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JP6941940B2 - Polyparaphenylene terephthalamide fiber composite, polycarbonate resin composite containing it - Google Patents
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Polyparaphenylene terephthalamide fiber composite, polycarbonate resin composite containing it Download PDF

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Description

本発明は、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体およびそれを構成要素として含むポリカーボネート樹脂複合材に関するものである。 The present invention relates to a polyparaphenylene terephthalamide fiber complex and a polycarbonate resin composite material containing the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite as a constituent element.

ポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下、PPTAと記すことがある。)繊維は、紡糸時にポリマー溶解の溶媒として濃硫酸を用い液晶状態とした後、口金によるせん断を与えて結晶化度の高い糸に形成される。溶媒である濃硫酸は、紡糸直後に水洗およびアルカリにより中和処理され、200℃以上で乾燥・熱処理された後、フィラメントとして巻き取られて製造されることが知られている(特許文献1)。 Polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter, may be referred to as PPTA) fiber is formed into a highly crystallized yarn by applying shear with a mouthpiece after making it into a liquid crystal state using concentrated sulfuric acid as a solvent for dissolving the polymer at the time of spinning. Will be done. It is known that concentrated sulfuric acid, which is a solvent, is produced by washing with water and neutralizing with an alkali immediately after spinning, drying and heat-treating at 200 ° C. or higher, and then winding up as a filament (Patent Document 1). ..

PPTA繊維は、高強度、高弾性率、高耐熱性、非導電性、錆びないなどの高い機能性と、有機繊維特有のしなやかさと、軽量性を併せ持った合成繊維である。これらの特徴から、自動車や自動二輪、および自転車用のタイヤ、自動車用歯付きベルト、コンベヤ等のゴム補強材料、あるいは光ファイバーケーブルの補強やロープ等として利用されている。さらに、防弾チョッキや、刃物に対して切れにくい性質を利用した作業用手袋や作業服などの防護衣料への応用、燃え難さを利用した消防服への応用等も行われている。 PPTA fiber is a synthetic fiber that has high functionality such as high strength, high elastic modulus, high heat resistance, non-conductivity, and rust resistance, as well as suppleness peculiar to organic fiber and light weight. Due to these characteristics, it is used as a rubber reinforcing material for automobiles, motorcycles, bicycle tires, automobile toothed belts, conveyors, etc., or as a reinforcement or rope for optical fiber cables. Furthermore, it is also applied to bulletproof vests, protective clothing such as work gloves and work clothes that are hard to cut against cutlery, and firefighting clothes that are hard to burn.

しかし、PPTA繊維は化学的に安定であり、そのままの状態では樹脂やゴムなどの材料に対する親和性が劣るため、何らかの前処理が必要とされることがある。 However, PPTA fibers are chemically stable and have inferior affinity for materials such as resin and rubber as they are, so some pretreatment may be required.

一般的に強化繊維(例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等)を樹脂に適用して樹脂を改質する手段として、強化繊維のチョップドストランドと熱可塑性樹脂をドライブレンドしたものを押出機で押出し、強化繊維を熱可塑性樹脂中に分散させてペレット化し、このペレットを熱可塑性樹脂に添加して所望の成形を行い成形品を得る方法が知られている。しかし、この方法では強化繊維の配合量を高くできないため、所望の樹脂特性が得られ難い問題点がある。 Generally, as a means of applying reinforcing fibers (for example, aramid fibers, carbon fibers, glass fibers, etc.) to a resin to modify the resin, a dry blend of chopped strands of the reinforcing fibers and a thermoplastic resin is used in an extruder. A method is known in which extruded and reinforced fibers are dispersed in a thermoplastic resin and pelletized, and the pellets are added to the thermoplastic resin to perform desired molding to obtain a molded product. However, since this method cannot increase the blending amount of the reinforcing fibers, there is a problem that it is difficult to obtain desired resin properties.

さらに、強化繊維の連続繊維束を溶融した熱可塑性樹脂中に通し、プルトリュージョン法により強化繊維束を熱可塑性樹脂で被覆した後、ペレット化する方法、または、強化繊維の連続繊維束を熱可塑性樹脂エマルジョンに浸漬した後、乾燥したものを切断してペレット化する方法等もある。前者のプルトリュージョン法によれば、従来品に比べて、成形品の機械的特性が10〜20%程度向上するものの、更なる向上が望まれている。 Further, a method in which a continuous fiber bundle of reinforcing fibers is passed through a molten thermoplastic resin, the reinforcing fiber bundle is coated with a thermoplastic resin by a plutolation method, and then pelletized, or a continuous fiber bundle of reinforcing fibers is heated. There is also a method of immersing in a plastic resin emulsion and then cutting the dried material to pelletize it. According to the former pull lution method, the mechanical properties of the molded product are improved by about 10 to 20% as compared with the conventional product, but further improvement is desired.

