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JP6775875B2 - Fiber reinforced plastics and fiber reinforced molded products - Google Patents
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Description

本発明は、熱可塑性樹脂の補強用として好適なアラミド繊維強化材、及び、該アラミド繊維強化材を用いた繊維強化成形品に関するものである。 The present invention relates to an aramid fiber reinforcing material suitable for reinforcing a thermoplastic resin, and a fiber reinforced molded product using the aramid fiber reinforcing material.

従来から、熱可塑性樹脂の機械的強度を向上させる手段として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化用繊維を配合することが知られており、一般には、チョップドストランド等の短い繊維と熱可塑性樹脂を混合し、この混合樹脂を押出機で押出してペレット化し、これを射出成形することにより繊維強化された熱可塑性樹脂を製造している。 Conventionally, as a means for improving the mechanical strength of a thermoplastic resin, it has been known to blend reinforcing fibers such as glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber, and generally, short fibers such as chopped strand and heat are used. A thermoplastic resin is mixed, the mixed resin is extruded by an extruder to pelletize it, and this is injection-molded to produce a fiber-reinforced thermoplastic resin.

しかし、強化用繊維による補強効果が十分ではないために所望の性能が得られ難いのが実情であり、特に強化用繊維と熱可塑性樹脂との親和性が劣る場合は、成形品中に強化用繊維が均一に分散し難いために所望の性能が得られ難くなっている。 However, the fact is that it is difficult to obtain the desired performance because the reinforcing effect of the reinforcing fiber is not sufficient, and especially when the affinity between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin is inferior, the reinforcing fiber is used for reinforcement in the molded product. Since the fibers are difficult to disperse uniformly, it is difficult to obtain the desired performance.

かかる問題点を解決するため、強化用アラミド繊維糸にウレタン系バインダーを付着させ、強化用アラミド繊維と熱可塑性樹脂との接着性を高める方法(特許文献1)などが提案されている。ところが、特許文献1に記載されている処理を施しても、アラミド繊維の場合には、ガラス繊維や炭素繊維に比べて剛性が小さいために、成形品中における繊維の配向性が悪く、成形品の機械的特性の改善効果がガラス繊維等に比べて小さいという課題がある。 In order to solve such a problem, a method (Patent Document 1) has been proposed in which a urethane-based binder is attached to the reinforcing aramid fiber yarn to improve the adhesiveness between the reinforcing aramid fiber and the thermoplastic resin. However, even if the treatment described in Patent Document 1 is applied, in the case of aramid fiber, the rigidity is smaller than that of glass fiber or carbon fiber, so that the orientation of the fiber in the molded product is poor, and the molded product There is a problem that the effect of improving the mechanical properties of Aramid is smaller than that of glass fiber or the like.

アラミド繊維のロービングを引き抜き成形しアラミド繊維の周囲を熱可塑性樹脂で被覆することにより、熱可塑性樹脂との親和性を高めたストランド状ペレットからなる繊維強化材も知られている(例えば、特許文献2〜3)。硬化性エポキシ化合物による表面処理を施したアラミド繊維のストランド状ペレットからなる繊維強化材を配合した熱可塑性樹脂組成物は、表面処理を施していない繊維強化材を配合した組成物に比べて、引張強度、曲げ強度等の機械的特性が向上するものの、単に処理するだけでは処理剤がアラミド繊維表面に物理的に吸着しているに過ぎず、繊維と処理剤の相互作用が不十分であり、繊維と処理剤の相互作用を上げることにより、更なる機械的特性の向上が求められている。 A fiber reinforcing material composed of strand-shaped pellets in which the roving of the aramid fiber is drawn out and the periphery of the aramid fiber is coated with a thermoplastic resin to enhance the affinity with the thermoplastic resin is also known (for example, Patent Document). 2-3). A thermoplastic resin composition containing a fiber reinforcing material composed of strand-shaped pellets of aramid fibers surface-treated with a curable epoxy compound is more tensile than a composition containing a fiber-reinforced material not subjected to surface treatment. Although mechanical properties such as strength and bending strength are improved, the treatment agent is merely physically adsorbed on the surface of the aramid fiber, and the interaction between the fiber and the treatment agent is insufficient. Further improvement of mechanical properties is required by increasing the interaction between the fiber and the treatment agent.

特開2004−091540号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-091540 特開2008−274138号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-274138 特開2013−129764号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-12976

本発明の課題は、強化用繊維として熱可塑性樹脂成形品に使用することで更なる機械的安定性の向上を達成することができるアラミド繊維強化材、及び、該アラミド繊維強化材を用いた機械的特性に優れる成形品を提供することにある。 An object of the present invention is an aramid fiber reinforcing material that can achieve further improvement in mechanical stability by using it in a thermoplastic resin molded product as a reinforcing fiber, and a machine using the aramid fiber reinforcing material. The purpose is to provide a molded product having excellent characteristics.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を溶融して含浸させて得られるアラミド繊維強化材は、成形品中におけるアラミド繊維の配向度が高く、当該繊維強化材を使用した成形品には顕著な機械的特性の向上効果が認められることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made thermoplasticity between the fibers of the aramid fiber bundle composed of the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite in which the curable epoxy compound is impregnated into the fiber skeleton. The aramid fiber reinforcing material obtained by melting and impregnating the resin has a high degree of orientation of the aramid fiber in the molded product, and the molded product using the fiber reinforcing material has a remarkable effect of improving mechanical properties. We found that and arrived at the present invention.

すなわち、本発明は、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物(ただし、硬化剤を含まない。)を0.1〜10質量%浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を含浸させてなることを特徴とするアラミド繊維強化材を提供する。
That is, in the present invention, an aramid long fiber bundle composed of a polyparaphenylene terephthalamide fiber composite in which a curable epoxy compound (however, not containing a curing agent) is impregnated in an amount of 0.1 to 10% by mass in the fiber skeleton . Provided is an aramid fiber reinforcing material characterized in that the fibers are impregnated with a thermoplastic resin.

