JP5639381B2 - Glass fiber reinforced polyamide resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a glass fiber reinforced polyamide resin composition.
ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂は優れた機械的特性(機械的強度、剛性や耐衝撃性など)を有することから、様々な産業分野で利用されている。中でもポリアミドは機械的特性を高める目的で、ガラス繊維、ガラスフレーク、アルミナ繊維や層状無機化合物などの無機化合物フィラーと複合化して用いられることが多い。このうち、無機化合物としてガラス繊維と複合化する場合には、ポリアミドと複合化した際の界面状態を改質するために、シランカップリング剤やフィルム形成剤が一般に用いられている。 Polyamide resins and polyester resins are used in various industrial fields because they have excellent mechanical properties (such as mechanical strength, rigidity, and impact resistance). Of these, polyamide is often used in combination with an inorganic compound filler such as glass fiber, glass flake, alumina fiber or layered inorganic compound for the purpose of enhancing mechanical properties. Among these, when compounding with glass fiber as an inorganic compound, a silane coupling agent or a film forming agent is generally used to modify the interface state when compounded with polyamide.
さらに、ポリアミド樹脂の機械的特性を一層向上されるために、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物に関する技術が注目されている。例えば、無水マレイン酸及び不飽和単量体の共重合体並びにシラン系カップリング剤を主たる構成成分とするガラス繊維集束剤で表面処理したガラス繊維と、ポリアミドとを複合化する。これにより、耐不凍液性を向上させるという技術が開示されている(特許文献1)。また、シランカップリング剤の末端にアリル基を導入した化合物を使用することにより、溶融樹脂中のガラス繊維の流動性を高める技術が開示されている(特許文献2)。さらに、ポリカルボジイミド樹脂、ポリウレタン樹脂やシランカップリング剤を用いて、ガラス繊維表面とポリアミド樹脂との耐水性を高める技術が開示されている(特許文献3)。 Furthermore, in order to further improve the mechanical properties of the polyamide resin, a technique relating to a glass fiber reinforced polyamide resin composition has attracted attention. For example, polyamide is compounded with a glass fiber surface-treated with a glass fiber sizing agent containing a maleic anhydride and unsaturated monomer copolymer and a silane coupling agent as main components. Thereby, the technique of improving antifreeze liquid resistance is disclosed (patent document 1). Moreover, the technique which improves the fluidity | liquidity of the glass fiber in molten resin is disclosed by using the compound which introduce | transduced the allyl group into the terminal of a silane coupling agent (patent document 2). Furthermore, the technique which improves the water resistance of a glass fiber surface and a polyamide resin using polycarbodiimide resin, a polyurethane resin, and a silane coupling agent is disclosed (patent document 3).
しかしながら、自動車部品や各種電子部品などにポリアミド樹脂組成物を用いる場合、高温での機械的強度、靭性、耐熱性及び加工性が高いレベルで求められる。ところが、上記した従来の技術では、かかるレベルに達するポリアミド樹脂組成物を安定的に得ることが困難である。そのため、上記の部品に適用可能なガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の安定供給に対する要求が高まっている。 However, when a polyamide resin composition is used for automobile parts, various electronic parts, etc., mechanical strength at high temperatures, toughness, heat resistance, and workability are required at a high level. However, it is difficult to stably obtain a polyamide resin composition that reaches such a level with the conventional techniques described above. Therefore, the request | requirement with respect to the stable supply of the glass fiber reinforced polyamide resin composition applicable to said components is increasing.
そこで、本発明の課題は、高温での機械的強度、靭性、耐熱性及び加工性に優れたガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物を提供することである。 Then, the subject of this invention is providing the glass fiber reinforced polyamide resin composition excellent in the mechanical strength at high temperature, toughness, heat resistance, and workability.
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した。その結果、所定の条件を具備するポリアミド樹脂を含み、且つ所定のガラス繊維を含む、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物を用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have found that the above problems can be solved by using a glass fiber reinforced polyamide resin composition containing a polyamide resin having a predetermined condition and containing a predetermined glass fiber, and completed the present invention.
すなわち、本発明に係るガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリカルボジイミド化合物を含むガラス繊維集束剤を含有するガラス繊維とを含むガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物であって、前記(A)の成分中、カルボキシル基末端濃度に対するアミノ基末端濃度の比が0.63を超える。 That is, the glass fiber reinforced polyamide resin composition according to the present invention is a glass fiber reinforced polyamide resin composition comprising (A) a polyamide resin and (B) a glass fiber containing a glass fiber sizing agent containing a polycarbodiimide compound. In the component (A), the ratio of the amino group terminal concentration to the carboxyl group terminal concentration exceeds 0.63.
また、本発明の一態様においては、前記(A)の成分のカルボキシル基末端濃度が50μmol/g以上であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the carboxyl group terminal concentration of the component (A) is preferably 50 μmol / g or more.
また、本発明の他の態様においては、前記(A)の成分100質量部に対して、前記(B)の成分が1〜200質量部であることが好ましい。 In another aspect of the present invention, the component (B) is preferably 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
本発明によれば、高温での機械的強度、靭性、耐熱性及び加工性に優れたガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物が得られる。 According to the present invention, a glass fiber reinforced polyamide resin composition excellent in mechanical strength, toughness, heat resistance and processability at high temperatures can be obtained.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not restrict | limited to the following embodiment, In the range of the summary, various deformation | transformation can be implemented.
本実施の形態は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリカルボジイミド化合物を含むガラス繊維集束剤を含有するガラス繊維とを含むガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物であって、前記(A)の成分中、カルボキシル基末端濃度に対するアミノ基末端濃度の比が0.63を超える、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物に係る。 The present embodiment is a glass fiber reinforced polyamide resin composition comprising (A) a polyamide resin and (B) a glass fiber containing a glass fiber sizing agent containing a polycarbodiimide compound, the component (A) Among them, the ratio of the amino group terminal concentration to the carboxyl group terminal concentration is more than 0.63, and relates to a glass fiber reinforced polyamide resin composition.
以下、前記ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の各構成要素について詳細に説明する。 Hereinafter, each component of the glass fiber reinforced polyamide resin composition will be described in detail.
[(A)ポリアミド樹脂]
ポリアミドとは、主鎖に−CO−NH−(アミド)結合を有する高分子化合物を意味する。以下に制限されないが、例えば、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、ω−アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合物が挙げられる。ポリアミドとしては、1種で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。以下、本実施の形態における(A)ポリアミド樹脂の原料について説明する。
[(A) Polyamide resin]
Polyamide means a polymer compound having a —CO—NH— (amide) bond in the main chain. Although not limited to the following, for example, polyamide obtained by ring-opening polymerization of lactam, polyamide obtained by self-condensation of ω-aminocarboxylic acid, polyamide obtained by condensing diamine and dicarboxylic acid, and copolymers thereof Is mentioned. Polyamide may be used alone or as a mixture of two or more. Hereinafter, the raw material of the (A) polyamide resin in the present embodiment will be described.
ポリアミドの構成成分である単量体としてのラクタムは、以下に制限されないが、例えば、ピロリドン、カプロラクタム、ウンデカラクタムやドデカラクタムが挙げられる。一方、ω−アミノカルボン酸として、以下に制限されないが、例えば、上記ラクタムの水による開環化合物であるω−アミノ脂肪酸が挙げられる。なお、ラクタムまたはω−アミノカルボン酸として、それぞれ2種以上の単量体を併用して縮合させてもよい。 The lactam as a monomer which is a constituent component of polyamide is not limited to the following, and examples thereof include pyrrolidone, caprolactam, undecaractam and dodecaractam. On the other hand, the ω-aminocarboxylic acid is not limited to the following, and examples thereof include ω-amino fatty acid which is a ring-opening compound of the above lactam with water. In addition, as lactam or ω-aminocarboxylic acid, two or more monomers may be used together and condensed.
続いて、ジアミンとジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミドについて説明する。まず、上記のジアミン(単量体)としては、以下に制限されないが、例えば、ヘキサメチレンジアミンやペンタメチレンジアミン等の直鎖状の脂肪族ジアミン;2−メチルペンタンジアミンや2−エチルヘキサメチレンジアミン等の分岐型の脂肪族ジアミン;p−フェニレンジアミンやm−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、シクロペンタンジアミンやシクロオクタンジアミン等の脂環式ジアミンが挙げられる。他方、上記のジカルボン酸(単量体)としては、以下に制限されないが、例えば、アジピン酸、ピメリン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸;フタル酸やイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸が挙げられる。上記した単量体としてのジアミン及びジカルボン酸は、それぞれ1種単独または2種以上の併用により縮合させてもよい。 Next, the polyamide obtained by condensing diamine and dicarboxylic acid will be described. First, the diamine (monomer) is not limited to the following. For example, a linear aliphatic diamine such as hexamethylene diamine or pentamethylene diamine; 2-methylpentane diamine or 2-ethylhexamethylene diamine Branched aliphatic diamines such as: aromatic diamines such as p-phenylenediamine and m-phenylenediamine; and alicyclic diamines such as cyclohexanediamine, cyclopentanediamine and cyclooctanediamine. On the other hand, the dicarboxylic acid (monomer) is not limited to the following, but examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, pimelic acid and sebacic acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid and isophthalic acid; cyclohexane And alicyclic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acids. The diamines and dicarboxylic acids as the above-described monomers may be condensed individually by one kind or in combination of two or more kinds.
