具体实施方式
本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物含有聚乙烯醇纤维(A)与聚烯烃树脂组合物(Ⅰ),所述聚乙烯醇纤维(A)含有聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)和上浆剂(A-Ⅱ)。此外,聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)含有聚烯烃树脂经不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物改性得到的改性聚烯烃树脂(B)与聚烯烃树脂(C)。以下,对各成分进行详细说明。
聚乙烯醇纤维(A)是在聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)中赋予了上浆剂(A-Ⅱ)得到的物质。
向聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)中赋予上浆剂的方法,没有特别限定,可举出例如:在装有上浆剂的槽中浸渍长丝,并在夹捏(ニツプ)后用热风炉、热辊或热板进行干燥的方法等。
聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)的制法没有特别限定,但优选以湿式纺丝法或干湿式纺丝法制造纤维。应予说明,湿式纺丝法是指,将聚乙烯醇系聚合物溶解在水或有机溶剂中而制备的纺丝原液从喷丝头直接喷出至含有相对于聚乙烯醇系聚合物具有固化能力的水或有机溶剂的固化浴中的方法。另一方面,干湿式纺丝法是指,暂先将纺丝原液从喷丝头喷出至空气或惰性气体中,然后再将其导入至固化浴中的方法。本发明中使用的聚乙烯醇系聚合物的构成没有特别限定,但从机械特性、耐热性等方面考虑,优选平均聚合度1000以上、进一步优选1200以上,优选5000以下、特别优选4000以下。此外由于相同的理由,优选皂化度为99摩尔%以上,更优选为99.8摩尔%以上。构成纤维的聚乙烯醇系聚合物可通过其它成分改性、或聚合。应予说明,聚乙烯醇系聚合物的平均聚合度和皂化度依照JIS K 6726进行测定。
作为上浆剂(A-Ⅱ),可举出聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、淀粉、植物油、改性聚烯烃等。其中,优选聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、改性聚烯烃树脂,更优选聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂,进一步优选聚丙烯树脂、改性聚丙烯树脂。作为改性聚烯烃,例如,可举出酸改性聚烯烃。应予说明,这些树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。
对于聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)的上浆剂(A-Ⅱ)的赋予量为,相对聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)100重量份,上浆剂(A-Ⅱ)0.1~10重量份。该赋予量,优选0.1~7重量份,更优选0.2~5重量份。
上浆剂(A-Ⅱ)的赋予量不足0.1重量份,则不能得到足够的收束性,因此,当通过后述拉挤成型(pultrusion)法制造粒状树脂组合物时,发生聚乙烯醇纤维的缠绕或起皱,制造变得困难。此外,上浆剂具有的官能团据推测是强化聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)和聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的界面的粘合性的原因,赋予量不足0.1重量份时,当成形含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物时,不能得到充分的强度物性。
推定上浆剂(A-Ⅱ)的赋予量超过10重量份时,在聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)和聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的界面处,上浆剂(A-Ⅱ)作为异物起作用,因此不能得到充分的强度物性。
为了改良聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)和聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的润湿性或粘附性等,可在上浆剂(A-Ⅱ)中配合表面处理剂。作为该表面处理剂,可举出例如:硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、铬系偶联剂、锆系偶联剂、硼烷系偶联剂等,优选硅烷系偶联剂或钛酸酯系偶联剂,更优选为硅烷系偶联剂。
作为前述硅烷系偶联剂,可举出例如:三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等,优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷类。
此外,在上浆剂(A-Ⅱ)中,除表面处理剂以外,还可配合石蜡等润滑剂。
聚烯烃树脂组合物(Ⅰ),如上所述,含有聚烯烃树脂经不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物改性得到的改性聚烯烃树脂(B)和聚烯烃树脂(C)。
