JP2006117726A - Method for producing long fiber-reinforced polypropylene resin molding material - Google Patents

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賢一郎 増嶋
Masahiko Tominaga
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a long fiber-reinforced polypropylene resin molding material, wherein generation of fluff is reduced, and a polypropylene resin molded article having good mechanical strength and glass fiber dispersibility can be obtained. <P>SOLUTION: The long fiber-reinforced polypropylene resin molding material having an average diameter of 0.4-3.0 mm and a glass content of 30-75 mass% is produced by impregnating 2-18 glass fiber bundles, prepared by bundling 300-2,000 glass single fibers with a binder, with a molten polypropylene resin containing an acid-modified polypropylene resin and pultruding the bundles through a nozzle. The binder comprises a composition comprising an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of 10,000-50,000 and an acid value of 10-50 mg [KOH/g], a silane coupling agent, and a polyurethane resin. The binder in an amount of 0.1-1.0 pt. mass in terms of solid content is adhered to 100 pts.mass of the glass fiber bundle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス繊維の分散性が良好で、衝撃強度に優れたポリプロピレン樹脂成形品を得るために用いる長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material used for obtaining a polypropylene resin molded article having good dispersibility of glass fibers and excellent impact strength.

ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂は、安価で軽量な材料であり、その成形加工の容易さから、汎用的に使用されている樹脂成形材料である。そして、その機械的物性、特に耐衝撃性を向上させるため、ポリプロピレン樹脂をガラス繊維等の繊維束で機械的物性を強化した長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料が知られている。   A thermoplastic resin such as polypropylene resin is an inexpensive and lightweight material, and is a resin molding material that is widely used because of its ease of molding. In order to improve the mechanical properties, particularly impact resistance, a long fiber reinforced polypropylene resin molding material in which a polypropylene resin is reinforced with a fiber bundle such as glass fiber is known.

そして、この長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の機械的物性を向上させるために、ガラス繊維に対するポリプロピレン樹脂の含浸性を向上させ、ガラス単繊維間に空隙の発生を防止する必要がある。   And in order to improve the mechanical property of this long fiber reinforced polypropylene resin molding material, it is necessary to improve the impregnation property of the polypropylene resin with respect to the glass fiber and prevent the generation of voids between the single glass fibers.

例えば、下記特許文献1では、含浸ダイに導入されたガラス繊維束を、含浸ダイ内部に設けた突起やローラなどに接触させ、張力をかけてガラス繊維を開繊し、ガラス繊維束に対するポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂の含浸性を向上させた長繊維熱可塑性樹脂成形材料の製造方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1 below, a glass fiber bundle introduced into an impregnation die is brought into contact with a protrusion or a roller provided inside the impregnation die, the glass fiber is opened by applying tension, and a polypropylene resin for the glass fiber bundle Have disclosed a method for producing a long-fiber thermoplastic resin molding material with improved impregnation of a thermoplastic resin.

また、下記特許文献2では、酸変性オレフィン樹脂と、ポリエチレンイミンと、更に必要に応じてウレタン樹脂とを含む集束剤をガラス繊維に付与して集束させたガラス繊維束を長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料用のガラス繊維束として用いており、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料を製造する際に生じていた毛羽の発生や、マトリックス樹脂であるポリプロピレン樹脂との含浸性を向上させている。
特開平6−254856号公報 特開2003−191236号公報
Moreover, in the following patent document 2, a glass fiber bundle formed by applying a sizing agent containing an acid-modified olefin resin, polyethyleneimine, and, if necessary, a urethane resin to a glass fiber to form a bundle is formed into a long fiber reinforced polypropylene resin. It is used as a glass fiber bundle for materials, and improves the generation of fluff and impregnation with a polypropylene resin, which is a matrix resin, when producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material.
JP-A-6-254856 JP 2003-191236 A