ポリアミドとしては、以下に制限されないが、例えば、ポリアミド4(ポリα−ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6T(ポリヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナンメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)、及びポリアミド2Me5C(2−メチルペンタメチレンジアミンと1,4−シクロヘキサンジカルボン酸との重縮合物)、並びにこれらの少なくとも1種を構成成分として含む共重合ポリアミドが挙げられる。中でも好ましくは、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6T、ポリアミド6I、ポリアミド9T、及びポリアミド2Me5C、並びにこれらの少なくとも1種を構成成分として含む共重合ポリアミドからなる群より選択された1種以上である。 Examples of the polyamide include, but are not limited to, polyamide 4 (poly α-pyrrolidone), polyamide 6 (polycaproamide), polyamide 11 (polyundecanamide), polyamide 12 (polydodecanamide), and polyamide 46 (polytetraamide). Methylene adipamide), polyamide 66 (polyhexamethylene adipamide), polyamide 610, polyamide 612, polyamide 6T (polyhexamethylene terephthalamide), polyamide 9T (polynonamethylene terephthalamide), polyamide 6I (polyhexamethylene isophthalamide) Amide), polyamide 2Me5C (polycondensate of 2-methylpentamethylenediamine and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid), and a copolymerized polyamide containing at least one of these as a constituent component It is below. Among them, preferably selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 6T, polyamide 6I, polyamide 9T, and polyamide 2Me5C, and a copolymerized polyamide containing at least one of these as a constituent component. One or more.
共重合物であるポリアミドとしては、以下に制限されないが、例えば、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンテレフタルアミドの共重合物、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンイソフタルアミドの共重合物、ヘキサメテレフタルアミド及び2−メチルペンタンジアミンテレフタルアミドの共重合物、2−メチルペンタメチレンジアミンと1,4−シクロヘキサンジカルボン酸との重縮合物及び2−メチルペンタメチレンジアミンとセバシン酸との重縮合物の共重合体、並びに2−メチルペンタメチレンジアミンと1,4−シクロヘキサンジカルボン酸との重縮合物及び2−メチルペンタメチレンジアミンとドデカン二酸との重縮合物の共重合体等が挙げられる。 The polyamide that is a copolymer is not limited to the following, but includes, for example, a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene terephthalamide, a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene isophthalamide, Copolymers of amide and 2-methylpentanediamine terephthalamide, polycondensate of 2-methylpentamethylenediamine and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and polycondensate of 2-methylpentamethylenediamine and sebacic acid. Examples thereof include a polymer, a polycondensate of 2-methylpentamethylenediamine and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and a copolymer of a polycondensate of 2-methylpentamethylenediamine and dodecanedioic acid.
本実施の形態におけるポリアミドの末端基として、一般にアミノ基、またはカルボキシル基が存在する。本実施の形態における、これらの末端基の比は、組成物の高温での機械的強度、靭性(曲げたわみ)、耐熱性及び加工性を向上させる観点から、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度が0.63を超える値となる。ここで、本明細書における「高温」とは、50℃以上を意味する。 In general, an amino group or a carboxyl group is present as an end group of the polyamide in the present embodiment. In the present embodiment, the ratio of these terminal groups is determined from the viewpoint of improving mechanical strength, toughness (bending deflection), heat resistance and workability of the composition at high temperatures, and amino group terminal concentration / carboxyl terminal concentration. Becomes a value exceeding 0.63. Here, “high temperature” in the present specification means 50 ° C. or higher.
また、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度の下限について、好ましくは0.65以上、より好ましくは0.7以上である。一方、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度の上限について、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下である。上記した範囲内の場合、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の流動性が一層優れたものとなる。 The lower limit of amino group terminal concentration / carboxyl terminal concentration is preferably 0.65 or more, more preferably 0.7 or more. On the other hand, the upper limit of amino group terminal concentration / carboxyl terminal concentration is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less. In the case of the above range, the fluidity of the glass fiber reinforced polyamide resin composition is further improved.
また、末端のカルボキシル基の濃度は、好ましくは30μmol/g以上、より好ましくは50μmol/g以上、さらに好ましくは50〜150μmol/g、特に好ましくは50〜100μmol/gである。末端カルボキシル基の濃度が上記した範囲内の場合、機械的強度を有意に向上させることができる。 The concentration of the terminal carboxyl group is preferably 30 μmol / g or more, more preferably 50 μmol / g or more, still more preferably 50 to 150 μmol / g, and particularly preferably 50 to 100 μmol / g. When the concentration of the terminal carboxyl group is within the above range, the mechanical strength can be significantly improved.
ここで、本明細書における末端アミノ基及び末端カルボキシル基の濃度の測定方法としては、1H−NMRにより測定される、各末端基に対応した特性シグナルの積分値によって求める方法や、滴定法によって求める方法ことができる。 Here, as a measuring method of the concentration of the terminal amino group and the terminal carboxyl group in the present specification, a method for determining by an integral value of a characteristic signal corresponding to each terminal group, measured by 1 H-NMR, or a titration method. The way you ask can be.
さらに、ポリアミド樹脂の末端基を別途調整してもよい。かかる調整方法としては、公知の方法を用いることができる。以下に制限されないが、例えば末端調整剤を用いる方法が挙げられる。具体例として、ポリアミド樹脂の重合時に所定の末端濃度となるように、モノアミン化合物、ジアミン化合物、モノカルボン酸化合物及びジカルボン酸化合物よりなる群から選択される1種以上を添加することができる。これらの成分の溶媒への添加時期については、末端調整剤として本来の機能を果たす限り特に制限されず、例えば、上記したポリアミド樹脂の原料を溶媒に添加する際があり得る。 Furthermore, the end group of the polyamide resin may be adjusted separately. As the adjustment method, a known method can be used. Although it does not restrict | limit to the following, For example, the method of using a terminal regulator is mentioned. As a specific example, at least one selected from the group consisting of a monoamine compound, a diamine compound, a monocarboxylic acid compound, and a dicarboxylic acid compound can be added so as to have a predetermined terminal concentration during polymerization of the polyamide resin. The addition timing of these components to the solvent is not particularly limited as long as it functions originally as a terminal regulator, and for example, the above-described polyamide resin raw material may be added to the solvent.
上記モノアミン化合物としては、以下に制限されないが、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン及びジブチルアミン等の脂肪族モノアミン;シクロヘキシルアミン及びジシクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン;アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン及びナフチルアミン等の芳香族モノアミン、並びにこれらの任意の混合物などが挙げられる。中でも、反応性、沸点、封止末端の安定性や価格などの観点から、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン及びアニリンが好ましい。 Examples of the monoamine compound include, but are not limited to, aliphatics such as methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, and dibutylamine. Examples include monoamines; alicyclic monoamines such as cyclohexylamine and dicyclohexylamine; aromatic monoamines such as aniline, toluidine, diphenylamine and naphthylamine, and any mixtures thereof. Of these, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, cyclohexylamine, and aniline are preferable from the viewpoints of reactivity, boiling point, stability of the sealing end and price.
上記のジアミン化合物は、上述した例示をそのまま引用できる。 The above-mentioned illustrations can be cited as they are for the diamine compound.
上記のモノカルボン酸化合物としては、以下に制限されないが、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸及びイソブチル酸などの脂肪族モノカルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸及びフェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸が挙げられる。本実施の形態では、これらのカルボン酸化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the monocarboxylic acid compound include, but are not limited to, for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, tridecyl acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and pivalic acid. And aliphatic monocarboxylic acids such as isobutyric acid; alicyclic monocarboxylic acids such as cyclohexanecarboxylic acid; benzoic acid, toluic acid, α-naphthalenecarboxylic acid, β-naphthalenecarboxylic acid, methylnaphthalenecarboxylic acid, and phenylacetic acid Aromatic monocarboxylic acids are mentioned. In this Embodiment, these carboxylic acid compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記のジカルボン酸化合物としては、以下に制限されないが、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸及びスベリン酸などの脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジフェニルメタン−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4'−ジカルボン酸及び4,4'−ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸から誘導される単位(ユニット)が挙げられる。これらは、1種単独、2種以上の併用のいずれでも使用可能である。 Examples of the dicarboxylic acid compound include, but are not limited to, for example, malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, 2,2-dimethyl Aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, 3,3-diethylsuccinic acid, azelaic acid, sebacic acid and suberic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; Isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3-phenylenedioxydiacetic acid, diphenic acid, Diphenylmethane-4,4′-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4′-dicarbo Units derived from an aromatic dicarboxylic acid such as an acid and 4,4'-biphenyl dicarboxylic acid (unit) and the like. These can be used either alone or in combination of two or more.
[(B)ポリカルボジイミド化合物を含むガラス繊維集束剤を含有するガラス繊維]
本実施の形態に用いるガラス繊維は、ポリカルボジイミド化合物を含むガラス繊維集束剤を含有する。より具体的にいえば、前記ガラス繊維は、前記集束剤で表面処理されることによって得られる。ポリカルボジイミド化合物は、一以上のカルボジイミド基(−N=C=N−)を含有する化合物を縮合することにより得られる。
[(B) Glass fiber containing glass fiber sizing agent containing polycarbodiimide compound]
The glass fiber used for this Embodiment contains the glass fiber sizing agent containing a polycarbodiimide compound. More specifically, the glass fiber is obtained by surface treatment with the sizing agent. The polycarbodiimide compound is obtained by condensing a compound containing one or more carbodiimide groups (—N═C═N—).
ポリカルボジイミドの縮合度は1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましい。縮合度が1〜20の範囲内にある場合、良好な水溶液または水分散液が得られる。さらに、縮合度が1〜10の範囲内にある場合、一層良好な水溶液または水分散液が得られる。 The degree of condensation of the polycarbodiimide is preferably 1-20, and more preferably 1-10. When the degree of condensation is in the range of 1 to 20, a good aqueous solution or aqueous dispersion can be obtained. Furthermore, when the condensation degree is in the range of 1 to 10, a better aqueous solution or aqueous dispersion can be obtained.
また、部分的にポリオールセグメントを持つポリカルボジイミド化合物であることが好ましい。ポリオールセグメントを持たせることにより、ポリカルボジイミド化合物が水溶化し易くなり、ガラス繊維の集束剤として一層好適に使用可能となる。 Moreover, it is preferable that it is a polycarbodiimide compound which has a polyol segment partially. By having a polyol segment, the polycarbodiimide compound is easily water-soluble and can be more suitably used as a glass fiber sizing agent.