作为改性聚烯烃树脂(B)的原料的聚烯烃树脂,是由一种烯烃的均聚物或两种以上烯烃的共聚物构成的树脂。换言之,其是使一种烯烃的均聚物或两种以上烯烃的共聚物与不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物反应而生成的树脂,是在分子中具有来自不饱和羧酸或不饱和羧酸衍生物的部分结构的树脂。作为改性聚烯烃树脂(B)的实例,可举出以下(B-a)~(B-c)的改性聚烯烃树脂。作为改性聚烯烃树脂(B),可单独使用这些改性聚烯烃树脂,也可并用两种以上。
(B-a)在烯烃的均聚物上,将不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物接枝聚合而得到的改性聚烯烃树脂
(B-b)在两种以上烯烃共聚而得到的共聚物上,将不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物接枝聚合而得到的改性聚烯烃树脂
(B-c)在烯烃均聚后将两种以上烯烃共聚而得到的嵌段共聚物上,将不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物接枝聚合而得到的改性聚烯烃树脂
改性聚烯烃树脂(B)可通过溶液法、本体法、熔融混炼法等制备。此外,可并用这些两种以上的方法。
作为溶液法、本体法、熔融混炼法等的具体实例,可举出例如:“実用ポリマ一アロイ設計”(井出文雄著,工业调查会(1996年发行))、Prog.Polym.Sci.,24,81-142(1999)、日本特开2002-308947号公报、日本特开2004-292581号公报、日本特开2004-217753号公报、日本特开2004-217754号公报等中记载的方法。
作为改性聚烯烃树脂(B),可使用市售的改性聚烯烃树脂,可举出例如:商品名モデイパ一(日本油脂(株)制)、商品名ブレンマ一CP(日本油脂(株)制)、商品名ボンドフア一スト(住友化学(株)制)、商品名ボンダイン(住友化学(株)制)、商品名レクスパ一ル(日本ポリエチレン(株)制)、商品名アドマ一(三井化学(株)制)、商品名モデイツクAP(三菱化学(株)制)、商品名ポリボンド(クロンプトン(株)制)、商品名ユ一メツクス(三洋化成(株)制)等。
作为改性聚烯烃树脂(B)的制备中使用的不饱和羧酸,可举出例如:马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等。
此外,作为不饱和羧酸衍生物,可举出:不饱和羧酸的酸酐、酯化合物、酰胺化合物、酰亚胺化合物、金属盐等,作为其具体实例,可举出:马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、马来酸单乙酯、马来酸二乙酯、富马酸单甲酯、富马酸二甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、马来酸单酰胺、马来酸二酰胺、富马酸单酰胺、马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、甲基丙烯酸钠等。
此外,可使用如柠檬酸或苹果酸这样的在对聚烯烃进行接枝的工序中脱水而产生不饱和羧酸的物质。
作为不饱和羧酸衍生物,优选丙烯酸、甲基丙烯酸的缩水甘油酯、马来酸酐、甲基丙烯酸2-羟基乙酯。
作为改性聚烯烃树脂(B),优选以下(B-d)。
(B-d)通过在含有来自于乙烯和/或丙烯的烯烃的单元作为主要构成单元的聚烯烃树脂上,接枝聚合马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸2-羟基乙酯而得到的改性聚烯烃树脂
改性聚烯烃树脂(B)中含有的来自不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物的构成单元的含量,从冲击强度、疲劳特性、刚性等机械强度方面考虑,优选0.1~10重量%,更优选0.1~5重量%,进一步优选0.2~2重量%,特别优选0.4~1重量%。应予说明,来自不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物的化合物的构成单元的含量为通过红外吸收光谱或NMR光谱,对基于不饱和羧酸和/或不饱和羧酸衍生物的吸收进行定量得到的值。
聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)含有的聚烯烃树脂(C),是由一种烯烃的均聚物或两种以上烯烃的共聚物构成的树脂,经不饱和羧酸或不饱和羧酸衍生物改性的树脂不归于此。具体而言,可举出:聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等。作为聚烯烃树脂优选聚丙烯树脂。这些聚烯烃树脂可单独使用,也可并用两种以上。
作为聚丙烯树脂,可举出例如:丙烯均聚物、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物、丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物、在丙烯均聚后将乙烯和丙烯共聚而得到的丙烯系嵌段共聚物等。从耐热性方面考虑,作为聚丙烯树脂,优选丙烯均聚物、在丙烯均聚后将乙烯和丙烯共聚而得到的丙烯系嵌段共聚物。
