(57)【要約】【課題】環境負荷が小さいサイジング剤、及び前記サイジング剤を用いた強化繊維束の製造方法を提供する。【解決手段】マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤、及び水を含むサイジング剤。１次サイジング剤が付着した長尺の強化繊維束に２次サイジング剤として前記サイジング剤を付着させる工程と、前記強化繊維束を長さ１〜５０ｍｍに切断する工程と、前記サイジング剤が付着した前記強化繊維束を乾燥する工程と、を有する、強化繊維束の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤、及び水を含むサイジング剤。
【請求項２】
前記マレイミド樹脂が、脂肪族骨格を有するマレイミド樹脂である、請求項１に記載のサイジング剤。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂が、２５℃で固形のエポキシ樹脂である、請求項１又は２に記載のサイジング剤。
【請求項４】
複数の強化繊維からなる強化繊維束に、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサイジング剤を付着させる、強化繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記強化繊維が炭素繊維である、請求項４に記載の強化繊維束の製造方法。
【請求項６】
長尺の強化繊維束に前記サイジング剤を付着させる工程と、
前記強化繊維束を長さ１〜５０ｍｍに切断する工程と、
前記サイジング剤が付着した前記強化繊維束を乾燥する工程と、を有する、請求項４又は５に記載の強化繊維束の製造方法。
【請求項７】
１次サイジング剤が付着した長尺の強化繊維束に、２次サイジング剤として前記サイジング剤を付着させる、請求項６に記載の強化繊維束の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイジング剤及び強化繊維束の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料は、高強度かつ軽量であり、寸法安定性に優れるため、事務機器、電化製品、自動車部品等の様々な分野で広く使用されている。繊維強化複合材料を製造するための成形材料としては、短く切断された強化繊維束（チョップドストランド）を熱可塑性樹脂に配合したものが知られている。
【０００３】
例えば、長尺の強化繊維束を短く切断し、得られたチョップドストランドと熱可塑性樹脂とを押出機で溶融混練してペレット化し、このペレットを用いて成形することで繊維強化複合材料が得られる。チョップドストランドを配合した成形材料は、成形性に優れる。
【０００４】
チョップドストランドの製造に用いる強化繊維束には、チョップ性及び集束性を向上させる目的でサイジング剤を付着させる。サイジング剤には、熱可塑性樹脂との溶融混練時や成形時に熱分解しにくいことが求められる。芳香族マレイミド樹脂を用いたサイジング剤は、耐熱分解性に優れる。例えば、エポキシ樹脂と芳香族マレイミド樹脂と有機溶剤とを含むサイジング剤が知られている（例えば、特許文献１）。
しかし、特許文献１のような芳香族マレイミド樹脂を用いるサイジング剤は、有機溶剤を用いるために環境負荷が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２５６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、環境負荷が小さいサイジング剤、及び前記サイジング剤を用いた強化繊維束の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤、及び水を含むサイジング剤。
［２］前記マレイミド樹脂が、脂肪族骨格を有するマレイミド樹脂である、［１］に記載のサイジング剤。
［３］前記エポキシ樹脂が、２５℃で固形のエポキシ樹脂である、［１］又は［２］に記載のサイジング剤。
［４］複数の強化繊維からなる強化繊維束に、［１］〜［３］のいずれかに記載のサイジング剤を付着させる、強化繊維束の製造方法。
［５］前記強化繊維が炭素繊維である、［４］に記載の強化繊維束の製造方法。
［６］長尺の強化繊維束に前記サイジング剤を付着させる工程と、
前記強化繊維束を長さ１〜５０ｍｍに切断する工程と、
前記サイジング剤が付着した前記強化繊維束を乾燥する工程と、を有する、［４］又は［５］に記載の強化繊維束の製造方法。
［７］１次サイジング剤が付着した長尺の強化繊維束に、２次サイジング剤として前記サイジング剤を付着させる、［６］に記載の強化繊維束の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環境負荷が小さいサイジング剤、及び前記サイジング剤を用いた強化繊維束の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［サイジング剤］
本発明のサイジング剤（以下、「本サイジング剤」とも記す。）の態様の一つは、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤、及び水を含む、水系のサイジング剤である。
【００１０】
マレイミド樹脂としては、例えば、脂肪族骨格を有さない芳香族系マレイミド樹脂、脂肪族骨格を有するマレイミド樹脂（脂肪族マレイミド樹脂）を例示できる。なかでも、水分散性に優れる点から、脂肪族マレイミド樹脂が好ましい。