これらカルボジイミド化合物は、ジイソシアネート化合物を3−メチル−1−フェニル−3−ホスホレン−1−オキシド等の公知のカルボジイミド化触媒の存在下で脱炭酸反応させることによって得られる。ジイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネート、並びにそれらの混合物を用いることが可能である。以下に制限されないが、例えば、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアネート及び1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネートなどが挙げられる。そして、これらのジイソシアネート系化合物をカルボジイミド化することによって、末端に2つのイソシアネート基を有するポリカルボジイミド化合物が得られる。これらのうち、反応性向上の観点からジシクロヘキシルメタンカルボジイミドが好適に使用可能である。 These carbodiimide compounds can be obtained by decarboxylating a diisocyanate compound in the presence of a known carbodiimidization catalyst such as 3-methyl-1-phenyl-3-phospholene-1-oxide. As the diisocyanate compound, aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, and mixtures thereof can be used. Although not limited to the following, for example, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4 -Tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate , Dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 2,6-diisopropylphenyl Such as isocyanate and 1,3,5-triisopropylbenzene 2,4-diisocyanate. And the polycarbodiimide compound which has two isocyanate groups at the terminal is obtained by carbodiimidizing these diisocyanate compounds. Of these, dicyclohexylmethane carbodiimide can be suitably used from the viewpoint of improving reactivity.
末端に2つのイソシアネート基を有するポリカルボジイミド化合物に対し、さらにモノイソシアネート化合物を等モル量カルボジイミド化させる方法、またはポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルと等モル量反応させてウレタン結合を生成する方法などによって、末端にイソシアネート基を1つ有するポリカルボジイミド化合物が得られる。モノイソシアネート化合物としては、以下に制限されないが、例えば、ヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネートやシクロヘキシルイソシアネート等が挙げられる。上記したポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、以下に制限されないが、例えば、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルやポリエチレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。 With respect to the polycarbodiimide compound having two isocyanate groups at the terminal, a method in which a monoisocyanate compound is carbodiimidized in an equimolar amount, or a method in which an equimolar amount is reacted with a polyalkylene glycol monoalkyl ether to form a urethane bond, etc. A polycarbodiimide compound having one isocyanate group at the terminal is obtained. Examples of the monoisocyanate compound include, but are not limited to, hexyl isocyanate, phenyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, and the like. The polyalkylene glycol monoalkyl ether described above is not limited to the following, and examples thereof include polyethylene glycol monomethyl ether and polyethylene glycol monoethyl ether.
また、前記ガラス繊維集束剤として、ポリカルボジイミド化合物以外に、ポリウレタン樹脂、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩、並びにカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とその他の不飽和ビニル単量体を含む共重合体などを含んでもよい。これらは、1種単独、または2種以上の併用のいずれも使用可能である。 In addition to the polycarbodiimide compound, as the glass fiber sizing agent, polyurethane resin, homopolymer of acrylic acid, copolymer of acrylic acid and other copolymerizable monomers, and primary, secondary and tertiary of these. A salt with an amine and a copolymer containing a carboxylic anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and another unsaturated vinyl monomer may also be included. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリウレタン樹脂は、ガラス繊維のガラス繊維集束剤として一般的に用いられるものであれば特に制限されないが、例えば、m−キシリレンジイソシアナート(XDI)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)(HMDI)やイソホロンジイソシアナート(IPDI)等のイソシアネートと、ポリエステル系やポリエーテル系のジオールとから合成されるものが好適に使用できる。 The polyurethane resin is not particularly limited as long as it is generally used as a glass fiber sizing agent for glass fibers. For example, m-xylylene diisocyanate (XDI), 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) ( Those synthesized from an isocyanate such as HMDI) or isophorone diisocyanate (IPDI) and a polyester or polyether diol can be suitably used.
アクリル酸のホモポリマーとしては、重量平均分子量は1,000〜90,000であることが好ましく、より好ましくは1,000〜25,000である。なお、本明細書における重量平均分子量の測定方法は、GPCにより測定した値である。 As a homopolymer of acrylic acid, the weight average molecular weight is preferably 1,000 to 90,000, more preferably 1,000 to 25,000. In addition, the measuring method of the weight average molecular weight in this specification is the value measured by GPC.
アクリル酸のポリマーは、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマーであってもよい。前記アクリル酸と共重合体を形成するモノマーとしては、以下に制限されないが、例えば、水酸基及び/またはカルボキシル基を有するモノマーのうち、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びメサコン酸よりなる群から選択される1種以上が挙げられる(但し、アクリル酸のみの場合を除く)。好ましくは、上記したモノマーのうちエステル系モノマーを1種以上有する。 The polymer of acrylic acid may be a copolymer of acrylic acid and other copolymerizable monomers. The monomer that forms the copolymer with acrylic acid is not limited to the following, but examples of the monomer having a hydroxyl group and / or a carboxyl group include acrylic acid, maleic acid, methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, and isocrotone. One or more types selected from the group consisting of acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and mesaconic acid are mentioned (except for the case of acrylic acid only). Preferably, it has 1 or more types of ester monomers among the above-mentioned monomers.
アクリル酸のポリマー(ホモポリマー及びコポリマーを共に含む)は塩の形態であってもよい。アクリル酸のポリマーの塩としては、以下に制限されないが、第一級、第二級または第三級のアミンが挙げられる。以下に制限されないが、具体例として、トリエチルアミン、トリエタノールアミンやグリシンが挙げられる。中和度は、他の併用薬剤(シランカップリング剤など)との混合溶液の安定性向上や、アミン臭低減の観点から、20〜90%とすることが好ましく、40〜60%とすることがより好ましい。 Polymers of acrylic acid (including both homopolymers and copolymers) may be in salt form. The salt of acrylic acid polymer includes, but is not limited to, primary, secondary, or tertiary amines. Although not limited to the following, specific examples include triethylamine, triethanolamine, and glycine. The degree of neutralization is preferably 20 to 90%, preferably 40 to 60% from the viewpoint of improving the stability of the mixed solution with other concomitant drugs (such as a silane coupling agent) and reducing the amine odor. Is more preferable.
塩を形成するアクリル酸のポリマーの重量平均分子量は、特に制限されないが、3,000〜50,000の範囲であることが好ましい。ガラス繊維の集束性向上の観点から、3,000以上が好ましく、樹脂組成物とした際の機械的特性向上の観点から、50,000以下が好ましい。 The weight average molecular weight of the acrylic acid polymer forming the salt is not particularly limited, but is preferably in the range of 3,000 to 50,000. 3,000 or more are preferable from the viewpoint of improving the converging property of the glass fiber, and 50,000 or less are preferable from the viewpoint of improving the mechanical properties when the resin composition is obtained.
カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とその他の不飽和ビニル単量体とを含んでなる共重合体のうち、前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体としては、特に制限されることはない。例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸や無水シトラコン酸が挙げられ、中でも無水マレイン酸が好ましい。一方、前記不飽和ビニル単量体としては、以下に制限されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3−ジクロロブタジエン、1,3−ペンタジエン、シクロオクタジエン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレートが挙げられる。中でもスチレンやブタジエンが好ましい。 Among the copolymers comprising a carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and other unsaturated vinyl monomers, the carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer is particularly limited. There is nothing. Examples thereof include maleic anhydride, itaconic anhydride and citraconic anhydride, and maleic anhydride is particularly preferable. On the other hand, the unsaturated vinyl monomer is not limited to, for example, styrene, α-methylstyrene, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, chloroprene, 2,3-dichlorobutadiene, 1,3-pentadiene, Examples include cyclooctadiene, methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, and ethyl methacrylate. Of these, styrene and butadiene are preferred.
これらの組み合わせの中でも、無水マレイン酸とブタジエンとの共重合体、無水マレイン酸とエチレンとの共重合体、無水マレイン酸とスチレンとの共重合体、及びこれらの混合物であることがより好ましい。 Among these combinations, a copolymer of maleic anhydride and butadiene, a copolymer of maleic anhydride and ethylene, a copolymer of maleic anhydride and styrene, and a mixture thereof are more preferable.
また、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とその他の不飽和ビニル単量体との共重合体は、重量平均分子量が2,000以上であることが好ましい。また、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の流動性向上の観点から、より好ましくは2,000〜1,000,000であり、さらに好ましくは5,000〜500,000である。 The copolymer of the carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and other unsaturated vinyl monomer preferably has a weight average molecular weight of 2,000 or more. Moreover, from a viewpoint of the fluidity | liquidity improvement of a glass fiber reinforced polyamide resin composition, More preferably, it is 2,000-1,000,000, More preferably, it is 5,000-500,000.
ガラス繊維の表面処理剤として、シランカップリング剤を使用することも好適である。前記シランカップリング剤としては、特に制限されないが、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランやN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン類;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランやγ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン類;エポキシシラン類;ビニルシラン類が挙げられる。中でも、上記の列挙成分から選択される1種以上であることが好ましく、アミノシラン類がより好ましい。 It is also preferable to use a silane coupling agent as the surface treatment agent for glass fibers. Although it does not restrict | limit especially as said silane coupling agent, For example, aminosilanes, such as (gamma) -aminopropyl triethoxysilane, (gamma) -aminopropyl trimethoxysilane, and N- (beta)-(aminoethyl) -gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane. And the like; mercaptosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane; epoxysilanes; vinylsilanes. Especially, it is preferable that it is 1 or more types selected from said enumeration component, and aminosilanes are more preferable.
