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JP2018070821A - Method for producing thermoplastic prepreg sheet - Google Patents

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JP2018070821A
JP2018070821A JP2016214658A JP2016214658A JP2018070821A JP 2018070821 A JP2018070821 A JP 2018070821A JP 2016214658 A JP2016214658 A JP 2016214658A JP 2016214658 A JP2016214658 A JP 2016214658A JP 2018070821 A JP2018070821 A JP 2018070821A
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thermoplastic prepreg
glass cloth
prepreg sheet
glass
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JP2016214658A
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Japanese (ja)
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淳人 田所
Atsuto Tadokoro
淳人 田所
智之 菱田
Tomoyuki Hishida
智之 菱田
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Sekisui Seikei Ltd
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Sekisui Seikei Ltd
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Abstract

【課題】本発明は、引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度及び熱成形性の優れた熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートを容易に且つ安価に製造する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも1枚のオレフィン系樹脂シートと少なくとも1枚のガラスクロスを積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、オレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸することを特徴とする熱可塑性プリプレグシートの製造方法。
【選択図】なし
The present invention provides a thermoplastic prepreg sheet having excellent mechanical strength such as tensile elastic modulus, tensile strength, impact strength, and thermoformability, and a method for producing a laminated thermoplastic prepreg sheet easily and inexpensively. .
A temperature range of an end point and an end point of an endothermic peak obtained from a melting curve of an olefin resin measured by a differential scanning calorimeter by laminating at least one olefin resin sheet and at least one glass cloth. And a method of producing a thermoplastic prepreg sheet, wherein the glass cloth is impregnated with a glass cloth by heating and pressurizing at a pressure of 5 to 100 MPa.
[Selection figure] None

Description

本発明は、引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度及び熱成形性の優れた熱可塑性プリプレグシートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a thermoplastic prepreg sheet having excellent mechanical strength such as tensile elastic modulus, tensile strength, impact strength, and thermoformability.

従来から、ガラス繊維強化複合シートは引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度が高く、回路基板、自動車、船舶、鉄道車両、飛行機、コンテナ、スポーツ用品の構造材として広く使用されている。   Conventionally, glass fiber reinforced composite sheets have high mechanical strength such as tensile modulus, tensile strength and impact strength, and are widely used as structural materials for circuit boards, automobiles, ships, railway vehicles, airplanes, containers and sports equipment. Yes.

最近、ガラス繊維強化複合シートを成形して成形体を製造する際に、加熱加圧成形しやすい、マトリックスとして熱可塑性樹脂を使用したガラス繊維強化複合シートが種々研究されている。ガラス繊維強化複合シートの製造方法としては、例えば、「熱可塑性樹脂と強化繊維とを含むプリプレグの製造方法であって、前記強化繊維を強化繊維の目付分布の幅方向の振れ幅が10%以下になるよう引き揃え、前記強化繊維に、熱可塑性樹脂を積層し、さらに、相対して走行する1対の支持体で挟んで、熱可塑性樹脂のゼロせん断粘度が40〜400Pa・secとなる温度まで予熱し、引き続き、熱可塑性樹脂のゼロせん断粘度が20〜400Pa・secとなる温度で、線圧20〜50kg/cmのプレスを施す、プリプレグの製造方法。」(例えば、特許文献1参照)が提案されている。   Recently, various researches have been conducted on glass fiber reinforced composite sheets using a thermoplastic resin as a matrix, which is easy to heat-press when forming a molded product by molding a glass fiber reinforced composite sheet. As a method for producing a glass fiber reinforced composite sheet, for example, “a method for producing a prepreg containing a thermoplastic resin and a reinforced fiber, wherein the reinforced fiber is 10% or less in the width direction of the basis weight distribution of the reinforced fiber. A temperature at which the zero shear viscosity of the thermoplastic resin becomes 40 to 400 Pa · sec by laminating a thermoplastic resin on the reinforcing fiber and sandwiching the thermoplastic fiber with a pair of supports that run relative to each other. A method for producing a prepreg, which is preheated to a temperature and subsequently subjected to a press with a linear pressure of 20 to 50 kg / cm at a temperature at which the zero shear viscosity of the thermoplastic resin becomes 20 to 400 Pa · sec. ”(For example, see Patent Document 1) Has been proposed.