また、本発明は、上記のアラミド繊維強化材を切断してなり、その切断長(μm)/アラミド繊維の繊維径(μm)の値が、100〜500の範囲であることを特徴とするアラミド繊維強化材を提供する。 Further, the present invention is characterized in that the above-mentioned aramid fiber reinforcing material is cut and the value of the cutting length (μm) / fiber diameter (μm) of the aramid fiber is in the range of 100 to 500. Provides fiber reinforcement.

さらに、本発明は、上記のアラミド繊維強化材と熱可塑性樹脂とを混合、あるいはアラミド繊維強化材単独で、射出成形してなることを特徴とする成形品を提供する。 Further, the present invention provides a molded product characterized in that the above-mentioned aramid fiber reinforcing material and a thermoplastic resin are mixed or injection molded by the aramid fiber reinforcing material alone.

本発明のアラミド繊維強化材は、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束を用いているため、熱可塑性樹脂の含浸性に優れているだけでなく、成形品中におけるアラミド繊維の配向性にも優れているため、従来よりも機械的特性が向上した成形品を提供することが可能となる。 Since the aramid fiber reinforcing material of the present invention uses an aramid fiber bundle composed of a polyparaphenylene terephthalamide fiber composite in which a curable epoxy compound is impregnated into the fiber skeleton, it has excellent impregnation property with a thermoplastic resin. Not only that, but also the orientation of the aramid fiber in the molded product is excellent, so that it is possible to provide a molded product having improved mechanical properties as compared with the conventional case.

本発明におけるポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)とは、テレフタル酸とパラフェニレンジアミンを重縮合して得られる重合体であるが、少量のジカルボン酸およびジアミンを共重合したものも使用でき、重合体または共重合体の分子量は通常20,000〜25,000が好ましい。 The polyparaphenylene terephthalamide (PPTA) in the present invention is a polymer obtained by polycondensing terephthalic acid and paraphenylene diamine, but a polymer obtained by copolymerizing a small amount of dicarboxylic acid and diamine can also be used. Alternatively, the molecular weight of the copolymer is usually preferably 20,000 to 25,000.

通常のPPTA繊維は、PPTAを濃硫酸に溶解し、その粘調な溶液を紡糸口金から押し出し、空気中または水中に紡出することによりフィラメント状にした後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、最終的には120〜500℃で乾燥・熱処理をして得られる。
本発明の、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体(以下、「PPTA繊維複合体」と略称することがある。)は、水分量が15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に、硬化性エポキシ化合物を浸透させることにより、好適に得ることができる。
In ordinary PPTA fibers, PPTA is dissolved in concentrated sulfuric acid, the viscous solution is extruded from a spun spout, spun into air or water to form filaments, and then neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution. Finally, it is obtained by drying and heat treatment at 120 to 500 ° C.
The polyparaphenylene terephthalamide fiber composite (hereinafter, may be abbreviated as "PPTA fiber composite") in which a curable epoxy compound is impregnated into the fiber skeleton of the present invention has a water content of 15 to 200 mass. It can be preferably obtained by impregnating the curable epoxy compound into the PPTA fiber skeleton adjusted to%.

水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維は、例えば、以下のようにして得ることができる。すなわち、PPTAを濃硫酸に溶解して18〜20質量%の粘調な溶液とし、これを紡糸口金から吐出して、わずかの間空気中に紡出後、水中へ紡糸し(この時、口金吐出時のせん断速度を25,000〜50,000sec−1にするのが好ましい。)、水洗中和処理を経た後、得られた原糸を100〜160℃で、好ましくは5〜20秒間乾燥する。水分率が15質量%未満では、樹脂分散液を均一に繊維骨格内に浸透させることが困難となり、一方、水分率が200質量%を超えると、浸透させた樹脂分散液が巻き取り工程までにガイド等に接触した際に水分と共に脱落する恐れがあり、また、繊維の巻き取り工程が難しくなる。PPTA繊維の水分率は、硬化性エポキシ化合物のPPTA繊維骨格内への浸透性、PPTA繊維の水分調整の容易性および生産効率等の観点より、好ましくは15〜100質量%、より好ましくは20〜50質量%、特に好ましくは30〜50質量%である。 The PPTA fiber adjusted to have a water content of 15 to 200% by mass can be obtained, for example, as follows. That is, PPTA is dissolved in concentrated sulfuric acid to obtain a viscous solution of 18 to 20% by mass, which is discharged from the spinneret, spun into the air for a short time, and then spun into water (at this time, the spinneret). The shear rate at the time of discharge is preferably 25,000 to 50,000 sec -1 ), and after undergoing a water-washing neutralization treatment, the obtained raw yarn is dried at 100 to 160 ° C., preferably for 5 to 20 seconds. To do. If the water content is less than 15% by mass, it becomes difficult to uniformly permeate the resin dispersion into the fiber skeleton, while if the water content exceeds 200% by mass, the permeated resin dispersion is taken up by the winding process. When it comes into contact with a guide or the like, it may fall off together with moisture, and the fiber winding process becomes difficult. The water content of the PPTA fiber is preferably 15 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass, from the viewpoints of the permeability of the curable epoxy compound into the PPTA fiber skeleton, the ease of adjusting the water content of the PPTA fiber, the production efficiency, and the like. It is 50% by mass, particularly preferably 30 to 50% by mass.

またPPTA繊維複合体は、温度100〜160℃で熱処理条件などを変更しながら、PPTA繊維の結晶サイズが50オングストローム未満の状態を保ち、かつ、水分率が15〜200質量%の状態を保つようなPPTA繊維を調整しておき、該PPTA繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させることにより、好ましく得ることができる。 Further, the PPTA fiber composite is kept in a state where the crystal size of the PPTA fiber is less than 50 angstrom and the water content is maintained in a state of 15 to 200% by mass while changing the heat treatment conditions at a temperature of 100 to 160 ° C. It can be preferably obtained by preparing a suitable PPTA fiber and infiltrating the curable epoxy compound into the PPTA fiber skeleton.