ガラス繊維集束剤を調製する際には潤滑剤を使用することが好適である。潤滑剤としては、目的に適した通常の液体または固体の任意の滑剤材料が使用可能である。以下に制限されないが、例えば、カルナウバワックスやラノリンワックス等の動植物系もしくは鉱物系のワックス、または脂肪酸アミド、脂肪酸エステルもしくは脂肪酸エーテル、または芳香族系エステルもしくは芳香族系エーテル等の界面活性剤が使用可能である。 It is preferable to use a lubricant when preparing the glass fiber sizing agent. As the lubricant, any normal liquid or solid lubricant material suitable for the purpose can be used. Although not limited to the following, surfactants such as animal and plant or mineral waxes such as carnauba wax and lanolin wax, or fatty acid amides, fatty acid esters or fatty acid ethers, or aromatic esters or aromatic ethers may be used. It can be used.
本実施の形態に用いるガラス繊維集束剤は、それぞれ固形分として、ポリカルボジイミド化合物1〜5質量%、ポリウレタン樹脂1〜5質量%、シランカップリング剤0.1〜1質量%、及び潤滑剤0.01〜0.5質量%を水で希釈し、全質量を100質量%に調整することにより、ガラス繊維集束剤を調製することが好ましい。 The glass fiber sizing agent used in this embodiment has a solid content of 1 to 5% by weight of a polycarbodiimide compound, 1 to 5% by weight of a polyurethane resin, 0.1 to 1% by weight of a silane coupling agent, and 0 lubricant. It is preferable to prepare the glass fiber sizing agent by diluting 0.01 to 0.5% by mass with water and adjusting the total mass to 100% by mass.
また、所望により、アクリル酸のホモポリマー、またはアクリル酸とその他のモノマー成分とのコポリマーを好ましくは1〜10質量%、より好ましくは2〜5質量%、及び活性アミノ基を主鎖骨格にもつ反応型ポリウレタン樹脂を好ましくは1〜5質量%、より好ましくは2〜4質量%、及びカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とその他の不飽和ビニル単量体との共重合体を好ましくは1〜5質量%、より好ましくは2〜4質量%含んでもよい。 Further, if desired, a homopolymer of acrylic acid or a copolymer of acrylic acid and other monomer components is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 5% by mass, and an active amino group in the main chain skeleton. The reactive polyurethane resin is preferably 1 to 5% by mass, more preferably 2 to 4% by mass, and a copolymer of a carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and another unsaturated vinyl monomer is preferable. May be contained in an amount of 1 to 5% by mass, more preferably 2 to 4% by mass.
ガラス繊維集束剤100質量%に対して、ポリカルボジイミド化合物の配合量は、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的強度向上の観点から1質量%以上であることが好ましく、ガラス繊維の集束性向上の観点から5質量%以下であることが好ましい。また、ガラス繊維集束剤100質量%に対して、ポリウレタン樹脂の配合量は、ガラス繊維の集束性向上の観点から1質量%以上であることが好ましく、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的強度向上の観点から5質量%以下であることが好ましい。 The blending amount of the polycarbodiimide compound with respect to 100% by mass of the glass fiber sizing agent is preferably 1% by mass or more from the viewpoint of improving the mechanical strength of the glass fiber reinforced polyamide resin composition. In view of the above, it is preferably 5% by mass or less. The blending amount of the polyurethane resin is preferably 1% by mass or more with respect to 100% by mass of the glass fiber sizing agent, from the viewpoint of improving the sizing property of the glass fiber, and the mechanical strength of the glass fiber reinforced polyamide resin composition. From the viewpoint of improvement, it is preferably 5% by mass or less.
ガラス繊維集束剤100質量%に対して、アクリル酸のホモポリマー、及びアクリル酸とその他のモノマー成分とのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級のアミン塩より選択された1種以上のポリマーの配合量は、耐水強度を必要とする分野においては、吸水時のガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的強度向上の観点から1質量%以上が好ましく、ガラス繊維の集束性、該組成物の色調、外観及び表面平滑性を向上させる観点から10質量%以下であることが好ましい。 Selected from homopolymers of acrylic acid and copolymers of acrylic acid with other monomer components and their primary, secondary and tertiary amine salts, based on 100% by weight of the glass fiber sizing agent The blending amount of the one or more polymers is preferably 1% by mass or more from the viewpoint of improving the mechanical strength of the glass fiber reinforced polyamide resin composition at the time of water absorption in a field requiring water resistance strength. From the viewpoint of improving the color tone, appearance and surface smoothness of the composition, the content is preferably 10% by mass or less.
次に、ガラス繊維集束剤中のシランカップリング剤の配合量は、ガラス繊維の集束性向上、及びガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的強度向上の観点から0.1〜1質量%が好ましい。また、ガラス繊維集束剤中の潤滑剤の配合量は、充分な潤滑性を与えるという観点から0.01質量%以上であることが好ましく、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的強度向上の観点から0.5質量%以下であることが好ましい。 Next, the blending amount of the silane coupling agent in the glass fiber sizing agent is preferably 0.1 to 1% by mass from the viewpoint of improving the glass fiber sizing property and improving the mechanical strength of the glass fiber reinforced polyamide resin composition. . Further, the blending amount of the lubricant in the glass fiber sizing agent is preferably 0.01% by mass or more from the viewpoint of providing sufficient lubricity, and a viewpoint of improving the mechanical strength of the glass fiber reinforced polyamide resin composition. To 0.5% by mass or less.
ガラス繊維は、上記のガラス繊維集束剤を、公知のガラス繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーターなどの公知の方法を用いて、ガラス繊維に付与して製造したガラス繊維ストランドを乾燥することによって連続的に反応させて得られる。前記ガラス繊維ストランドをロービングとしてそのまま使用してもよく、さらに切断工程を得て、チョップドガラスストランドとして使用してもよい。かかるガラス繊維集束剤は、ガラス繊維100質量%に対し、固形分率として0.2〜3質量%相当を付与(添加)することが好ましく、より好ましくは0.3〜2質量%付与(添加)する。ガラス繊維の集束を維持する観点から、ガラス繊維集束剤の添加量が、ガラス繊維100質量%に対し、固形分率として0.2質量%以上であることが好ましい。一方、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の熱安定性向上の観点から、3質量%以下であることが好ましい。また、ストランドの乾燥は切断工程後に行ってもよく、またはストランドを乾燥した後に切断してもよい。 The glass fiber is continuous by drying the glass fiber strand produced by applying the glass fiber sizing agent to the glass fiber using a known method such as a roller-type applicator in the known glass fiber production process. Obtained by reaction. The glass fiber strand may be used as a roving as it is, or may be used as a chopped glass strand after further obtaining a cutting step. Such a glass fiber sizing agent preferably imparts (adds) a solid content of 0.2 to 3% by mass, more preferably 0.3 to 2% by mass (adds) to 100% by mass of glass fiber. ) From the standpoint of maintaining the glass fiber bundling, the addition amount of the glass fiber bundling agent is preferably 0.2% by mass or more as a solid content with respect to 100% by mass of the glass fiber. On the other hand, it is preferably 3% by mass or less from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass fiber reinforced polyamide resin composition. The strand may be dried after the cutting step, or may be cut after the strand is dried.
ここで、上記した(A)の成分(ポリアミド樹脂)100質量部に対し、上記の(B)の成分(所定のガラス樹脂)の含有量は、好ましくは1〜200質量部であり、より好ましくは5〜150質量部であり、さらに好ましくは15〜100質量部である。上記した範囲内の場合、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の流動性及び外観が共に一層優れたものとなる傾向にある。 Here, with respect to 100 parts by mass of the component (A) (polyamide resin) described above, the content of the component (B) (predetermined glass resin) is preferably 1 to 200 parts by mass, and more preferably. Is 5 to 150 parts by mass, and more preferably 15 to 100 parts by mass. When it is within the above range, both the fluidity and appearance of the glass fiber reinforced polyamide resin composition tend to be more excellent.
[滑剤]
本実施の形態に係るガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物おいては、さらに滑剤を添加してもよい。滑剤としては、特に制限されることはないが、好ましい滑剤としては、モノアマイド化合物、置換アマイド化合物、メチロールアマイド化合物、及びビスアマイド化合物などが挙げられる。より好ましくはビスアマイド化合物である。ビスアマイド化合物の中でも、エチレンビスステアリン酸アマイドが特に好ましい。
[Lubricant]
In the glass fiber reinforced polyamide resin composition according to the present embodiment, a lubricant may be further added. Although it does not restrict | limit especially as a lubricant, As a preferable lubricant, a monoamide compound, a substituted amide compound, a methylol amide compound, a bisamide compound, etc. are mentioned. More preferred is a bisamide compound. Among the bisamide compounds, ethylene bis stearic acid amide is particularly preferable.
滑剤を用いる場合、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物中の滑剤の配合量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.05〜5質量部であり、より好ましくは0.2〜2質量部である。上記の範囲内の場合、可塑化安定性が一層向上するとともに、発生ガス量を低減することができる傾向にある。 When using a lubricant, the blending amount of the lubricant in the glass fiber reinforced polyamide resin composition is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin. Part. When it is within the above range, the plasticization stability is further improved and the amount of generated gas tends to be reduced.
[ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物に含まれうる他の成分]
上記した成分の他に、本実施の形態の効果を損なわない範囲で、必要に応じてさらに他の成分を添加してもよい。
[Other components that can be contained in the glass fiber reinforced polyamide resin composition]
In addition to the above-described components, other components may be added as necessary within a range not impairing the effects of the present embodiment.