【００１１】
脂肪族骨格を有さない芳香族系マレイミド樹脂としては、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、４，４’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、４，４’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、４，４’−ジフェニルスルフィドビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレンビスマレイミド、１，３−フェニレンビスマレイミド、２，２’−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、１，３−ビス（４−マレイミドフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−マレイミドフェノキシ）ベンゼンを例示できる。
【００１２】
脂肪族マレイミド樹脂としては、脂肪族骨格と２つのマレイミド基とを有する脂肪族ビスマレイミド樹脂が好ましい。なお、脂肪族マレイミド樹脂が有するマレイミド基は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
脂肪族マレイミド樹脂は、芳香族環及び脂肪族環の少なくとも一方又は両方を有していてもよい。
【００１３】
芳香族環及び脂肪族環を有さない脂肪族マレイミド樹脂としては、例えば、アルキレンビスマレイミド、トリエチレングリコールビス（マレイミドエチルカーボネート）、１，１３−ビスマレイミド−４，７，１０−トリオキサトリデカン、１，１１−ビスマレイミド−３，６，９−トリオキサウンデカンを例示できる。
【００１４】
アルキレンビスマレイミドとしては、例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−トリメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−テトラメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ペンタメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ヘプタメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−オクタメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−デカメチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（２，２，４−トリメチルヘキサメチレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（オキシジメチレン）ビスマレイミドを例示できる。
【００１５】
脂肪族環を有する脂肪族マレイミド樹脂としては、例えば、下記式（ｍ１）で表される化合物（以下、「化合物（ｍ１）」とも記す。）が挙げられる。
【００１６】
【化１】
2020125559.tif 000002
【００１７】
ただし、前記式（ｍ１）中、Ｘ１は、置換基を有してもよい炭素原子数３〜８のシクロアルキル基又はシクロアルキレン基である。Ｑ１は、炭素原子数４〜５０のアルキレン基である。ｎは、１又は２である。ｎが１の場合、Ｘ１はシクロアルキル基である。ｎが２の場合、Ｘ１はシクロアルキレン基である。
【００１８】
Ｑ１のアルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。Ｑ１のアルキレン基は、直鎖状が好ましい。
Ｑ１のアルキレン基の炭素原子数は、５〜２５が好ましく、６〜１０がより好ましい。
【００１９】
Ｘ１のシクロアルキル基又はシクロアルキレン基の炭素原子数は、３〜７が好ましく、５〜６がより好ましい。
シクロアルキル基又はシクロアルキレン基が有する置換基としては、炭素原子数２〜５０のアルキル基を例示でき、炭素原子数５〜２５のアルキル基が好ましい。置換基のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
シクロアルキル基又はシクロアルキレン基が有する置換基の数は、１つでもよく、２つ以上でもよい。シクロアルキル基又はシクロアルキレン基が置換基を有する場合、置換基の数は、１〜２が好ましい。
【００２０】
化合物（ｍ１）としては、下記式（ｍ１１）で表される化合物（以下、「化合物（ｍ１１）」とも記す。）が好ましい。
【００２１】
【化２】
2020125559.tif 000003
【００２２】
ただし、前記式（ｍ１１）中、Ｑ１は、前記式（ｍ１）中のＱ１と同じである。Ｒ１は、炭素原子数２〜５０のアルキル基である。ａは、１又は２である。ｂは、１〜４の整数である。
【００２３】
Ｒ１のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。Ｒ１のアルキル基は、直鎖状が好ましい。Ｒ１のアルキル基の炭素原子数は、５〜２５が好ましい。Ｒ１の数が２以上の場合、複数のＲ１は、同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
ａは、２が好ましい。
ｂは、１〜２が好ましい。
【００２４】
