[发明专利]涂布有上浆剂的碳纤维束、热塑性树脂组合物、成型体、涂布有上浆剂的碳纤维束的制造方法、及成型体的制造方法

说明书

提供即使在对热塑性树脂显示高水平的粘接性的情况下、在涂布有上浆剂的碳纤维的开纤工序中也显示出良好的开纤性的涂布有上浆剂的碳纤维束。涂布有上浆剂的碳纤维束至少包含含有氨基或酰胺基的化合物(A)作为上浆剂成分。

技术领域

本发明涉及对热塑性树脂显示高粘接性、涂布了上浆剂(其在涂布有上浆剂的碳纤维的开纤工序中显示出良好的开纤性)的涂布有上浆剂的碳纤维束、使用该涂布有上浆剂的碳纤维束的热塑性树脂组合物、成型体、涂布有上浆剂的碳纤维束的制造方法、及成型体(本发明中，称为“热塑性树脂成型体”、简称为“成型体”。)的制造方法。

背景技术

碳纤维不仅轻质而且强度及弹性模量优异，因此，其与各种基体树脂组合而成的复合材料已被用于航空器构件、航天器构件、汽车构件、船舶构件、土木建筑材料及运动用品等许多领域。作为使用了碳纤维的复合材料的代表性形态，可举出对层叠预浸料坯而得到的预成型体进行加压成型(在加压力下进行脱泡、赋型的成型方法)而成的成型品。就该预浸料坯而言，通常采用下述方法制造：将树脂含浸于使连续碳纤维沿单向排列而得到的碳纤维基材中。还提出了使用对复杂形状的形状追随性优异、能够短时间成型的不连续碳纤维(短切纤维、网等)的复合材料，但在比强度、比刚性等力学特性、特性的稳定性方面，预浸料坯作为结构件的实用性能优异。

近年来，对于碳纤维复合材料，要求为成型性、操作性、得到的成型品的力学特性优异的成型材料，工业上，也需要更高的经济性、生产率。作为对该要求的响应，正在进行在基体树脂中使用热塑性树脂的预浸料坯的开发。

为了发挥碳纤维的优异特性，提高碳纤维与基体树脂的粘接性是重要的。为了提高碳纤维束与基体树脂的界面粘接性，通常实施下述方法：对碳纤维束实施气相氧化、液相氧化等氧化处理，向碳纤维表面导入含有氧的官能团。例如，专利文献1中提出了下述方法：通过对碳纤维束实施电解处理，从而使作为界面粘接性的指标的层间剪切强度提高。

仅通过碳纤维的表面改性无法获得充分的界面粘接性时，尝试追加上浆处理。例如，专利文献2中提出了下述方法：通过向碳纤维束涂布聚乙烯亚胺作为上浆剂，从而提高与官能团少的热塑性树脂的粘接性。另外，专利文献3中，采用在将碳纤维束高次加工成网等后涂布聚乙烯亚胺作为上浆剂的方法。另外，专利文献4中，通过在碳纤维束中使用高分子量且高粘度的聚乙烯亚胺作为集束剂，从而进行不易在注射成型机内分散的短切碳纤维的制作。

专利文献5及6中，提出了下述方法：通过使用胺化合物和表面活性剂作为润滑剂，从而抑制在纤维的制造工序中的毛粒。

如上所述，在使用了连续·不连续的碳纤维的复合材料领域中，进行了提高粘接性的研究，另外，还进行了使用润滑剂来抑制毛粒、提高开纤性的研究。另一方面，在将上述技术用于在基体树脂中使用了热塑性树脂的预浸料坯的情况下，尚无下述这样的构思：通过同时实现涂布有上浆剂的碳纤维束的高开纤性和与基体树脂的高粘接性，从而使得高粘度的热塑性树脂的含浸性提高、抑制含浸不均、空隙的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平04-361619号公报

专利文献2：日本特开2013-166924号公报

专利文献3：日本特开2006-089734号公报

专利文献4：日本特开平03-065311号公报

专利文献5：日本特表2002-528661号公报

专利文献6：日本特开2006-161018号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供即使在对热塑性树脂显示高水平的粘接性的情况下、在涂布有上浆剂的碳纤维束的开纤工序中也显示良好的开纤性的涂布有上浆剂的碳纤维束。