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JP7300295B2 - Aramid fiber for resin reinforcement - Google Patents
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Description

本発明は、樹脂補強用のアラミド繊維、アラミド繊維パルプ及びアラミド短繊維に関する。 The present invention relates to aramid fibers, aramid fiber pulp and aramid short fibers for resin reinforcement.

熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂の補強繊維として、高強度、高弾性率及び優れた耐熱性を有するアラミド繊維が用いられている。 Aramid fibers having high strength, high elastic modulus and excellent heat resistance are used as reinforcing fibers for thermoplastic resins or thermosetting resins.

しかしながら、アラミド繊維は他の補強繊維であるガラス繊維、炭素繊維に比して、樹脂との接着性が劣る。 However, aramid fibers are inferior in adhesiveness to resins compared to other reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers.

そのため、アラミド繊維に、エポキシ化合物とシランカップリング剤を付与する方法(特許文献1、2参照)、エポキシ化合物と酸変性ポリオレフィンとレゾルシン/ホルマリン/ラテックス(RFL)樹脂を特定比率で付与する方法(特許文献3参照)等が提案されている。 Therefore, a method of applying an epoxy compound and a silane coupling agent to the aramid fiber (see Patent Documents 1 and 2), a method of applying an epoxy compound, an acid-modified polyolefin and a resorcin/formalin/latex (RFL) resin at a specific ratio ( See Patent Document 3) and the like have been proposed.

しかしながら、上記の手法では樹脂との十分な接着が得られない等、多くの問題がある。また、一般的にアラミド繊維の接着性を向上させるためにRFL樹脂が広く用いられているが、樹脂補強用として用いた場合に実用的な接着性を得るには至っていない。このような観点より、アラミド繊維による補強効果をより一層高めるために、樹脂との接着性が改善された接着剤の開発が求められている。 However, the above method has many problems, such as insufficient adhesion to the resin. Further, although RFL resins are widely used to improve the adhesiveness of aramid fibers in general, practical adhesiveness has not yet been obtained when used for resin reinforcement. From this point of view, in order to further enhance the reinforcing effect of the aramid fiber, there is a demand for the development of an adhesive with improved adhesion to resins.

特開2001-303456号公報(特許請求の範囲、実施例11等)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-303456 (Claims, Example 11, etc.) 特開2004-092906号公報(特許請求の範囲等)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-092906 (Claims etc.) 特開2013-001831号公報(特許請求の範囲等)JP 2013-001831 A (Claims etc.)

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂補強用繊維として用いた場合に樹脂と良好な接着性を示すアラミド繊維を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an aramid fiber that exhibits good adhesion to a resin when used as a resin reinforcing fiber.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、アラミド繊維に、エポキシ化合物、シランカップリング剤及び酸変性ポリオレフィンを付着もしくは浸透させることで、樹脂補強用として用いた場合に、樹脂に対する接着力が大幅に向上したアラミド繊維が得られることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that when used for resin reinforcement by attaching or permeating an epoxy compound, a silane coupling agent and an acid-modified polyolefin to aramid fibers, the resin The inventors have found that aramid fibers with significantly improved adhesive strength to are obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)アラミド繊維の表面もしくは繊維骨格内に、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップリング剤、及び(C)酸変性ポリオレフィンが、付着もしくは浸透しており、前記(A)エポキシ化合物は、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、及び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種または2種以上であり、かつ、前記エポキシ化合物あるいはエポキシ化合物混合物のエポキシ当量が200(g/eq)以下であることを特徴とする樹脂補強用アラミド繊維。
(2)(A)エポキシ化合物の付着もしくは浸透量(質量%)をエポキシ化合物のエポキシ当量(g/eq)で除して算出されるアラミド繊維単位質量あたりのエポキシ官能基数(E)に対し、同様にして算出される、(B)シランカップリング剤が有するシラノール基数(S)の比率(S/E)が50%以下に制御されている前記()に記載の樹脂補強用アラミド繊維。
(3)(B)シランカップリング剤が、アミノ基含有シランカップリング剤である前記(1)または(2)に記載の樹脂補強用アラミド繊維。
(4)(C)酸変性ポリオレフィンが、無水マレイン酸変性ポリエチレンまたは無水マレイン酸変性ポリプロピレンである前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。
(5)アラミド繊維が、あらかじめエポキシ化合物を繊維表面に付着させたアラミド繊維である前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。
(6)アラミド繊維が、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維である前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。
(7)前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維をフィブリル化しパルプ状としたことを特徴とする樹脂補強用アラミド繊維パルプ。
(8)前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維を0.5mm以上に切断して短繊維としたことを特徴とする樹脂補強用アラミド短繊維。
(9)前記(1)~()のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維、繊維状材料として含む摩擦材料。
(10)前記()に記載の摩擦材料を用いた摺動部材。
That is, the present invention is as follows.
(1) In the surface or fiber skeleton of the aramid fiber, (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent, and (C) an acid-modified polyolefin are attached or permeated, and the (A) epoxy compound is , glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether, and the epoxy equivalent of the epoxy compound or epoxy compound mixture is 200 (g /eq) or less for resin reinforcement.
(2) (A) With respect to the number of epoxy functional groups (E) per unit mass of aramid fiber calculated by dividing the adhesion or penetration amount (% by mass) of the epoxy compound by the epoxy equivalent (g / eq) of the epoxy compound, The resin-reinforcing aramid fiber according to ( 1 ), wherein the ratio (S/E) of the number of silanol groups (S) in the (B) silane coupling agent, which is calculated in the same manner, is controlled to 50% or less.
(3) The aramid fiber for resin reinforcement according to (1) or (2) above, wherein the silane coupling agent (B) is an amino group-containing silane coupling agent.
(4) The resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 3 ), wherein the acid-modified polyolefin (C) is maleic anhydride-modified polyethylene or maleic anhydride-modified polypropylene.
(5) The resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 4 ) above, wherein the aramid fiber is an aramid fiber to which an epoxy compound has previously been attached to the fiber surface.
(6) The resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 4 ) above, wherein the aramid fiber is an aramid fiber in which an epoxy compound has been impregnated into the fiber skeleton in advance.
(7) A resin-reinforcing aramid fiber pulp characterized by fibrillating the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 6 ) into a pulp.
(8) A resin-reinforcing aramid short fiber obtained by cutting the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 6 ) into a length of 0.5 mm or more.
(9) A friction material containing the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of (1) to ( 6 ) above as a fibrous material.
(10) A sliding member using the friction material described in ( 9 ) above.