化合物（ｍ１１）の市販品としては、例えば、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．製のＢＭＩ−６８９が挙げられる。
【００２５】
芳香族環と脂肪族骨格を両方有するマレイミド樹脂としては、下記式（ｍ２）で表される化合物、又は下記式（ｍ３）で表される化合物（以下、「化合物（ｍ３）」とも記す。）が好ましく、化合物（ｍ３）がより好ましい。
【００２６】
【化３】
2020125559.tif 000004
【００２７】
ただし、前記式（ｍ２）中、Ｑ２は、炭素原子数６〜１００のアルキレン基である。Ｘ２は、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数３〜６のアルケニル基、炭素原子数５〜８のシクロアルキル基、炭素原子数６〜１２の１価の芳香族基、ベンジル基、−（ＣｃＨ２ｃＯ）ｄ−（ＣｅＨ２ｅＯ）ｆ−ＣｇＨ２ｇ＋１（ただし、ｃ、ｅ及びｇは、それぞれ独立に２〜６の整数である。ｄは０又は１である。ｆは、１〜３０の整数である。）で表されるポリオキシアルキル基、−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｑ５−Ｃ６Ｈ５（ただし、Ｑ５は、−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、又は−ＳＯ２−である。）で表される基、又はこれらの基における１〜３個の水素原子がヒドロキシ基で置換された基である。
【００２８】
Ｑ２のアルキレン基としては、Ｑ１のアルキレン基と同じ基が挙げられ、好ましい態様も同じである。
Ｘ２としては、−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｑ５−Ｃ６Ｈ５で表される基における１〜３個の水素原子がヒドロキシ基で置換された基が好ましい。
【００２９】
【化４】
2020125559.tif 000005
【００３０】
ただし、前記式（ｍ３）中、Ｑ３及びＱ４は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜１００のアルキレン基である。Ｘ３は、炭素原子数２〜２０のアルキレン基、炭素原子数５〜８のシクロアルキレン基、−（ＣｑＨ２ｑＯ）ｔ−（ＣｒＨ２ｒＯ）ｕ−ＣｓＨ２ｓ−（ただし、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に２〜６の整数である。ｔは０又は１である。ｕは、１〜３０の整数である。）で表されるポリオキシアルキレン基、炭素原子数６〜１２の２価の芳香族基、−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｑ６−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ただし、Ｑ６は、−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、又は−ＳＯ２−である。）で表される基、又はこれらの基における１〜３個の水素原子がヒドロキシ基で置換された基である。
【００３１】
Ｑ３及びＱ４のアルキレン基の炭素原子数は、それぞれ独立に、１０〜７０が好ましく、２０〜５０がより好ましい。
Ｘ３としては、−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｑ６−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−で表される基が好ましく、−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｃ（ＣＨ３）２−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−で表される基が特に好ましい。
【００３２】
芳香族環と脂肪族骨格を両方有するマレイミド樹脂の市販品としては、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．製のＢＭＩ−１４００、ＢＭＩ−１５００、ＢＭＩ−１７００等が挙げられる。
【００３３】
マレイミド樹脂としては、水分散性に優れる点から、２５℃で液状のマレイミド樹脂、すなわち軟化点又は融点が２５℃未満のマレイミド樹脂が好ましい。
本サイジング剤に含まれるマレイミド樹脂は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【００３４】
エポキシ樹脂としては、特に限定されず、例えば、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、ビスフェノールＳ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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ＤＰＰノボラック型エポキシ樹脂を例示できる。
【００３５】
エポキシ樹脂としては、熱分解しにくい点から、２５℃で固形のエポキシ樹脂が好ましく、融点（融点が存在しない場合は軟化点）が５０℃以上のエポキシ樹脂がより好ましい。本サイジング剤に含まれるエポキシ樹脂は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
マレイミド樹脂及びエポキシ樹脂の組み合わせとしては、２５℃で液状のマレイミド樹脂と２５℃で固形のエポキシ樹脂の組み合わせが好ましい。