以下に制限されないが、例えば、ガラス繊維以外の無機充填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光劣化防止剤、可塑剤、離型剤、核剤、難燃剤、着色剤、染色剤や顔料などを添加してもよいし、他の熱可塑性樹脂を混合してもよい。ここで、かかる上記した他の成分はそれぞれ性質が大きく異なるため、各成分についての、本実施の形態の効果をほとんど損なわない好適な含有率は様々である。そして、当業者であれば、上記した他の成分ごとの好適な含有率は容易に設定可能である。 Although not limited to the following, for example, inorganic fillers other than glass fibers, antioxidants, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, light deterioration inhibitors, plasticizers, mold release agents, nucleating agents, flame retardants, colorants, dyeing An agent or pigment may be added, or other thermoplastic resin may be mixed. Here, since the above-mentioned other components are greatly different in properties, there are various suitable contents for each component that hardly impair the effects of the present embodiment. A person skilled in the art can easily set a suitable content for each of the other components described above.
本実施の形態において、ガラス繊維及びポリアミド樹脂を複合化する方法は、単軸または多軸の押出機によってポリアミド樹脂を溶融させた状態で混練する方法を用いることができる。チョップドストランドを用いる場合、上流側供給口と下流側供給口とを備えた二軸押出機を使用し、上流側供給口からポリアミド樹脂を供給して溶融させた後、下流側供給口からチョップドストランドを供給して溶融混練する方法を用いることが好ましい。また、ガラス繊維ロービングを用いる場合も、公知の方法で複合することができる。 In the present embodiment, the method of compounding the glass fiber and the polyamide resin may be a method of kneading the polyamide resin in a melted state using a single-screw or multi-screw extruder. When using chopped strands, use a twin screw extruder equipped with an upstream supply port and a downstream supply port. After feeding and melting polyamide resin from the upstream supply port, chopped strands from the downstream supply port It is preferable to use a method of supplying and melt kneading. Moreover, also when using glass fiber roving, it can compound by a well-known method.
このようにして得られる目的物としての樹脂組成物は、特に制限されることなく、例えば、射出成形による各種部品の成形体として利用できる。 The resin composition as the target product thus obtained is not particularly limited, and can be used, for example, as a molded body of various parts by injection molding.
これらの各種部品は、例えば、自動車用、機械工業用、電気・電子用、産業資材用、工業材料用、日用・家庭品用として好適に使用できる。中でも、高温での使用になる自動車のアンダーフード部品として好適である。 These various parts can be suitably used, for example, for automobiles, machine industries, electrical / electronics, industrial materials, industrial materials, and daily / household goods. Among them, it is suitable as an underhood part for automobiles that are used at high temperatures.
以下、本実施の形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施の形態はこれらの実施例のみに制限されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited to only these examples.
[原料の調製]
1.ポリアミド樹脂
(1)ポリアミド66(以下、「PA−1」と略記する)
[Preparation of raw materials]
1. Polyamide resin (1) Polyamide 66 (hereinafter abbreviated as “PA-1”)
ポリアミド原料としてヘキサメチレンジアミン(旭化成ケミカルズ社製)とアジピン酸(旭化成ケミカルズ社製)との等モル塩1600kgを蒸留水に添加し、ポリアミド原料として50質量%の水溶液を得た。得られた水溶液を、下部に放出ノズルを有する約4,000リットル容のオートクレーブ中に仕込み、50℃で混合しつつ窒素で置換した。 1600 kg of equimolar salt of hexamethylenediamine (manufactured by Asahi Kasei Chemicals) and adipic acid (manufactured by Asahi Kasei Chemicals) as a polyamide raw material was added to distilled water to obtain a 50% by mass aqueous solution as a polyamide raw material. The obtained aqueous solution was charged into an autoclave of about 4,000 liters having a discharge nozzle at the bottom, and replaced with nitrogen while mixing at 50 ° C.
続いて、温度を50℃から約150℃まで約1時間かけて昇温した。その際、オートクレーブ内の圧力を0.15MPa程度(ゲージ圧)に保つため、水を系外に除去しながら加熱を続けた。その後、オートクレーブを密閉状態にし、温度を150℃から約220℃まで約1時間かけて昇温して圧力を1.77MPa程度(ゲージ圧)まで上昇させた。 Subsequently, the temperature was raised from 50 ° C. to about 150 ° C. over about 1 hour. At that time, in order to keep the pressure in the autoclave at about 0.15 MPa (gauge pressure), heating was continued while removing water out of the system. Thereafter, the autoclave was sealed, and the temperature was raised from 150 ° C. to about 220 ° C. over about 1 hour to raise the pressure to about 1.77 MPa (gauge pressure).
続いて、温度を約220℃から約280℃まで約1時間かけて昇温する一方、圧力は約1.77MPaに維持させつつ水を系外に除去していくことで加熱を行った。その後、約1時間かけて圧力を大気圧まで減圧し、大気圧になった後、下部ノズルからストランド状にペレットを排出して、水冷、カッティングを行い、PA−1のペレットを得た。得られたペレットを窒素気流中、90℃で4時間乾燥した。 Subsequently, the temperature was raised from about 220 ° C. to about 280 ° C. over about 1 hour, while maintaining the pressure at about 1.77 MPa, heating was performed by removing water from the system. Thereafter, the pressure was reduced to atmospheric pressure over about 1 hour, and after reaching atmospheric pressure, the pellets were discharged in a strand form from the lower nozzle, water-cooled and cut to obtain PA-1 pellets. The obtained pellets were dried in a nitrogen stream at 90 ° C. for 4 hours.
PA−1の98%硫酸相対粘度[ηr:25℃、1g/100ml]は2.79であった。また、アミノ基末端は46μmol/g、カルボキシル基末端は72μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は0.639であった。なお、末端基の測定は、重硫酸溶媒を用いて、60℃で1H−NMRを測定し、積分値から算出した(以下「NMR法」とも記す。)。また、本明細書における硫酸相対粘度の測定方法として、JIS K 6920を採用した。 PA-1 had a 98% sulfuric acid relative viscosity [ηr: 25 ° C., 1 g / 100 ml] of 2.79. The amino group terminal was 46 μmol / g, the carboxyl group terminal was 72 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 0.639. In addition, the measurement of the terminal group was carried out by measuring 1 H-NMR at 60 ° C. using a bisulfate solvent and calculating from the integrated value (hereinafter also referred to as “NMR method”). Further, JIS K 6920 was adopted as a method for measuring sulfuric acid relative viscosity in the present specification.
(2)ポリアミド66(以下、「PA−2」と略記する)
末端調整剤としてヘキサメチレンジアミン0.5kgを添加した点以外は、上記PA−1の場合と同様にしてPA−2を得た。ここで、ηrは2.78、アミノ基末端は50μmol/g、カルボキシル基末端は67μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は0.746であった。なお、末端基は上記NMR法により求めた。
(2) Polyamide 66 (hereinafter abbreviated as “PA-2”)
PA-2 was obtained in the same manner as in the case of PA-1 except that 0.5 kg of hexamethylenediamine was added as a terminal adjusting agent. Here, ηr was 2.78, the amino group terminal was 50 μmol / g, the carboxyl group terminal was 67 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 0.746. In addition, the terminal group was calculated | required by the said NMR method.
(3)ポリアミド66(以下、「PA−3」と略記する)
末端調整剤として添加したヘキサメチレンジアミンの量を1.5kgに変更した点以外は、上記PA−2の場合と同様にしてPA−3を得た。ここで、ηrは2.78、アミノ基末端は58μmol/g、カルボキシル基末端は62μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は0.935であった。なお、末端基は上記NMR法により求めた。
(3) Polyamide 66 (hereinafter abbreviated as “PA-3”)
PA-3 was obtained in the same manner as in the case of PA-2 except that the amount of hexamethylenediamine added as a terminal modifier was changed to 1.5 kg. Here, ηr was 2.78, the amino group terminal was 58 μmol / g, the carboxyl group terminal was 62 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 0.935. In addition, the terminal group was calculated | required by the said NMR method.
(4)ポリアミド66(以下、「PA−4」と略記する)
末端調整剤としてアジピン酸1.0kgを添加した点以外は、上記PA−1の場合と同様にしてPA−4を得た。ここで、ηrは2.78、アミノ基末端は42μmol/g、カルボキシル基末端は79μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は0.532であった。なお、末端基は上記NMR法により求めた。
(4) Polyamide 66 (hereinafter abbreviated as “PA-4”)
PA-4 was obtained in the same manner as in the case of PA-1 except that 1.0 kg of adipic acid was added as a terminal regulator. Here, ηr was 2.78, the amino group terminal was 42 μmol / g, the carboxyl group terminal was 79 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 0.532. In addition, the terminal group was calculated | required by the said NMR method.
(5)ポリアミド66(以下、「PA−5」と略記する)
末端調整剤としてヘサキメチレンジアミンの量を6.4kgに変更した点以外は、上記PA−2の場合と同様にしてPA−5を得た。ここで、ηrは2.75、アミノ基末端は80μmol/g、カルボキシル基末端は37μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は2.162であった。なお、末端基は上記NMR法により求めた。
(5) Polyamide 66 (hereinafter abbreviated as “PA-5”)
PA-5 was obtained in the same manner as in the case of PA-2 except that the amount of hesamethylenediamine as a terminal modifier was changed to 6.4 kg. Here, ηr was 2.75, the amino group terminal was 80 μmol / g, the carboxyl group terminal was 37 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 2.162. In addition, the terminal group was calculated | required by the said NMR method.
(6)ポリアミド2Me5C(以下、「PA−6」と略記する)
2−メチルペンタメチレンジアミン(東京化成工業社製)604g(5.20モル)と1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(イーストマンケミカル社製:商品名 1,4−CHDA HPグレード)896g(5.20モル)とを、蒸留水1,500gに溶解させ、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作った。
(6) Polyamide 2Me5C (hereinafter abbreviated as “PA-6”)
604 g (5.20 mol) of 2-methylpentamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 896 g (5.20 of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid (manufactured by Eastman Chemical Co., Ltd .: trade name 1,4-CHDA HP grade) Mol) was dissolved in 1,500 g of distilled water to make an equimolar 50 mass% homogeneous aqueous solution of the raw material monomer.