硬化性エポキシ化合物を浸透させるPPTA繊維は、紡出後水分率が15質量%未満に乾燥された履歴を持たないことが望ましい。常に水分率が15質量%以上に調整されたPPTA繊維を用いることにより、硬化性エポキシ化合物が浸透し易い状態を保持することができる。 It is desirable that the PPTA fiber impregnated with the curable epoxy compound has no history of being dried to a moisture content of less than 15% by mass after spinning. By using PPTA fiber whose water content is always adjusted to 15% by mass or more, it is possible to maintain a state in which the curable epoxy compound easily permeates.

硬化性エポキシ化合物を、水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に浸透させる場合は、硬化性エポキシ化合物を溶剤等に溶解させて浸透させることができる。また、繊維油剤を適用する場合には、油剤に含ませて浸透させてもよいし、油剤と別工程で用いてもよい。油剤としては、PPTA繊維に用いられる一般的な油剤、例えば、炭素数18以下の低分子量脂肪酸エステル、ポリエーテル、鉱物油等が挙げられる。硬化性エポキシ化合物を油剤や溶剤等に含ませて浸透させる場合は、油剤または溶剤等中に約20〜60質量%含有させることが好ましく、より好ましくは30〜50質量%である。硬化性エポキシ化合物は、PPTA繊維骨格内へ浸透させることが容易である点より、溶剤や油剤に含ませて浸透させることが好ましい。 When the curable epoxy compound is permeated into the PPTA fiber skeleton adjusted to have a water content of 15 to 200% by mass, the curable epoxy compound can be dissolved in a solvent or the like and permeated. Further, when a fiber oil agent is applied, it may be contained in the oil agent and permeated, or may be used in a separate process from the oil agent. Examples of the oil agent include general oil agents used for PPTA fibers, for example, low molecular weight fatty acid esters, polyethers, mineral oils and the like having 18 or less carbon atoms. When the curable epoxy compound is contained in an oil agent, a solvent or the like and permeated, it is preferably contained in the oil agent or the solvent in an amount of about 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass. The curable epoxy compound is preferably impregnated in a solvent or an oil agent because it can be easily permeated into the PPTA fiber skeleton.

PPTA繊維骨格内に浸透させる成分には、本発明による効果を阻害しない範囲で、その他の成分として、非イオン界面活性剤等の浸透剤、シリコーン系化合物、フッ素系化合物、有機界面活性剤等の平滑剤、シラン系やイソシアネート系等のカップリング剤などが含まれていてもよい。 The components to be permeated into the PPTA fiber skeleton include penetrants such as nonionic surfactants, silicone compounds, fluorine compounds, organic surfactants and the like as other components as long as the effects of the present invention are not impaired. A smoothing agent, a silane-based or isocyanate-based coupling agent, or the like may be contained.

硬化性エポキシ化合物をPPTA繊維に付与する方法は、特に限定されず、従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、浸漬給油法、スプレー給油法、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法などの方法が挙げられる。 The method of applying the curable epoxy compound to the PPTA fiber is not particularly limited, and any conventionally known method may be adopted, for example, a dipping lubrication method, a spray lubrication method, a roller lubrication method, a guide using a measuring pump. Methods such as the refueling method can be mentioned.

硬化性エポキシ化合物を浸透させた水分量15〜200質量%のPPTA繊維複合体を調製し、その後、乾燥・熱処理して水分を除去し、水分率を15質量%未満、より好ましくは10質量%未満とすることにより、PPTA繊維複合体を得ることができる。乾燥・熱処理条件は特に限定されず、例えば80〜300℃、望ましくは100〜250℃で行うことが好ましい。熱処理により、PPTAの結晶サイズを拡大し、結晶間間隙を狭くさせることにより硬化性エポキシ化合物をPPTA繊維骨格内に固定することができる。 A PPTA fiber composite having a water content of 15 to 200% by mass impregnated with a curable epoxy compound was prepared, and then dried and heat-treated to remove water, and the water content was reduced to less than 15% by mass, more preferably 10% by mass. When it is less than, a PPTA fiber composite can be obtained. The drying / heat treatment conditions are not particularly limited, and for example, it is preferably performed at 80 to 300 ° C., preferably 100 to 250 ° C. By heat treatment, the crystal size of PPTA is increased and the intercrystal gap is narrowed, so that the curable epoxy compound can be fixed in the PPTA fiber skeleton.

硬化性エポキシ化合物は、PPTA繊維の水分量を0%に換算した繊維質量に対して、0.1〜10.0質量%、より好ましくは0.2〜5.0質量%浸透させるのがよい。浸透させる量が少ないと熱可塑性樹脂との親和性を向上させる効果が不十分となる恐れがある。 The curable epoxy compound is preferably permeated in an amount of 0.1 to 10.0% by mass, more preferably 0.2 to 5.0% by mass, based on the fiber mass in which the water content of the PPTA fiber is converted to 0%. .. If the amount of permeation is small, the effect of improving the affinity with the thermoplastic resin may be insufficient.

硬化性エポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物もしくは芳香環を有するエポキシ化合物から選ばれる1種、または2種以上を併用することができる。また、硬化性エポキシ化合物は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することが望ましい。 As the curable epoxy compound, one kind selected from an aliphatic epoxy compound or an epoxy compound having an aromatic ring, or two or more kinds can be used in combination. Further, it is desirable that the curable epoxy compound is appropriately selected according to the type of the thermoplastic resin.

脂肪族エポキシ化合物としては、グリセロール、ジグリセロール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、ソルビトール、ポリグリセロールなどの多価アルコールのグリシジルエーテル化合物から選ばれる1種、または2種以上の混合物が好ましい。 Aliphatic epoxy compounds include glycidyl ether compounds of polyhydric alcohols such as glycerol, diglycerol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, neopentyl glycol, sorbitol, and polyglycerol. One or a mixture of two or more selected from the above is preferable.

例えば、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
これらの脂肪族エポキシ化合物の中でも、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルが特に好ましい。
For example, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, diglycerol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether. , Neopentyl glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether and the like.
Among these aliphatic epoxy compounds, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, and sorbitol polyglycidyl ether are particularly preferable.