【００３６】
界面活性剤としては、マレイミド樹脂及びエポキシ樹脂を分散できるものであればよく、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤を例示できる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪族ノニオン系界面活性剤、フェノール系ノニオン系界面活性剤を例示できる。脂肪族ノニオン系界面活性剤としては、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルを例示できる。フェノール系ノニオン界面活性剤としては、アルキルフェノール系ノニオン界面活性剤、多環フェノール系ノニオン界面活性剤を例示できる。
【００３７】
界面活性剤としては、市販品を用いることができる。
ノニオン系界面活性剤の市販品としては、例えば、日本乳化剤社製の「ニューコール７０７」、「ニューコール７２３」、「ニューコール７０７−Ｆ」を例示できる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、日本乳化剤社製の「ニューコール７０７−ＳＦ」、「ニューコール７２３−ＳＦ」、第一工業製薬社製の「ハイテノールＮＦ−１３」、「ハイテノールＮＦ−１７」を例示できる。
本サイジング剤に含まれる界面活性剤は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【００３８】
本サイジング剤は、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤及び水以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シランカップリング剤、帯電防止剤、潤滑剤、平滑剤を例示できる。
本サイジング剤に含まれる他の成分は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【００３９】
本サイジング剤中のマレイミド樹脂の含有量は、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂及び界面活性剤の合計質量に対して、１０〜９４質量％が好ましく、１５〜９０質量％がより好ましく、２０〜９０質量％がさらに好ましい。前記マレイミド樹脂の含有量が前記下限値以上であれば、熱分解性を高めることができる。前記マレイミド樹脂の含有量が前記上限値以下であれば、水分散性を高めることができる。
【００４０】
本サイジング剤中のエポキシ樹脂の含有量は、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂及び界面活性剤の合計質量に対して、５〜８９質量％が好ましく、１０〜８０質量％がより好ましく、２０〜６０質量％がさらに好ましい。前記エポキシ樹脂の含有量が前記下限値以上であれば、成形物の機械的物性を高めることができる。前記エポキシ樹脂の含有量が前記上限値以下であれば、熱分解性を高めることができる。
【００４１】
本サイジング剤中の界面活性剤の含有量は、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂及び界面活性剤の合計質量に対して、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がより好ましく、３〜１５質量％がさらに好ましい。前記界面活性剤の含有量が前記下限値以上であれば、水分散性を高めることができる。前記界面活性剤の含有量が前記上限値以下であれば、熱分解性を高めることができる。
【００４２】
本サイジング剤の固形分濃度は、特に限定はなく、水分散体としての安定性や、取扱いしやすい粘度に応じて選択すればよいが、１〜５０質量％が好ましく、３〜４５質量％がより好ましく、５〜４０質量％がさらに好ましい。本サイジング剤の固形分濃度が前記下限値以上であれば、輸送コストが低くなる。本サイジング剤の固形分濃度が前記上限値以下であれば、水分散体の取扱いがしやすい。また、強化繊維束に付着させる際には適宜水を加えることで付着量を調整することができる。
【００４３】
以上説明したように、本サイジング剤は、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、界面活性剤、及び水を含む、水系のサイジング剤である。そのため、有機溶剤を用いるサイジング剤に比べて環境負荷が小さい。
なお、マレイミド樹脂、界面活性剤、及び水を含み、エポキシ樹脂を含まない水系のサイジング剤も、本サイジング剤と同様に環境負荷が小さいサイジング剤として使用できる。
【００４４】
［強化繊維束の製造方法］
本発明の強化繊維束の製造方法は、複数の強化繊維からなる強化繊維束に本サイジング剤を付着させる方法である。マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、および界面活性剤が付着された強化繊維は高い耐熱分解性を示すものであり、例えば本サイジング剤を強化繊維に付着させることで得られる。
本発明の強化繊維束の製造方法は、繊維長の短い強化繊維束であるチョップドストランドの製造に適している。得られるチョップドストランドは、例えば、熱可塑性樹脂に配合し、射出成形等の公知の成形方法によって繊維強化複合材料を製造する際の成形材料として使用することができる。
【００４５】