後者の連続繊維束を熱可塑性樹脂エマルジョンに浸漬、乾燥する方法は、主としてガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維について多くの検討がなされている。
例えば、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂エマルジョンに、ガラス繊維束を浸漬し、付着した樹脂を乾燥もしくは乾燥溶融し、樹脂で被覆されたガラス繊維束を所定長さに切断して得たペレットと熱可塑性樹脂を配合したものを押出成形してなる樹脂組成物は、チョップドストランド法で得た樹脂組成物に比べ、引張強さ、曲げ強さ、弾性率、耐衝撃性等の点で優れることが開示されている(特許文献2)。
また、ジエン系モノマー(ブタジエン)−スチレン共重合体で、ガラス転移点が20℃〜100℃の熱可塑性樹脂エマルジョンを連続繊維(ガラス繊維、炭素繊維)束に付着させ、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点〜300℃の温度で乾燥溶融した連続繊維束を所定長さに切断して得た樹脂ペレットは、ポリカーボネート樹脂中での分散性が良好であることが開示されている(特許文献3)。
さらに、アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル−メタクリル酸グリシジル共重合体あるいはアクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル−スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂エマルジョンを、エポキシシランカップリング剤と共に連続繊維(炭素繊維)束に付着させたものを所定長さに切断し、切断した繊維束をポリプロピレン樹脂に混練して得たペレットを用いて成形した成形品は、エポキシ系サイジング剤を付着させたペレットを用いて成形した成形品に比べ、引張破断強度、曲げ強さ、アイゾット強度に優れることが開示されている(特許文献4)。
The latter method of immersing a continuous fiber bundle in a thermoplastic resin emulsion and drying it has been studied mainly for inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers.
For example, a glass fiber bundle is immersed in an acrylonitrile-styrene copolymer resin emulsion, the adhered resin is dried or dried and melted, and the resin-coated glass fiber bundle is cut to a predetermined length to obtain pellets and heat. A resin composition obtained by extrusion-molding a mixture of a plastic resin is superior in terms of tensile strength, bending strength, elasticity, impact resistance, etc., as compared with a resin composition obtained by the chopped strand method. It is disclosed (Patent Document 2).
Further, a thermoplastic resin emulsion which is a diene-based monomer (butadiene) -styrene copolymer and has a glass transition point of 20 ° C. to 100 ° C. is adhered to a bundle of continuous fibers (glass fibers, carbon fibers), and the glass of the thermoplastic resin is attached. It is disclosed that the resin pellets obtained by cutting a continuous fiber bundle dried and melted at a temperature of a transition point to 300 ° C. to a predetermined length have good dispersibility in a polycarbonate resin (Patent Document 3). ..
Further, a 4-t-butylcyclohexyl methacrylate-glycidyl methacrylate copolymer or a 4-t-butylcyclohexyl-styrene-maleic anhydride copolymer resin emulsion of acrylate is added to a continuous fiber (carbon fiber) together with an epoxysilane coupling agent. ) The molded product adhered to the bundle is cut to a predetermined length, and the cut fiber bundle is kneaded with polypropylene resin to obtain a molded product, which is formed by using pellets to which an epoxy sizing agent is attached. It is disclosed that the tensile breaking strength, bending strength, and icott strength are superior to those of the molded molded product (Patent Document 4).

米国特許第3,767,756号明細書U.S. Pat. No. 3,767,756 特開平10−330503号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-330503 特開2000−167828号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-167828 特開2005−146431号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-146431

しかしながら、特許文献2および特許文献3に開示されている付着樹脂溶融法は、繊維束に対する樹脂付着量が増加する点で優れているが、付着樹脂の繊維に対する親和性が乏しい場合、付着樹脂が繊維表面から脱落するおそれがある。一方、特許文献4に開示されている樹脂エマルジョン付着法は、シランカップリング剤等の助剤が必要であると共に、炭素繊維束をプレサイジング処理する必要があることから、処理工程が煩雑である。 However, the adherent resin melting method disclosed in Patent Documents 2 and 3 is excellent in that the amount of resin adhered to the fiber bundle increases, but when the adhesive resin has poor affinity for the fibers, the adherent resin becomes It may fall off from the fiber surface. On the other hand, the resin emulsion adhesion method disclosed in Patent Document 4 requires an auxiliary agent such as a silane coupling agent and also requires presizing treatment of the carbon fiber bundle, so that the treatment step is complicated. ..

ところで、各種熱可塑性樹脂の中でも、とりわけポリカーボネート樹脂は、卓越した耐衝撃性を有しており、ガラス転移点が高く荷重たわみ温度が高いことから、高強度、高弾性率、高耐熱性、非導電性、錆びない等の高機能性、しなやかさ、軽量性を併せ持ったアラミド繊維と複合化することにより、従来無かった高機能複合材となり得る可能性がある。
本発明の目的は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、ポリカーボネート樹脂と親和性があるポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体、およびそれを構成要素として含むポリカーボネート樹脂複合材を提供することにある。
By the way, among various thermoplastic resins, polycarbonate resin has excellent impact resistance, has a high glass transition point and a high deflection temperature under load, and therefore has high strength, high elastic modulus, high heat resistance, and non-conformity. By combining with aramid fiber, which has high functionality such as conductivity and rust resistance, suppleness, and light weight, there is a possibility that it can be a highly functional composite material that has never existed in the past.
An object of the present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a polyparaphenylene terephthalamide fiber composite having an affinity for a polycarbonate resin, and a polycarbonate resin composite material containing the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite as a constituent element. ..

本発明者等は、ポリカーボネート樹脂と親和性があるポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体に関し鋭意検討を行った結果、水分量が15質量%未満になった履歴を有しない水分量15〜200質量%に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、アクリル系樹脂ディスパージョンを付着浸透させることにより、ポリカーボネート樹脂と親和性がある繊維複合体が得られることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は以下の通りである。
As a result of diligent studies on a polyparaphenylene terephthalamide fiber composite having an affinity for a polycarbonate resin, the present inventors have no history of a water content of less than 15% by mass, and the water content is 15 to 200% by mass. the polyparaphenylene terephthalamide fibers in skeletal adjusted to, by attaching permeate acrylic resins dispersion, found that fiber composite is compatible with the polycarbonate resin obtained, have reached the present invention.
That is, the present invention is as follows.