しかしながら、上記プリプレグは、強化繊維がロービングなので機械的強度が方向性を有しており、ロービングの長さ方向と平行方向の機械的強度が小さいので、それらの欠点を解消する手段として、ガラスクロスを強化繊維として使用したガラス繊維強化複合シートが提案されている。例えば、「少なくともシランカップリング剤又は酸変性ポリプロピレン樹脂にて表面処理してなるガラスクロスに変性ポリプロピレン樹脂を含浸し、固化してなるプリプレグであって、前記変性ポリプロピレン樹脂が、ラジカル開始剤の存在下で、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂とを反応させ得られたものであるプリプレグ。」(例えば、特許文献2参照)が提案されている。   However, since the prepreg has roving as the reinforcing fiber, the mechanical strength has directionality and the mechanical strength in the direction parallel to the length direction of the roving is small. There has been proposed a glass fiber reinforced composite sheet using reinforced fiber as a reinforcing fiber. For example, “a prepreg formed by impregnating and solidifying a glass cloth formed by surface treatment with at least a silane coupling agent or an acid-modified polypropylene resin, and the modified polypropylene resin is present in the presence of a radical initiator. Below, a prepreg obtained by reacting a polypropylene resin with an alkylphenol resin ”(for example, see Patent Document 2) has been proposed.

上記プリプレグは、ガラスクロスが強化繊維なので、機械的強度が高く方向性がないので、ガラス繊維強化複合シートとして好適に使用できる。しかしながら、ポリプロピレン樹脂はアルキルフェノール樹脂と反応させ、ガラスクロスはシランカップリング剤又は酸変性ポリプロピレン樹脂にて表面処理する必要があり、更に、ポリプロピレン樹脂−アルキルフェノール樹脂反応物は溶解してガラスクロス上に供給してプレスする必要があり、製造が困難であり、製造コストも高かった。   Since the glass cloth is a reinforced fiber, the prepreg has high mechanical strength and no directionality, and therefore can be suitably used as a glass fiber reinforced composite sheet. However, the polypropylene resin must be reacted with an alkylphenol resin, and the glass cloth must be surface-treated with a silane coupling agent or an acid-modified polypropylene resin. Furthermore, the polypropylene resin-alkylphenol resin reactant is dissolved and supplied onto the glass cloth. It was necessary to press, and it was difficult to manufacture and the manufacturing cost was high.

特開2014−105310号公報JP 2014-105310 A 特開2015−093921号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-093921

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度及び熱成形性の優れた熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートを容易に且つ安価に製造する方法を提供することにある。   In view of the above problems, the object of the present invention is to easily and inexpensively produce a thermoplastic prepreg sheet and a laminated thermoplastic prepreg sheet having excellent mechanical strength such as tensile modulus, tensile strength, impact strength, and thermoformability. It is to provide a way to do.

即ち、本発明は、
[1]少なくとも1枚のオレフィン系樹脂シートと少なくとも1枚のガラスクロスを積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、オレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸することを特徴とする熱可塑性プリプレグシートの製造方法、
[2]ガラスクロスは、繊維径5〜30μmのガラス繊維モノフィラメント500〜5000本が紡糸されたガラス繊維ストランドよりなることを特徴とする上記[1]記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法、
[3]ガラスクロスは、目付量が20〜300g/mであることを特徴とする上記[1]又は[2]記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法、
[4]ガラスクロスは、表面処理が行われていないことを特徴とする上記[1]、[2]又は[3]記載の熱可塑性プリプレグシート、及び、
[5]上記[1]〜[4]のいずれかに記載の熱可塑性プリプレグシートを2枚以上積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、熱可塑性プリプレグシート同士を接着することを特徴とする積層熱可塑性プリプレグシートの製造方法
に関する。
That is, the present invention
[1] Laminated at least one olefin resin sheet and at least one glass cloth, the temperature range of the end point and end point of the endothermic peak determined from the melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter, And a method for producing a thermoplastic prepreg sheet, wherein the glass cloth is impregnated with a glass cloth by heating and pressurizing at a pressure of 5 to 100 MPa,
[2] The method for producing a thermoplastic prepreg sheet according to the above [1], wherein the glass cloth is composed of glass fiber strands in which 500 to 5000 glass fiber monofilaments having a fiber diameter of 5 to 30 μm are spun.
[3] The method for producing a thermoplastic prepreg sheet according to the above [1] or [2], wherein the glass cloth has a basis weight of 20 to 300 g / m 2 .
[4] The thermoplastic prepreg sheet according to the above [1], [2] or [3], wherein the glass cloth is not surface-treated, and
[5] Two or more thermoplastic prepreg sheets according to any one of [1] to [4] above are laminated, and the end point of the endothermic peak determined from the melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter; The present invention relates to a method for producing a laminated thermoplastic prepreg sheet, characterized by adhering thermoplastic prepreg sheets by heating and pressing at a temperature range of an end point and a pressure of 5 to 100 MPa.

本発明の熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートの製造方法の構成は上述の通りであり、引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度及び熱成形性の優れた熱可塑性プリプレグ及び積層熱可塑性プリプレグシートを容易に且つ安価に製造することができる。   The structure of the method for producing the thermoplastic prepreg sheet and laminated thermoplastic prepreg sheet of the present invention is as described above. The thermoplastic prepreg having excellent mechanical strength such as tensile elastic modulus, tensile strength, impact strength, and thermoformability, and A laminated thermoplastic prepreg sheet can be produced easily and inexpensively.