本発明の強化繊維束の製造方法においては、本サイジング剤のみを使用してもよく、本サイジング剤と、本サイジング剤以外のサイジング剤とを組み合わせて使用してもよい。本サイジング剤以外のサイジング剤としては、特に限定されず、公知のサイジング剤を制限なく使用できる。
【００４６】
強化繊維束にサイジング剤を付着させる回数は、１回には限定されず、２回以上であってもよい。例えば、強化繊維束に１次サイジング剤を付着させてボビンに巻き取ったロール体から強化繊維束を引き出し、２次サイジング剤を付着させて短く切断してチョップドストランドを製造する方法を例示できる。この場合、本サイジング剤は、チョップ性、及び乾燥時の工程通過性に優れる点から、２次サイジング剤として使用することが好ましい。１次サイジング剤としては、本サイジング剤を使用してもよく、本サイジング剤以外のサイジング剤を使用してもよい。
【００４７】
本発明の強化繊維束の製造方法の具体例としては、例えば、下記の工程（１）〜（３）を有する方法が挙げられる。
（１）長尺の強化繊維束に本サイジング剤を付着させる工程。
（２）前記強化繊維束を長さ１〜５０ｍｍに切断する工程。
（３）本サイジング剤が付着した前記強化繊維束を乾燥する工程。
【００４８】
工程（１）では、例えば、ロール体から引き出した長尺の強化繊維束に本サイジング剤を付着させる。
強化繊維束を形成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維を例示でき、軽量で高強度な点から、炭素繊維が好ましい。
強化繊維束の総フィラメント数は、適宜設定でき、例えば、１０００〜６００００本とすることができる。
【００４９】
長尺の強化繊維束に本サイジング剤を付着させる方法は、特に限定されない。例えば、本サイジング剤にロールの一部を浸漬させ、ロール表面に本サイジング剤を付着させた後、このロールに強化繊維束を接触させて本サイジング剤を付着させるタッチロール方式を例示できる。また、強化繊維束を本サイジング剤中に浸漬させる浸漬方式を用いてもよい。
【００５０】
強化繊維束への本サイジング剤の付着量は、適宜設定でき、サイジング剤と強化繊維束の総質量に対して、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．０５〜８質量％がより好ましく、０．１〜５質量％がさらに好ましい。本サイジング剤の付着量が前記下限値以上であれば、強化繊維束の集束性に優れる。本サイジング剤の付着量が前記上限値以下であれば、切断後のチョップドストランドが分散しやすい。
【００５１】
本サイジング剤を２次サイジング剤として使用する場合、強化繊維束への１次サイジング剤及び２次サイジング剤の合計付着量は、サイジング剤と強化繊維束の総質量に対して、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。
サイジング剤の付着量は、本サイジング剤の固形分濃度の調整や、強化繊維束をロールに接触させる時の押し付け圧力（絞り量）の調整等によって調節できる。
【００５２】
工程（２）では、強化繊維束を長さ１〜５０ｍｍに切断する。
強化繊維束を切断する方法は、特に限定されず、ロータリーカッター、ギロチンカッター、ロービングカッター等を用いる方法を例示できる。
【００５３】
切断後の強化繊維束（チョップドストランド）の長さは、１〜５０ｍｍが好ましく、２〜３０ｍｍがより好ましく、４〜２４ｍｍがさらに好ましい。切断後の強化繊維束の長さが前記範囲内であれば、熱可塑性樹脂との溶融混練が容易になる。
【００５４】
工程（３）では、本サイジング剤が付着した強化繊維束を乾燥する。
乾燥方法としては、熱風式乾燥機、パネルヒーター乾燥機、マッフル炉、加熱ロール等の公知の加熱装置を用いる方法を例示できる。なお、本サイジング剤が付着した強化繊維束を加熱せずに自然乾燥させてもよい。
【００５５】
工程（１）〜（３）は、連続式で行ってもよく、バッチ式で行ってもよい。
工程（１）〜（３）の順序は、特に限定されず、工程（１）、工程（２）、工程（３）の順に行ってもよく、工程（１）、工程（３）、工程（２）の順に行ってもよい。
工程（１）、工程（２）、工程（３）の順に行う場合、工程（３）では、チョップドストランド同士の接着を防止するために、チョップドストランドを振動させつつ移送させながら乾燥することが好ましい。工程（１）、工程（３）、工程（２）の順に行う方法は、工程（２）において比較的単純な構造の加熱装置を使用できる点で有利である。
【００５６】
本サイジング剤を付着させた炭素繊維束は、複合材料や成形品に使用することができる。具体的には、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、及び界面活性剤が付着された強化繊維と熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂とを含む複合材料、また前記複合材料を加熱成形して得られる成形品とすることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［製造例１］
２５℃で液状のビスマレイミド樹脂（Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．社製、商品名：ＢＭＩ−６８９）３５質量部、２５℃で固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、商品名：ｊＥＲ１００４）５０質量部、及び、界面活性剤（第一工業製薬社製、商品名：ハイテノールＮＦ−１７）１５質量部の混合物を、１１０℃にてプラネタリーミキサーで３０分間混練して樹脂組成物を得た。次いで、ホモミキサーによって前記樹脂組成物を撹拌しながら脱イオン水を２０ｍＬずつ滴下し、転相点を通過した後に滴下する水量を毎分１００ｍＬに増加し、固形分濃度４０質量％のサイジング剤Ａ−１（水分散体）を得た。