芳香環を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物から選ばれる1種、または2種以上の混合物が好ましい。例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン[ビスフェノールF]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[ビスフェノールA]、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン[ビスフェノールC]などのグリシジルエーテル化物が挙げられる。これらの中でも、常温で液状の、ビスフェノールA、ビスフェノールFのグリシジルエーテル化合物が特に好ましい。 As the epoxy compound having an aromatic ring, one kind or a mixture of two or more kinds selected from epoxy compounds having a bisphenol skeleton is preferable. For example, bis (4-hydroxyphenyl) methane [bisphenol F], 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [bisphenol A], 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane [bisphenol] Examples thereof include glycidyl etherified products such as C]. Among these, glycidyl ether compounds of bisphenol A and bisphenol F, which are liquid at room temperature, are particularly preferable.

硬化剤は、無くても硬化性エポキシ化合物の硬化反応は進行する
Even without a curing agent, the curing reaction of the curable epoxy compound proceeds .

また、硬化性エポキシ化合物をPPTA繊維骨格内に浸透させる場合には、一般的な溶剤で希釈して用いてもよいし、該溶剤中にさらに浸透助剤を混合して用いてもよい。浸透助剤としては、一般式(I)で表される化合物が挙げられ、それぞれ単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。硬化性エポキシ化合物に浸透助剤を混合して用いる場合は、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を、2:8〜8:2(質量比)の割合で用いるのがよい。 When the curable epoxy compound is permeated into the PPTA fiber skeleton, it may be diluted with a general solvent and used, or a permeation aid may be further mixed and used in the solvent. Examples of the penetrating aid include compounds represented by the general formula (I), which may be used alone or in combination of two or more as appropriate. When a penetrating aid is mixed with the curable epoxy compound, it is preferable to use the curable epoxy compound and the penetrating aid in a ratio of 2: 8 to 8: 2 (mass ratio).

Figure 0006775875
Figure 0006775875

上記一般式(I)において、Rは炭素原子数1〜10のアルキル基または炭素原子数1〜10のアルケニル基であり、好ましくは炭素原子数4〜8のアルキル基または炭素原子数4〜8のアルケニル基であり、Rは水素原子、または炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数1〜5のアルケニル基を示す。R は、好ましくは水素原子である。
また、上記一般式(I)において、Aは炭素原子数2〜4のアルキレン基を示し、好ましくは炭素原子数2〜3のアルキレン基であり、nはオキシアルキレン基(AO)の平均付加モル数を表す1〜10の整数、好ましくは2〜8である。なお、−(AO)−においては、単一のオキシアルキレン基が付加していても、2種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。
In the above general formula (I), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms or 4 to 10 carbon atoms. It is an alkenyl group of 8, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 2 is preferably a hydrogen atom.
In the general formula (I), A represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms, n represents an average addition mol of oxyalkylene group (AO) It is an integer of 1 to 10 representing a number, preferably 2 to 8. In − (AO) −, a single oxyalkylene group may be added, or two or more kinds of oxyalkylene groups may be added.

具体的な化合物としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコール(n=3)グリセリルエーテルなどが挙げられる。浸透助剤は、水及び硬化性エポキシ化合物との相溶性に優れる化合物が好ましい。 Specific examples of the compound include diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono2-ethylhexyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, polypropylene glycol (n = 3) glyceryl ether and the like. The penetrating aid is preferably a compound having excellent compatibility with water and a curable epoxy compound.

アラミド繊維束を形成する、硬化性エポキシ化合物を浸透させたPPTA繊維複合体の繊維径は、10μm〜30μmが好ましく、より好ましくは18μm〜30μmである。アラミド繊維束(一繊維束)中には100〜6,000本の硬化性エポキシ化合物を浸透させたPPTA繊維複合体が含まれていることが好ましく、より好ましくは1,000〜5,000本である。前記PPTA繊維複合体の繊維径が14μm以下になると、PPTA繊維の配向がランダム化する傾向にあり、繊維径が10μm未満になると繊維強化材として十分な機能を発揮できなくなる恐れがある。また、前記PPTA繊維複合体の繊維径が30μmを超えると、PPTA繊維の占有表面積が減少し、熱可塑性樹脂との接着面が減少することにより、成形品の引張強度、引張弾性率、曲げ強度、曲げ弾性率が減少する傾向にある。 The fiber diameter of the PPTA fiber composite impregnated with the curable epoxy compound forming the aramid fiber bundle is preferably 10 μm to 30 μm, more preferably 18 μm to 30 μm. The aramid fiber bundle (one fiber bundle) preferably contains a PPTA fiber composite in which 100 to 6,000 curable epoxy compounds are impregnated, and more preferably 1,000 to 5,000 fibers. Is. When the fiber diameter of the PPTA fiber composite is 14 μm or less, the orientation of the PPTA fibers tends to be randomized, and when the fiber diameter is less than 10 μm, it may not be able to exert a sufficient function as a fiber reinforcing material. Further, when the fiber diameter of the PPTA fiber composite exceeds 30 μm, the occupied surface area of the PPTA fiber is reduced and the adhesive surface with the thermoplastic resin is reduced, so that the tensile strength, tensile elastic modulus, and bending strength of the molded product are reduced. , The flexural modulus tends to decrease.