应予说明,丙烯-乙烯无规共聚物中含有的乙烯的含量(其中,以丙烯和乙烯的合计量为100摩尔%)、丙烯-α-烯烃无规共聚物中含有的α-烯烃的含量(其中,以丙烯和α-烯烃的合计量为100摩尔%)、丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物中含有的乙烯和α-烯烃的合计含量(其中,以丙烯、乙烯和α-烯烃的合计量为100摩尔%),都不足50摩尔%。前述乙烯的含量、α-烯烃的含量以及乙烯和α-烯烃的合计含量使用“新版高分子分析ハンドブツク”(日本化学会,高分子分析研究座谈会编纪伊国屋书店(1995))中记载的IR法或NMR法测定。
作为聚乙烯树脂,可举出例如:乙烯均聚物、乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-α-烯烃无规共聚物等。
应予说明,乙烯-丙烯无规共聚物中含有的丙烯的含量(其中,以乙烯和丙烯的合计量为100摩尔%)、乙烯-α-烯烃无规共聚物中含有的α-烯烃的含量(其中,以乙烯和α-烯烃的合计量为100摩尔%)、乙烯-丙烯-α-烯烃无规共聚物中含有的丙烯和α-烯烃的合计含量(其中,以乙烯、丙烯和α-烯烃的合计量为100摩尔%),都不足50摩尔%。
作为α-烯烃,可举出例如:1-丁烯、2-甲基-1-丙烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、甲基-1-己烯、二甲基-1-戊烯、乙基-1-戊烯、三甲基-1-丁烯、甲基乙基-1-丁烯、1-辛烯、甲基-1-戊烯、乙基-1-己烯、二甲基-1-己烯、丙基-1-庚烯、甲基乙基-1-庚烯、三甲基-1-戊烯、丙基-1-戊烯、二乙基-1-丁烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯等。优选碳原子数为4~8的α-烯烃(例如,1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯)。
聚烯烃树脂(C)可通过溶液聚合法、淤浆聚合法、本体聚合法、气相聚合法等制备。此外,可单独使用这些聚合法,也可两种以上组合使用。
作为聚烯烃树脂(C)的更具体的制备方法的实例,可举出例如“新ポリマ一製造プロセス”(佐伯康治编辑,工业调查会(1994年发行))、日本特开平4-323207号公报、日本特开昭61-287917号公报等中记载的聚合法。
作为用于聚烯烃树脂(C)的制备中的催化剂,可举出多位点催化剂和单位点催化剂。作为优选的多位点催化剂,可举出使用含有钛原子、镁原子和卤原子的固体催化剂成分而得到的催化剂,此外,作为优选的单位点催化剂,可举出茂金属催化剂。
作为用于作为聚烯烃树脂(C)的聚丙烯树脂的制备中的优选催化剂,可举出上述使用含有钛原子、镁原子和卤原子的固体催化剂成分而得到的催化剂。
聚烯烃树脂(C)的熔体流动速率(MFR),从防止成形体中聚乙烯醇纤维(A)的分散性降低、成形体的外观不良和冲击强度降低方面考虑,优选为1~500g/10分钟、更优选为10~400g/10分钟、进一步优选为20~300g/10分钟、更进一步优选为50~200g/10分钟。应予说明,MFR是按照A.S.T.M.D1238,在230℃、21.2N荷载下测定得到的值。
当本发明中使用的聚烯烃树脂(C)为丙烯均聚物时,其全同立构五元分数(isotactic pentad fraction),优选为0.95~1.0,更优选为0.96~1.0,进一步优选为0.97~1.0。全同立构五元分数是指,使用A.Zambelli等在Macromolecules,第6卷,第925页(1973年)中发表的方法,即13C-NMR测定的位于丙烯分子链中的五元单元(pentad unit)形式的全同立构链(isotactic chain),亦即丙烯单体单元5个连续地内消旋键合(meso-bonded)的链的中心的丙烯单体单元的分数。其中,关于NMR吸收峰的归属,基于Macromolecules,第8卷,第687页(1975年)进行。
此外,当本发明中使用的聚烯烃树脂(C)为在丙烯均聚后将乙烯和丙烯共聚而得到的丙烯嵌段共聚物时,前述丙烯均聚物部分的全同立构五元分数,优选为0.95~1.0,更优选为0.96~1.0,进一步优选为0.97~1.0。
此外,相对于聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)总量的改性聚烯烃树脂(B)的含量和聚烯烃树脂(C)的含量,分别为0.5~40重量%和60~99.5重量%。
从含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物及其成形体的刚性和冲击强度等机械强度方面、或含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的制造稳定性方面考虑,相对于聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)总量的聚烯烃树脂(B)的含量和聚烯烃树脂(C)的含量,分别地,优选0.5~30重量%和70~99.5重量%,更优选0.5~20重量%和80~99.5重量%,进一步优选0.5~10重量%和90~99.5重量%。
此外,含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中的聚乙烯醇纤维(A)的含量和聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的含量分别为1~70重量%和30~99重量%。