本発明によれば、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の補強用として用いた場合でも、該樹脂との良好な接着性を示す樹脂補強用アラミド繊維を提供できる。
また、本発明の樹脂補強用アラミド繊維をフィブリル化あるいは切断することにより、樹脂と高い接着力を有する、耐久性に優れた、樹脂補強用アラミド繊維パルプあるいは樹脂補強用アラミド短繊維を簡便に得ることができる。
According to the present invention, it is possible to provide resin-reinforcing aramid fibers that exhibit good adhesion to thermosetting resins and thermoplastic resins even when used to reinforce these resins.
Further, by fibrillating or cutting the resin-reinforcing aramid fibers of the present invention, resin-reinforcing aramid fiber pulp or resin-reinforcing aramid short fibers having high adhesion to resins and excellent durability can be easily obtained. be able to.

本発明に係る樹脂補強用アラミド繊維は、アラミド繊維の表面もしくは繊維骨格内に、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップシング剤、及び(C)酸変性ポリオレフィンが付着もしくは浸透しているものである。 The aramid fiber for resin reinforcement according to the present invention has (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent, and (C) an acid-modified polyolefin adhered or permeated on the surface or in the fiber skeleton of the aramid fiber. is.

本発明において、(A)エポキシ化合物としては、脂肪族エポキシ化合物、芳香環を有するエポキシ化合物のいずれでもよく、これらを併用してもよいが、アラミド繊維に対する浸透・含浸性に優れる点より、脂肪族エポキシ化合物が好ましい。 In the present invention, the epoxy compound (A) may be either an aliphatic epoxy compound or an epoxy compound having an aromatic ring, or may be used in combination. family epoxy compounds are preferred.

脂肪族エポキシ化合物は、公知のものから適宜選択して用いることができるが、本発明では、グリセロール、ソルビトール、ポリグリセロール等の3価以上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。
脂肪族エポキシ化合物の具体例としては、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、ポリグリセロールポ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、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等が挙げられる。
Aliphatic epoxy compounds can be appropriately selected from known ones and used, but in the present invention, one selected from glycidyl ether compounds of trihydric or higher polyhydric alcohols such as glycerol, sorbitol, and polyglycerol, or A mixture of two or more is preferred.
Specific examples of aliphatic epoxy compounds include glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether and the like.

芳香環を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂から選ばれる1種、または2種以上の混合物が挙げられ、具体例としては、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]等のグリシジルエーテル化物等が挙げられる。これらのエポキシ化合物の中でも、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物が好ましい。 The epoxy compound having an aromatic ring includes one selected from bisphenol type epoxy resins, or a mixture of two or more of them. Specific examples include bis(4-hydroxyphenyl)methane [bisphenol F], 2,2 -bis(4-hydroxyphenyl)propane [bisphenol A], 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane [bisphenol C] and the like glycidyl ethers. Among these epoxy compounds, glycidyl etherified products of bisphenol A and bisphenol F, which are liquid at room temperature, are preferred.

上記の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、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルがより好ましい。これらのエポキシ化合物あるいはエポキシ化合物混合物のエポキシ当量(1当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物の質量)は、200(g/eq)以下が好ましく、150(g/eq)以下がより好ましい。エポキシ化合物のエポキシ当量が200(g/eq)を超える場合は、シランカップリング剤との反応点となるエポキシ官能基数が少なくなるため、十分な接着性が得られない。なお、エポキシ当量は、JIS K 7236(2001)に従って測定することができる。 Among the above epoxy compounds, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether are more preferable. The epoxy equivalent weight (mass of epoxy compound containing one equivalent of epoxy group) of these epoxy compounds or epoxy compound mixtures is preferably 200 (g/eq) or less, more preferably 150 (g/eq) or less. If the epoxy equivalent of the epoxy compound exceeds 200 (g/eq), the number of epoxy functional groups that act as reaction points with the silane coupling agent is reduced, resulting in insufficient adhesion. The epoxy equivalent can be measured according to JIS K 7236 (2001).

必要に応じて、エポキシ化合物と共に硬化剤を用いても良い。硬化剤としては、アミン化合物が好ましく、三級アミン化合物が特に好ましい。例えば、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミンや、脂肪族一級アミンにエチレンオキサイドを付加した長鎖アルキルポリオキシエチレン型三級アミン等が挙げられる。 If necessary, a curing agent may be used together with the epoxy compound. As the curing agent, an amine compound is preferred, and a tertiary amine compound is particularly preferred. Examples thereof include dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaurylamine, and long-chain alkylpolyoxyethylene-type tertiary amines obtained by adding ethylene oxide to primary aliphatic amines.

本発明において、(B)シランカップリング剤としては、公知のものから適宜選択して用いることができるが、本発明では、酸変性ポリオレフィンが有する酸変性部位との反応性に優れている点で、アミノ基含有シランカップリング剤が好ましい。
アミノ基含有シランカップリング剤としては、公知のものから適宜選択して用いればよく、その具体例としては、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、中でも、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
In the present invention, the (B) silane coupling agent can be appropriately selected from known ones and used. , amino group-containing silane coupling agents are preferred.
The amino group-containing silane coupling agent may be appropriately selected from known ones and used. Specific examples thereof include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-( aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N- Phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned, among which 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane are preferred.

本発明において、(C)酸変性ポリオレフィンとしては、公知のものから適宜選択して用いることができるが、アミノ基含有シランカップリング剤が有するアミノ基との反応性に優れている点で、無水マレイン酸変性ポリオレフィンが好ましい。 In the present invention, the acid-modified polyolefin (C) can be appropriately selected from known ones and used. Maleic acid-modified polyolefins are preferred.