本発明のアラミド繊維強化材は、引抜成形法により製造することが好ましい。引抜成形法とは、数千から数万本のフィラメントで構成された繊維ロービングを開繊して引き出しながら、樹脂を含浸させ、所望の長さに切断してストランド状ペレットを形成する方法である。
すなわち、押出機が取り付けられたクロスヘッドダイまたはオフセットダイ中に、開繊したアラミド繊維束を通し、押出機から溶融した熱可塑性樹脂が送り込まれ、アラミド繊維束の繊維間に含浸される。そして熱可塑性樹脂を含浸させたアラミド繊維束は、ダイ出口でダイス等によりしごかれ、余分な樹脂を取り除かれるとともに、冷却されることで、アラミド繊維の配向性が保持される。
本発明では、アラミド繊維束を形成するPPTA繊維複合体に予め硬化性エポキシ化合物を浸透させてあるため、PPTA繊維の配向性を保持しつつ、繊維と繊維の間により均一に熱可塑性樹脂を含浸させることができる。
The aramid fiber reinforcing material of the present invention is preferably produced by a pultrusion molding method. The pultrusion method is a method in which a fiber roving composed of thousands to tens of thousands of filaments is opened and pulled out, impregnated with a resin, and cut to a desired length to form a strand-shaped pellet. ..
That is, the opened aramid fiber bundle is passed through the crosshead die or offset die to which the extruder is attached, and the molten thermoplastic resin is sent from the extruder to be impregnated between the fibers of the aramid fiber bundle. The aramid fiber bundle impregnated with the thermoplastic resin is squeezed by a die or the like at the die outlet to remove excess resin and is cooled to maintain the orientation of the aramid fiber.
In the present invention, since the curable epoxy compound is pre-impregnated into the PPTA fiber composite forming the aramid fiber bundle, the thermoplastic resin is more uniformly impregnated between the fibers while maintaining the orientation of the PPTA fibers. Can be made to.

アラミド繊維強化材中の硬化性エポキシ化合物を浸透させたPPTA繊維複合体の含有量は、熱可塑性樹脂の溶融温度(すなわち樹脂の流動性)を適宜設定することにより調整することができるが、好ましくは10〜80質量%、より好ましくは10〜40質量%である。繊維強化材中の前記PPTA繊維複合体含有率が80質量%を超えると、熱可塑性樹脂の含浸が不充分となりやすく、マトリックス樹脂との混合後、射出成形の際のPPTA繊維複合体の分散性が劣るため、好ましくない。また、繊維強化材中の前記PPTA繊維複合体含有率が10質量%未満では、成形品に十分な機械的特性を付与できないため実用面で好ましくない。 The content of the PPTA fiber composite infiltrated with the curable epoxy compound in the aramid fiber reinforcing material can be adjusted by appropriately setting the melting temperature of the thermoplastic resin (that is, the fluidity of the resin), but it is preferable. Is 10 to 80% by mass, more preferably 10 to 40% by mass. If the content of the PPTA fiber composite in the fiber reinforcing material exceeds 80% by mass, the impregnation of the thermoplastic resin tends to be insufficient, and the dispersibility of the PPTA fiber composite during injection molding after mixing with the matrix resin. Is not preferable because it is inferior. Further, if the content of the PPTA fiber composite in the fiber reinforcing material is less than 10% by mass, sufficient mechanical properties cannot be imparted to the molded product, which is not preferable in terms of practical use.

アラミド繊維束に含浸させる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂;ポリメチルメタクリレート樹脂等のメタクリル系樹脂;ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリ1,4−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート(PCT)樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;ポリオキシメチレン(POM)樹脂;ポリカーボネート(PC)樹脂;ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂;変性ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂;ポリエーテルイミド(PEI)樹脂;ポリスルホン(PSF)樹脂;ポリエーテルスルホン(PES)樹脂;ポリケトン樹脂;ポリエーテルニトリル(PEN)樹脂;ポリエーテルケトン(PEK)樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂;ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂;ポリイミド(PI)樹脂;ポリアミドイミド(PAI)樹脂;またはこれらの樹脂の変性樹脂を挙げることができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独または2種以上混合して用いることができる。未変性樹脂と変性樹脂を混合して用いることもできる。 Examples of the thermoplastic resin to be impregnated in the aramid fiber bundle include polyolefin resins such as polyethylene resin, polypropylene resin and polybutylene resin; methacrylic resins such as polymethylmethacrylate resin; and polystyrene resins such as polystyrene resin, ABS resin and AS resin; Polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, poly 1,4-cyclohexyldimethylene terephthalate (PCT) resin; polyamide-based Resin; Polyvinyl chloride resin; Polyoxymethylene (POM) resin; Polycarbonate (PC) resin; Polyphenylene sulfide (PPS) resin; Modified polyphenylene ether (PPE) resin; Polyetherimide (PEI) resin; Polysulfone (PSF) resin; Polyethersulfone (PES) resin; Polycarbonate resin; Polyethernitrile (PEN) resin; Polyetherketone (PEK) resin; Polyetheretherketone (PEEK) resin; Polyetherketoneketone (PEKK) resin; Polyetherketone (PI) resin Polycarbonateimide (PAI) resins; or modified resins of these resins can be mentioned. These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. An unmodified resin and a modified resin can be mixed and used.

上記のポリアミド系樹脂としては、ジアミンとジカルボン酸とから形成されるポリアミド樹脂及びそれらの共重合体、具体的には、ポリカプロアミド(ナイロン6)樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)樹脂、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)樹脂、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)樹脂、ポリドデカンアミド(ナイロン12)樹脂、ポリヘキサメチレンテレフタラミド(ナイロン6T)樹脂、ポリヘキサンメチレンイソフタラミド(ナイロン6I)樹脂、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ナイロン6/6T)樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ナイロン66/6T)樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ナイロン66/6I)樹脂等のナイロン樹脂及びナイロン共重合体樹脂等を挙げることができる。 Examples of the above-mentioned polyamide resin include a polyamide resin formed from diamine and dicarboxylic acid and a copolymer thereof, specifically, a polycaproamide (nylon 6) resin and a polyhexamethylene adipamide (nylon 66). Resin, polyhexamethylene sebacamide (nylon 610) resin, polyhexamethylene dodecamide (nylon 612) resin, polydodecaneamide (nylon 12) resin, polyhexamethylene terephthalamide (nylon 6T) resin, polyhexanemethylene iso Phtalamide (nylon 6I) resin, polycaproamide / polyhexamethylene terephthalamide copolymer (nylon 6 / 6T) resin, polyhexamethylene adipamide / polyhexamethylene terephthalamide copolymer (nylon 66 / 6T) resin, polyhexamethylene Nylon resins such as adipamide / polyhexamethylene isophthalamide copolymer (nylon 66 / 6I) resin and nylon copolymer resins can be mentioned.

冷却された繊維強化材は、ペレタイザーなどのカッターにより所望の長さに切断されて熱可塑性樹脂配合用の繊維強化材となる。 The cooled fiber reinforced material is cut to a desired length by a cutter such as a pelletizer to become a fiber reinforced material for blending a thermoplastic resin.

