特許ウォッチ

公開番号2025069207
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025007848,2023530434
出願日2025-01-20,2022-06-17
発明の名称繊維集合体の製造方法及びプリプレグシートの製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人
主分類D06M 15/55 20060101AFI20250422BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】繊維を切断することなく、長さを保ったまま繊維が引き揃った嵩密度が高い繊維集合体を提供する。
【解決手段】複数の炭素繊維と、樹脂または溶剤とを含む繊維束からなる、嵩密度が0.3g/cm³以上である繊維集合体であって、前記繊維束が繊維束W1を含み、前記繊維束W1は楕円体形状であり、繊維束の表面に存在する繊維が楕円体の輪郭に沿って湾曲して配向しており、繊維束中の繊維の平均繊維長が2～12mmであり、且つ下記条件(1)で特定されるA’/Aが0.75～0.93である、繊維集合体。
条件(1):白色板上に静置した繊維束を基準に板と反対側の鉛直方向から撮影して得られた画像を画像解析ソフトを用いて二値化し二値画像を得る。二値画像を輪郭抽出して繊維束の輪郭を得る。得られた輪郭からフェレー径を求め長軸長さAとする。前記二値画像を楕円近似して得られる楕円の長軸長さをA’とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数の炭素繊維と、樹脂または溶剤とを含む繊維束からなる、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ
３
以上である繊維集合体であって、
前記繊維束が繊維束Ｗ１を含み、
前記繊維束Ｗ１は楕円体形状であり、繊維束の表面に存在する繊維が楕円体の輪郭に沿って湾曲して配向しており、繊維束中の繊維の平均繊維長が２～１２ｍｍであり、且つ下記条件（１）で特定されるＡ’／Ａが０．７５～０．９３である、繊維集合体。
条件（１）：白色板上に静置した繊維束を基準に板と反対側の鉛直方向から撮影して得られた画像を画像解析ソフトを用いて二値化し二値画像を得る。二値画像を輪郭抽出して繊維束の輪郭を得る。得られた輪郭からフェレー径を求め長軸長さＡとする。前記二値画像を楕円近似して得られる楕円の長軸長さをＡ’とする。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記繊維束の長軸長さＡが３～３０ｍｍである、請求項１に記載の繊維集合体。
【請求項３】
前記繊維束中の繊維の平均繊維長が長軸より短い、請求項１に記載の繊維集合体。
【請求項４】
前記繊維束は、前記長軸と短軸１と短軸２とを有し、短軸１の長さＢは短軸２の長さＣより長い、請求項１に記載の繊維集合体。
【請求項５】
前記繊維束は、Ｂが１～９ｍｍ、Ｃが０．５～６ｍｍである、請求項４に記載の繊維集合体。
【請求項６】
前記繊維束は、短軸１に対する長軸の比（Ｂ／Ａ）が２～１２、短軸２に対する長軸の比（Ｃ／Ａ）が１～６である、請求項４に記載の繊維集合体。
【請求項７】
ＢはＣの１．５倍以上である、請求項４に記載の繊維集合体。
【請求項８】
下記の式（２）で表される繊維束の粒子密度が０．３～１．８ｇ／ｃｍ
３
である、請求項４に記載の繊維集合体。
粒子密度＝Ｇ／（４πａｂｃ／３）…式（２）
（式（２）中、Ｇは繊維束の質量、ａはＡ／２、ｂはＢ／２、ｃはＣ／２を表す。）
【請求項９】
請求項１～８のいずれか１項に記載の繊維集合体であって、前記繊維束Ｗ１の個数割合が５０％以上である、繊維集合体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維集合体の製造方法及びプリプレグシートの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は、樹脂等のマトリックスに混合、分散させて、高強度、高剛性、低比重、高電気伝導性、高耐摩耗性等の機械的ないし電気的特性を改善するための、工業的に重要な材料として様々な用途に使用されてきた。
【０００３】
一般に、炭素繊維を各種樹脂に混合、分散させて繊維強化樹脂組成物を得る場合、炭素繊維の取り扱いを容易にして混合、分散の工程における作業性を高めるために、あらかじめ複数の炭素繊維をサイジング剤等により造粒してなる炭素繊維集合体が用いられている。
【０００４】
炭素繊維集合体には、繊維強化樹脂組成物を製造する際の優れた作業性；フィーダーでの安定供給性；マトリクス中における優れた繊維分散性；得られる樹脂組成物の優れた物性改善効果；が要求される。
【０００５】
このような要求特性を満たす炭素繊維集合体として、所定の平均粒径を有し、エポキシ化合物を主成分とするエマルジョン系サイジング剤で表面被覆された炭素繊維集合体や、所定のサイジング剤で集束されるとともに、所定の緻密度を有する、断面が円形あるいは楕円形の炭素繊維チョップドストランドが開示されている（例えば特許文献１）。
【０００６】
また、リサイクル炭素繊維から、フィーダーにより押出機等へ定量的で安定した供給が可能であり、さらに押出機等により炭素繊維を樹脂マトリクス中に容易に均一に分散させることが可能な炭素繊維集合体を提供するものとして、炭素繊維及びエポキシ樹脂系サイジング剤からなり、湿式押出造粒法により製造された所定の嵩密度等を有する炭素繊維集合体が開示されている（例えば特許文献２）。
【０００７】
また、炭素繊維の短繊維からなる絡合体を効率的に製造する方法として、曲状炭素繊維と柔軟性球体とを共に撹拌する撹拌造粒法により炭素繊維絡合体を製造する方法が開示されている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平４－１７０４３５号公報
特開２０２０－１９６８８２号公報
特開２０００－２２００６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的の一つは、繊維を切断することなく、長さを保ったまま繊維が引き揃った嵩密度が高い繊維集合体を製造することができる繊維集合体の製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、この繊維集合体を用いたプリプレグシートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、撹拌槽を用いて繊維と繊維処理剤を撹拌造粒することにより、上記課題を解決することができることを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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