無水マレイン酸変性ポリオレフィンの具体例としては、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリスチレン、無水マレイン酸変性ポリメタクリレート、または、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等の直鎖状オレフィン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン等の分岐状オレフィン、ブタジエン、スチレン等から選ばれる2種以上のモノマーの共重合体の無水マレイン酸変性体等が挙げられる。中でも、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが好ましい。
無水マレイン酸変性ポリオレフィンの重量平均分子量は、1,000~1,000,000が好ましく、5,000~500,000がより好ましい。無水マレイン酸変性ポリオレフィンのビカット軟化点は、樹脂補強用アラミド繊維を補強用に用いる樹脂の種類により選択すればよく、一般的には80℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましい。
Specific examples of maleic anhydride-modified polyolefins include maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified polybutadiene, maleic anhydride-modified polystyrene, maleic anhydride-modified polymethacrylate, or ethylene, propylene, 1- From linear olefins such as butene, 1-pentene and 1-hexene, branched olefins such as 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene and 4-methyl-1-pentene, butadiene, styrene, etc. A maleic anhydride modified product of a copolymer of two or more selected monomers may be mentioned. Among them, maleic anhydride-modified polyethylene and maleic anhydride-modified polypropylene are preferable.
The weight average molecular weight of the maleic anhydride-modified polyolefin is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 500,000. The Vicat softening point of the maleic anhydride-modified polyolefin may be selected according to the type of resin used for reinforcing the aramid fiber for resin reinforcement, and is generally preferably 80° C. or higher, more preferably 110° C. or higher.

無水マレイン酸変性ポリオレフィンは、市販品を使用してもよく、例えば、ユーメックス(三洋化成工業株式会社製;無水マレイン酸変性ポリプロピレン)、オレヴァック(アルケマ社製;無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン)、カヤブリッド(化薬アクゾ株式会社製;無水マレイン酸変性ポリプロピレン)等が挙げられる。 Commercially available maleic anhydride-modified polyolefins may be used, for example, Yumex (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.; maleic anhydride-modified polypropylene), Olevac (manufactured by Arkema; maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene), Kayabrid (manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.; maleic anhydride-modified polypropylene), and the like.

本発明では、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップリング剤及び(C)酸変性ポリオレフィンを、アラミド繊維の表面もしくは繊維骨格内に付着もしくは浸透させることで、アラミド繊維と樹脂との接着性が大幅に改善される。
エポキシ化合物は、あらかじめアラミド繊維の表面もしくは繊維骨格内に付着もしくは浸透させておくのがよい。そして、繊維処理剤中にアミノ基含有シランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンを添加した場合、酸変性ポリオレフィンが有する酸変性部位とアミノ基含有シランカップリング剤が有するアミノ基とが、反応もしくはイオン結合により塩を形成し、アルコキシシリル基を有するポリオレフィンが生成する。このようにして生成したアルコキシシリル基を有するポリオレフィンが、あらかじめエポキシ化合物を付着もしくは浸透させておいたアラミド繊維中のエポキシ化合物のエポキシ基もしくは水酸基と反応(縮合硬化)することで、アラミド繊維表面にポリオレフィン膜が形成されるものと推察される。
一方、アミノ基含有シランカップリング剤のみを繊維処理剤中に添加した場合、酸変性ポリオレフィンが有する酸変性部位とアミノ基含有シランカップリング剤が有するアミノ基との反応が生じないため、アミノ基含有シランカップリング剤が有するアルコキシシリル基がアラミド繊維中のエポキシ化合物のエポキシ基もしくは水酸基と反応するが、ポリオレフィン膜を形成したときに比べて樹脂との接着性は弱くなるものと推察される。
In the present invention, (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent, and (C) an acid-modified polyolefin are adhered or permeated onto the surface of the aramid fiber or into the fiber skeleton, thereby improving the adhesion between the aramid fiber and the resin. is greatly improved.
The epoxy compound is preferably attached to or permeated in advance on the surface of the aramid fiber or in the fiber skeleton. When the amino group-containing silane coupling agent and the acid-modified polyolefin are added to the fiber treatment agent, the acid-modified site of the acid-modified polyolefin and the amino group of the amino group-containing silane coupling agent react or form an ionic bond. to form a salt and produce a polyolefin having an alkoxysilyl group. The polyolefin having an alkoxysilyl group thus generated reacts (condensation curing) with the epoxy group or hydroxyl group of the epoxy compound in the aramid fiber to which the epoxy compound has been adhered or permeated in advance, so that the surface of the aramid fiber It is presumed that a polyolefin film is formed.
On the other hand, when only the amino group-containing silane coupling agent is added to the fiber treatment agent, the reaction between the acid-modified site of the acid-modified polyolefin and the amino group of the amino group-containing silane coupling agent does not occur. The alkoxysilyl group of the contained silane coupling agent reacts with the epoxy group or hydroxyl group of the epoxy compound in the aramid fiber, but it is presumed that the adhesion to the resin is weaker than when the polyolefin film is formed.

アミノ基含有シランカップリング剤の添加量は、接着性向上効果、組成物の保存安定性及び得られる膜物性等のバランスを考慮して適宜設定することができるが、繊維処理剤に添加する場合は、該繊維処理剤に含まれる酸変性ポリオレフィン中の酸変性部位1モルに対して0.1~10モルが好ましく、0.2~5モルがより好ましい。 The amount of the amino group-containing silane coupling agent to be added can be appropriately set in consideration of the effect of improving adhesion, the storage stability of the composition, the physical properties of the resulting film, and the like. is preferably 0.1 to 10 mol, more preferably 0.2 to 5 mol, per 1 mol of the acid-modified site in the acid-modified polyolefin contained in the fiber treatment agent.