本発明の熱可塑性プリプレグシートの製造方法は、少なくとも1枚のオレフィン系樹脂シートと少なくとも1枚のガラスクロスを積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、オレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸することを特徴とする。   The method for producing a thermoplastic prepreg sheet of the present invention has an endothermic peak obtained by laminating at least one olefin resin sheet and at least one glass cloth and measured by a melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter. The glass cloth is impregnated with an olefin resin by heating and pressurizing at a temperature range of a starting point and an ending point and a pressure of 5 to 100 MPa.

上記オレフィン系樹脂としては、フィルム形成能を有する任意のオレフィン系樹脂が使用でき、例えば、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリオクテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ペンテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン−オクテン−1共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等が挙げられ、高密度ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂が好適に使用される。   As the olefin resin, any olefin resin having film forming ability can be used. For example, high density polyethylene resin, medium density polyethylene resin, low density polyethylene resin, linear low density polyethylene resin, polypropylene resin, polybutene, Polypentene, polyhexene, polyoctene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1 copolymer, ethylene-pentene-1 copolymer, ethylene-hexene-1 copolymer, ethylene-octene-1 copolymer, ethylene -Vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-propylene-butene copolymer, etc. are mentioned, and high-density polyethylene resin and polypropylene resin are preferred. used.

又、これらのオレフィン樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸又はその無水物で変性された酸変性オレフィン系樹脂やアルキルフェノール樹脂等と反応させて得られた変性オレフィン系樹脂であってもよい。上記オレフィン系樹脂は単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   These olefin resins are modified by reacting with an acid-modified olefin resin or alkylphenol resin modified with an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or fumaric acid or its anhydride. It may be an olefin resin. The said olefin resin may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記オレフィン系樹脂の重量平均分子量は、重量平均分子量が10万未満の場合には、脆くなり、十分な機械的強度を有するオレフィン系樹脂シートを得ることができにくくなり、逆に、50万を超えると、溶融粘度が高くなり、熱溶融成形加工性が低下し、ガラスクロスに含浸しにくくなるので10万〜50万が好ましい。尚、本発明において、重量平均分子量はゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定された値である。   When the weight average molecular weight is less than 100,000, the weight average molecular weight of the olefin resin becomes brittle, making it difficult to obtain an olefin resin sheet having sufficient mechanical strength. If it exceeds, the melt viscosity becomes high, the hot melt molding processability decreases, and it becomes difficult to impregnate the glass cloth, so 100,000 to 500,000 is preferable. In the present invention, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).

又、上記オレフィン系樹脂のメルトマスフローレイト(以下、MFR)はフィルム成形性が優れている0.1〜20g/10分が好ましく、より好ましくは0.2〜10g/10分である。尚、MFRとは、JIS K 7210に規定されている熱可塑性樹脂の溶融粘度を表す指標である。   The melt mass flow rate (hereinafter referred to as MFR) of the olefin-based resin is preferably 0.1 to 20 g / 10 minutes, more preferably 0.2 to 10 g / 10 minutes, which is excellent in film moldability. Note that MFR is an index representing the melt viscosity of a thermoplastic resin specified in JIS K 7210.

上記オレフィン系樹脂の密度は、小さくなると樹脂シートの機械的強度が小さく、大きくなるとガラスクロスに含浸しにくくなると共に得られた樹脂シートの溶融成形性が低下するので、0.890〜0.960g/cmが好ましく、より好ましくは0.890〜0.906g/cmである。 When the density of the olefin-based resin is small, the mechanical strength of the resin sheet is small, and when it is large, the glass cloth is difficult to impregnate and the melt moldability of the obtained resin sheet is lowered, so 0.890 to 0.960 g. / Cm 3 is preferable, and 0.890 to 0.906 g / cm 3 is more preferable.

オレフィン系樹脂シートの厚みは特に限定されるものではないが、厚過ぎると、加熱溶融しにくくなりガラスクロスへの含浸が困難になり、逆に、薄過ぎると、ガラスクロスへ含浸させる樹脂量が少なくなり、樹脂が均一の含浸したオレフィン系樹脂シートが得られにくくなるので0.1〜15.0mmが好ましい。   The thickness of the olefin-based resin sheet is not particularly limited, but if it is too thick, it is difficult to melt by heating and impregnation into the glass cloth becomes difficult. Conversely, if it is too thin, the amount of resin impregnated into the glass cloth is small. Since it becomes less and it becomes difficult to obtain an olefin resin sheet impregnated with a uniform resin, 0.1 to 15.0 mm is preferable.