繊維強化材を切断する場合、その切断長は1mm〜15mmの範囲が好ましく、切断長が1mm未満では、成形品の機械的特性が向上し難くなる。また、切断長が15mmを超えると、マトリックス樹脂と均一に混合し難くなるため、成形品中のアラミド繊維の分散性が劣るものとなり易い。繊維強化材の平均径は、好ましくは0.1mm〜3mm程度である。 When the fiber reinforcing material is cut, the cutting length is preferably in the range of 1 mm to 15 mm, and if the cutting length is less than 1 mm, it is difficult to improve the mechanical properties of the molded product. Further, if the cutting length exceeds 15 mm, it becomes difficult to uniformly mix with the matrix resin, so that the dispersibility of the aramid fiber in the molded product tends to be inferior. The average diameter of the fiber reinforcing material is preferably about 0.1 mm to 3 mm.

引抜成形法により製造される繊維強化材では、繊維強化材の切断長と繊維強化材中に含まれる繊維の繊維長は、ほぼ等しくなる。そのため、繊維強化材の切断長を短くすることにより、アラミド繊維のアスペクト比(長さ/太さ)が小さくなり、見掛けの曲げ弾性率が向上することでアラミド繊維が曲がり難くなり、配向性向上による成形品の引張強度、引張弾性率、曲げ強度、曲げ弾性率の向上が期待できる。一方で、アラミド繊維を太くすると、繊維質量当りの占有表面積が減少し、マトリックス樹脂との界面が減少することによる成形品の物性低下が懸念される。かかる観点より、繊維強化材の切断長は、切断長(μm)/アラミド繊維の繊維径(μm)の値が、100〜500の範囲にあることが好ましい。 In the fiber reinforced material produced by the pultrusion method, the cutting length of the fiber reinforced material and the fiber length of the fibers contained in the fiber reinforced material are substantially equal. Therefore, by shortening the cutting length of the fiber reinforced material, the aspect ratio (length / thickness) of the aramid fiber becomes smaller, and the apparent flexural modulus improves, which makes it difficult for the aramid fiber to bend and improves the orientation. It is expected that the tensile strength, tensile elastic modulus, bending strength, and flexural modulus of the molded product will be improved. On the other hand, if the aramid fiber is made thicker, the occupied surface area per fiber mass decreases, and there is a concern that the physical properties of the molded product may deteriorate due to the decrease in the interface with the matrix resin. From this point of view, the cutting length of the fiber reinforcing material is preferably in the range of 100 to 500 in the value of the cutting length (μm) / the fiber diameter (μm) of the aramid fiber.

切断されたアラミド繊維強化材は、マトリックス樹脂とドライブレンドされた後、或いはそのままブレンドされずに単独で、射出成形されて成形品が得られる。成形品中のPPTA繊維複合体含有率は、5〜60質量%の範囲で選択されることが好ましい。 The cut aramid fiber reinforcing material is dry-blended with the matrix resin or is not blended as it is and is injection-molded to obtain a molded product. The PPTA fiber composite content in the molded product is preferably selected in the range of 5 to 60% by mass.

上記のマトリックス樹脂は、アラミド繊維束の含浸に用いた熱可塑性樹脂と同一であっても異なっていてもよいが、異なる場合は互いに相溶性のある樹脂を選択することが望ましい。 The above matrix resin may be the same as or different from the thermoplastic resin used for impregnating the aramid fiber bundle, but if they are different, it is desirable to select a resin compatible with each other.

アラミド繊維束の含浸に用いられる熱可塑性樹脂及び/またはマトリックス樹脂は、慣用の添加剤、例えば、滑剤、可塑剤あるいは軟化剤、着色剤、分散剤、離型剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、充填剤などを、一般的な割合で含んでいてもよい。これらの添加剤は、それぞれ単独で、または2種以上を組合せて使用できる。 Thermoplastic resins and / or matrix resins used to impregnate aramid fiber bundles are conventional additives such as lubricants, plasticizers or softeners, colorants, dispersants, mold release agents, stabilizers, antioxidants, etc. An ultraviolet absorber, an antistatic agent, a flame retardant, an antiblocking agent, a filler and the like may be contained in a general ratio. These additives can be used alone or in combination of two or more.

切断した繊維強化材のペレットを単独またはマトリックス樹脂と混合して、射出成形する際の流動状態は一般的なファウンテンフローであり、金型面側にスキン層、内側にコア層が形成され、成形品の断面はスキン/コア/スキン層の3層構造を形成し、スキン層の繊維は流動方向へ配向する傾向があり、コア層の繊維は流動方向と直交する方向へ配向する傾向がある。従って、PPTA繊維複合体の配向性が高くなるとマトリックス樹脂の補強効果が向上して、機械的特性に優れた成形品を得ることができる。 The flow state when injection molding is performed by mixing the cut fiber reinforced plastic pellets alone or with a matrix resin is a general fountain flow, in which a skin layer is formed on the mold surface side and a core layer is formed on the inside, and molding is performed. The cross section of the product forms a three-layer structure of skin / core / skin layer, the fibers of the skin layer tend to be oriented in the flow direction, and the fibers of the core layer tend to be oriented in the direction orthogonal to the flow direction. Therefore, when the orientation of the PPTA fiber composite is increased, the reinforcing effect of the matrix resin is improved, and a molded product having excellent mechanical properties can be obtained.

以下、本発明を実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。なお、実施例中における各測定値は次の方法にしたがった。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, each measured value in an Example followed the following method.

(1)水分率(質量%)
試料約5gの質量を測定し、105℃×4時間処理を行い、24℃、55%RHで5分間放置した後、再度質量を測定する。ここで使う水分率は、[乾燥前質量−乾燥後質量]/[乾燥後質量]×100で得られるドライベース水分率である。
(1) Moisture content (mass%)
The mass of about 5 g of the sample is measured, treated at 105 ° C. for 4 hours, left at 24 ° C. and 55% RH for 5 minutes, and then the mass is measured again. The moisture content used here is the dry base moisture content obtained by { [mass before drying-mass after drying] / [mass after drying] } x 100.