シランカップリング剤は、アラミド繊維に付着もしくは浸透したエポキシ化合物量(質量%)と該エポキシ化合物のエポキシ当量(g/eq)の積で算出される、アラミド繊維単位質量あたりのエポキシ官能基数(E)に対する比率が重要である。エポキシ官能基数(E)と同様にして算出される、シランカップリング剤のシラノール基数(S)の比率(S/E)が、50%以下に制御されていることが好ましく、30%以下がより好ましい。シランカップリング剤の添加量は、接着性向上効果、組成物の保存安定性等のバランスを考慮して適宜設定することができるが、シラノール基過剰になると、シラノール基同士が縮合することによりアラミド繊維の接着力が低下する現象が生じる。 The silane coupling agent is calculated by multiplying the epoxy compound amount (% by mass) adhered or permeated to the aramid fiber and the epoxy equivalent weight (g/eq) of the epoxy compound, and the number of epoxy functional groups per unit mass of the aramid fiber (E ) is important. The ratio (S/E) of the number of silanol groups (S) of the silane coupling agent, which is calculated in the same manner as the number of epoxy functional groups (E), is preferably controlled to 50% or less, more preferably 30% or less. preferable. The amount of the silane coupling agent added can be appropriately set in consideration of the balance between the effect of improving the adhesiveness and the storage stability of the composition. A phenomenon occurs in which the adhesive strength of the fibers is lowered.

上述のとおり、本発明の樹脂補強用アラミド繊維の製造方法としては、以下の3通りの方法がある。
第1の方法は、アラミド繊維に対して、(A)エポキシ化合物を付与し、アラミド繊維表面にエポキシ化合物を付着させる工程と、該工程で得られたアラミド繊維に対して、(B)シランカップリング剤及び(C)酸変性ポリオレフィンからなる繊維処理剤を付与する工程と、を備えるものである。さらに、該工程で得られたアラミド繊維を熱処理する工程を備えていてもよい。
第2の方法は、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維に対して、上記の繊維処理剤を付与する工程を備えるものである。さらに、該工程で得られたアラミド繊維を熱処理する工程を備えていてもよい。
第3の方法は、アラミド繊維に対して、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップリング剤及び(C)酸変性ポリオレフィンからなる繊維処理剤を付与する工程を備えるものである。さらに、該工程で得られたアラミド繊維を熱処理する工程を備えていてもよい。
As described above, there are the following three methods for producing the resin-reinforcing aramid fiber of the present invention.
The first method is to apply (A) an epoxy compound to the aramid fiber and attach the epoxy compound to the surface of the aramid fiber, and (B) the silane cup to the aramid fiber obtained in the step. and a step of applying a fiber treatment agent comprising a ring agent and (C) an acid-modified polyolefin. Furthermore, a step of heat-treating the aramid fibers obtained in the step may be provided.
The second method comprises a step of applying the above-mentioned fiber treatment agent to aramid fibers in which an epoxy compound has been impregnated into the fiber skeleton in advance. Furthermore, a step of heat-treating the aramid fibers obtained in the step may be provided.
A third method comprises a step of applying a fiber treatment agent comprising (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent, and (C) an acid-modified polyolefin to aramid fibers. Furthermore, a step of heat-treating the aramid fibers obtained in the step may be provided.

上記の方法の中でも、アラミド繊維表面に対して、酸変性ポリオレフィンを固定化し易い点、結果としてアラミド繊維と樹脂との接着性が高められる点から、第1の方法及び第2の方法が好ましく、第2の方法がより好ましい。第1の方法及び第2の方法は、繊維処理剤を付与する工程の後工程として、RFLを付着させるディップ工程と、付着させたRFLを100~260℃で熱処理する工程とを備えていてもよい。 Among the above methods, the first method and the second method are preferable because the acid-modified polyolefin is easily immobilized on the surface of the aramid fiber, and as a result, the adhesion between the aramid fiber and the resin is enhanced. The second method is more preferred. The first method and the second method include a dipping step of attaching RFL and a step of heat-treating the attached RFL at 100 to 260 ° C. as a step after the step of applying the fiber treatment agent. good.

本発明では、アラミド繊維にあらかじめエポキシ化合物を付着もしくは浸透させることで、アラミド繊維と繊維処理剤との接着性が大幅に改善される。あらかじめエポキシ化合物を付着させたアラミド繊維は、エポキシ化合物を常法によりアラミド繊維に付着させる方法により製造することができる。また、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維は、特開2012-207326号公報に記載された方法により製造することができる。エポキシ化合物の付着もしくは浸透量は、アラミド繊維の水分率を0%に換算した繊維質量に対して、0.1~10.0質量%が好ましく、0.2~2.0質量%がより好ましい。 In the present invention, the adhesiveness between the aramid fibers and the fiber treatment agent is significantly improved by preliminarily attaching or permeating the epoxy compound to the aramid fibers. Aramid fibers to which an epoxy compound has been attached in advance can be produced by a method of attaching an epoxy compound to aramid fibers by a conventional method. Further, the aramid fiber in which the epoxy compound is preliminarily permeated into the fiber skeleton can be produced by the method described in JP-A-2012-207326. The amount of adhesion or permeation of the epoxy compound is preferably 0.1 to 10.0% by mass, more preferably 0.2 to 2.0% by mass, based on the fiber mass when the moisture content of the aramid fiber is converted to 0%. .

アラミド繊維に対して、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップリング剤及び(C)酸変性ポリオレフィンを付与する方法は、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、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が挙げられる。通常、10~40℃程度の室温で付与するが、付着量を調整するために温度等の条件を適宜調整してもよい。 The method of imparting (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent and (C) an acid-modified polyolefin to the aramid fiber is not particularly limited, and any conventionally known method may be employed. Oiling method, spray oiling method, roller oiling method, guide oiling method using a metering pump, and the like can be mentioned. Usually, it is applied at a room temperature of about 10 to 40° C., but conditions such as temperature may be appropriately adjusted in order to adjust the adhesion amount.

本発明のアラミド繊維に付与するエポキシ化合物及び繊維処理剤は、所望の目的に応じて希釈溶媒や、その他の添加物をさらに含んでいてもよい。
添加物の具体例としては、硬化触媒、油剤、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、オキサゾリンや酸無水物等の樹脂改良剤、ラジカル禁止剤、顔料等が挙げられる。
The epoxy compound and fiber treatment agent applied to the aramid fiber of the present invention may further contain a diluent solvent and other additives depending on the desired purpose.
Specific examples of additives include curing catalysts, oils, penetrating agents such as nonionic surfactants, smoothing agents such as silicone compounds, fluorine compounds, and organic surfactants, and resin modifiers such as oxazolines and acid anhydrides. , radical inhibitors, pigments, and the like.