(1)水分量が15質量%未満になった履歴を有しない水分量15〜200質量%に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、(メタ)アクリル酸エステルもしくはアクリロニトリルと、不飽和カルボン酸と、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物との共重合体であって、不飽和カルボン酸を5〜50質量%含有する酸変性アクリル系樹脂ディスパージョンを、上記繊維の水分量を0質量%に換算したときの繊維質量に対して、固形分として0.1質量%以上10.0質量%以下、付着浸透させたことを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。
(2)酸変性アクリル系樹脂が3〜4元共重合体であり、(メタ)アクリル酸エステルが、(メタ)アクリル酸メチルまたは(メタ)アクリル酸エチルであり、不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸から選ばれる1種または2種以上である、前記(1)に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。
)樹脂ディスパージョンの平均粒径が20〜300nmである、前記(1)または(2)に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。
)前記(1)〜()のいずれかに記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体を構成要素として含むことを特徴とするポリカーボネート樹脂複合材。
(1) There is no history that the water content is less than 15% by mass. In the polyparaphenylene terephthalamide fiber skeleton adjusted to a water content of 15 to 200% by mass, (meth) acrylic acid ester or acrylonitrile is unsaturated. An acid-modified acrylic resin dispersion which is a copolymer of a carboxylic acid and another copolymerizable ethylenically unsaturated compound and contains 5 to 50% by mass of the unsaturated carboxylic acid is provided with the water content of the fiber. The polyparaphenylene terephthalamide fiber composite is characterized in that the solid content is 0.1% by mass or more and 10.0% by mass or less with respect to the fiber mass when converted to 0% by mass.
(2) The acid-modified acrylic resin is a 3- to quaternary copolymer, the (meth) acrylic acid ester is methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate, and the unsaturated carboxylic acid is acrylic. The polyparaphenylene terephthalamide fiber composite according to (1) above, which is one or more selected from acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride.
( 3 ) The polyparaphenylene terephthalamide fiber complex according to (1) or (2) above, wherein the average particle size of the resin dispersion is 20 to 300 nm.
( 4 ) A polycarbonate resin composite material comprising the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite according to any one of (1) to ( 3) above as a constituent element.

本発明によれば、樹脂が付着浸透していないポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維と比べ、ポリカーボネート樹脂との接着性が向上する。それにより、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維本来の高ヤング率を保持しつつ、ポリカーボネート樹脂等の強化繊維として有用な繊維複合体を提供できる。このポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体は、複合材料で幅広い用途に展開できる。 According to the present invention, the adhesiveness to the polycarbonate resin is improved as compared with the polyparaphenylene terephthalamide fiber to which the resin has not adhered and penetrated. Thereby, it is possible to provide a fiber composite useful as a reinforcing fiber such as a polycarbonate resin while maintaining the original high Young's modulus of the polyparaphenylene terephthalamide fiber. This polyparaphenylene terephthalamide fiber complex can be used in a wide range of applications as a composite material.

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 para-phenylenediamine, 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℃の乾燥・熱処理をして得られる。 In ordinary PPTA fibers, PPTA is dissolved in concentrated sulfuric acid, the viscous solution is extruded from a spinneret, 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-treating at 120 to 500 ° C.

本発明において、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、樹脂ディスパージョン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、浸透させた樹脂ディスパージョン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、樹脂ディスパージョンの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35〜50質量%である。 In the present invention, 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 in 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. 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 before 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 50, from the viewpoints of the permeability of the resin dispersion into the PPTA fiber skeleton, the ease of adjusting the water content of the PPTA fiber, the production efficiency, and the like. It is by mass, particularly preferably 35 to 50% by mass.

本発明の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重量%の状態を保つようなPPTA繊維とし、該PPTA繊維骨格内に樹脂ディスパージョンを付着浸透させることによって得られる。PPTA繊維の結晶サイズが50オングストローム以上になると、樹脂ディスパージョンを繊維骨格内に浸透させることが難しくなる。ここで、付着浸透としたのは、樹脂ディスパージョンをPPTA繊維骨格内に浸透させる際にPPTA繊維表面に付着する樹脂ディスパージョンも含まれることを意味する。 The PPTA fiber composite of the present invention maintains a state in which the crystal size of the PPTA fiber is less than 50 angstroms and the moisture content is 15 to 200% by weight while changing the heat treatment conditions at a temperature of 100 to 160 ° C. It is obtained by making PPTA fibers that can be maintained and adhering and permeating the resin dispersion into the PPTA fiber skeleton. When the crystal size of the PPTA fiber is 50 angstroms or more, it becomes difficult to allow the resin dispersion to penetrate into the fiber skeleton. Here, the term “adhesive permeation” means that the resin dispersion that adheres to the surface of the PPTA fiber when the resin dispersion is permeated into the PPTA fiber skeleton is also included.

また、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、樹脂ディスパージョンが浸透し易い状態を保持することができるからである。 Further, it is desirable that the PPTA fiber does not have a history of being dried to a moisture content of less than 15% by mass after spinning. This is because by using PPTA fibers whose water content is always adjusted to 15% by mass or more, it is possible to maintain a state in which the resin dispersion easily permeates.

上記の水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に浸透させる樹脂ディスパージョンは、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤を併用しないことが、処理工程の煩雑化や成形品の機械的特性低下を防止するという観点からは好ましいが、所望により併用しても良い。樹脂ディスパージョンがシランカップリング剤を含有する場合、PPTA繊維骨格内にわずかに存在する官能基と優先的に反応することで、ディスパージョン中の樹脂との親和性を阻害するおそれがある。 The treatment step is that the resin dispersion permeated into the PPTA fiber skeleton adjusted to have a water content of 15 to 200% by mass does not use a silane coupling agent such as aminopropyltrimethoxysilane or aminopropyltriethoxysilane in combination. Although it is preferable from the viewpoint of preventing the complexity of the above and the deterioration of the mechanical properties of the molded product, it may be used in combination if desired. When the resin dispersion contains a silane coupling agent, it may hinder the affinity with the resin in the dispersion by preferentially reacting with the functional groups slightly present in the PPTA fiber skeleton.

樹脂ディスパージョンを付着浸透させたPPTA繊維複合体を、例えば、巻き取り工程でボビンに巻き取り、その後ボビンから巻き出し、熱処理して水分を除去し、水分率を15質量%未満とすることにより、本発明のPPTA繊維複合体を得ることができる。 The PPTA fiber composite to which the resin dispersion is adhered and permeated is, for example, wound on a bobbin in a winding step, then unwound from the bobbin, heat-treated to remove water, and the water content is reduced to less than 15% by mass. , The PPTA fiber composite of the present invention can be obtained.

樹脂ディスパージョンは、PPTA繊維の水分量を0%に換算した繊維質量に対して、固形分として0.1〜10.0質量%、より好ましくは0.2〜5.0質量%付着浸透させるのがよい。付着浸透量が少ないと接着性付与効果が充分発揮されなくなるおそれがある。 The resin dispersion adheres and permeates 0.1 to 10.0% by mass, more preferably 0.2 to 5.0% by mass, as a solid content with respect to the fiber mass in which the water content of the PPTA fiber is converted to 0%. Is good. If the amount of adhesion permeation is small, the effect of imparting adhesiveness may not be sufficiently exhibited.