上記ガラスクロスは、ガラス繊維モノフィラメントが紡糸されたガラス繊維ストランドよりなるのが好ましい。ガラス繊維モノフィラメントとは、溶融ガラスをノズルから押出す又は引出すことにより得られたものである。   The glass cloth is preferably made of glass fiber strands obtained by spinning glass fiber monofilaments. The glass fiber monofilament is obtained by extruding or drawing molten glass from a nozzle.

上記ガラス繊維モノフィラメントを構成するガラスの種類は特に限定されず、例えば、Eガラス(アルカリ含有量2.0%以下のガラス)、ARガラス(耐アルカリ性ガラス)、Cガラス(耐酸性のアルカリ石灰含有ガラス)、Dガラス(低誘電率ガラス)、Sガラス(高強度、高弾性率ガラス)、Tガラス(高強度、高弾性率ガラス)、NEガラス(低誘電率、低誘電性設ガラス)、Hガラス(高誘電率ガラス)等があげられる。   The kind of glass constituting the glass fiber monofilament is not particularly limited. For example, E glass (glass having an alkali content of 2.0% or less), AR glass (alkali resistant glass), C glass (containing acid resistant alkali lime) Glass), D glass (low dielectric constant glass), S glass (high strength, high elastic modulus glass), T glass (high strength, high elastic modulus glass), NE glass (low dielectric constant, low dielectric constant glass), H glass (high dielectric constant glass) and the like.

上記ガラス繊維モノフィラメントの繊維径は細すぎるとストレンドにした際にオレフィン系樹脂が含浸しにくくなり、逆に、太すぎると、ガラス繊維モノフィラメントとオレフィン系樹脂との接着面積が低下し、得られたオレフィン系樹脂シートの機械的強度が低下するので5〜30μmが好ましい。   If the fiber diameter of the glass fiber monofilament is too thin, it will be difficult to impregnate the olefin resin when it is trended. Conversely, if the fiber diameter is too thick, the bonding area between the glass fiber monofilament and the olefin resin will be reduced, resulting in Since the mechanical strength of the olefin-based resin sheet is lowered, 5 to 30 μm is preferable.

上記ガラス繊維ストランドは、上記ガラス繊維モノフィラメントが集束剤により糸状に紡糸されたガラス繊維糸である。集束されるガラス繊維モノフィラメントの本数が少なくなると、ガラス繊維ストランドが細くなり、ガラスクロスにおけるガラス繊維ストランドの交差点が多くなり、ガラスクロスにオレフィン系樹脂が含浸しにくくなり、逆に、多くなるとガラス繊維ストランドの中へオレフィン系樹脂が含浸しにくくなり、その結果、ガラスクロスにオレフィン系樹脂が含浸しにくくなるので、500〜5000本が紡糸されているのが好ましい。   The glass fiber strand is a glass fiber yarn obtained by spinning the glass fiber monofilament into a yarn shape with a sizing agent. When the number of glass fiber monofilaments to be collected decreases, the glass fiber strands become thin, the number of intersections of the glass fiber strands in the glass cloth increases, and it becomes difficult to impregnate the glass cloth with the olefin resin. Since it becomes difficult for the olefin resin to impregnate into the strand, and as a result, it becomes difficult for the glass cloth to impregnate the olefin resin, it is preferable that 500 to 5,000 are spun.

上記ガラスクロスは、上記ガラス繊維ストランドが織成されたシートであり、その織成構造は、例えば、平織、綾織、朱子織、からみ織等が挙げられ、目付量は20〜300g/mが好ましい。又、目付量の小さいガラスクロスを複数積層してもよい。 The glass cloth is a sheet in which the glass fiber strands are woven, and examples of the woven structure include plain weave, twill weave, satin weave, leash weave, and the basis weight is 20 to 300 g / m 2. preferable. A plurality of glass cloths having a small basis weight may be laminated.

上記ガラスクロスは、オレフィン系樹脂を含浸させるのであるから、FRP用ガラス繊維のようにシリコン系表面処理剤で表面処理する必要はない。ガラスクロスは、表面処理されていないほうが、オレフィン系樹脂が含浸しやすいので好ましい。   Since the glass cloth is impregnated with an olefin resin, it is not necessary to surface-treat with a silicon surface treatment agent unlike glass fibers for FRP. It is preferable that the glass cloth is not surface-treated because the olefin resin is easily impregnated.

本発明の熱可塑性プリプレグシートの製造方法においては、少なくとも1枚のオレフィン系樹脂シートと少なくとも1枚のガラスクロスを積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、オレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸する。   In the method for producing a thermoplastic prepreg sheet of the present invention, at least one olefin resin sheet and at least one glass cloth are laminated, and an endothermic peak obtained from a melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter. The glass cloth is impregnated with an olefin resin by heating and pressurizing at a temperature range of the starting point and ending point of 5 and a pressure of 5 to 100 MPa.