上記特許文献1では、低粘度のマトリックス樹脂中にガラス繊維束を突起やローラなどに接触させて張力をかけてガラス繊維束を開繊しているが、例えば、集束性が強いガラス繊維束では、前後突起やローラでは充分に開繊できず、たとえ低粘度のマトリックス樹脂であっても、ガラス繊維にマトリックス樹脂が含浸しにくい。一方、集束性の弱いガラス繊維束を用いた場合では、前記突起やローラによる開繊の際に、摩擦によってガラス繊維束を構成する単繊維の一部が切れて毛羽となり、ひいてはこの毛羽がノズルなどを塞いでしまい、ガラス繊維束の引張抵抗が増大して、ガラス繊維束が破断し、生産が停止してしまうという問題があった。   In Patent Document 1, the glass fiber bundle is opened by applying tension by bringing the glass fiber bundle into contact with a protrusion or a roller in a low-viscosity matrix resin. The front and rear protrusions and rollers cannot sufficiently open the fiber, and even if the matrix resin has a low viscosity, it is difficult to impregnate the glass fiber with the matrix resin. On the other hand, when a glass fiber bundle with weak convergence is used, when the fiber is opened by the protrusions or rollers, a part of the single fiber constituting the glass fiber bundle is cut by friction to become a fluff, and this fluff is a nozzle. There is a problem that the tensile resistance of the glass fiber bundle increases, the glass fiber bundle breaks, and the production stops.

特にガラス繊維の集束本数の少ないガラス繊維束を使用した場合、ガラス繊維の含有量が30〜75質量%の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造時において、毛羽が生じやすく、これにより生じた毛羽が含浸ダイ内の屈曲工程部に堆積し、更には含浸ダイ下流のノズル内部を閉塞してしまうことにより、ガラス繊維束が破断しかねなく、長時間での安定生産が困難となる場合があった。   In particular, when a glass fiber bundle having a small number of glass fibers is used, fluff is likely to occur during the production of a long fiber reinforced thermoplastic resin molding material having a glass fiber content of 30 to 75% by mass. When fluff accumulates in the bending process part in the impregnation die and further clogs the inside of the nozzle downstream of the impregnation die, the glass fiber bundle may break, and stable production in a long time may be difficult. there were.

また、上記特許文献2によれば、製造時における毛羽の発生量を低減でき、更には、機械的強度に優れた樹脂成形品が得られるが、成形品中のガラス繊維の分散性が劣るといった問題点があり、特にガラス含有量が40質量%以下となると、ガラス繊維がポリプロピレン樹脂中に分散し難く、射出成形での使用には適さないものであった。   Moreover, according to the said patent document 2, although the generation amount of the fluff at the time of manufacture can be reduced and also the resin molded product excellent in mechanical strength is obtained, the dispersibility of the glass fiber in a molded product is inferior. There is a problem, and particularly when the glass content is 40% by mass or less, the glass fibers are difficult to disperse in the polypropylene resin and are not suitable for use in injection molding.

よって本発明の目的は、毛羽の発生量を低減し、かつ、機械的強度及びガラス繊維分散性の良いポリプロピレン樹脂成形品を得るために用いる長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料の製造方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a long-fiber polypropylene resin molding material used for reducing the amount of fluff generation and obtaining a polypropylene resin molded product having good mechanical strength and glass fiber dispersibility. is there.

上記目的を達成するため、本発明の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法は、300〜2000本のガラス単繊維を集束剤で集束させたガラス繊維束2〜18本を、酸変性ポリプロピレン樹脂を含む溶融したポリプロピレン樹脂中に浸漬させて、ノズルから引き抜き、平均径が0.4〜3.0mmで、ガラス含有率が30〜75質量%となる長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法であって、前記集束剤として、重量平均分子量が10,000〜50,000、かつ、酸価が10〜50mg[KOH/g]である酸変性ポリプロピレン樹脂と、シランカップリング剤と、ポリウレタン樹脂とを含む組成物を用い、前記ガラス繊維束100質量部に対し、前記集束剤を固形分で0.1〜1.0質量部付着させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material according to the present invention comprises 2 to 18 glass fiber bundles obtained by bundling 300 to 2000 glass single fibers with a sizing agent, and an acid-modified polypropylene resin. In a method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material having an average diameter of 0.4 to 3.0 mm and a glass content of 30 to 75% by mass As the sizing agent, an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 50,000 and an acid value of 10 to 50 mg [KOH / g], a silane coupling agent, and a polyurethane resin The sizing agent is attached in an amount of 0.1 to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the glass fiber bundle. To.

上記成分からなる集束剤で集束されたガラス繊維束は、比較的弾性な皮膜でガラス繊維が集束されているため、開繊時の摩擦抵抗を低減でき、毛羽の発生量を低減できる。また、得られた長繊維強化ポリプロピレン樹脂材料を成形品とした際、ガラス繊維の分散性のよいものとすることができる。   Since the glass fiber bundles bundled with the sizing agent comprising the above components are bundled with a relatively elastic film, the frictional resistance at the time of fiber opening can be reduced, and the amount of fluff generated can be reduced. Moreover, when the obtained long fiber reinforced polypropylene resin material is used as a molded product, the dispersibility of the glass fibers can be improved.