从含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物及其成形体的刚性和冲击强度等机械强度方面、或含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的制造稳定性方面考虑,含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中的聚乙烯醇纤维(A)的含量和聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的含量,分别地,优选5~65重量%和35~95重量%,更优选10~60重量%和40~90重量%,进一步优选20~50重量%和50~80重量%。
作为聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)的制备方法,可举出例如将聚烯烃树脂(C)和改性聚烯烃树脂(B)分别全部混合制成混合物后,对该混合物进行熔融混炼的方法。
本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中使用的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度,从使刚性以及冲击强度等机械强度提高方面、或容易进行树脂组合物的制备和成形方面考虑,优选2~50mm,更优选3~20mm,特别优选5~15mm。
应予说明,聚乙烯醇纤维(A)的前述重均纤维长度,是本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中的长度。聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度为,通过溶剂萃取等公知的技术,将聚乙烯醇纤维(A)从含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中分离,然后按照日本特开2002-5924号公报中记载的方法(其中,不包括煅烧工序),测定分离的聚乙烯醇纤维(A)得到的值。
根据需要,聚烯烃树脂组合物(Ⅰ)中,可配合一种或多种弹性体。作为弹性体,可列举聚酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、PVC系弹性体、它们的混合物等。
此外,本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中,一般可配合在聚烯烃树脂中添加的公知的物质,例如,抗氧化剂、耐热稳定剂、中和剂、紫外线吸收剂等稳定剂、消泡剂、阻燃剂、阻燃助剂、分散剂、抗静电剂、润滑剂、二氧化硅等防粘连剂、染料或颜料等着色剂、增塑剂、成核剂或结晶化促进剂。
此外,也可配合玻璃片、云母、玻璃粉末、玻璃珠、滑石、粘土、氧化铝、炭黑、硅灰石等板状、粉粒状的无机化合物或须晶等。
作为本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的制备方法,可举出例如以下(1)~(3)的方法等。
(1)混合各成分全部制成混合物后,对该混合物进行熔融混炼的方法
(2)任意组合各成分,各自分别混合制成混合物后,对该混合物进行熔融混炼的方法
(3)拉挤成型法或电线被覆法
上述(1)或(2)的方法中,作为获得混合物的方法,可举出例如通过亨舍尔搅拌机、螺带混合器、混合器等进行混合的方法。并且,作为熔融混炼的方法,可举出通过班伯里密炼机、Labo Plastomill、Brabender Plastograph、单轴或双轴挤出机等进行熔融混炼的方法。
作为本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的制备方法,从该组合物制备的容易性、该组合物及其成形体的刚性和冲击强度等机械强度方面考虑,优选拉挤成型法或电线被覆法,更优选拉挤成型法。基本上,拉挤成型法是指一边将连续的纤维束拉出,一边使树脂浸渗于纤维束的方法,可举出例如,以下(3-1)~(3-3)的方法等。
(3-1)使纤维束通过装有由树脂和溶剂构成的乳液、混悬液或溶液的浸渗槽中,并使该乳液、混悬液或溶液浸渗于纤维束后,除去溶剂的方法
(3-2)将树脂粉末吹涂于纤维束后,或者使纤维束通过装有树脂粉末的槽中,使树脂粉末附着于纤维后,熔融该粉末,并使树脂浸渗于纤维束的方法
(3-3)一边使纤维束通过十字头,一边由挤出机等向十字头供给熔融树脂,以使该树脂浸渗于纤维束的方法
优选为上述(3-3)的使用十字头的拉挤成型法,更优选为日本特开平3-272830号公报等中记载的使用十字头的拉挤成型法。
此外,上述拉挤成型法中,树脂的浸渗操作可以一步进行,也可分成两步以上进行。此外,可以将通过拉挤成型法制备的粒材(pellet)和通过熔融混炼法制备的粒材共混。
当本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物应用于注塑成形时,从不损害注塑成形性,得到高强度成形品方面考虑,优选拉挤成型法制备的粒状外形的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的长度为2~50mm。更优选的长度为3~20mm,特别优选的长度为5~15mm。拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的长度不足2mm时,则有时刚性、耐热性和冲击强度的改良效果低。此外,超过50mm时,则有时成形变得困难。