本発明では、水分量が15質量%未満になった履歴を有しない水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に浸透させる樹脂ディスパージョンとして、アクリル系またはスチレン系樹脂ディスパージョンが用いられる。 In the present invention, the acrylic or styrene resin dispersion is used as a resin dispersion that does not have a history of having a water content of less than 15% by mass and is allowed to permeate into the PPTA fiber skeleton adjusted to a water content of 15 to 200% by mass. Used.

(アクリル系樹脂ディスパージョン)
アクリル系樹脂ディスパージョンを構成するアクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、アクリロニトリル系共重合体等が挙げられる。なお、本発明において(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを意味する。
(Acrylic resin dispersion)
Examples of the acrylic resin constituting the acrylic resin dispersion include (meth) acrylic acid ester-based copolymers and acrylonitrile-based copolymers. In the present invention, the (meth) acrylic acid ester means an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester.

前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は、(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物との共重合体であり、前記アクリロニトリル系共重合体は、アクリロニトリルと他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物との共重合体である。 The (meth) acrylic acid ester-based copolymer is a copolymer of a (meth) acrylic acid ester and another copolymerizable ethylenically unsaturated compound, and the acrylonitrile-based copolymer is an acrylonitrile and another. It is a copolymer with a copolymerizable ethylenically unsaturated compound.

アクリル系樹脂としては、PPTA繊維骨格内への浸透性およびポリカーボネート樹脂に対する接着性の観点から、(メタ)アクリル酸エステルまたはアクリロニトリルと、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物との2〜4元共重合体が好ましい。質量平均分子量(Mw)は、2,000〜100,000程度が好ましい。 As the acrylic resin, 2 to 4 of a (meth) acrylic acid ester or acrylonitrile and another copolymerizable ethylenically unsaturated compound from the viewpoint of permeability into the PPTA fiber skeleton and adhesion to a polycarbonate resin. The original copolymer is preferable. The mass average molecular weight (Mw) is preferably about 2,000 to 100,000.

前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソ−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸イソ−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル等の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘプチル、(メタ)アクリル酸シクロオクチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等のヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;等が挙げられる。これらの化合物は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、入手容易性、PPTA繊維骨格内への浸透性の点より、脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル類が好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルがより好ましい。 Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylic acid, n-propyl (meth) acrylic acid, iso-propyl (meth) acrylic acid, and n-butyl (meth) acrylic acid. , (Meta) acrylate sec-butyl, (meth) acrylate iso-butyl, (meth) acrylate tert-butyl, (meth) acrylate n-pentyl, (meth) acrylate -2-ethylhexyl, etc. (Meta) acrylic acid esters having a hydrocarbon group; cyclopentyl (meth) acrylic acid, cyclohexyl (meth) acrylic acid, cycloheptyl (meth) acrylic acid, cyclooctyl (meth) acrylic acid, isobornyl (meth) acrylic acid, etc. (Meta) acrylic acid esters having an alicyclic hydrocarbon group; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) Examples thereof include (meth) acrylic acid esters having a hydroxyalkyl group such as 3-hydroxybutyl acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth) acrylates having an aliphatic hydrocarbon group are preferable from the viewpoint of availability and permeability into the PPTA fiber skeleton, and methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate. Is more preferable.

他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和カルボン酸;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等の窒素含有化合物;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有化合物;スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;ベンジル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル;アミノエチル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル;グリシジル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル;ビニルピリジン、(メタ)アクリルアミド等の窒素含有化合物;1,3−ブタジエン、イソプレン等の脂肪族共役ジエン;等が挙げられる。これらの化合物は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Other copolymerizable ethylenically unsaturated compounds include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, cyclohexene. Unsaturated carboxylic acids such as dicarboxylic acids; vinyl carboxylic acid esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; nitrogen-containing compounds such as (meth) acrylamide and (meth) acrylonitrile; epoxy group-containing compounds such as glycidyl (meth) acrylate; Aromatic vinyl compounds such as styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene; unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as benzyl (meth) acrylate; aminoethyl (meth) Unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters such as acrylates; unsaturated carboxylic acid glycidyl esters such as glycidyl (meth) acrylates; nitrogen-containing compounds such as vinylpyridine and (meth) acrylamide; aliphatic conjugates such as 1,3-butadiene and isoprene. Jien; etc. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

これらの化合物の中でも、入手容易性、アクリル系樹脂ディスパージョンの安定性の点より、不飽和カルボン酸、芳香族ビニル化合物またはエポキシ基含有化合物が好ましく、特に不飽和カルボン酸が好ましい。不飽和カルボン酸は、1種または2種以上を任意に組み合わせて用いることができる。 Among these compounds, unsaturated carboxylic acids, aromatic vinyl compounds or epoxy group-containing compounds are preferable, and unsaturated carboxylic acids are particularly preferable, from the viewpoint of availability and stability of acrylic resin dispersion. The unsaturated carboxylic acid can be used alone or in any combination of two or more.

不飽和カルボン酸を共重合することにより、カルボキシル基を有する酸変性アクリル系樹脂を得ることができるが、不飽和カルボン酸の中でも、入手容易性の点より、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましい。また、無水マレイン酸を他の単量体として用いる場合、スチレン等の芳香族ビニル化合物をさらに共重合することにより、無水マレイン酸の比率を上げることができ、ポリカーボネート樹脂に対する接着性を向上させることができる。 By copolymerizing an unsaturated carboxylic acid, an acid-modified acrylic resin having a carboxyl group can be obtained. Among the unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, etc. Maleic anhydride is preferred. When maleic anhydride is used as another monomer, the ratio of maleic anhydride can be increased by further copolymerizing an aromatic vinyl compound such as styrene, and the adhesiveness to the polycarbonate resin can be improved. Can be done.