また、前記集束剤の付着量が、前記ガラス繊維束100質量部に対して、固形分で0.2〜0.6質量部であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the adhesion amount of the sizing agent is 0.2 to 0.6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass fiber bundle.

更に、前記集束剤に含まれる前記ポリウレタン樹脂は、前記酸変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して5〜60質量部であることが好ましい。   Furthermore, the polyurethane resin contained in the sizing agent is preferably 5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polypropylene resin.

また、前記集束剤中の前記ポリウレタン樹脂の軟化温度は100〜180℃であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the softening temperature of the said polyurethane resin in the said sizing agent is 100-180 degreeC.

そして、本発明は、射出成形用の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法であることが好ましい。   And it is preferable that this invention is a manufacturing method of the long fiber reinforcement polypropylene resin molding material for injection molding.

本発明によれば、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料を製造する際に生じていた従来の問題である毛羽の発生やガラス繊維束の破断、ポリプロピレン樹脂の含浸性が充分に向上しないという問題を解決することができ、そして、ガラス繊維分散性が良く、特に射出成形に適した長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料を製造することができる。   According to the present invention, the conventional problems occurring when producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material, such as generation of fuzz, breakage of glass fiber bundles, and impregnation of polypropylene resin are not sufficiently improved. In addition, it is possible to produce a long fiber reinforced polypropylene resin molding material having good glass fiber dispersibility and particularly suitable for injection molding.

本発明で使用するガラス繊維は、所定の形状、例えば、太鼓状や円筒状に巻き取られた回巻体から引き出されたものが好ましい。   The glass fiber used in the present invention is preferably drawn from a wound body wound into a predetermined shape, for example, a drum shape or a cylindrical shape.

また、ガラス繊維束を構成するガラス単繊維は、繊維径が4〜30μmのものが好ましく用いられ、より好ましくは10〜25μmである。そして、ガラス単繊維の集束本数は300〜2000本、好ましくは500〜1500本であることが好ましい。これによれば、マトリックス樹脂であるポリプロピレン樹脂をガラス繊維束に塗布または含浸させ易く、また、長繊維ポリプロピレン樹脂成形品のガラス含有率を調整しやすい。   Moreover, as for the glass single fiber which comprises a glass fiber bundle, that whose fiber diameter is 4-30 micrometers is used preferably, More preferably, it is 10-25 micrometers. And it is preferable that the number of glass monofilaments is 300-2000, preferably 500-1500. According to this, it is easy to apply or impregnate the polypropylene resin as the matrix resin to the glass fiber bundle, and it is easy to adjust the glass content of the long fiber polypropylene resin molded product.

本発明では、使用時の毛羽や静電気の発生を抑えてハンドリング性を改善するためや、マトリックス樹脂であるポリプロピレン樹脂に対するガラス繊維の接着性を改善するために後述の特定の集束剤をガラス繊維に付与する。該集束剤の付与量は、ガラス繊維束100質量部に対して固形分で0.1〜1.0質量部が必須であり、好ましくは0.2〜0.6質量部である。集束剤の付与量が0.1質量部より少ないと前記のハンドリング性および接着性を十分に改善することが難しく、更にポリプレピレン樹脂を含浸させる際、糸切れが生じやすくなる。また、1.0質量部より多いと、集束したガラスの単繊維の間にポリプロピレン樹脂が含浸しにくくなり、十分な機械強度を備えることができなくなる恐れがある。   In the present invention, in order to improve the handleability by suppressing the generation of fuzz and static electricity during use, or to improve the adhesion of the glass fiber to the polypropylene resin, which is a matrix resin, a specific sizing agent described later is added to the glass fiber. Give. The amount of the sizing agent to be added is essentially 0.1 to 1.0 part by mass, preferably 0.2 to 0.6 part by mass with respect to 100 parts by mass of the glass fiber bundle. When the application amount of the sizing agent is less than 0.1 parts by mass, it is difficult to sufficiently improve the handling property and the adhesiveness, and further, when the polypropylene resin is impregnated, yarn breakage is likely to occur. On the other hand, when the amount is more than 1.0 part by mass, it becomes difficult for the polypropylene resin to impregnate between the bundled single fibers of the glass, and there is a possibility that sufficient mechanical strength cannot be provided.

本発明では、ガラス繊維の集束剤として、酸変性ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、及びシランカップリング剤を含む組成物を用いる。   In the present invention, a composition containing an acid-modified polypropylene resin, a polyurethane resin, and a silane coupling agent is used as a glass fiber sizing agent.