上記した繊維処理剤の希釈溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒等が挙げられる。 Examples of diluent solvents for the fiber treatment agent include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane and decane. Solvent; ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and the like.

本発明において、樹脂補強用アラミド繊維に用いられるアラミド繊維としては、繊維を形成するポリマーの繰り返し単位中に、通常置換されていてもよい二価の芳香族基を少なくとも一個有する繊維であって、アミド結合を少なくとも一個有する繊維であれば特に限定はなく、全アラミド繊維またはアラミド繊維と称されるものであってよい。「置換されていてもよい二価の芳香族基」とは、同一又は異なる1以上の置換基を有していてもよい二価の芳香族基を意味する。 In the present invention, the aramid fiber used for the resin-reinforcing aramid fiber is a fiber having at least one divalent aromatic group which may be usually substituted in the repeating unit of the polymer forming the fiber, The fiber is not particularly limited as long as it has at least one amide bond, and may be referred to as all-aramid fiber or aramid fiber. “Optionally substituted divalent aromatic group” means a divalent aromatic group optionally having one or more substituents which are the same or different.

本発明において、アラミド繊維としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等が挙げられ、特に、引張強さに優れているパラ系アラミド繊維が好ましい。 In the present invention, the aramid fibers include para-aramid fibers, meta-aramid fibers and the like, and para-aramid fibers having excellent tensile strength are particularly preferable.

このようなアラミド繊維は市販品として入手でき、その具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(米国デュポン社、東レ・デュポン株式会社製、商品名「Kevlar」(登録商標))、コポリパラフェニレン-3,4´-オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人株式会社製、商品名「テクノーラ」(登録商標))等が挙げられる。 Such aramid fibers are commercially available, and specific examples thereof include polyparaphenylene terephthalamide fibers (manufactured by DuPont USA, DuPont Toray, trade name "Kevlar" (registered trademark)), copolyparaphenylene -3,4'-Oxydiphenylene terephthalamide fiber (manufactured by Teijin Limited, trade name "Technora" (registered trademark)) and the like.

本発明の樹脂補強用アラミド繊維において、繊維の単糸繊度は、特に限定されないが、0.5~30dtexが好ましく、0.5~10dtexがより好ましく、1~5dtexが特に好ましい。 In the aramid fiber for resin reinforcement of the present invention, the single filament fineness of the fiber is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 30 dtex, more preferably 0.5 to 10 dtex, and particularly preferably 1 to 5 dtex.

本発明の樹脂補強用アラミド繊維パルプは、平均繊維長(質量荷重平均)が約3mm以下の高度にフィブリル化したパルプであり、上記の樹脂補強用アラミド繊維に公知の方法を適用して製造することができるが、機械加工法が好ましい。
機械加工法では、樹脂補強用アラミド繊維を1~50mmの長さに切断して短繊維とした後、該短繊維を、破砕、磨り潰し、衝撃あるいは叩解のような機械的剪断力を加えてフィブリル化する。
The resin-reinforcing aramid fiber pulp of the present invention is a highly fibrillated pulp having an average fiber length (mass load average) of about 3 mm or less, and is produced by applying a known method to the resin-reinforcing aramid fiber. can be used, but the machining method is preferred.
In the mechanical processing method, aramid fibers for resin reinforcement are cut into short fibers having a length of 1 to 50 mm, and then the short fibers are crushed, ground, and subjected to mechanical shearing force such as impact or beating. fibrillate.

本発明の樹脂補強用アラミド短繊維は、上記の樹脂補強用アラミド繊維を、ギロチン式カッター、ロータリー式カッター等の公知の切断方法を適用して製造することができる。該短繊維の繊維長は、0.5mm~100mmが好ましく、0.5mm~50mmがより好ましい。 The resin-reinforcing aramid short fibers of the present invention can be produced by applying a known cutting method such as a guillotine cutter or a rotary cutter to the above resin-reinforcing aramid fibers. The fiber length of the short fibers is preferably 0.5 mm to 100 mm, more preferably 0.5 mm to 50 mm.

本発明の樹脂補強用アラミド繊維及びそれを切断してなるパルプ及び短繊維は、樹脂補強用として、公知の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に適宜な比率で混合することができる。熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂等が好ましく、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、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が好ましい。 The resin-reinforcing aramid fiber of the present invention and the pulp and short fiber obtained by cutting it can be mixed in a suitable ratio with a known thermosetting resin or thermoplastic resin for resin reinforcement. Preferred thermosetting resins include phenol resins, and preferred thermoplastic resins include polyethylene resins, polypropylene resins, nylon resins, polyester resins, polycarbonate resins, and the like.

熱可塑性樹脂との混合及び成形方法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、短繊維束と熱可塑性樹脂のペレットあるいはパウダーとをドライブレンドし、フィーダーから供給し、押出機から押出してストランドを吐出し、ペレットを成形する。そして、該ペレットを用いて押出成形あるいは射出成形により繊維補強熱可塑性樹脂成形体とすることができる。 As a method for mixing and molding with a thermoplastic resin, a known method can be adopted. For example, a short fiber bundle and pellets or powder of a thermoplastic resin are dry-blended, supplied from a feeder, and extruded from an extruder. Strands are extruded and pellets are formed. Then, using the pellets, a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article can be obtained by extrusion molding or injection molding.

本発明の樹脂補強用アラミド繊維を切断してなるパルプ及び短繊維は、酸変性ポリオレフィンを繊維表面に固定化しているため、特にフェノール樹脂との接着性に優れている。そのため、自動車、産業用建機・機械の低摩擦材として、ワッシャー、ギアー、軸及び軸受け、クラッチ板、ブレーキ板等の摩擦材料として利用できる。 Pulp and short fibers obtained by cutting the resin-reinforcing aramid fiber of the present invention have acid-modified polyolefin fixed on the fiber surface, and are particularly excellent in adhesiveness to phenolic resins. Therefore, it can be used as a friction material for washers, gears, shafts and bearings, clutch plates, brake plates, etc., as a low-friction material for automobiles, industrial construction machines and machinery.