得られた水溶液と、溶融重合時の添加物である2−メチルペンタメチレンジアミン24g(0.21モル)とを、内容積5.4Lのオートクレーブ(日東高圧製)に仕込み、液温(内温)が50℃になるまで保温して、オートクレーブ内を窒素置換した。オートクレーブの槽内の圧力が、ゲージ圧として(以下、槽内の圧力は全てゲージ圧として表記する。)、約2.5kg/cm2になるまで、液温を約145℃から加熱を続けた。槽内の圧力を約2.5kg/cm2に保つため水を系外に除去しながら、加熱を続けて、水溶液の濃度が約75%になるまで濃縮した。水の除去を止め、槽内の圧力が約30kg/cm2になるまで加熱を続けた。槽内の圧力を30kg/cm2に保つため水を系外に除去しながら、315℃になるまで加熱を続けた。さらに加熱を続けながら、槽内の圧力を、100分間かけて30kg/cm2から大気圧(ゲージ圧は0kg/cm2)になるまで降圧した。 The obtained aqueous solution and 24 g (0.21 mol) of 2-methylpentamethylenediamine, which is an additive at the time of melt polymerization, were charged into an autoclave (made by Nitto High Pressure Co., Ltd.) having an internal volume of 5.4 L, and the liquid temperature (internal temperature) ) Was kept at 50 ° C., and the autoclave was purged with nitrogen. The liquid temperature was continuously heated from about 145 ° C. until the pressure in the autoclave tank reached about 2.5 kg / cm 2 as gauge pressure (hereinafter, all pressure in the tank was expressed as gauge pressure). . In order to keep the pressure in the tank at about 2.5 kg / cm 2 , heating was continued while removing water out of the system, and the solution was concentrated until the concentration of the aqueous solution became about 75%. The removal of water was stopped, and heating was continued until the pressure in the tank reached about 30 kg / cm 2 . In order to keep the pressure in the tank at 30 kg / cm 2 , heating was continued until the temperature reached 315 ° C. while removing water out of the system. While further heating, the pressure in the tank was reduced from 30 kg / cm 2 to atmospheric pressure (gauge pressure was 0 kg / cm 2 ) over 100 minutes.
その後、槽内の樹脂温度(液温)の最終温度が345℃になるようにヒーター温度を調整した。樹脂温度は345℃のまま、槽内を真空装置で1.33×104Pa(100torr)の減圧下に10分維持した。その後、窒素で槽内を加圧し、下部紡口(ノズル)から樹脂をストランド状で排出した。さらに、当該ストランド状の樹脂を、水冷、カッティングし、ペレット状で排出して、PA−6のペレットを得た。得られたペレットを窒素気流中、120℃で10時間乾燥した。ここで、アミノ基末端は52μmol/g、カルボキシル基末端は32μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は1.625であった。なお、各末端基濃度の測定は以下のとおり特開2003−119376号公報の実施例と同様の滴定法により求めた。
〈アミノ基末端濃度の測定方法〉
ポリアミド樹脂2gをフェノール50mLに60℃で溶解させた後、40mLのエタノールおよび純水10mLを加え、三菱化学株式会社製電位差滴定装置GT−06を用い、0.01N−HClで滴定し求めた。
〈カルボキシル基末端濃度の測定方法〉
ポリアミド樹脂0.1gをベンジルアルコール8mLに180℃で溶解させた後、0.01N−NaOH/ベンジルアルコールでフェノールレッドを指示薬として滴定し求めた。
Thereafter, the heater temperature was adjusted so that the final temperature of the resin temperature (liquid temperature) in the tank was 345 ° C. The resin temperature was kept at 345 ° C., and the inside of the tank was maintained under a reduced pressure of 1.33 × 10 4 Pa (100 torr) for 10 minutes by a vacuum apparatus. Thereafter, the inside of the tank was pressurized with nitrogen, and the resin was discharged in a strand form from the lower nozzle (nozzle). Furthermore, the strand-shaped resin was cooled with water, cut, and discharged in the form of pellets to obtain PA-6 pellets. The obtained pellets were dried at 120 ° C. for 10 hours in a nitrogen stream. Here, the amino group terminal was 52 μmol / g, the carboxyl group terminal was 32 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 1.625. In addition, the measurement of each terminal group density | concentration was calculated | required by the titration method similar to the Example of Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-119376 as follows.
<Amino group terminal concentration measurement method>
After dissolving 2 g of polyamide resin in 50 mL of phenol at 60 ° C., 40 mL of ethanol and 10 mL of pure water were added and titrated with 0.01 N HCl using a potentiometric titrator GT-06 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
<Measurement method of carboxyl group end concentration>
After dissolving 0.1 g of polyamide resin in 8 mL of benzyl alcohol at 180 ° C., titration was performed with 0.01 N NaOH / benzyl alcohol using phenol red as an indicator.
(7)ポリアミド2Me5C(以下、「PA−7」と略記する)
2−メチルペンタメチレンジアミン(東京化成工業社製)604g(5.20モル)と1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(イーストマンケミカル社製:商品名 1,4−CHDA HPグレード)896g(5.20モル)とを、蒸留水1,500gに溶解させ、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作った。
(7) Polyamide 2Me5C (hereinafter abbreviated as “PA-7”)
604 g (5.20 mol) of 2-methylpentamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 896 g (5.20 of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid (manufactured by Eastman Chemical Co., Ltd .: trade name 1,4-CHDA HP grade) Mol) was dissolved in 1,500 g of distilled water to make an equimolar 50 mass% homogeneous aqueous solution of the raw material monomer.
得られた水溶液と、溶融重合時の添加物である2−メチルペンタメチレンジアミン15g(0.13モル)とを、内容積5.4Lのオートクレーブ(日東高圧製)に仕込み、液温(内温)が50℃になるまで保温して、オートクレーブ内を窒素置換した。オートクレーブの槽内の圧力が、ゲージ圧として(以下、槽内の圧力は全てゲージ圧として表記する。)、約2.5kg/cm2になるまで、液温を約145℃から加熱を続けた。槽内の圧力を約2.5kg/cm2に保つため水を系外に除去しながら、加熱を続けて、水溶液の濃度が約85%になるまで濃縮した。水の除去を止め、槽内の圧力が約30kg/cm2になるまで加熱を続けた。槽内の圧力を30kg/cm2に保つため水を系外に除去しながら、300℃になるまで加熱を続けた。さらに加熱は続けながら、槽内の圧力を、120分間かけて30kg/cm2から大気圧(ゲージ圧は0kg/cm2)になるまで降圧した。 The obtained aqueous solution and 15 g (0.13 mol) of 2-methylpentamethylenediamine, which is an additive at the time of melt polymerization, were charged into an autoclave (made by Nitto Koatsu) with an internal volume of 5.4 L, and the liquid temperature (internal temperature) ) Was kept at 50 ° C., and the autoclave was purged with nitrogen. The liquid temperature was continuously heated from about 145 ° C. until the pressure in the autoclave tank reached about 2.5 kg / cm 2 as gauge pressure (hereinafter, all pressure in the tank was expressed as gauge pressure). . In order to keep the pressure in the tank at about 2.5 kg / cm 2 , heating was continued while removing water out of the system, and the aqueous solution was concentrated to a concentration of about 85%. The removal of water was stopped, and heating was continued until the pressure in the tank reached about 30 kg / cm 2 . In order to keep the pressure in the tank at 30 kg / cm 2 , heating was continued until the temperature reached 300 ° C. while removing water out of the system. Further, while continuing the heating, the pressure in the tank was reduced from 30 kg / cm 2 to atmospheric pressure (gauge pressure was 0 kg / cm 2 ) over 120 minutes.
その後、槽内の樹脂温度(液温)の最終温度が350℃になるようにヒーター温度を調整した。樹脂温度は350℃のまま、槽内を真空装置で1.33×104Pa(100torr)の減圧下に10分維持した。その後、窒素で槽内を加圧し、下部紡口(ノズル)から樹脂をストランド状で排出した。さらに、当該ストランド状の樹脂を、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、PA−7のペレットを得た。得られたペレットを窒素気流中、120℃で10時間乾燥した。ここで、アミノ基末端は22μmol/g、カルボキシル基末端は94μmol/g、アミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度は0.234であった。なお、各末端基濃度の測定は上記のとおり特開2003−119376号公報の実施例と同様の滴定法により求めた。 Thereafter, the heater temperature was adjusted so that the final temperature of the resin temperature (liquid temperature) in the tank was 350 ° C. The resin temperature was maintained at 350 ° C., and the inside of the tank was maintained under a reduced pressure of 1.33 × 10 4 Pa (100 torr) for 10 minutes by a vacuum apparatus. Thereafter, the inside of the tank was pressurized with nitrogen, and the resin was discharged in a strand form from the lower nozzle (nozzle). Further, the strand-like resin was cooled with water and cut to discharge in a pellet form to obtain a PA-7 pellet. The obtained pellets were dried at 120 ° C. for 10 hours in a nitrogen stream. Here, the amino group terminal was 22 μmol / g, the carboxyl group terminal was 94 μmol / g, and the amino group terminal concentration / carboxyl group terminal concentration was 0.234. In addition, the measurement of each terminal group density | concentration was calculated | required by the titration method similar to the Example of Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-119376 as mentioned above.
2.カルボジイミド化合物
カルボジイミド化合物として、日清紡績株式会社製の商品名:カルボジライト(登録商標)V−02(固形分率40質量%の水溶液)を使用した。
2. Carbodiimide compound As the carbodiimide compound, Nisshinbo Co., Ltd. trade name: Carbodilite (registered trademark) V-02 (an aqueous solution having a solid content of 40% by mass) was used.
3.ポリウレタン樹脂エマルジョン
ポリウレタン樹脂エマルジョンとして、大日本インキ株式会社製の商品名:ボンディック(登録商標)1050:(固形分率50質量%の水溶液)を使用した。
3. Polyurethane resin emulsion The product name: Bondic (registered trademark) 1050: (an aqueous solution having a solid content of 50% by mass) manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd. was used as the polyurethane resin emulsion.