尚、この温度はオレフィン系樹脂の温度であって、加熱加圧装置の温度ではない。又、吸熱ピークの開始点と終了点は、オレフィン系樹脂を示差走査熱量計に供給し、加熱速度10.0℃/mmで加熱し、200℃で3分間ホールドした後、冷却速度―10.0℃/mmで冷却し、セカンドスキャン時の溶融曲線から求める。開始点とはオレフィン系樹脂の温度上昇とともに結晶が溶融し吸熱を開始する温度であり、終了点とは結晶の溶解が終了する温度である。   This temperature is the temperature of the olefin resin, not the temperature of the heating and pressing apparatus. In addition, the end point and end point of the endothermic peak are determined by supplying the olefin resin to a differential scanning calorimeter, heating at a heating rate of 10.0 ° C./mm, holding at 200 ° C. for 3 minutes, and then cooling rate—10. It cools at 0 degreeC / mm and calculates | requires from the melting curve at the time of a 2nd scan. The starting point is the temperature at which the crystal melts and starts to absorb heat as the temperature of the olefin resin rises, and the end point is the temperature at which the melting of the crystal ends.

上記オレフィン系樹脂シートとガラスクロスは、それぞれ少なくとも1枚積層されればよいが、1枚又は2枚以上の積層されたガラスクロスの両面にオレフィン系樹脂シートを積層するのが好ましい。又、最外層がオレフィン系樹脂シートになるように、オレフィン系樹脂シートとガラスクロスを交互に積層してもよい。   At least one olefin-based resin sheet and glass cloth may be laminated, but it is preferable to laminate olefin-based resin sheets on both sides of one or two or more laminated glass cloths. Moreover, you may laminate | stack an olefin resin sheet and a glass cloth alternately so that an outermost layer may become an olefin resin sheet.

更に、厚いオレフィン系樹脂シートを中間層とし、その両面に、1枚又は2枚以上のオレフィン系樹脂シートとガラスクロスを最外層がオレフィン系樹脂シートになるように、積層してもよい。   Further, a thick olefin resin sheet may be used as an intermediate layer, and one or two or more olefin resin sheets and glass cloth may be laminated on both sides so that the outermost layer is an olefin resin sheet.

次に、積層されたオレフィン系樹脂シートとガラスクロスを示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧してオレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸することにより熱可塑性プリプレグシートが得られる。   Next, the temperature range of the end point and end point of the endothermic peak determined from the melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter for the laminated olefin resin sheet and glass cloth, and at a pressure of 5 to 100 MPa A thermoplastic prepreg sheet is obtained by impregnating glass cloth with an olefin resin by heating and pressurization.

本発明では、完全に溶融されていないオレフィン系樹脂シートをガラスクロスに含浸させるのであるから、加熱温度が低い場合及び加圧圧力が小さい場合はオレフィン系樹脂シートをガラスクロスに含浸させにくくなる。又、加熱温度が高くなるとオレフィン系樹脂の流動性が向上し、ガラスクロスに含浸しやすくなるが、加熱温度が高くなりすぎるとオレフィン系樹脂の流動性が向上しすぎて加熱加圧の際に厚みの均一な熱可塑性プリプレグシートが得られにくくなるので、上記温度範囲及び圧力範囲に限定される。加熱加圧時間は、加圧するオレフィン系樹脂シートとガラスクロスの枚数、加熱温度及び加圧圧力によって適宜決定されればよいが、一般に、1〜10分である。   In the present invention, since the glass cloth is impregnated with the olefin resin sheet that is not completely melted, it becomes difficult to impregnate the glass cloth with the olefin resin sheet when the heating temperature is low and the pressure is low. Further, when the heating temperature is increased, the fluidity of the olefin resin is improved and the glass cloth is easily impregnated. However, when the heating temperature is excessively high, the fluidity of the olefin resin is excessively improved and the pressure is increased. Since it becomes difficult to obtain a thermoplastic prepreg sheet having a uniform thickness, it is limited to the above temperature range and pressure range. The heating and pressing time may be appropriately determined depending on the number of olefin resin sheets and glass cloth to be pressed, the heating temperature and the pressing pressure, but is generally 1 to 10 minutes.

加熱加圧方法は、従来公知の任意の加熱加圧方法が採用されてよく、例えば、熱プレス成形方法、加熱ロール成形方法、エンドレスベルト加熱加圧成形法等があげられる。   As the heating and pressing method, any conventionally known heating and pressing method may be employed, and examples thereof include a hot press molding method, a heating roll molding method, and an endless belt heating and pressing method.