(2)引張り試験、曲げ試験
成形品から試験片を切り出し、ISO527−1,2法に従い、引張特性を評価し、ISO178法に従い、曲げ特性を評価した。試験片は、射出成形にて作製した。測定数は各方向についてn=5とし、全ての測定結果の平均値を求めた。
(2) Tensile test and bending test A test piece was cut out from the molded product, the tensile property was evaluated according to the ISO527-1 and 2 methods, and the bending property was evaluated according to the ISO178 method. The test piece was prepared by injection molding. The number of measurements was n = 5 in each direction, and the average value of all the measurement results was calculated.

(実施例1)
通常の方法で得られたPPTA(分子量約20,000)1kgを4kgの濃硫酸に溶解し、直径0.1mmのホールを1,500個有する口金からせん断速度30,000sec−1となるよう吐出し、4℃の水中に紡糸した後、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液で、10℃×15秒の条件で中和処理し、その後、110℃×15秒間の低温乾燥をして、水分率35%の処理前のPPTA繊維になるように調製した。
このPPTA繊維、硬化性エポキシ化合物としてトリグリセロールトリグリシジルエーテルと浸透助剤(質量比1/1)を含むディップ浴に通し、ロールで絞り、付着量を調整し、105℃で4時間乾燥させることにより、水分率0質量%換算としたときのPPTA繊維質量に対し、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を2質量%浸透させたPPTA繊維複合体を製造した。
(Example 1)
1 kg of PPTA (molecular weight of about 20,000) obtained by a usual method is dissolved in 4 kg of concentrated sulfuric acid, and discharged from a mouthpiece having 1,500 holes with a diameter of 0.1 mm so as to have a shear rate of 30,000 sec -1. Then, after spinning in water at 4 ° C., neutralization treatment was performed with a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution under the conditions of 10 ° C. × 15 seconds, and then low-temperature drying at 110 ° C. × 15 seconds was performed to obtain a moisture content. Prepared to be 35% untreated PPTA fiber.
The PPTA fiber is passed through a dip bath containing triglycerol triglycidyl ether as a curable epoxy compound and a penetrating aid (mass ratio 1/1), squeezed with a roll, the amount of adhesion is adjusted, and dried at 105 ° C. for 4 hours. As a result, a PPTA fiber composite was produced in which a curable epoxy compound and a penetrating aid were impregnated in an amount of 2% by mass with respect to the mass of the PPTA fiber when the water content was converted to 0% by mass.

上記のPPTA繊維複合体(繊維径;20μm)を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、PPTA繊維複合体1,500本よりなるアラミド繊維束に、250℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ7mmに切断し、アラミド繊維含有率30質量%のペレット状(円柱状)の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度230℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
An aramid fiber reinforcing material was produced using the above PPTA fiber composite (fiber diameter; 20 μm). In the impregnation die, an aramid fiber bundle consisting of 1,500 PPTA fiber composites is impregnated with a polypropylene resin melted at a temperature of 250 ° C., and then cut into a length of 7 mm with a pelletizer to have an aramid fiber content of 30 mass. % Pellet-like (cylindrical) fiber reinforced material was obtained.
The obtained pellets were injection molded by an injection molding machine at a temperature of 230 ° C. to obtain a molded product. The tensile characteristics and bending characteristics of the obtained molded product were measured.

(実施例2)
通常の方法で得られたPPTA(分子量約20,000)1kgを4kgの濃硫酸に溶解し、直径0.1mmのホールを1,500個有する口金からせん断速度30,000sec−1となるよう吐出し、4℃の水中に紡糸した後、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液で、10℃×15秒の条件で中和処理し、その後、110℃×15秒間の低温乾燥をして、水分率35%の処理前のPPTA繊維になるように調製した。
このPPTA繊維、硬化性エポキシ化合物としてトリグリセロールトリグリシジルエーテルと浸透助剤(質量比1/1)を含むディップ浴に通し、ロールで絞り、付着量を調整し、105℃で4時間乾燥させることにより、水分率0質量%換算としたときのPPTA繊維質量に対し、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を2質量%浸透させたPPTA繊維複合体を製造した。
(Example 2)
1 kg of PPTA (molecular weight of about 20,000) obtained by a usual method is dissolved in 4 kg of concentrated sulfuric acid, and discharged from a mouthpiece having 1,500 holes with a diameter of 0.1 mm so as to have a shear rate of 30,000 sec -1. Then, after spinning in water at 4 ° C., neutralization treatment was performed with a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution under the conditions of 10 ° C. × 15 seconds, and then low-temperature drying at 110 ° C. × 15 seconds was performed to obtain a moisture content. Prepared to be 35% untreated PPTA fiber.
The PPTA fiber is passed through a dip bath containing triglycerol triglycidyl ether as a curable epoxy compound and a penetrating aid (mass ratio 1/1), squeezed with a roll, the amount of adhesion is adjusted, and dried at 105 ° C. for 4 hours. As a result, a PPTA fiber composite was produced in which a curable epoxy compound and a penetrating aid were impregnated in an amount of 2% by mass with respect to the mass of the PPTA fiber when the water content was converted to 0% by mass.

上記のPPTA繊維複合体(繊維径;12μm)を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、PPTA繊維複合体1,500本よりなるアラミド繊維束に、250℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ7mmに切断し、アラミド繊維含有率30質量%のペレット状(円柱状)の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度230℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
An aramid fiber reinforcing material was produced using the above PPTA fiber composite (fiber diameter; 12 μm). In the impregnation die, an aramid fiber bundle consisting of 1,500 PPTA fiber composites is impregnated with a polypropylene resin melted at a temperature of 250 ° C., and then cut into a length of 7 mm with a pelletizer to have an aramid fiber content of 30 mass. % Pellet-like (cylindrical) fiber reinforced material was obtained.
The obtained pellets were injection molded by an injection molding machine at a temperature of 230 ° C. to obtain a molded product. The tensile characteristics and bending characteristics of the obtained molded product were measured.