【００５８】
［製造例２〜４］
組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして固形分濃度４０質量％のサイジング剤Ａ−２〜Ａ−４（水分散体）を得た。
【００５９】
［製造例５］
組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして固形分濃度４０質量％のサイジング剤Ｂ−１（水分散体）を得た。
【００６０】
【表１】
2020125559.tif 000006
【００６１】
なお、表１における略号は、以下の意味を示す。
ＢＭＩ−６８９：２５℃で液状のビスマレイミド樹脂（Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．社製、商品名：ＢＭＩ−６８９）。
ＢＭＩ−１７００：２５℃で液状のビスマレイミド樹脂（Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．社製、商品名：ＢＭＩ−１７００）。
ｊＥＲ８２８：２５℃で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、商品名：ｊＥＲ８２８）。
ｊＥＲ１００１：２５℃で固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、商品名：ｊＥＲ１００１）。
ｊＥＲ１００４：２５℃で固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、商品名：ｊＥＲ１００４）。
ｊＥＲ１００７：２５℃で固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、商品名：ｊＥＲ１００４）。
ＮＦ−１７：界面活性剤（第一工業製薬社製、商品名：ハイテノールＮＦ−１７）。
【００６２】
［実施例１］
サイジング剤が付着していない炭素繊維束（三菱ケミカル社製、商品名：パイロフィル  ＴＲ  ５０Ｓ１５Ｌ）を、サイジング剤Ｂ−１の固形分濃度を２．０質量％に調整した水分散体（１次サイジング剤）に浸漬させ、ニップロールを通過させた。次いで、表面温度が１４０℃の加熱ロールに炭素繊維束を１０秒間接触させて乾燥した。１次サイジング剤の付着量は、サイジング剤と強化繊維束の総質量に対して０．４質量％となるように調整した。
【００６３】
１次サイジング剤が付着した炭素繊維束を、サイジング剤Ａ−１を固形分濃度７質量％に調整した水分散体（２次サイジング剤）中に浸漬させ、ニップロールを通過させた後に、表面温度が１４０℃の加熱ロールに接触させて乾燥した。１次サイジング剤と２次サイジング剤を合わせたサイジング剤の付着量は、サイジング剤と炭素繊維束の総質量に対して、３質量％となるように調整した。
１次サイジング剤及び２次サイジング剤が付着した炭素繊維束をロービングカッターで６ｍｍの長さに切断してチョップドストランドを得た。
【００６４】
［実施例２］
サイジング剤Ａ−１の代わりにサイジング剤Ａ−２を用いた以外は、実施例１と同様にしてチョップドストランドを得た。
【００６５】
［比較例１］
２次サイジング剤として、サイジング剤Ａ−１の代わりにサイジング剤Ｂ−１を用いた以外は、実施例１と同様にしてチョップドストランドを得た。
【００６６】
［参考例１］
サイジング剤が付着していない炭素繊維束（三菱ケミカル社製、商品名：パイロフィル  ＴＲ  ５０Ｓ１５Ｌ）を、サイジング剤Ａ−３の固形分濃度を２．０質量％に調整した水分散体（１次サイジング剤）に浸漬させ、ニップロールを通過させた。次いで、表面温度が１４０℃の加熱ロールに炭素繊維束を１０秒間接触させて乾燥した。１次サイジング剤の付着量はサイジング剤と強化繊維束の総質量に対して０．４質量％となるように調整し、１次サイジング剤が付着した長繊維の炭素繊維束を得た。
【００６７】
［参考例２］
サイジング剤Ａ−３の代わりにサイジング剤Ａ−４を用いた以外は、参考例１と同様にして長繊維の炭素繊維束を得た。
【００６８】
［サイジング剤の加熱減量測定］
水分を除去したサイジング剤に対して熱重量測定装置Ｑ５００（ティー・エー・インスツルメント社製）を用いて以下の条件で測定を行い、熱減量曲線を取得した。
雰囲気：窒素中
昇温速度：２０℃／分
温度範囲：３０〜５００℃
熱減量曲線より、１００℃におけるサイジング剤の質量Ｗ１００と、４００℃におけるサイジング剤の質量Ｗ４００とを求め、下記式から加熱減量比Ｑを求めた。
Ｑ＝（Ｗ１００−Ｗ４００）／Ｗ１００
【００６９】
［炭素繊維束の加熱減量］
得られたサイジング剤付着炭素繊維束に対して、炭素繊維束の４００℃における加熱減量Ｐ（％）を以下の式で算出した。
Ｐ＝Ｗ１×Ｑ１＋Ｗ２×Ｑ２
ただし、前記式中、Ｗ１は、１次サイジング剤付着量（質量％）である。Ｗ２は、２次サイジング剤付着量（質量％）である。Ｑ１は、１次サイジング剤の加熱減量比である。Ｑ２は、２次サイジング剤の加熱減量比である。
結果を表２及び表３に示す。
【００７０】
【表２】
2020125559.tif 000007
【００７１】
【表３】
2020125559.tif 000008