酸変性アクリル系樹脂において、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体を構成する全単量体中における、(メタ)アクリル酸エステル及び不飽和カルボン酸以外の他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物の比率は、PPTA繊維骨格内への浸透性および樹脂ディスパージョンの安定性の点より、合計で、50〜99質量%であることが好ましく、50〜95質量%であることがより好ましい。不飽和カルボン酸の比率は、1〜50質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましい。不飽和カルボン酸の比率は、酸変性アクリル系樹脂の酸価が、0.1〜500になるように決めることが好ましい。
なお、酸価は、試料中のカルボキシル基を中和するのに要する水酸化カリウムの量を、試料1.0gに対するmg数で表したもので、試料中のカルボキシル基の含有量を示す尺度である
In acid-modified acrylic resins, copolymerizable ethylenically unsaturated substances other than (meth) acrylic acid esters and unsaturated carboxylic acids in all the monomers constituting the (meth) acrylic acid ester-based copolymers. The ratio of the compounds is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 50 to 95% by mass in total, from the viewpoint of permeability into the PPTA fiber skeleton and stability of the resin dispersion. The ratio of the unsaturated carboxylic acid is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 50% by mass. The ratio of the unsaturated carboxylic acid is preferably determined so that the acid value of the acid-modified acrylic resin is 0.1 to 500.
The acid value is the amount of potassium hydroxide required to neutralize the carboxyl group in the sample expressed in mg with respect to 1.0 g of the sample, and is a scale indicating the content of the carboxyl group in the sample. be

(スチレン系樹脂ディスパージョン)
スチレン系樹脂ディスパージョンを構成するスチレン系樹脂としては、カルボキシル基を有する酸変性スチレン系樹脂が好ましく用いられる。前記スチレン系樹脂としては、芳香族ビニル化合物と他の共重合可能な不飽和化合物との共重合体が挙げられる。
(Styrene resin dispersion)
As the styrene resin constituting the styrene resin dispersion, an acid-modified styrene resin having a carboxyl group is preferably used. Examples of the styrene-based resin include copolymers of aromatic vinyl compounds and other copolymerizable unsaturated compounds.

スチレン系樹脂としては、ポリカーボネート樹脂に対する接着性の観点から、スチレンと、共重合可能な不飽和化合物との2〜4元共重合体で、酸価が0.1〜500の共重合体が好ましい。質量平均分子量(Mw)は、2,000〜100,000程度が好ましい。 As the styrene resin, a copolymer of styrene and a copolymerizable unsaturated compound, which is a 2 to 4 element copolymer and has an acid value of 0.1 to 500, is preferable from the viewpoint of adhesiveness to the polycarbonate resin. .. The mass average molecular weight (Mw) is preferably about 2,000 to 100,000.

前記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
他の共重合可能な不飽和化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和カルボン酸;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;ビニルピリジン、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等の窒素含有化合物;等が挙げられる。これらの化合物は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、入手容易性、樹脂ディスパージョンの安定性の点より、ジエン類、不飽和カルボン酸または窒素含有化合物が好ましく、不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましい。
Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and the like.
Other copolymerizable unsaturated compounds include, for example, dienes such as butadiene, isoprene, chloroprene; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, anhydrous. Unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, citraconic anhydride, cyclohexendicarboxylic acid; carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; nitrogen-containing compounds such as vinylpyridine, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile; etc. Can be mentioned. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, dienes, unsaturated carboxylic acids or nitrogen-containing compounds are preferable from the viewpoint of availability and stability of resin dispersion, and the unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride. Acids are preferred.

芳香族ビニル化合物と他の共重合可能な不飽和化合物との共重合体における、芳香族ビニル化合物の比率は、PPTA繊維骨格内への浸透性および樹脂ディスパージョンの安定性の点より、50〜99質量%であることが好ましく、50〜95質量%であることがより好ましい。他の共重合可能な不飽和化合物の比率は、1〜50質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましい。 The ratio of the aromatic vinyl compound in the copolymer of the aromatic vinyl compound and the other copolymerizable unsaturated compound is 50 to 50 in terms of permeability into the PPTA fiber skeleton and stability of the resin dispersion. It is preferably 99% by mass, more preferably 50 to 95% by mass. The ratio of other copolymerizable unsaturated compounds is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 50% by mass.

樹脂ディスパージョンは、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の公知の重合方法で得たものを用いることができる。水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に樹脂ディスパージョンを浸透させることを考慮すると、乳化重合法で得たもの、あるいは、それ以外の重合法により得た重合体を強制乳化により、水、水性溶媒またはこれらの混合溶媒中に分散させたものが好ましく用いられる。 As the resin dispersion, those obtained by a known polymerization method such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like can be used. Considering the permeation of the resin dispersion into the PPTA fiber skeleton adjusted to have a water content of 15 to 200% by mass, the polymer obtained by the emulsification polymerization method or the polymer obtained by another polymerization method is forcibly emulsified. Therefore, those dispersed in water, an aqueous solvent, or a mixed solvent thereof are preferably used.

水性溶媒としては、エステル類、脂肪族アルコール類、(ポリ)アルキレングリコールエーテル類、ケトン類等が挙げられ、2種以上の混合溶媒でも良い。また、これら以外の有機溶媒が混合されていても良い。 Examples of the aqueous solvent include esters, aliphatic alcohols, (poly) alkylene glycol ethers, ketones and the like, and a mixed solvent of two or more kinds may be used. Further, an organic solvent other than these may be mixed.

本発明では、樹脂ディスパージョン中における樹脂濃度は、特に限定されるものではないが、好適には、樹脂濃度10〜50質量%程度のディスパージョンが用いられる。樹脂粒子径としては、粒子径が小さいものが好ましく、平均粒径(電子顕微鏡法による)が20〜300nm程度のものがより好ましい。樹脂ディスパージョンのpHは6〜10の範囲が好ましい。 In the present invention, the resin concentration in the resin dispersion is not particularly limited, but a dispersion having a resin concentration of about 10 to 50% by mass is preferably used. The resin particle size is preferably small, and more preferably has an average particle size (according to electron microscopy) of about 20 to 300 nm. The pH of the resin dispersion is preferably in the range of 6 to 10.