本発明の積層熱可塑性プリプレグシートの製造方法は、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法で製造された熱可塑性プリプレグシートを2枚以上積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、熱可塑性プリプレグシート同士を接着することを特徴とする。   The production method of the laminated thermoplastic prepreg sheet of the present invention is obtained by laminating two or more thermoplastic prepreg sheets produced by the production method described in any one of [1] to [4] above, and measuring with a differential scanning calorimeter. The thermoplastic prepreg sheets are bonded to each other by heating and pressurizing at a temperature range of the end point and end point of the endothermic peak determined from the melting curve of the olefin resin and a pressure of 5 to 100 MPa.

上記[1]〜[4]のいずれかに記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法で製造された熱可塑性プリプレグシートを2枚以上積層し、熱可塑性プリプレグシート同士を接着することにより、厚みの厚い積層熱可塑性プリプレグシートが得られる。   Two or more thermoplastic prepreg sheets produced by the method for producing a thermoplastic prepreg sheet according to any one of [1] to [4] above are laminated, and the thermoplastic prepreg sheets are bonded to each other, thereby increasing the thickness. A laminated thermoplastic prepreg sheet is obtained.

又、2枚以上の熱可塑性プリプレグシートの間に、線状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の低融点樹脂シートを介在させて接着してもよい。   Further, a low melting point resin sheet such as a linear low density polyethylene resin or an ethylene-vinyl acetate copolymer may be interposed between two or more thermoplastic prepreg sheets.

上記本発明の熱可塑性プリプレグシートの製造方法及び積層熱可塑性プリプレグシートの製造方法で得られた熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートは、ガラスクロスにオレフィン系樹脂が含浸されているので、引張弾性率、引張強度、衝撃強度等の機械的強度が優れている。又、オレフィン系樹脂は熱可塑性なので、上記熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートは、プレス成形のみならず真空成形、圧空成形等で加熱成形が可能であり、種々の異形成形体を成形することが可能である。   The thermoplastic prepreg sheet and the laminated thermoplastic prepreg sheet obtained by the method for producing the thermoplastic prepreg sheet of the present invention and the method for producing the laminated thermoplastic prepreg sheet are formed by impregnating the glass cloth with an olefin resin. Excellent mechanical strength such as elastic modulus, tensile strength and impact strength. In addition, since the olefin resin is thermoplastic, the thermoplastic prepreg sheet and the laminated thermoplastic prepreg sheet can be heat-molded not only by press molding but also by vacuum molding, pressure molding, etc., and can form various deformed shapes. It is possible.

上記熱可塑性プリプレグシート又は積層熱可塑性プリプレグシートの少なくとも1面に銅板を積層し、圧着することにより、銅張基板を得ることができ、銅板に所定形状の回路パターンを形成することにより、プリント基板を得ることができる。   A copper-clad board can be obtained by laminating and pressing a copper plate on at least one surface of the thermoplastic prepreg sheet or the laminated thermoplastic prepreg sheet, and a printed circuit board by forming a circuit pattern of a predetermined shape on the copper plate. Can be obtained.

上記銅張基板は、例えば、熱可塑性プリプレグシート又は積層熱可塑性プリプレグシートの少なくとも1面に銅板を積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で1〜10分程度加熱加圧して、熱可塑性プリプレグシート又は積層熱可塑性プリプレグシートと銅板を接着することにより製造される。   The copper-clad substrate is, for example, a copper plate laminated on at least one surface of a thermoplastic prepreg sheet or a laminated thermoplastic prepreg sheet, and an endothermic peak starting point obtained from a melting curve of an olefin resin measured with a differential scanning calorimeter, It is manufactured by bonding the thermoplastic prepreg sheet or the laminated thermoplastic prepreg sheet and the copper plate by heating and pressing at a temperature range of the end point and a pressure of 5 to 100 MPa for about 1 to 10 minutes.

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the examples.

(実施例1)
繊維径が17μmのガラス繊維モノフィラメント2000本が紡糸されたガラス繊維ストランドが平織され、表面処理されていないガラスクロス(目付量200g/m)の両面に、厚さ0.15mmのポリプロピレン樹脂シート(重量平均分子量(Mw)33万、MFR0.90g/10分、密度0.900g/cm、融点165℃)を積層し、プレス機に供給し、170℃、10MPaで1分間プレス成形して、厚さ0.38mmのポリプロピレンプリプレグシートを得た。ポリプロピレン樹脂は均一にガラスクロスに含浸されていた。
Example 1
A glass fiber strand in which 2000 glass fiber monofilaments having a fiber diameter of 17 μm are spun is plain-woven, and a polypropylene resin sheet (thickness: 0.15 mm) is formed on both surfaces of a glass cloth (weight per unit area: 200 g / m 2 ) that is not surface-treated. Weight average molecular weight (Mw) 330,000, MFR 0.90 g / 10 min, density 0.900 g / cm 3 , melting point 165 ° C.) are laminated, supplied to a press machine, press-molded at 170 ° C. and 10 MPa for 1 minute, A polypropylene prepreg sheet having a thickness of 0.38 mm was obtained. The polypropylene resin was uniformly impregnated into the glass cloth.