4.無水マレイン酸系共重合体
無水マレイン酸−ブタジエン共重合体水溶液として、三洋化成工業株式会社製の商品名:アクロバインダー(登録商標)BG−7(固形分率25質量%の水溶液)を使用した。
4). Maleic anhydride copolymer As a maleic anhydride-butadiene copolymer aqueous solution, trade name: Acro Binder (registered trademark) BG-7 (an aqueous solution having a solid content of 25% by mass) manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. was used. .
5.アミノシラン系カップリング剤
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(商品名:KBE−903、信越化学工業株式会社製)を使用した。
5. Aminosilane coupling agent γ-aminopropyltriethoxysilane (trade name: KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used.
6.潤滑剤
商品名:カルナウバワックス(株式会社加藤洋行製)を使用した。
6). Lubricant Brand name: Carnauba wax (manufactured by Yoko Kato) was used.
7.滑剤
エチレンビスステアリン酸アマイド(以下、「EBS」と略記する)(商品名:カオーワックスEB−P、花王株式会社製)を使用した。
7). Lubricant Ethylene bis stearic acid amide (hereinafter abbreviated as “EBS”) (trade name: Kao Wax EB-P, manufactured by Kao Corporation) was used.
[ガラス繊維の製造]
<製造例1>
まず、固形分として、カルボジイミド化合物4質量%、ポリウレタン樹脂2質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、及びカルナウバワックス0.1質量%となるように水で希釈し、ガラス繊維集束剤を得た。得られたガラス繊維集束剤を、溶融防糸された平均直径10μmのガラス繊維に対して、回転ドラムに巻き取られる途中に設けたアプリケーターによってガラス繊維に付着させた。そして、その後に乾燥することによって、上記ガラス繊維集束剤で表面処理されたガラス繊維束のロービングを得た。その際、ガラス繊維は1,000本の束となるようにした。ガラス繊維集束剤の付着量は、0.6質量%であった。これを3mmの長さに切断して、チョップドストランド(以下、「GF−1」と略記する)を得た。
[Manufacture of glass fiber]
<Production Example 1>
First, it is diluted with water so that the solid content is 4% by mass of a carbodiimide compound, 2% by mass of a polyurethane resin, 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, and 0.1% by mass of carnauba wax. A fiber sizing agent was obtained. The obtained glass fiber sizing agent was adhered to the glass fiber by an applicator provided in the middle of being wound around the rotating drum with respect to the melt-proofed glass fiber having an average diameter of 10 μm. And the roving of the glass fiber bundle surface-treated with the said glass fiber sizing agent was obtained by drying after that. At that time, the glass fiber was made to be a bundle of 1,000 pieces. The adhesion amount of the glass fiber sizing agent was 0.6% by mass. This was cut into a length of 3 mm to obtain a chopped strand (hereinafter abbreviated as “GF-1”).
<製造例2>
固形分として、ポリウレタン樹脂2質量%、無水マレイン酸−ブタジエン共重合体4質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、及びカルナウバワックス0.1質量%となるように水で希釈し、ガラス繊維集束剤を得た。得られたガラス繊維集束剤を、溶融防糸された平均直径10μmのガラス繊維に対して、回転ドラムに巻き取られる途中に設けたアプリケーターによってガラス繊維に付着させた。そして、その後に乾燥することによって、上記ガラス繊維集束剤で表面処理されたガラス繊維束のロービングを得た。その際、ガラス繊維は1,000本の束となるようにした。ガラス繊維集束剤の付着量は、0.6質量%であった。これを3mmの長さに切断して、チョップドストランド(以下、「GF−2」と略記する)を得た。
<Production Example 2>
The solid content is 2% by weight of polyurethane resin, 4% by weight of maleic anhydride-butadiene copolymer, 0.6% by weight of γ-aminopropyltriethoxysilane, and 0.1% by weight of carnauba wax. Dilution was performed to obtain a glass fiber sizing agent. The obtained glass fiber sizing agent was adhered to the glass fiber by an applicator provided in the middle of being wound around the rotating drum with respect to the melt-proofed glass fiber having an average diameter of 10 μm. And the roving of the glass fiber bundle surface-treated with the said glass fiber sizing agent was obtained by drying after that. At that time, the glass fiber was made to be a bundle of 1,000 pieces. The adhesion amount of the glass fiber sizing agent was 0.6% by mass. This was cut into a length of 3 mm to obtain a chopped strand (hereinafter abbreviated as “GF-2”).
[評価方法]
以下では、実施例及び比較例で行った評価の方法について説明する。
[Evaluation method]
Below, the evaluation method performed by the Example and the comparative example is demonstrated.
<ガラス繊維集束剤の付着量>
ガラス繊維集束剤により表面処理されたガラス繊維を、10g精秤した後、650℃の電気炉において1時間加熱した。この間の質量減少分をガラス繊維集束剤の付着量とした。
<Adhesion amount of glass fiber sizing agent>
After weighing 10 g of the glass fiber surface-treated with the glass fiber sizing agent, it was heated in an electric furnace at 650 ° C. for 1 hour. The amount of mass decrease during this period was defined as the amount of glass fiber sizing agent attached.
<曲げたわみ量>
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを、射出成形機(PS−40E:日精樹脂株式会社製)を用いて、ISO 3167に準拠し、多目的試験片A型の成形片を成形した。その際、射出及び保圧の時間25秒、冷却時間15秒、金型温度80℃(PA−1〜PA5)または120℃(PA−6〜PA−7)、溶融樹脂温度290℃(PA−1〜PA5)または345℃(PA−6〜PA−7)に設定した。得られた成形片を切削して使用し、厚さ80mm×巾10mm×長さ4mmの試験片を用いて、ISO 178に準拠し、曲げ試験を行い、最大荷重点におけるたわみ量を測定した。
<Bending deflection amount>
Using the injection molding machine (PS-40E: made by Nissei Resin Co., Ltd.), the pellets of the polyamide resin compositions obtained in the examples and comparative examples were formed into multi-purpose test pieces A-type molded pieces in accordance with ISO 3167. Molded. At that time, injection and holding pressure time 25 seconds, cooling time 15 seconds, mold temperature 80 ° C (PA-1 to PA5) or 120 ° C (PA-6 to PA-7), molten resin temperature 290 ° C (PA- 1 to PA5) or 345 ° C. (PA-6 to PA-7). The obtained molded piece was cut and used, and a bending test was performed in accordance with ISO 178 using a test piece of thickness 80 mm × width 10 mm × length 4 mm, and the amount of deflection at the maximum load point was measured.
<80℃における引張強度>
上記の多目的試験片(A型)を80℃で2時間保持し、ISO 527に準拠し、引張速度5mm/分で引張試験を行い、引張強度を測定した。
<Tensile strength at 80 ° C>
The above-mentioned multipurpose test piece (A type) was held at 80 ° C. for 2 hours, and in accordance with ISO 527, a tensile test was performed at a tensile speed of 5 mm / min to measure the tensile strength.
<加工性(切粉発生量)>
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物ペレット1kgを40メッシュの篩い(目開き:0.425mm)を用いて1分間篩って、落下した切粉の量を測定した。
<Processability (Chip generation amount)>
1 kg of the polyamide resin composition pellets obtained in the examples and comparative examples were sieved for 1 minute using a 40-mesh sieve (opening: 0.425 mm), and the amount of falling chips was measured.
<可塑化安定性>
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを、射出成形機(PS−40E:日精樹脂株式会社製)を用いて、ISO 3167に準拠し、多目的試験片A型の成形片を成形した。その際、射出及び保圧の時間25秒、冷却時間15秒、金型温度80℃、溶融樹脂温度290℃に設定した。50ショットまで成形し、10ショットから50ショットの間での最大可塑化時間(x秒)と最小可塑化時間(y秒)の差(x−y)より可塑化安定性を求めた。最大可塑化時間と最小可塑化時間の差が小さい程、可塑化安定性に優れることを意味する。
<Plasticization stability>
Using the injection molding machine (PS-40E: made by Nissei Resin Co., Ltd.), the pellets of the polyamide resin compositions obtained in the examples and comparative examples were formed into multi-purpose test pieces A-type molded pieces in accordance with ISO 3167. Molded. At that time, the injection and pressure holding time were set to 25 seconds, the cooling time was set to 15 seconds, the mold temperature was 80 ° C., and the molten resin temperature was 290 ° C. Molding was performed up to 50 shots, and the plasticization stability was determined from the difference (xy) between the maximum plasticization time (x seconds) and the minimum plasticization time (y seconds) between 10 shots and 50 shots. The smaller the difference between the maximum plasticization time and the minimum plasticization time, the better the plasticization stability.
[参考例1、実施例2〜4、比較例1〜2]
押出機の上流側から1番目のバレルに上流側供給口を有し、且つ9番目のバレルに下流側供給口を有する、L/D(押出機のシリンダーの長さ/押出機のシリンダー径)=48(バレル数:12)の二軸押出機(ZSK−26MC:コペリオン社製(ドイツ))を用いた。前記二軸押出機において、上流側供給口からダイまでを290℃、スクリュー回転数200rpm、及び吐出量20kg/時間に設定した。かかる条件下で、下記表1の上部に記載された割合となるように、上流側供給口よりポリアミド(PA−1乃至PA−5)を供給し、下流側供給口よりガラス繊維チョップドストランド(GF−1乃至GF−2)を供給した。そして、これらを溶融混練することで樹脂組成物のペレットを製造した。得られた樹脂組成物を、樹脂温度290℃及び金型温度80℃で成形し、曲げたわみ量及び引張強度を評価した。併せて切粉発生量を測定した。これらの評価結果などを下記表1に記載した。
L / D (extruder cylinder length / extruder cylinder diameter) having an upstream supply port in the first barrel from the upstream side of the extruder and a downstream supply port in the ninth barrel = 48 (number of barrels: 12) twin screw extruder (ZSK-26MC: manufactured by Coperion (Germany)) was used. In the twin-screw extruder, the distance from the upstream supply port to the die was set to 290 ° C., screw rotation speed 200 rpm, and discharge rate 20 kg / hour. Under such conditions, polyamide (PA-1 to PA-5) is supplied from the upstream supply port so as to have the ratio described in the upper part of Table 1 below, and glass fiber chopped strands (GF) are supplied from the downstream supply port. -1 to GF-2). And the pellet of the resin composition was manufactured by melt-kneading these. The obtained resin composition was molded at a resin temperature of 290 ° C. and a mold temperature of 80 ° C., and the bending deflection amount and the tensile strength were evaluated. In addition, the amount of chips generated was measured. These evaluation results are shown in Table 1 below.