本発明において、樹脂ディスパージョンを水分量15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に浸透させる場合、油剤に含ませて用いてもよいし、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。樹脂を油剤に含ませて用いる場合は、上記油剤中に約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。 In the present invention, when the resin dispersion is permeated into the PPTA fiber skeleton adjusted to have a water content of 15 to 200% by mass, it may be used by being contained in an oil agent, or may be used in a separate step 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 resin is contained in the oil agent, it is preferably contained in the oil agent in an amount of about 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass.

樹脂ディスパージョンおよび当該樹脂ディスパージョンを含む油剤を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等の方法でPPTA繊維に付与される。 The method of applying the resin dispersion and the oil agent containing the resin dispersion to the PPTA fiber is not particularly limited, and any conventionally known method may be adopted. , It is applied to PPTA fiber by a method such as a guide lubrication method using a measuring pump.

樹脂ディスパージョンを付着浸透させたPPTA繊維複合体は、そのまま連続的に、もしくは一旦巻き取り工程でボビンに巻き取った後、巻き取ったPPTA繊維複合体をボビンから巻き出して、熱処理することにより、水分率を15質量%未満、より好ましくは10質量%未満とすることができる。熱処理の条件は特に限定されない。例えば80〜300℃、好ましくは100〜250℃で熱処理をした場合、水分率を15質量%未満にすることができる。この熱処理により、PPTAの結晶サイズが拡大し、結晶間間隙を狭くすることにより樹脂をPPTA繊維骨格内に固定することができる。 The PPTA fiber composite to which the resin dispersion is adhered and permeated is continuously or once wound around the bobbin in the winding step, and then the wound PPTA fiber composite is unwound from the bobbin and heat-treated. The water content can be less than 15% by mass, more preferably less than 10% by mass. The heat treatment conditions are not particularly limited. For example, when the heat treatment is performed at 80 to 300 ° C., preferably 100 to 250 ° C., the moisture content can be reduced to less than 15% by mass. By this heat treatment, the crystal size of PPTA is increased, and the resin can be fixed in the PPTA fiber skeleton by narrowing the intercrystal gap.

PPTA繊維の表面官能基としては、大部分がアミド基であるが、僅かではあるがアミド基の加水分解によりアミン基、カルボキシル基が存在する。水分量が15〜200質量%に調整されたPPTA繊維骨格内に、不飽和カルボン酸類を共重合等により導入した酸変性樹脂ディスパージョンを浸透させると、PPTA繊維骨格内に反応性官能基が導入されることで、PPTA繊維の表面官能基と反応し易い状態を形成することができる。反応は、非加熱下および/または加熱下で行われて良い。反応速度は、導入する樹脂の種類、導入後の乾燥条件によって異なるが、通常、非加熱条件下では反応しないことが多く、加熱することで反応が進行しやすくなるものと推察される。 Most of the surface functional groups of PPTA fibers are amide groups, but amine groups and carboxyl groups are present due to hydrolysis of the amide groups, although the amount is small. When an acid-modified resin dispersion in which unsaturated carboxylic acids are introduced by copolymerization or the like is permeated into a PPTA fiber skeleton whose water content is adjusted to 15 to 200% by mass, a reactive functional group is introduced into the PPTA fiber skeleton. By doing so, it is possible to form a state in which it easily reacts with the surface functional group of the PPTA fiber. The reaction may be carried out under unheated and / or heated conditions. The reaction rate varies depending on the type of resin to be introduced and the drying conditions after introduction, but usually, it often does not react under non-heated conditions, and it is presumed that heating facilitates the reaction.

本発明で得られるPPTA繊維複合体は、ポリカーボネート樹脂との複合材として好適に用いられる。それ以外でも、ゴム材料や、ポリカーボネート樹脂以外のポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料との複合材料に広く適用できる。 The PPTA fiber composite obtained in the present invention is suitably used as a composite material with a polycarbonate resin. Other than that, it can be widely applied to rubber materials and composite materials with resin materials such as polypropylene resins other than polycarbonate resins and polyamide resins.

複合材料の形態は,PPTA繊維複合体と樹脂やゴムとの複合体であれば特に限定されず、ペレット状、シート状などであって良い。また、PPTA繊維複合体は、カットファイバー、繊維束、織物、編物、撚糸、加工糸など種々の形態で複合材料に適用できる。 The form of the composite material is not particularly limited as long as it is a composite of a PPTA fiber composite and a resin or rubber, and may be in the form of pellets, sheets, or the like. Further, the PPTA fiber composite can be applied to a composite material in various forms such as a cut fiber, a fiber bundle, a woven fabric, a knitted fabric, a twisted yarn, and a processed yarn.

ゴム補強用として使用する場合は、本発明のPPTA繊維複合体に、公知のレゾルシンホルマリンラテックス(RFL)による浸漬処理を施す方法などが挙げられ、例えば、PPTA繊維複合体に、ゴムラテックス100質量部に対してレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物を2〜20質量部含有させた混合物を、固形分濃度で5〜25質量%程度含有するRFL処理液を施した後、100〜260℃で熱処理する。 When used for rubber reinforcement, a method of dipping the PPTA fiber composite of the present invention with a known resorcin formalin latex (RFL) can be mentioned. For example, 100 parts by mass of rubber latex is applied to the PPTA fiber composite. A mixture containing 2 to 20 parts by mass of the initial condensate of resorcin-formaldehyde is subjected to an RFL treatment solution containing about 5 to 25% by mass of solid content, and then heat-treated at 100 to 260 ° C.

ゴムラテックスとしては、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ゴムラテックス、スチレン−ブタジエン系ゴムラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴムラテックス、クロロプレン系ゴムラテックス、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス、アクリレート系ゴムラテックスおよび天然ゴムラテックスなどが挙げられ、レゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物としては、レゾルシン−ホルムアルデヒドを酸触媒またはアルカリ触媒下で縮合させて得られたノボラック型縮合物などが挙げられる。処理液には、ブロックドポリイソシアネート化合物、エチレンイミン化合物、ポリイソシアネートとエチレンイミンとの反応物などから選ばれた1種以上の化合物が混合されていてもよい。 Rubber latex includes vinylpyridine-styrene-butadiene copolymer rubber latex, styrene-butadiene rubber latex, acrylonitrile-butadiene rubber latex, chloroprene rubber latex, chlorosulfonated polyethylene rubber latex, acrylate rubber latex and natural rubber. Examples thereof include latex, and examples of the resorcin-formaldehyde initial condensate include a novolac-type condensate obtained by condensing resorcin-formaldehyde under an acid catalyst or an alkali catalyst. The treatment liquid may be mixed with one or more compounds selected from a blocked polyisocyanate compound, an ethyleneimine compound, a reaction product of polyisocyanate and ethyleneimine, and the like.