ポリプロピレン樹脂シートを裁断し、示差走査熱量計(島津製作所社製、島津高感度熱分析装置600シリーズ)に供給し、加熱速度10.0℃/mmで加熱し、200℃で3分間ホールドした後、冷却速度−10.0℃/mmで冷却し、セカンドスキャン時の溶融曲線を測定した。吸熱ピークの開始点は129℃、終了点は173℃であった。   After cutting the polypropylene resin sheet and supplying it to a differential scanning calorimeter (Shimadzu Corporation, Shimadzu High Sensitivity Thermal Analyzer 600 Series), heating at a heating rate of 10.0 ° C./mm and holding at 200 ° C. for 3 minutes The sample was cooled at a cooling rate of 10.0 ° C./mm, and the melting curve at the second scan was measured. The end point of the endothermic peak was 129 ° C. and the end point was 173 ° C.

(実施例2)
繊維径が17μmのガラス繊維モノフィラメント2000本が紡糸されたガラス繊維ストランドが平織され、表面処理されていないガラスクロス(目付量220g/m)の両面に、厚さ0.20mmのコロナ処理されたポリプロピレン樹脂シート(重量平均分子量(Mw)33万、MFR0.90g/10分、密度0.900g/cm、融点165℃)を積層し、プレス機に供給し、170℃、10MPaで1分間プレス成形して、厚さ0.48mmのポリプロピレンプリプレグシートを得た。ポリプロピレン樹脂は均一にガラスクロスに含浸されていた。
(Example 2)
Glass fiber strands obtained by spinning 2000 glass fiber monofilaments having a fiber diameter of 17 μm were plain woven, and were subjected to corona treatment having a thickness of 0.20 mm on both surfaces of a glass cloth (weight per unit area: 220 g / m 2 ) that was not surface-treated. A polypropylene resin sheet (weight average molecular weight (Mw) 330,000, MFR 0.90 g / 10 min, density 0.900 g / cm 3 , melting point 165 ° C.) is laminated, supplied to a press machine, and pressed at 170 ° C. and 10 MPa for 1 minute. Molding was performed to obtain a polypropylene prepreg sheet having a thickness of 0.48 mm. The polypropylene resin was uniformly impregnated into the glass cloth.

ポリプロピレン樹脂シートを裁断し、実施例1で行ったと同様にして溶融曲線を測定したところ、主原料のポリプロピレン樹脂由来の吸熱ピークと添加剤と考えられる直鎖状低密度ポリエチレン樹脂由来の吸熱ピークが観察され、開始点と終了点はそれぞれ110℃と176℃及び90℃と115℃であった。   The polypropylene resin sheet was cut and the melting curve was measured in the same manner as in Example 1. The endothermic peak derived from the main raw material polypropylene resin and the endothermic peak derived from the linear low-density polyethylene resin considered as an additive were found. Observed, the start and end points were 110 ° C. and 176 ° C. and 90 ° C. and 115 ° C., respectively.

(実施例3)
実施例1及び実施例2で得られたポリプロピレンプリプレグシートを積層し、プレス機に供給し、173℃、20MPaで30秒間プレス成形して、厚さ0.88mmの積層熱可塑性プリプレグシートを得た。
(Example 3)
The polypropylene prepreg sheets obtained in Example 1 and Example 2 were laminated, supplied to a press, and press molded at 173 ° C. and 20 MPa for 30 seconds to obtain a laminated thermoplastic prepreg sheet having a thickness of 0.88 mm. .

(比較例1)
繊維径が17μmのガラス繊維モノフィラメント2000本が紡糸されたガラス繊維ストランドが平織され、表面処理されていないガラスクロス(目付量200g/m)の両面に、厚さ0.15mmのポリプロピレン樹脂シート(重量平均分子量(Mw)33万、MFR0.90g/10分、密度0.900g/cm、融点165℃)を積層し、プレス機に供給し、110℃、10MPaで1分間プレス成形して、厚さ0.40mmのポリプロピレンプリプレグシートを成形したが、ポリプロピレン樹脂が溶融せず、含浸したガラスシートが得られなかった。又、180℃、10MPaで1分間プレス成形したところ、ポリプロピレン樹脂が流動し、含浸するものの、ガラスクロスの繊維がポリプロピレン樹脂と一緒に流動し、良好なシートが得られなかった。
(Comparative Example 1)
A glass fiber strand in which 2000 glass fiber monofilaments having a fiber diameter of 17 μm are spun is plain-woven, and a polypropylene resin sheet (thickness: 0.15 mm) is formed on both surfaces of a glass cloth (weight per unit area: 200 g / m 2 ) that is not surface-treated. Weight average molecular weight (Mw) 330,000, MFR 0.90 g / 10 min, density 0.900 g / cm 3 , melting point 165 ° C.), supplied to a press machine, press-molded at 110 ° C. and 10 MPa for 1 minute, A polypropylene prepreg sheet having a thickness of 0.40 mm was molded, but the polypropylene resin did not melt and an impregnated glass sheet could not be obtained. When press molding was performed at 180 ° C. and 10 MPa for 1 minute, the polypropylene resin flowed and impregnated, but the glass cloth fibers flowed together with the polypropylene resin, and a good sheet could not be obtained.