本発明の摩擦材料は、以下の方法で製造することができる。本発明の樹脂補強用アラミド短繊維を、繊維状材料の少なくとも一部として用い、従来法に準じて、繊維状物を湿式抄造し紙状物を製造し、該紙状物を適宜な温度(例えば80~150℃)で乾燥する。短繊維の配合量は、繊維状材料全量に対して、50~100質量%が好ましく、より好ましくは70~97質量%、さらに好ましくは80~95質量%である。
短繊維以外の繊維状材料としては、例えば、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、セルロース繊維、液晶ポリエステル系繊維、羊毛繊維等の、フィブリル化できる繊維を用いることができる。これらの繊維の中で、耐熱性と高強度の観点より、アラミド繊維、アクリル繊維、セルロース繊維が好ましく、摩耗特性の観点より、より好ましいのはアラミド繊維である。アラミド繊維の中でも、特にパラ系アラミドが好ましい。最も好ましいのは、パラ系アラミド繊維を高度にフィブリル化したアラミドパルプであり、該アラミドパルプとして、本発明の樹脂補強用アラミド繊維パルプを用いることができる。
The friction material of the present invention can be manufactured by the following method. Using the aramid short fibers for resin reinforcement of the present invention as at least a part of a fibrous material, the fibrous material is wet-processed according to a conventional method to produce a paper-like material, and the paper-like material is heated at an appropriate temperature ( For example, it is dried at 80 to 150°C. The content of the short fibers is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 97% by mass, still more preferably 80 to 95% by mass, based on the total amount of the fibrous material.
As fibrous materials other than short fibers, fibers that can be fibrillated such as acrylic fibers, aramid fibers, polyparaphenylenebenzobisoxazole fibers, cellulose fibers, liquid crystal polyester fibers, and wool fibers can be used. Among these fibers, aramid fibers, acrylic fibers, and cellulose fibers are preferred from the viewpoint of heat resistance and high strength, and aramid fibers are more preferred from the viewpoint of abrasion resistance. Among aramid fibers, para-aramid is particularly preferred. Most preferred is aramid pulp obtained by highly fibrillating para-aramid fibers, and as the aramid pulp, the resin-reinforcing aramid fiber pulp of the present invention can be used.

そして、前記のようにして形成された紙状物に、結合樹脂としてフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂をメタノールやアセトン等の有機溶剤にて溶解させ含浸させる。適宜、摩擦調整材や無機材料を添加できる。含浸方法は、スプレー等による吹き付け法、熱硬化性樹脂が入った浴にディップする方法等があるが、特に限定されない。含浸率は形成された紙状物に対して等量の熱硬化性樹脂が好ましいが、適宜設定できる。
その後、熱硬化性樹脂等を含浸した紙状物から60℃以下の温度で揮発成分を除去しプリプレグを作製する。
その後、プリプレグを、プレス機等を用いて130℃以上190℃以下で1分以上15分以下、圧力50kgf/cm以上500kgf/cm以下で加熱プレスし、得られた熱硬化性樹脂成形体に130~190℃の高温処理を施し硬化させることにより摩擦材料とする。摩擦材料は、必要に応じて任意の大きさや形状に裁断したり、成形加工したりして、自動車や産業用建機・機械の低摩擦材として、ワッシャー、ギアー、クラッチ板、ブレーキ板、軸及び軸受け等の摩擦材及び摺動部材の補強用繊維として利用できる。
Then, a thermosetting resin such as a phenolic resin as a binding resin is dissolved in an organic solvent such as methanol or acetone and impregnated into the paper-like material formed as described above. Friction modifiers and inorganic materials can be added as appropriate. The impregnation method includes, but is not particularly limited to, a spraying method using a spray or the like, a method of dipping in a bath containing a thermosetting resin, and the like. The impregnation rate is preferably the same amount of the thermosetting resin with respect to the formed paper-like material, but can be set as appropriate.
Thereafter, volatile components are removed from the paper material impregnated with the thermosetting resin or the like at a temperature of 60° C. or less to produce a prepreg.
After that, the prepreg is heat-pressed using a press machine or the like at 130° C. or higher and 190° C. or lower for 1 minute or longer and 15 minutes or shorter at a pressure of 50 kgf/cm 2 or higher and 500 kgf/cm 2 or lower to obtain a thermosetting resin molded body. Friction material is made by subjecting to high temperature treatment at 130 to 190° C. and hardening. Friction materials can be cut into arbitrary sizes and shapes, molded, and processed as needed to be used as low-friction materials for automobiles, industrial construction machinery and machinery, such as washers, gears, clutch plates, brake plates, and shafts. It can also be used as a friction material such as a bearing and a reinforcing fiber for a sliding member.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。なお、実施例中に記載の評価方法は以下の通りである。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to them. The evaluation methods described in Examples are as follows.

(1)アラミド繊維水分率
約5gの試料の質量(乾燥前質量)を測定する。次いで、300℃×20分熱処理した後、25℃、65%RHで5分間放置し、再度質量(乾燥後質量)を測定する。
水分率(質量%)=[(乾燥前質量-乾燥後質量)/(乾燥後質量)]×100
(1) Moisture Content of Aramid Fiber Measure the mass of about 5 g of sample (mass before drying). After heat treatment at 300° C. for 20 minutes, the sample is allowed to stand at 25° C. and 65% RH for 5 minutes, and the mass (mass after drying) is measured again.
Moisture content (mass%) = [(mass before drying - mass after drying) / (mass after drying)] x 100

(2)引張強さ
作製した材料について、ASTM D638号の方法により引張強度を測定した。
(2) Tensile strength The tensile strength of the prepared material was measured by the method of ASTM D638.

