔７〕，〔８〕を得た。これらサイジング剤の
水分散安定性を表１に示した。 実施例４，５，６ ＴＤＩをＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシアネート（Ｈ
ＤＩ）及びイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）に
それぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして表２に
示すウレタン化合物〔Ｃ−１〕，〔Ｃ−２〕及び〔Ｃ−
３〕を合成し、これら３種類のウレタン化合物を使用
し、実施例１と同様にしてサイジング剤

〔９〕，〔１
０〕及び〔１１〕を作製した。これら３種類のサイジン
グ剤の水分散安定性を評価し、その結果を表１に示し
た。

【００３０】

【００３１】実施例７，８，９ 表２に示す平均分子量及びＥＯ／ＰＯのモル比を有する
ポリオールをそれぞれ使用した以外は、実施例１と同様
にしてウレタン化合物〔Ｄ−１〕，〔Ｄ−２〕及び〔Ｄ
−３〕を合成し、これら３種類のウレタン化合物を使用
し、実施例１と同様にしてサイジング剤〔１２〕，〔１
３〕及び〔１４〕を作製した。これら３種類のサイジン
グ剤の水分散安定性を評価し、その結果を表１に示し
た。

【００３２】

【００３３】実施例１０，１１ 油化シェルエポキシ社製の“エピコート”８２８と“エ
ピコート”１００１との混合比率を変更することによ
り、５０℃における粘度を２００００ポイズ及び１００
００ポイズとしたエポキシ樹脂〔Ａ−４〕及び〔Ａ−
５〕を作製した。これら２種類のエポキシ樹脂と実施例
１のウレタン化合物〔Ｂ−１〕とを使用して、実施例１
と同様にしてサイジング剤〔１５〕，〔１６〕を作製し
た。これら２種類のサイジング剤の水分散安定性を評価
し、その結果を表１に示した。

【００３４】実施例１２ 実施例１〜３で得たサイジング剤〔１〕〜〔８〕を水で
希釈し、濃度が３％の水分散液＜１＞〜＜８＞を作製し
た (サイジング剤の番号と水分散液の番号とは対応す
る）。これら水分散液中に東レ株式会社製炭素繊維 "ト
レカ" （商標）Ｔ３００−１２Ｋ (フィラメント数１２
０００本)糸束を浸漬して含浸させた後１８０℃で２分
間熱風中で乾燥してボビンに巻きとった。ボビンに巻き
取られた炭素繊維について、サイジング剤の付着量、並
びに下記方法により，解舒性，耐擦過性，糸条の硬さ，
コンポジット物性を評価し、その結果を表３に示した。

【００３５】解舒性：ボビンに巻かれた炭素繊維を５０
ｍ／分の速度でタテ取り解舒した時の延テスト長さ１０
⁵ ｍ当りの糸切れ回数として表示する。糸切れ回数が１
０回以下であることが好ましい。

【００３６】耐擦過性：表面が平滑な直径１０ｍｍのス
テンレス棒５本を５０ｍｍ間隔でそれぞれ平行にかつ炭
素繊維糸条が１２０°の角度で接触しながら通過するよ
うにジグザグに配置した。この装置に原糸換算で１２０
００Ｄ−フィラメント数１２０００本の炭素繊維糸条を
初期張力３００ｇを付加しながら３ｍ／分の速度で通過
させ、繊維糸条に対して直角方向からレーザー光線を照
射する。レーザー光線を遮蔽する回数から発生した毛羽
個数をカウントし、個／ｍで表示する。毛羽個数が５０
個／ｍ以下であることが好ましい。

【００３７】糸条の硬さ：試長が１０ｃｍのフィラメン
ト数が１２０００本の炭素繊維に１０回の撚りを付与し
た時に発現するトルクを長さ２０ｃｍ、太さ０．３ｍｍ
のステンレス製針金に伝達させる。針金のねじれ角度を
もって表示する。ねじれ角度が３０°以下であることが
好ましい。

【００３８】コンポジット物性：炭素繊維を一方向に引
き揃えて金型に入れ、これにエピコート−８２８ (１０
０部) ／ＢＦ₃ ＭＥＡ (３部) に調合した樹脂を加えて
真空で含浸する。このとき繊維の体積含有率が６０％に
なるように炭素繊維の量を調節する。含浸後、１５０℃
×１時間加圧下でキュアーさせ、さらに金型から取り出
し、１４０℃×４時間ポストキュアーする。