本発明のPPTA繊維複合体は、PPTA繊維骨格内に樹脂ディスパージョンを浸透させているので、RFL処理液の付着性がよい上に、RFL高温処理を行ったときコードの強力低下が生じにくいという利点が有る。 Since the PPTA fiber complex of the present invention has the resin dispersion permeated into the PPTA fiber skeleton, it has good adhesion of the RFL treatment liquid and is unlikely to cause a strong decrease in the cord when the RFL high temperature treatment is performed. There are advantages.

RFLによる浸漬処理などを施したPPTA繊維複合体を0.1〜5mmにカットしたフロック状の短繊維複合体は、ゴムベルト用補強材として、また、RFL処理を施さずに0.1〜5mmにカットしたフロック状の短繊維複合体は、樹脂用添加剤などとして用いることができる。 The floc-shaped short fiber composite obtained by cutting the PPTA fiber composite that has been immersed with RFL to 0.1 to 5 mm can be used as a reinforcing material for rubber belts and to 0.1 to 5 mm without RFL treatment. The cut flock-shaped short fiber composite can be used as an additive for resin or the like.

以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに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 described in more detail 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℃×1時間の熱処理を行い、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, heat-treated at 105 ° C. for 1 hour, 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] × 100.

(2)繊維への樹脂付着量(質量%)
樹脂ディスパージョンを処理する前の繊維を、あらかじめ決められた長さでサンプリングし、105℃、4時間処理した後の質量を測定する。次に、樹脂ディスパージョン処理後の繊維を、同じ長さでサンプリングし、同じく105℃、4時間処理した後の質量を測定する。ここで使う繊維への樹脂付着量は、[処理後の質量−処理前の質量]×100/[処理前の質量]で得られる。
(2) Amount of resin adhered to fibers (mass%)
The fibers before the resin dispersion treatment are sampled to a predetermined length, and the mass after the treatment at 105 ° C. for 4 hours is measured. Next, the fibers after the resin dispersion treatment are sampled at the same length, and the mass after the same treatment at 105 ° C. for 4 hours is measured. The amount of resin adhered to the fibers used here is obtained by [mass after treatment-mass before treatment] x 100 / [mass before treatment].

(3)剥離荷重(N)
引張試験機を用い、板状樹脂サンプルが水平方向にスムーズに動くように設計された治具に、樹脂表面上に端部から20mm程度が貼り付いていない長繊維を貼り付けた樹脂シートを設置し、貼り付いていない端部を垂直方向に移動するチャックにはさみ、チャックを上方に移動させた時の荷重を測定し、剥離荷重とした。
(3) Peeling load (N)
Using a tensile tester, a resin sheet with long fibers that do not have about 20 mm from the end attached is installed on the resin surface on a jig designed so that the plate-shaped resin sample moves smoothly in the horizontal direction. Then, the non-sticked end was sandwiched between the chucks that move in the vertical direction, and the load when the chuck was moved upward was measured and used as the peeling load.

(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1,000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質量%のPPTA繊維(水分率0質量%換算のとき繊度1,670dtex)になるように調整した。更に、このPPTA繊維を、アクリル酸、マレイン酸、アクリル酸メチルおよびスチレンを共重合した4元共重合体(アクリル酸/マレイン酸/アクリル酸メチル/スチレン=0.1/35.0/48.9/16.0(質量比))の樹脂ディスパージョンからなるディップ浴に通した後、ロールで絞り、付着量を調整し、105℃、4時間乾燥させることにより、水分率0質量%換算としたときの繊維に対し2.4質量%(樹脂換算)の樹脂を浸透させた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 1,000 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 sodium hydroxide aqueous solution under the conditions of 10 ° C. × 15 seconds, and then low-temperature drying at 110 ° C. × 15 seconds was performed to obtain a water content. It was adjusted to 35% by mass of PPTA fiber (fineness of 1,670 dtex when converted to 0% by mass of water content). Furthermore, this PPTA fiber is a quaternary copolymer obtained by copolymerizing acrylic acid, maleic acid, methyl acrylate and styrene (acrylic acid / maleic acid / methyl acrylate / styrene = 0.1 / 35.0 / 48. After passing through a dip bath made of 9 / 16.0 (mass ratio) resin dispersion, squeeze it with a roll, adjust the amount of adhesion, and dry it at 105 ° C for 4 hours to convert it to 0% by mass. A PPTA fiber composite was produced in which 2.4% by mass (resin equivalent) of resin was impregnated into the fibers at the time of the above.

得られたPPTA繊維複合体に2.08回/インチの片撚りを加えた。
たて方向に1mm間隔で長さ265mm以上になるように、7本のPPTA繊維複合体を引き揃えた後、繊維端部となる部分を決め、端部から繊維引き揃え方向に対し長さ20mm、厚さ4mmのポリカーボネート樹脂シートを乗せ、加熱プレス成形機にて3.8mmのスペーサーを用い、10MPaの荷重下250℃にて15分間処理し樹脂を溶融させた後、引き続き、常温、10MPaの条件下で、金型ごと50℃で冷却固化させることにより、3.8mm厚のポリカーボネート樹脂シート上にPPTA繊維複合体を貼り付けたシートを得た。このシート試験片におけるPPTA繊維複合体の剥離荷重は34Nであった。
2.08 times / inch single twist was added to the obtained PPTA fiber composite.
After aligning the seven PPTA fiber composites so that the length is 265 mm or more at 1 mm intervals in the vertical direction, the portion to be the fiber end is determined, and the length is 20 mm from the end in the fiber alignment direction. A polycarbonate resin sheet having a thickness of 4 mm was placed on the resin sheet, and the resin was melted by treating the resin at 250 ° C. under a load of 10 MPa for 15 minutes using a 3.8 mm spacer in a heat press molding machine. Under the conditions, the mold was cooled and solidified at 50 ° C. to obtain a sheet in which the PPTA fiber composite was attached on a 3.8 mm thick polycarbonate resin sheet. The peeling load of the PPTA fiber composite in this sheet test piece was 34 N.