(実施例1)
公知の方法で得られたポリパラフェニレンテレフタルアミド(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た。その後、脱水処理をして、110℃で低温乾燥を行い、水分率を50質量%に調整した。
このPPTA繊維に、エポキシ化合物として、グリセロールポリグリシジルエーテルを含有する油剤(ジイソステアリルアジペート/ジオレイルアジペート/硬化ヒマシ油エチレンオキサイド付加物/鉱物油の混合物)を、公知の油剤付与方法によって浸透させた。
次いで、表1に示す量のシランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンを、溶剤に溶解させて付与し、120℃で乾燥することにより、PPTA繊維表面に付着させた。
(Example 1)
1 kg of polyparaphenylene terephthalamide (PPTA) (molecular weight: about 20,000) obtained by a known method was dissolved in 4 kg of concentrated sulfuric acid, and was passed through a die having 1,000 holes with a diameter of 0.1 mm at a shear rate of 30, 000 sec −1 and spun in water at 4° C., then neutralized with a 10 mass % aqueous sodium hydroxide solution at 10° C. for 15 seconds. Then, it was dehydrated and dried at a low temperature of 110° C. to adjust the moisture content to 50% by mass.
The PPTA fibers are impregnated with an oil agent (mixture of diisostearyl adipate/dioleyl adipate/hydrogenated castor oil ethylene oxide adduct/mineral oil) containing glycerol polyglycidyl ether as an epoxy compound by a known oil application method. rice field.
Next, the silane coupling agent and the acid-modified polyolefin in the amounts shown in Table 1 were dissolved in a solvent, applied, and dried at 120° C. to adhere to the PPTA fiber surface.

(実施例2)
実施例1において、グリセロールポリグリシジルエーテルに替えて、ソルビトールポリグリシジルエーテルを用いた以外は、実施例1と同様にして、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたPPTA繊維を得た。次いで、実施例1と同様にして、シランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンをPPTA繊維表面に付着させた。
(Example 2)
A PPTA fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that sorbitol polyglycidyl ether was used in place of glycerol polyglycidyl ether in Example 1, in which the epoxy compound was previously impregnated into the fiber skeleton. Then, in the same manner as in Example 1, a silane coupling agent and acid-modified polyolefin were adhered to the PPTA fiber surface.

(比較例1)
実施例1で得た、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたPPTA繊維を用いた。
(Comparative example 1)
The PPTA fiber obtained in Example 1, in which the epoxy compound was preliminarily permeated into the fiber skeleton, was used.

(比較例2)
実施例2で得た、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたPPTA繊維に、表1に示す量の酸変性ポリオレフィンのみを溶剤に溶解させて付与し、実施例1と同様にして、PPTA繊維表面に付着させた。
(Comparative example 2)
To the PPTA fibers obtained in Example 2, in which the epoxy compound had been permeated into the fiber skeleton in advance, only the acid-modified polyolefin in the amount shown in Table 1 was dissolved in a solvent and applied. attached to the fiber surface.

(比較例3)
実施例2において、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたPPTA繊維に、表1に示す量のシランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンを、溶剤に溶解させて付与し、室温で乾燥することにより、PPTA繊維表面に付着させた。
(Comparative Example 3)
In Example 2, the amount of silane coupling agent and acid-modified polyolefin shown in Table 1 was dissolved in a solvent and applied to the PPTA fiber in which the epoxy compound had been impregnated in the fiber skeleton in advance, and dried at room temperature. , was attached to the PPTA fiber surface.

上記各実施例及び比較例で作製したPPTA繊維をロービングカッターで繊維長3mmに切断し短繊維を調製し、摩擦材評価試験に供した。 The PPTA fibers produced in each of the above examples and comparative examples were cut with a roving cutter into 3 mm fiber lengths to prepare short fibers, which were subjected to friction material evaluation tests.

(試験例1:摩擦材評価)
切断した含水PPTA繊維複合体短繊維の乾燥重量として200gを、60kgのイオン交換水に分散させ、シングルディスクリファイナーを用い3,000rpmの条件でフィブリル化し、PPTA繊維複合体パルプを得た。JIS P8121-2号の方法により測定したパルプのろ水度は770mLであった。
(Test Example 1: Friction material evaluation)
A dry weight of 200 g of cut water-containing PPTA fiber composite short fibers was dispersed in 60 kg of deionized water and fibrillated at 3,000 rpm using a single disc refiner to obtain PPTA fiber composite pulp. The freeness of the pulp measured by the method of JIS P8121-2 was 770 mL.

こうして得られた含水PPTA繊維複合体パルプの乾燥重量として25gを、パルプ離解装置を用いて3,000rpmで4リットルの水に分散させ、次いで25cm角の角型シートマシーンにより、♯80メッシュの金網を用いて、常法に従って抄紙を行い、その後乾燥して25cm角、単位重量200g/m2のパラアラミド紙を得た。 25 g of the dry weight of the water-containing PPTA fiber composite pulp thus obtained was dispersed in 4 liters of water at 3,000 rpm using a pulp disintegrator, and then subjected to a #80 mesh wire mesh using a 25 cm square square sheet machine. was used to make paper according to a conventional method, and then dried to obtain para-aramid paper of 25 cm square and unit weight of 200 g/m 2 .

次に、得られたパラアラミド紙を、レゾール型フェノール樹脂プレポリマーを等量のメタノールで希釈した樹脂液に浸漬させて、樹脂液を含浸させた後、室温で30分間乾燥したのち100℃で15分間乾燥させてプリプレグを得た。プリプレグを更に140℃で2分間、10MPaの加圧下にて予備成型を行った後、220℃で8分間で加熱硬化させ、0.6mm、12.5cm角のアラミドパルプ強化フェノール樹脂プレートを作成した。 Next, the obtained para-aramid paper was immersed in a resin solution prepared by diluting a resol-type phenolic resin prepolymer with an equal amount of methanol to impregnate the paper with the resin solution. A prepreg was obtained by drying for a minute. The prepreg was further preformed at 140° C. for 2 minutes under a pressure of 10 MPa, and then heat-cured at 220° C. for 8 minutes to prepare a 0.6 mm, 12.5 cm square aramid pulp-reinforced phenolic resin plate. .

