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公開番号2024143999
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023139593
出願日2023-08-30
発明の名称サイジング剤塗布炭素繊維束
出願人東レ株式会社
代理人
主分類D01F 9/22 20060101AFI20241003BHJP(天然または人造の糸または繊維;紡績)
要約【課題】平面性や樹脂含浸性に優れたコンポジットを得るのに有利なテープ形状でありながら、コンポジットのクラック耐性を高められるサイジング剤塗布炭素繊維束を提供する。
【解決手段】テープ形状を有しており、以下の(i)または(ii)を満たすサイジング剤塗布炭素繊維束。
(i)繊維軸のゆらぎ幅の平均値が2.5μm以上である単繊維で構成される。
(ii)テープ形状のエッジ部における、最大凹凸高さの平均値が0.40～2.00mmである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
テープ形状を有しており、以下の（ｉ）または（ｉｉ）を満たすサイジング剤塗布炭素繊維束。
（ｉ）繊維軸のゆらぎ幅の平均値が２．５μｍ以上である単繊維で構成される。
（ｉｉ）テープ形状のエッジ部における、最大凹凸高さの平均値が０．４０～２．００ｍｍである。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
総繊度が６，５００ｄ以上である請求項１に記載のサイジング剤塗布炭素繊維束。
【請求項３】
サイジング剤塗布炭素繊維束全体を１００質量％としたときのサイジング剤付着量が０．０５～６．００質量％である請求項１または２に記載のサイジング剤塗布炭素繊維束。
【請求項４】
ポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維束を耐炎化処理した後、予備炭素化処理を順に行い、撚りが入った糸束を炭素化工程に通過させ、得られた炭素繊維束を解撚してからサイジング剤を付着させた後に、熱固定するサイジング剤塗布炭素繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記炭素化工程の直前に撚りを加えることを特徴とする、請求項４に記載のサイジング剤塗布炭素繊維束の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面性や樹脂含浸性に優れたコンポジットを得るのに有利なテープ形状でありながら、コンポジットのクラック耐性を高められるサイジング剤塗布炭素繊維束に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は、軽量でありながら、強度および弾性率に優れるため、種々のマトリクス樹脂と組み合わせた複合材料として、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材、船舶部材、土木建築材およびスポーツ用品等の多くの分野に用いられている。炭素繊維は極細の繊維からなるため、複合材料への加工時に取り扱い性に優れ、ローラーへの毛羽の巻き付きや破断を低減することが重要である。そのため炭素繊維束にはサイジング剤が塗布されることで取り扱い性の向上や耐擦過性の向上による毛羽発生の抑制が図られている。（特許文献１および２）。
【０００３】
また、炭素繊維に撚り形状を付与することでサイジング剤を塗布する前の炭素繊維束そのものに収束性を付与する例も知られている。例えば特許文献３や４では、炭素化処理する前に繊維束に撚りをかけた状態とすることで、炭素化処理後の炭素繊維束に収束性を付与する技術が提案されている。
【０００４】
一方、撚りを付与すると、糸束内部への浸透性が低く、マトリクス樹脂の含浸性が低下する。そのため、サイジング剤を塗布する前後に糸束の撚りを除去して、マトリクス樹脂の含浸性やコンポジット成形時の拡がり性を高める手法が知られている。（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第３９５７７１６号明細書
特開昭５７－１７１７６７号公報
特開昭５１－１０５４１９号公報
特開２０１９－１５１９５６号公報
特開昭５０－１３８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景技術には次のような課題がある。
【０００７】
特許文献１，２によれば、炭素繊維束の取り扱い性や耐擦過性の向上は認められるものの、サイジング剤を塗布する前の炭化炉前後のローラー擦過に対して何ら効果は示さない。
【０００８】
また、特許文献３，４によれば、得られた炭素繊維束の収束性は高いものの、マトリクス樹脂の含浸性や成形時の拡がり性について言及されていない。
【０００９】
特許文献５によれば、サイジング剤を塗布する前後に撚りを除去することで、擦過による工程毛羽を抑制しつつ、マトリクス樹脂の含浸性や成形時の拡がり性を高めているものの、炭素繊維束の形状について何ら規定されておらず、その効果は不十分であった。
【００１０】
すなわち、背景技術として、撚りやサイジング剤を塗布することで工程毛羽を抑制しつつ、解撚工程を加えることで、マトリクス樹脂の含浸性や成形時の拡がり性を高める提案はあったが、得られたサイジング剤塗布炭素繊維束自体の特徴について規定されておらず、フィラメント数の多い炭素繊維束など、多様な種類の炭素繊維束について十分な効果を与えるものではなかった。そこで、本発明が解決しようとする課題は、平面性や樹脂含浸性に優れたコンポジットを得るのに有利なテープ形状でありながら、コンポジットのクラック耐性を高められるサイジング剤塗布炭素繊維束を得ることである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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