実施例1〜3で得られた熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートの引張強度及び引張弾性率をJIS K 7113に準拠して測定し、結果を表1に示した。   The tensile strength and tensile elastic modulus of the thermoplastic prepreg sheets and laminated thermoplastic prepreg sheets obtained in Examples 1 to 3 were measured according to JIS K 7113. The results are shown in Table 1.

尚、参考のため、厚さ0.40mmのポリプロピレン樹脂シート(重量平均分子量(Mw)33万、MFR0.90g/10分、密度0.900g/cm、融点165℃)の引張強度及び引張弾性率をJIS K 7113に準拠して測定し、結果を表1に示した。実施例1で行ったと同様にして溶融曲線を測定したところ、このポリプロピレン樹脂シートの吸熱ピークの開始点は129℃、終了点は173℃であり、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の含有量は少なく、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂由来の吸熱ピークは明確には観察されなかった。 For reference, the tensile strength and tensile elasticity of a polypropylene resin sheet having a thickness of 0.40 mm (weight average molecular weight (Mw) 330,000, MFR 0.90 g / 10 min, density 0.900 g / cm 3 , melting point 165 ° C.) The rate was measured according to JIS K 7113, and the results are shown in Table 1. When the melting curve was measured in the same manner as in Example 1, the end point of the endothermic peak of this polypropylene resin sheet was 129 ° C, the end point was 173 ° C, and the content of the linear low-density polyethylene resin was small. The endothermic peak derived from the linear low density polyethylene resin was not clearly observed.

Figure 2018070821
Figure 2018070821

本発明の熱可塑性プリプレグシート及び積層熱可塑性プリプレグシートは、構造材料、蓄電池の絶縁材料、回路基板として好適に使用できる。   The thermoplastic prepreg sheet and laminated thermoplastic prepreg sheet of the present invention can be suitably used as a structural material, an insulating material for a storage battery, and a circuit board.

Claims (5)

少なくとも1枚のオレフィン系樹脂シートと少なくとも1枚のガラスクロスを積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、オレフィン系樹脂をガラスクロスに含浸することを特徴とする熱可塑性プリプレグシートの製造方法。   At least one olefin resin sheet and at least one glass cloth are laminated, and the temperature range of the end point and end point of the endothermic peak determined from the melting curve of the olefin resin measured with a differential scanning calorimeter, and 5 A method for producing a thermoplastic prepreg sheet, comprising heating and pressurizing at a pressure of -100 MPa and impregnating a glass cloth with an olefin resin. ガラスクロスは、繊維径5〜30μmのガラス繊維モノフィラメント500〜5000本が紡糸されたガラス繊維ストランドよりなることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法。   2. The method for producing a thermoplastic prepreg sheet according to claim 1, wherein the glass cloth comprises glass fiber strands obtained by spinning 500 to 5000 glass fiber monofilaments having a fiber diameter of 5 to 30 [mu] m. ガラスクロスは、目付量が20〜300g/mであることを特徴とする請求項1又は2記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法。 Glass cloth, according to claim 1 or 2 thermoplastic prepreg sheet manufacturing method as set forth, wherein the basis weight is 20 to 300 g / m 2. ガラスクロスは、表面処理が行われていないことを特徴とする請求項1、2又は3記載の熱可塑性プリプレグシートの製造方法。   4. The method for producing a thermoplastic prepreg sheet according to claim 1, wherein the glass cloth is not subjected to surface treatment. 請求項1〜4のいずれか1項記載の熱可塑性プリプレグシートを2枚以上積層し、示差走査熱量計で測定したオレフィン系樹脂の融解曲線から求められる吸熱ピークの開始点と終了点の温度範囲、及び、5〜100MPaの圧力で加熱加圧し、10〜100MPaの圧力で加熱加圧し、熱可塑性プリプレグシート同士を接着することを特徴とする積層熱可塑性プリプレグシートの製造方法。   The temperature range of the end point and the end point of the endothermic peak obtained from the melting curve of the olefin-based resin measured by a differential scanning calorimeter by laminating two or more thermoplastic prepreg sheets according to any one of claims 1 to 4. And a method of producing a laminated thermoplastic prepreg sheet, comprising heating and pressurizing at a pressure of 5 to 100 MPa, heating and pressurizing at a pressure of 10 to 100 MPa, and bonding the thermoplastic prepreg sheets together.
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