此外,前述拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的长度和其中含有的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度相等。前述拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的长度和其中含有的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度相等,是指使用溶剂萃取等公知的方法,将拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中含有的聚乙烯醇纤维(A)分离后,按照日本特开2002-5924号公报中记载的方法(其中,不包括煅烧工序)测定得到的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度,为前述拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物长度的90~110%。
聚乙烯醇纤维(A)的长度与前述拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物的长度相等,因此,粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中的聚乙烯醇纤维(A)长度优选为2~50mm,更优选为3~20mm,进一步优选为5~15mm。
此外,上述拉挤成型法制备的粒状含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物中,聚乙烯醇纤维(A)通常相互平行排列。
本发明的成形体为由本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物得到的成形体。作为成形方法,可举出注塑成形法、注塑压缩成形法、挤出成形法等。
本发明的成形体是由本发明的含有聚乙烯醇纤维的聚烯烃树脂组合物得到的成形体,前述成形体中含有的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度优选为1mm以上。作为成形体中含有的聚乙烯醇纤维(A)的重均纤维长度,从成形体的机械强度和耐久性方面考虑,更优选为1~10mm。
作为本发明的成形体的用途,可举出汽车用塑料部件,可举出要求机械强度、耐久性和良好外观的外装部件,要求耐热刚性的内装部件,引擎内部件等。
作为外装部件,可举出例如:挡泥板、翼子板(overfender)、格栅护栏、车头罩气窗(cowl louver)、轮盖、侧面防护装置、侧嵌条、侧下裙板、前格栅、侧踏板、车顶行李架、后扰流板、保险杠等,作为内装部件,可举出例如:仪表板、镶边等,作为引擎内部件,可举出例如:缓冲梁、冷却风扇、风扇罩、灯壳罩、汽车加热器箱、熔断器箱、空气滤清器箱等。
此外,作为本发明的成形体的用途,可举出各种电器的部件、各种机械的部件、结构物等部件等,作为各种电器的部件,可举出例如:电动工具、照相机、摄像机、微波炉、电饭锅、热水壶、吸尘器、个人电脑、复印机、打印机、FDD、CRT的机械罩等,作为各种机械的部件,可举出例如:泵壳等,作为结构物等的部件,可举出例如:箱、管、建筑用模壳等。
实施例
以下,通过实施例和比较例说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。
实施例或比较例中使用的评价用样品的制备方法如下所示。
(1)聚乙烯醇纤维(A)的制备方法
将聚乙烯醇长丝(A-Ⅰ)浸渍在装有上浆剂的槽中,夹捏后,用热风炉在120℃和160℃下两步干燥,得到赋予了上浆剂的聚乙烯醇纤维(A)。此外,通过处理前后的重量变化求出上浆剂的附着率。
(2)纤维强化粒材的制备方法
按照日本特开平3-121146号公报中记载的方法,以表1中表示的组成制备纤维强化粒材。应予说明,以浸渗温度为200℃,牵拉速度为13m/分钟进行。
(3)评价用样品的制备方法
测定用样品,使用下述的日本制钢所制造的成形机,在下述条件下,将上述(1)中得到的纤维强化粒材注塑成形来制备评价用样品。
〔成形机〕
成形机:日本制钢所制成形机J150E
合模力:150t
螺杆:深纹螺杆
螺杆直径:46mm
螺杆L/D:20.3
〔成形条件〕
圆筒温度:200℃
模温:50℃
背压:0MPa
实施例和比较例中的评价方法如下所示。
(1)拉伸强度(单位:MPa)
按照A.S.T.M.D638,在下述条件下测定。
测定温度:23℃
样品厚度:3.2mm
拉伸速度:10mm/分
(2)弯曲弹性模量(单位:MPa)
按照A.S.T.M D790,在下述条件下测定。
测定温度:23℃
样品厚度:3.2mm
间距:50mm
拉伸速度:2mm/分
(3)弯曲强度(单位:MPa)
按照A.S.T.M D790,在下述条件下测定。
测定温度:23℃
样品厚度:3.2mm
间距:50mm
拉伸速度:2mm/分
(4)IZ0D冲击强度(单位:kJ/m2)
按照A.S.T.M D256,在下述条件下测定。
测定温度:23℃
样品厚度:3.2mm[具有V形缺口]
(5)比重(单位:-)
按照A.S.T.M D792测定。
(6)重均纤维长度(单位:mm)
通过索氏萃取法(溶剂:二甲苯)由样品除去树脂,回收纤维,按照日本特开2002-5924号公报中记载的方法,测定重均纤维长度。
(实施例1)
按照日本特开平3-121146号公报中记载的方法,以表1记载的组成,制备纤维含量为26重量%,粒材长度为9mm的纤维强化粒材。所得纤维强化粒材中聚乙烯醇纤维的长度为9mm。
作为成分(A),使用了相对于株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维、维尼纶(注册商标)5501-2(纤维径14μm,A-Ⅰ)100重量份,赋予羧酸改性聚丙烯乳液(东邦化学制,HYTEC P-6000,A-Ⅱ)5重量份而得到的成分(A-1)。