本発明の集束剤に使用する酸変性ポリプロピレン樹脂は、重量平均分子量は10,000〜50,000が好ましく、より好ましくは20,000〜35,000であり、酸価は10〜50mg[KOH/g]が好ましく、より好ましくは20〜45mg[KOH/g]である。   The acid-modified polypropylene resin used in the sizing agent of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 10,000 to 50,000, more preferably 20,000 to 35,000, and an acid value of 10 to 50 mg [KOH / g] is preferable, and more preferably 20 to 45 mg [KOH / g].

重量平均分子量が10,000以下であると、ガラス繊維の集束性が劣り、また、毛羽立ちやすくなり、50,000以上であると、ガラス繊維の分散性が悪く、樹脂成形品とした際、ガラス繊維の未分散が生じ易い。   When the weight average molecular weight is 10,000 or less, the glass fiber is poorly converged, and becomes fuzzy easily. When the weight average molecular weight is 50,000 or more, the dispersibility of the glass fiber is poor, and when a resin molded product is obtained, Undispersed fibers tend to occur.

また、酸価が10mg[KOH/g]以下であると、ガラス繊維とマトリックス樹脂との接着性が劣り、50mg[KOH/g]以上であると、必然的に酸変性ポリプロピレン樹脂の重量平均分子量が低くなり、ガラス繊維の集束性が劣る上に、反応に寄与しない酸(主にカルボン酸)が過剰に存在するので集束剤調合時の溶液安定性が低下し、固形分の沈殿等が生じ易くなり、集束剤溶液としての取扱いが困難となる。   In addition, when the acid value is 10 mg [KOH / g] or less, the adhesion between the glass fiber and the matrix resin is poor, and when it is 50 mg [KOH / g] or more, the weight average molecular weight of the acid-modified polypropylene resin is inevitably. In addition, the glass fiber has poor bundling properties and there is an excess of acid (mainly carboxylic acid) that does not contribute to the reaction, so the solution stability at the time of bundling agent preparation decreases and solid content precipitates. It becomes easy and the handling as a sizing agent solution becomes difficult.

本発明で使用する酸変性ポリプロピレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂をクロルスルホン化した後にスルホン基に変換させるか、直接スルホン化するか、さらにはポリプロピレン樹脂の製造時に、ポリプロピレンに重合性不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体を共重合させるか、さらにはポリプロピレン樹脂に、付加重合性不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体をグラフト重合させるなどの方法で得られる。   The acid-modified polypropylene resin used in the present invention can be converted into a sulfone group after chlorsulfonating the polypropylene resin, or directly sulfonated. It can be obtained by copolymerizing the derivative, or by graft polymerizing an addition-polymerizable unsaturated carboxylic acid compound or derivative thereof to a polypropylene resin.

スルホン化されたポリプロピレン樹脂としては、上記の如きポリプロピレン樹脂に塩素と二酸化イオウ、またはクロルスルホン酸を反応させてクロルスルホン化し、これをスルホン基に変化させたもの、および直接スルホン化したポリプロピレン樹脂が挙げられる。   Examples of the sulfonated polypropylene resin include those obtained by reacting the above-mentioned polypropylene resin with chlorine and sulfur dioxide or chlorosulfonic acid to form a chlorosulfonate, which is converted into a sulfone group, and a directly sulfonated polypropylene resin. Can be mentioned.

不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体で変性された酸変性ポリプロピレン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂に不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体をグラフト重合したものなどが挙げられる。   Examples of the acid-modified polypropylene resin modified with an unsaturated carboxylic acid compound or a derivative thereof include those obtained by graft polymerization of an unsaturated carboxylic acid compound or a derivative thereof on a polypropylene resin.

ここで、カルボン酸変性のために使用される不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としてはこれらの酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩などがあり、その具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸モノアミド、マレイミド、N−ブチルマレイミド、メタクリル酸ナトリウムなどを挙げることができる。これらの化合物のうちでフリーのカルボン酸基を有さないものは、重合後に加水分解などによりカルボン酸基を生成させる。   Here, examples of the unsaturated carboxylic acid used for carboxylic acid modification include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, acrylic acid, and methacrylic acid. Examples of unsaturated carboxylic acid derivatives include these acid anhydrides, esters, amides, imides, metal salts, and the like. Specific examples thereof include maleic anhydride, itaconic anhydride, methyl acrylate, ethyl acrylate, Butyl acrylate, glycidyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, maleic acid monoethyl ester, maleic acid diethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, fumaric acid dimethyl ester, acrylamide, methacrylamide, maleic acid monoamide, Mention may be made of maleic acid diamide, fumaric acid monoamide, maleimide, N-butylmaleimide, sodium methacrylate and the like. Among these compounds, those having no free carboxylic acid group generate a carboxylic acid group by hydrolysis or the like after polymerization.