表1より、参考例1及び実施例2〜4と比較例1とを比較すると、ポリアミド樹脂のアミノ基末端濃度/カルボキシル基末端濃度が0.63超である場合、0.63以下の場合と比較して、曲げたわみ量及び80℃における引張強度は有意に高く、切粉発生量は有意に少ないことを確認した。 From Table 1, when Reference Example 1 and Examples 2 to 4 are compared with Comparative Example 1, when the amino group terminal concentration / carboxyl terminal concentration of the polyamide resin is more than 0.63, 0.63 or less In comparison, it was confirmed that the amount of bending deflection and the tensile strength at 80 ° C. were significantly high, and the amount of chips generated was significantly small.
また、参考例1及び比較例2を比較すると、ポリカルボジイミド化合物を含む集束剤を用いた場合、ポリカルボジイミド化合物を含まない集束剤を用いた場合と比較して、曲げたわみ量及び80℃における引張強度は有意に高く、切粉発生量は有意に少ないことを確認した。 In addition, when Reference Example 1 and Comparative Example 2 are compared, when the sizing agent containing the polycarbodiimide compound is used, the bending deflection amount and the tensile strength at 80 ° C. are compared with the case of using the sizing agent not containing the polycarbodiimide compound. It was confirmed that the strength was significantly high and the amount of chips generated was significantly small.
[実施例5及び6、比較例3及び4]
押出機の上流側から1番目のバレルに上流側供給口を有し、且つ9番目のバレルに下流側供給口を有する、L/D(押出機のシリンダーの長さ/押出機のシリンダー径)=48(バレル数:12)の二軸押出機(ZSK−26MC:コペリオン社製(ドイツ))を用いた。前記二軸押出機において、上流側供給口からダイまでを290℃、スクリュー回転数200rpm、及び吐出量20kg/時間に設定した。かかる条件下で、下記表2の上部に記載された割合となるように、上流側供給口よりポリアミド(PA−2)及び滑剤(EBS)を供給し、下流側供給口よりガラス繊維チョップドストランド(GF−1乃至GF−2)を供給した。そして、これらを溶融混練することで樹脂組成物のペレットを製造した。得られた樹脂組成物を、樹脂温度290℃及び金型温度80℃で成形し、曲げたわみ量及び引張強度を評価した。併せて切粉発生量を測定した。更に、可塑化安定性を評価した。これらの評価結果などを下記表2に記載した。
L / D (extruder cylinder length / extruder cylinder diameter) having an upstream supply port in the first barrel from the upstream side of the extruder and a downstream supply port in the ninth barrel = 48 (number of barrels: 12) twin screw extruder (ZSK-26MC: manufactured by Coperion (Germany)) was used. In the twin-screw extruder, the distance from the upstream supply port to the die was set to 290 ° C., screw rotation speed 200 rpm, and discharge rate 20 kg / hour. Under such conditions, polyamide (PA-2) and lubricant (EBS) are supplied from the upstream supply port so that the ratio described in the upper part of Table 2 below is obtained, and glass fiber chopped strands (from the downstream supply port) GF-1 to GF-2) were supplied. And the pellet of the resin composition was manufactured by melt-kneading these. The obtained resin composition was molded at a resin temperature of 290 ° C. and a mold temperature of 80 ° C., and the bending deflection amount and the tensile strength were evaluated. In addition, the amount of chips generated was measured. Furthermore, plasticization stability was evaluated. These evaluation results are shown in Table 2 below.
表2より、実施例5と比較例3、並びに実施例6と比較例4とをそれぞれ比較すると、ポリカルボジイミド化合物を含む集束剤を用いた場合、ポリカルボジイミド化合物を含まない集束剤を用いた場合と比較して、曲げたわみ量及び80℃における引張強度は有意に高く、切粉発生量は有意に少ないことを確認した。また、滑剤を含むケースにおいて、成形時の可塑化安定性にも優れることを確認した。 From Table 2, when Example 5 and Comparative Example 3 and Example 6 and Comparative Example 4 are respectively compared, when a sizing agent containing a polycarbodiimide compound is used, a sizing agent not containing a polycarbodiimide compound is used. As compared with the above, it was confirmed that the bending deflection amount and the tensile strength at 80 ° C. were significantly high, and the amount of chips generated was significantly small. Moreover, in the case containing a lubricant, it was confirmed that the plasticization stability during molding was also excellent.
[実施例7及び8、比較例5及び6]
押出機の上流側から1番目のバレルに上流側供給口を有し、且つ9番目のバレルに下流側供給口を有する、L/D(押出機のシリンダーの長さ/押出機のシリンダー径)=48(バレル数:12)の二軸押出機(ZSK−26MC:コペリオン社製(ドイツ))を用いた。前記二軸押出機において、上流側供給口からダイまでを340℃、スクリュー回転数250rpm、及び吐出量25kg/時間に設定した。かかる条件下で、下記表3の上部に記載された割合となるように、上流側供給口よりポリアミド(PA−6乃至PA−7)を供給し、下流側供給口よりガラス繊維チョップドストランド(GF−1乃至GF−2)を供給した。そして、これらを溶融混練することで樹脂組成物のペレットを製造した。得られた樹脂組成物を、樹脂温度345℃及び金型温度120℃で成形し、曲げたわみ量及び引張強度を評価した。併せて切粉発生量を測定した。これらの評価結果などを下記表3に記載した。
L / D (extruder cylinder length / extruder cylinder diameter) having an upstream supply port in the first barrel from the upstream side of the extruder and a downstream supply port in the ninth barrel = 48 (number of barrels: 12) twin screw extruder (ZSK-26MC: manufactured by Coperion (Germany)) was used. In the twin-screw extruder, the distance from the upstream supply port to the die was set to 340 ° C., the screw rotation speed 250 rpm, and the discharge amount 25 kg / hour. Under such conditions, polyamide (PA-6 to PA-7) is supplied from the upstream supply port so that the ratio described in the upper part of Table 3 below is obtained, and glass fiber chopped strands (GF) are supplied from the downstream supply port. -1 to GF-2). And the pellet of the resin composition was manufactured by melt-kneading these. The obtained resin composition was molded at a resin temperature of 345 ° C. and a mold temperature of 120 ° C., and the bending deflection amount and the tensile strength were evaluated. In addition, the amount of chips generated was measured. These evaluation results are shown in Table 3 below.
表3より、実施例7と比較例5、並びに実施例8と比較例6とをそれぞれ比較すると、ポリカルボジイミド化合物を含む集束剤を用いた場合、ポリカルボジイミド化合物を含まない集束剤を用いた場合と比較して、曲げたわみ量及び80℃における引張強度は有意に高く、切粉発生量は有意に少ないことを確認した。 From Table 3, when Example 7 and Comparative Example 5 and Example 8 and Comparative Example 6 are respectively compared, when a sizing agent containing a polycarbodiimide compound is used, a sizing agent not containing a polycarbodiimide compound is used. As compared with the above, it was confirmed that the bending deflection amount and the tensile strength at 80 ° C. were significantly high, and the amount of chips generated was significantly small.
以上のことから、本実施の形態を採ることにより、特に高温での機械的強度、靭性(曲げたわみ)、耐熱性及び加工性を顕著に向上させることができ、自動車部品や各種電子部品などにも十分適用できることが分かる。 From the above, by adopting the present embodiment, the mechanical strength, toughness (bending deflection), heat resistance and workability can be remarkably improved particularly at high temperatures, such as automobile parts and various electronic parts. It can be seen that can be applied sufficiently.
本発明に係る樹脂組成物は高温での機械的強度、靭性、耐熱性及び加工性に優れるため、自動車部品など、高度な機械的物性が要求される成形品として好適に利用することができる。 Since the resin composition according to the present invention is excellent in mechanical strength, toughness, heat resistance and processability at high temperatures, it can be suitably used as a molded product requiring high mechanical properties such as automobile parts.
Claims (4)
前記ガラス繊維集束剤が、ポリウレタン樹脂、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、アクリル酸のポリマーの第1級、第2級又は第3級アミンとの塩、並びにカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とその他の不飽和ビニル単量体とを含む共重合体からなる群より選択された1種以上をさらに含み、
前記(A)の成分中、カルボキシル基末端濃度に対するアミノ基末端濃度の比が0.65以上である、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物。 A glass fiber reinforced polyamide resin composition comprising (A) a polyamide resin and (B) a glass fiber containing a glass fiber sizing agent containing a polycarbodiimide compound,
The glass fiber sizing agent is a polyurethane resin, a homopolymer of acrylic acid, a copolymer of acrylic acid and other copolymerizable monomers, a salt of a polymer of acrylic acid with a primary, secondary or tertiary amine, and And further comprising at least one selected from the group consisting of copolymers comprising a carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and other unsaturated vinyl monomers,
In the component (A), a glass fiber reinforced polyamide resin composition having a ratio of amino group terminal concentration to carboxyl group terminal concentration of 0.65 or more .
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