こうして得られた0.6mmのプレートから120mm×10mmの短冊を切り出しチャック間距離60mmとした引張試験片とした。 A strip of 120 mm×10 mm was cut out from the plate of 0.6 mm thus obtained to obtain a tensile test piece with a chuck-to-chuck distance of 60 mm.

以上の結果を併せて表1に示す。 The above results are also shown in Table 1.

Figure 0007300295000001
Figure 0007300295000001

なお、表1における各成分は以下のとおりである。
・アミノ基含有シランカップリング剤;3-アミノプロピルトリエトキシシラン
・酸変性ポリオレフィン;無水マレイン酸変性ポリエチレン
In addition, each component in Table 1 is as follows.
・Amino group-containing silane coupling agent; 3-aminopropyltriethoxysilane ・Acid-modified polyolefin; maleic anhydride-modified polyethylene

表1に示されるように、アミノ基含有シランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンを付与した実施例1~2のPPTA繊維では、樹脂と繊維の接着力が優れているため、引張強さが高くなることがわかる。
一方、アミノ基含有シランカップリング剤と酸変性ポリオレフィンを付与しない比較例1のPPTA繊維、及び、シランカップリング剤を付与しない比較例2のPPTA繊維では、樹脂に対する接着力が不十分であるため、引張強さが不十分であることがわかる。また、エポキシ官能基数に対するシラノール基数の比率が50%を超える、シラノール基過剰の比較例3のPPTA繊維では、繊維と樹脂の接着性が低下することがわかる。
As shown in Table 1, the PPTA fibers of Examples 1 and 2, to which the amino group-containing silane coupling agent and the acid-modified polyolefin were added, have excellent adhesive strength between the resin and the fiber, resulting in high tensile strength. I understand.
On the other hand, the PPTA fiber of Comparative Example 1 to which the amino group-containing silane coupling agent and the acid-modified polyolefin were not imparted and the PPTA fiber of Comparative Example 2 to which the silane coupling agent was not imparted had insufficient adhesion to the resin. , it can be seen that the tensile strength is insufficient. In addition, it can be seen that the PPTA fiber of Comparative Example 3, which has excess silanol groups, in which the ratio of the number of silanol groups to the number of epoxy functional groups exceeds 50%, has a reduced adhesiveness between the fiber and the resin.

本発明の樹脂補強用アラミド繊維は、各種樹脂の補強材として有用である。

The resin-reinforcing aramid fiber of the present invention is useful as a reinforcing material for various resins.

Claims (10)

アラミド繊維の表面もしくは繊維骨格内に、(A)エポキシ化合物、(B)シランカップリング剤、及び(C)酸変性ポリオレフィンが、付着もしくは浸透しており、前記(A)エポキシ化合物は、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、及び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種または2種以上であり、かつ、前記エポキシ化合物あるいはエポキシ化合物混合物のエポキシ当量が200(g/eq)以下であることを特徴とする樹脂補強用アラミド繊維。 (A) an epoxy compound, (B) a silane coupling agent, and (C) an acid-modified polyolefin adhere to or permeate the surface or fiber skeleton of the aramid fiber, and the (A) epoxy compound is glycerol di- one or more selected from glycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether, and the epoxy compound or epoxy compound mixture has an epoxy equivalent of 200 (g/eq); An aramid fiber for resin reinforcement characterized by the following . (A)エポキシ化合物の付着もしくは浸透量(質量%)をエポキシ化合物のエポキシ当量(g/eq)で除して算出されるアラミド繊維単位質量あたりのエポキシ官能基数(E)に対し、同様にして算出される、(B)シランカップリング剤が有するシラノール基数(S)の比率(S/E)が50%以下に制御されている請求項に記載の樹脂補強用アラミド繊維。 (A) The number of epoxy functional groups (E) per unit mass of aramid fiber calculated by dividing the adhesion or penetration amount (% by mass) of the epoxy compound by the epoxy equivalent (g / eq) of the epoxy compound, in the same manner The aramid fiber for resin reinforcement according to claim 1 , wherein the calculated ratio (S/E) of the number of silanol groups (S) possessed by (B) the silane coupling agent is controlled to 50% or less. (B)シランカップリング剤が、アミノ基含有シランカップリング剤である請求項1または2に記載の樹脂補強用アラミド繊維。 (B) The aramid fiber for resin reinforcement according to claim 1 or 2 , wherein the silane coupling agent is an amino group-containing silane coupling agent. (C)酸変性ポリオレフィンが、無水マレイン酸変性ポリエチレンまたは無水マレイン酸変性ポリプロピレンである請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。 (C) The aramid fiber for resin reinforcement according to any one of claims 1 to 3 , wherein the acid-modified polyolefin is maleic anhydride-modified polyethylene or maleic anhydride-modified polypropylene. アラミド繊維が、あらかじめエポキシ化合物を繊維表面に付着させたアラミド繊維である請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。 The resin-reinforcing aramid fiber according to any one of claims 1 to 4 , wherein the aramid fiber is an aramid fiber to which an epoxy compound has previously been attached to the fiber surface. アラミド繊維が、あらかじめエポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維である請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維。 The resin-reinforcing aramid fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the aramid fiber is an aramid fiber in which an epoxy compound has been impregnated into the fiber skeleton in advance. 請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維をフィブリル化しパルプ状としたことを特徴とする樹脂補強用アラミド繊維パルプ。 A resin-reinforcing aramid fiber pulp characterized by fibrillating the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of claims 1 to 6 into a pulp. 請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維を0.5mm以上に切断して短繊維としたことを特徴とする樹脂補強用アラミド短繊維。 A resin-reinforcing aramid short fiber obtained by cutting the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of claims 1 to 6 to a length of 0.5 mm or more. 請求項1~のいずれかに記載の樹脂補強用アラミド繊維を、繊維状材料として含む摩擦材料。 A friction material comprising the resin-reinforcing aramid fiber according to any one of claims 1 to 6 as a fibrous material. 請求項に記載の摩擦材料を用いた摺動部材。
A sliding member using the friction material according to claim 9 .
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