使用的改性聚烯烃树脂(B-1)为马来酸酐改性聚丙烯树脂(MFR=60g/10分钟,马来酸酐接枝量=0.6重量%),使用的聚丙烯树脂(C-1)为丙烯均聚物(MFR=120g/10分钟)。应予说明,使用的马来酸酐改性聚丙烯树脂按照日本特开2004-197068公报的实施例1中记载的方法制备。
将所得纤维强化粒材注塑成形,测定所得样品的拉伸强度、弯曲弹性模量、弯曲强度、重均纤维长度,其结果如表1所示。
(比较例1)
除了使用赋予上浆剂前的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维D-1(纤维径14μm、上浆剂附着量0重量份)代替实施例1中使用的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维(A-1)(纤维径14μm,上浆剂附着量5重量份)之外,用与实施例1相同的方法评价。
(实施例2)
除了使用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚丙烯树脂(B-2)代替马来酸酐改性聚丙烯树脂(B-1),并改变成表1中记载的组成之外,用与实施例1相同的方法进行评价。
使用的改性聚烯烃树脂(B-2)为甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚丙烯树脂(MFR=20g/10分钟,甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝量=0.5重量%)。应予说明,使用的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚丙烯树脂按照日本特开2004-291171公报的实施例4中记载的方法制备。
(比较例2)
除了使用赋予上浆剂前的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维D-1(纤维径14μm、上浆剂附着量0重量份)代替实施例1中使用的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维(A-1)(纤维径14μm,上浆剂附着量5重量份)之外,用与实施例2相同的方法评价。
(比较例3)
按照日本特开平3-121146号公报中记载的方法,以表1记载的组成,制备纤维含量为23重量%,粒材长度为9mm的纤维强化粒材。所得纤维强化粒材中聚乙烯醇纤维的长度为9mm。
作为成分(A),使用实施例1中使用的成分(A-1)。
使用的改性聚烯烃树脂(B-1)为马来酸酐改性聚丙烯树脂(MFR=60g/10分钟,马来酸酐接枝量=0.6重量%)。应予说明,使用的马来酸酐改性聚丙烯树脂按照日本特开2004-197068公报的实施例1中记载的方法制备。
将所得纤维强化粒材注塑成形,测定所得样品的拉伸强度、弯曲弹性模量、弯曲强度、重均纤维长度,其结果如表1所示。
(比较例4)
除了使用赋予上浆剂前的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维D-1(纤维径14μm、上浆剂附着量0重量份)代替实施例1中使用的株式会社クラレ制聚乙烯醇纤维(A-1)(纤维径14μm,上浆剂附着量5重量份)之外,用与比较例3相同的方法评价。
[表1]
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实施例1 |
比较例1 |
实施例2 |
比较例2 |
比较例3 |
比较例4 |
配合(重量份) |
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(A)聚乙烯醇纤维 |
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|
纤维种类 |
A-1 |
- |
A-1 |
- |
A-1 |
- |
量 |
26 |
- |
31 |
- |
23 |
- |
(B)改性聚烯烃树脂 |
|
|
|
|
|
|
树脂种类 |
B-1 |
B-1 |
B-2 |
B-2 |
B-1 |
B-1 |
量 |
4 |
4 |
3 |
3 |
77 |
77 |
(C)聚丙烯树脂 |
|
|
|
|
|
|
树脂种类 |
C-1 |
C-1 |
C-1 |
C-1 |
- |
- |
量 |
70 |
70 |
66 |
66 |
- |
- |
|
实施例1 |
比较例1 |
实施例2 |
比较例2 |
比较例3 |
比较例4 |
(D)其它 |
|
|
|
|
|
|
纤维种类 |
- |
D-1 |
- |
D-1 |
- |
D-1 |
量 |
- |
26 |
- |
31 |
- |
23 |
评价结果 |
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|
|
|
|
拉伸强度(MPa) |
92 |
86 |
102 |
78 |
82 |
65 |
弯曲弹性模量(MPa) |
4020 |
4010 |
4900 |
4600 |
3100 |
2860 |
弯曲强度(MPa) |
91 |
89 |
95 |
84 |
64 |
57 |
比重(-) |
0.99 |
0.99 |
1.00 |
1.00 |
0.97 |
0.98 |
重均纤维长度(mm) |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
可知实施例1和2的拉伸强度和弯曲强度优异。
与之相对,可知比较例1~4的拉伸强度和弯曲强度不足。