(比較例1〜2)
繊維径20μと繊維径12μのポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)繊維(Kevlar(R))を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維1,500本よりなるアラミド繊維束に、250℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ7mmに切断し、アラミド繊維含有率30質量%のペレット状(円柱状)の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度230℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
(Comparative Examples 1-2)
Fiber diameter 20 [mu] m and polyparaphenylene terephthalamide fiber diameter 12μ m (PPTA) fibers using the (Kevlar (R)) was prepared aramid fiber reinforcement. In the impregnation die, an aramid fiber bundle consisting of 1,500 polyparaphenylene terephthalamide fibers was impregnated with a polypropylene resin melted at a temperature of 250 ° C., and then cut into a length of 7 mm with a pelletizer to obtain an aramid fiber content. A pellet-shaped (cylindrical) fiber reinforcing material of 30% by mass was obtained.
The obtained pellets were injection molded by an injection molding machine at a temperature of 230 ° C. to obtain a molded product. The tensile characteristics and bending characteristics of the obtained molded product were measured.

実施例及び比較例で得られた成形品について、上記の方法により引張特性、曲げ特性を評価した結果を表1にまとめて示す。 Table 1 shows the results of evaluating the tensile properties and bending properties of the molded products obtained in Examples and Comparative Examples by the above method.

Figure 0006775875
Figure 0006775875

表1の結果より、本発明の繊維強化材を用いることにより、引張強度、曲げ強度が向上したPP成形品を得ることができた。 From the results in Table 1, it was possible to obtain a PP molded product with improved tensile strength and bending strength by using the fiber reinforced material of the present invention.

繊維径20μmのアラミド繊維束と繊維径12μmのアラミド繊維束を比較すると、繊維径が大きいアラミド繊維は、それより繊維径の小さいアラミド繊維に比べて繊維全表面積が小さくなるが、成形品の機械的特性面での悪影響は殆んどなく、繊維径の小さいアラミド繊維と同等以上の結果であった。 Comparing the aramid fiber bundle with a fiber diameter of 20 μm and the aramid fiber bundle with a fiber diameter of 12 μm, the aramid fiber having a large fiber diameter has a smaller total fiber surface area than the aramid fiber having a smaller fiber diameter, but the machine of the molded product. There was almost no adverse effect on the characteristics, and the results were equal to or better than those of aramid fibers having a small fiber diameter.

本発明の繊維強化材は、公知の加工法で加工することにより、優れた耐熱性と機械的特性を具備する材料が求められる自動車構造材や各種部品、電子機器筐体や各種部品、精密機械部品等、様々な用途に用いることができ、その実用的価値は大である。 The fiber reinforced material of the present invention is required to have excellent heat resistance and mechanical properties by being processed by a known processing method, such as automobile structural materials and various parts, electronic device housings and various parts, and precision machinery. It can be used for various purposes such as parts, and its practical value is great.

Claims (8)

繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物(ただし、硬化剤を含まない。)を0.1〜10質量%浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を含浸させてなることを特徴とするアラミド繊維強化材。 Heat is generated between the fibers of the aramid long fiber bundle composed of the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite in which 0.1 to 10% by mass of a curable epoxy compound (but does not contain a curing agent) is impregnated into the fiber skeleton . An aramid fiber reinforcing material characterized by being impregnated with a plastic resin. ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体の繊維径が10μm〜30μmである請求項1に記載のアラミド繊維強化材。 The aramid fiber reinforcing material according to claim 1, wherein the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite has a fiber diameter of 10 μm to 30 μm. 硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる1種類、または2種類以上の混合物である請求項1または2に記載のアラミド繊維強化材。 Curable epoxy compounds are glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, diglycerol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, penta. The aramid fiber reinforcing material according to claim 1 or 2, which is one kind selected from erythritol polyglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether, or a mixture of two or more kinds. 硬化性エポキシ化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物である請求項1または2に記載のアラミド繊維強化材。 The aramid fiber reinforcing material according to claim 1 or 2, wherein the curable epoxy compound is an epoxy compound having a bisphenol skeleton. 硬化性エポキシ化合物とさらに浸透助剤を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体である請求項1〜4のいずれかに記載のアラミド繊維強化材。 The aramid fiber reinforcing material according to any one of claims 1 to 4, which is a polyparaphenylene terephthalamide fiber composite in which a curable epoxy compound and a penetrating aid are further impregnated. 浸透助剤が、下記一般式(I)で表される化合物である請求項5に記載のアラミド繊維強化材。
Figure 0006775875
(式中、Rは炭素原子数1〜10のアルキル基または炭素原子数1〜10のアルケニル基であり、Rは水素原子、または炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数1〜5のアルケニル基を示す。また、Aは炭素原子数2〜4のアルキレン基を示し、nはオキシアルキレン基(AO)の平均付加モル数を表す1〜10の整数である。なお、−(AO)−においては、単一のオキシアルキレン基が付加していても、2種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。)
The aramid fiber reinforcing material according to claim 5, wherein the permeation aid is a compound represented by the following general formula (I).
Figure 0006775875
(In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or 1 carbon atom. . shows the 5 alkenyl group also, a is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n is an integer from 1 to 10 representing the average number of moles added of the oxyalkylene group (AO) Incidentally,. - In (AO)-, a single oxyalkylene group may be added, or two or more types of oxyalkylene groups may be added.)
請求項1〜6のいずれかに記載のアラミド繊維強化材を切断してなり、その切断長(μm)/アラミド繊維の繊維径(μm)の値が、100〜500の範囲であることを特徴とするアラミド繊維強化材。 The aramid fiber reinforcing material according to any one of claims 1 to 6 is cut, and the value of the cut length (μm) / fiber diameter (μm) of the aramid fiber is in the range of 100 to 500. Aramid fiber reinforcement material. 請求項7に記載のアラミド繊維強化材と熱可塑性樹脂とを混合、あるいはアラミド繊維強化材単独で、射出成形してなることを特徴とする成形品。
A molded product obtained by mixing the aramid fiber reinforcing material according to claim 7 with a thermoplastic resin, or injection molding the aramid fiber reinforcing material alone.
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