【００３９】厚さ２．５ｍｍ、幅６．０ｍｍのサイズを
有するテストピースについて、ＡＳＴＭ Ｄ−３０３９
−７２−Ｔに従って引張強度を測定し、ＡＳＴＭ Ｄ−
２３４４に従って層間剪断強度 (ＩＬＳＳ) を測定し
た。 比較例 ５０℃における粘度が１００ポイズ及び５００ポイズと
なるように、油化シェルエポキシ社製の“エピコート”
８２８と“エピコート”１００１との比率を変えたエポ
キシ樹脂〔Ａ−６〕，〔Ａ−７〕を用いた以外は、実施
例１と同様の方法でサイジング剤〔ＢＧ−１〕，〔ＢＧ
−２〕を得た。これらの水分散安定性を表１に示した。

【００４０】また、上記サイジング剤〔ＢＧ−１〕，
〔ＢＧ−２〕の濃度を、それぞれ３％に希釈した水分散
液〔１７〕，〔１８〕を用いた以外（但し、乾燥温度は
１２０℃とした）、実施例１２と同様にして東レ株式会
社製炭素繊維 "トレカ" （商標）Ｔ３００−１２Ｋをボ
ビンに巻き取り、サイジング剤の付着量，解舒性，耐擦
過性，糸条の硬さ，コンポジット物性を評価し、その結
果を表３に示した。

【００４１】

【００４２】実施例１３〜２０ 実施例４〜１１で得たサイジング剤

〔９〕〜〔１６〕を
水で希釈し、濃度が３％の水分散液＜９＞〜＜１６＞を
作製した (サイジング剤の番号と水分散液の番号とは対
応する）。これら水分散液中に東レ株式会社製炭素繊維
"トレカ" 糸束を浸漬して含浸させた後１８０℃で２分
間熱風中で乾燥してボビンに巻きとった。ボビンに巻き
取られた炭素繊維について、サイジング剤の付着量，解
舒性，耐擦過性，糸条の硬さ，コンポジット物性を評価
し、その結果を表３に示した。

【００４３】実施例２１ 実施例１のサイジング剤〔２〕を用い、かつその濃度を
表４に示す通り０．１〜２０％に変えた水分散液＜２−
１＞，＜２＞，＜２−２＞，＜２−３＞を得た。これら
水分散液を用いた以外、実施例１２と同様にして東レ株
式会社製炭素繊維 "トレカ" （商標）Ｔ３００−１２Ｋ
を処理した後ボビンに巻き取り、サイジング剤の付着
量，解舒性，耐擦過性，糸条の硬さ，コンポジット物性
を評価し、結果を表４に示した。

【００４４】

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、オキシアルキレン単位
を有するポリオールとポリイソシアネートとから得られ
る水酸基含有ウレタン化合物を使用することによりエポ
キシ樹脂を水に安定、かつ均一に分散することが可能に
なり、高粘度のサイジング剤をうることことができる。
しかも、このサイジング剤は炭素繊維上に硬度の低い皮
膜を形成するので毛羽・糸切れの発生を防止し、柔軟で
成形性並びに物性に優れた、フィラメントワインデング
による成形可能な炭素繊維を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｄ０６Ｍ 101:40 (72)発明者 伊藤 基 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515 東レ 株式会社愛媛工場内 (72)発明者 谷口 五十槻 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の １ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 博史 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の １ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 斉藤 学 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の １ 三洋化成工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−314786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110984（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−90215（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−82969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06M 15/00 - 15/715

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５０℃における粘度が１０００ポイズを
   越え、２００００ポイズ以下のエポキシ樹脂と、オキシ
   アルキレン単位を有するポリオールとポリイソシアネー
   トとから得られた水酸基を有するウレタン化合物とから
   なる炭素繊維用サイジング剤。
2. 【請求項２】 前記エポキシ樹脂がフェノール類のグリ
   シジルエーテル化物であり、前記ウレタン化合物が脂肪
   族多価アルコールのアルキレンオキシド付加物と芳香族
   ポリイソシアネートとの反応物である請求項１記載の炭
   素繊維用サイジング剤。
3. 【請求項３】 前記ポリイソシアネートに対する前記ポ
   リオールの当量比が１．８〜２．２の範囲である請求項
   １又は請求項２のいずれかの請求項に記載の炭素繊維用
   サイジング剤。
4. 【請求項４】 前記ウレタン化合物の含有量がエポキシ
   樹脂の重量に基づき１〜１００重量％の範囲である請求
   項１，請求項２又は請求項３のいずれかの請求項に記載
   の炭素繊維用サイジング剤。
5. 【請求項５】 水に分散された請求項１，請求項２，請
   求項３又は請求項４のいずれかの請求項に記載の炭素繊
   維用サイジング剤。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの請求項に記載
   の炭素繊維用サイジング剤で処理された炭素繊維。
7. 【請求項７】 前記サイジング剤の付着量が固形分換算
   で０．１〜１０重量％の範囲である請求項６記載の炭素
   繊維。