(実施例2)
実施例1における樹脂浸透量が、水分率0質量%換算としたときの繊維に対し4.7質量%(樹脂換算)であること以外は、実施例1と同様の方法で、ポリカーボネート樹脂シート上にPPTA繊維複合体を貼り付けたシートを得た。このシート試験片におけるPPTA繊維複合体の剥離荷重は41Nであった。
(Example 2)
On the polycarbonate resin sheet in the same manner as in Example 1 except that the resin permeation amount in Example 1 is 4.7% by mass (resin equivalent) with respect to the fiber when the moisture content is converted to 0% by mass. A sheet to which the PPTA fiber composite was attached was obtained. The peeling load of the PPTA fiber composite in this sheet test piece was 41 N.

(比較例1)
実施例1で得た水分率35質量%の処理前のPPTA繊維にディップ液を通すことなく、乾燥させたこと以外は、実施例1と同様の方法で、樹脂付着のない水分率が6.9質量%のPPTA繊維を得た。このPPTA繊維を用い、実施例1に記載した方法で、ポリカーボネート樹脂シート上にPPTA繊維を貼り付けたシートを得た。このシート試験片におけるPPTA繊維の剥離荷重は17Nであった。
(Comparative Example 1)
6. The moisture content without resin adhesion was determined by the same method as in Example 1 except that the PPTA fiber before the treatment having a moisture content of 35% by mass obtained in Example 1 was dried without passing the dip liquid. 9% by mass PPTA fiber was obtained. Using this PPTA fiber, a sheet in which the PPTA fiber was attached on a polycarbonate resin sheet was obtained by the method described in Example 1. The peeling load of the PPTA fiber in this sheet test piece was 17N.

(比較例2)
実施例1における樹脂ディスパージョンの代わりに、アミノプロピルトリメトキシシランを水分率0質量%換算としたときの繊維に対し0.63質量%浸透させたこと以外は、実施例1と同様の方法で、ポリカーボネート樹脂シート上にPTA繊維複合体を貼り付けたシートを得た。このシート試験片におけるPPTA繊維の剥離荷重は18Nであった。
(Comparative Example 2)
Instead of the resin dispersion in Example 1, the same method as in Example 1 was used except that aminopropyltrimethoxysilane was permeated into the fibers in terms of water content of 0% by mass by 0.63% by mass. , A sheet in which a PTA fiber composite was attached on a polycarbonate resin sheet was obtained. The peeling load of the PPTA fiber in this sheet test piece was 18N.

Figure 0006941940
Figure 0006941940

表1の結果から、4元共重合体樹脂ディスパージョンを付着させた実施例1〜2のPPTA繊維複合体は、4元共重合体樹脂ディスパージョンを付着させていないPPTA繊維(比較例1)に比べ、ポリカーボネート樹脂に対する接着性が良好であることが分かる。 From the results in Table 1, the PPTA fiber composites of Examples 1 and 2 to which the quaternary copolymer resin dispersion was attached were PPTA fibers to which the quaternary copolymer resin dispersion was not attached (Comparative Example 1). It can be seen that the adhesiveness to the polycarbonate resin is better than that of the above.

本発明のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体は、ポリカーボネート樹脂複合材等として各種産業用資材に有用である。 The polyparaphenylene terephthalamide fiber composite of the present invention is useful for various industrial materials as a polycarbonate resin composite material and the like.

Claims (4)

水分量が15質量%未満になった履歴を有しない水分量15〜200質量%に調整されたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維骨格内に、(メタ)アクリル酸エステルもしくはアクリロニトリルと、不飽和カルボン酸と、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物との共重合体であって、不飽和カルボン酸を5〜50質量%含有する酸変性アクリル系樹脂ディスパージョンを、上記繊維の水分量を0質量%に換算したときの繊維質量に対して、固形分として0.1質量%以上10.0質量%以下、付着浸透させたことを特徴とするポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。 In a polyparaphenylene terephthalamide fiber skeleton adjusted to a water content of 15 to 200% by mass, which has no history of a water content of less than 15% by mass, (meth) acrylic acid ester or acrylonitrile and an unsaturated carboxylic acid , An acid-modified acrylic resin dispersion containing 5 to 50% by mass of an unsaturated carboxylic acid, which is a copolymer with another copolymerizable ethylenically unsaturated compound, and has a water content of 0 mass of the fiber. A polyparaphenylene terephthalamide fiber composite characterized in that a solid content of 0.1% by mass or more and 10.0% by mass or less is adhered and permeated with respect to the fiber mass when converted to%. 酸変性アクリル系樹脂が3〜4元共重合体であり、(メタ)アクリル酸エステルが、(メタ)アクリル酸メチルまたは(メタ)アクリル酸エチルであり、不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸から選ばれる1種または2種以上である、請求項1に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。 The acid-modified acrylic resin is a 3- to quaternary copolymer, the (meth) acrylic acid ester is methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate, and the unsaturated carboxylic acid is acrylic acid or methacrylic acid. The polyparaphenylene terephthalamide fiber composite according to claim 1, which is one or more selected from acid, maleic acid and maleic anhydride. 樹脂ディスパージョンの平均粒径が20〜300nmである、請求項1または2に記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体。 The polyparaphenylene terephthalamide fiber complex according to claim 1 or 2 , wherein the average particle size of the resin dispersion is 20 to 300 nm. 請求項1〜のいずれかに記載のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体を構成要素として含むことを特徴とするポリカーボネート樹脂複合材。
A polycarbonate resin composite material comprising the polyparaphenylene terephthalamide fiber composite according to any one of claims 1 to 3 as a constituent element.
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