上記の不飽和カルボン酸化合物およびその誘導体のうち、好ましいのはアクリル酸およびメタクリル酸のグリシジルエステルおよび無水マレイン酸であり、これらにより変性された好ましい酸変性ポリプロピレン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂に無水マレイン酸をグラフト重合することにより酸変性したもの、ポリプロピレンと(メタ)アクリル酸グリシジルエステルまたは無水マレイン酸とを共重合することにより酸変性したものが挙げられる。   Of the unsaturated carboxylic acid compounds and derivatives thereof, preferred are glycidyl esters of acrylic acid and methacrylic acid and maleic anhydride, and preferred acid-modified polypropylene resins modified by these are maleic anhydride and polypropylene resin. And those modified with an acid by graft polymerization, and those modified with a copolymer of polypropylene and glycidyl (meth) acrylate or maleic anhydride.

本発明において使用するポリウレタン樹脂は、高分子ポリオール、有機ジイソシアネートおよび必要により鎖伸長剤および/または架橋剤とから誘導されてなる従来公知のものが使用できるが、軟化温度が100〜180℃のポリウレタン樹脂が好ましい。   The polyurethane resin used in the present invention may be a conventionally known one derived from a polymer polyol, an organic diisocyanate and, if necessary, a chain extender and / or a crosslinking agent, but a polyurethane having a softening temperature of 100 to 180 ° C. Resins are preferred.

ポリウレタン樹脂の軟化温度が100℃以下であると集束剤による皮膜が脆くなり、集束性が劣ってしまうため毛羽立ちやすくなり、180℃以上であると集束剤による形成皮膜が硬くなるため、開繊しにくくなり、マトリックス樹脂の含浸性が劣ってしまう。   When the softening temperature of the polyurethane resin is 100 ° C. or lower, the film formed by the sizing agent becomes brittle and the sizing property is inferior. It becomes difficult and the impregnation property of the matrix resin is inferior.

上記高分子ポリオールの具体例としては、例えば、1)ポリエステルポリオール[例えばポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリネオペンチルテレフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオールなど]、2)ポリエーテルポリオール[ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキシド付加物など]などが挙げられる。該高分子ポリオールの数平均分子量は通常500〜6,000、好ましくは800〜3,000である。   Specific examples of the polymer polyol include, for example, 1) polyester polyol [for example, polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyneopentyl adipate diol, polyneopentyl terephthalate diol, polycaprolactone diol, polyvalero Lactone diol, polyhexamethylene carbonate diol, etc.] 2) polyether polyol [polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxyethyleneoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, ethylene oxide and / or propylene oxide adduct of bisphenols, etc.] Etc. The number average molecular weight of the polymer polyol is usually 500 to 6,000, preferably 800 to 3,000.

有機ジイソシアネートの具体例としては、1)芳香族ジイソシアネート;例えば、2,4’−もしくは4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−もしくは2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、水素添加のウレタン(H12−MDI)、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,3−もしくは1,4−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなど、2)脂肪族ジイソシアネート;例えば、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、リジンジイソシアネートなど、3)脂環式ジイソシアネート;例えば、イソフォロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられ、これら2種以上を混合物として用いてもよい。これらのうち好ましいものは、MDI、TDI、H12−MDI、HDIおよびIPDIである。 Specific examples of the organic diisocyanate include 1) aromatic diisocyanate; for example, 2,4′- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), hydrogen Added urethane (H 12 -MDI), 4,4′-dibenzyl diisocyanate, 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, etc. 2) aliphatic diisocyanate; For example, ethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), lysine diisocyanate, etc. 3) Alicyclic diisocyanate; for example, isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, etc. It is, may be used two or more thereof as a mixture. Among these, preferred are MDI, TDI, H 12 -MDI, HDI and IPDI.

必要により用いられる鎖伸長剤および/または架橋剤としては、数平均分子量が60〜500未満の活性水素含有化合物、例えば、多価アルコール[エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、2,2−ビス(4,4’−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンなどの2価アルコール;グリセリン、トリメチロールプロパンなどの3価アルコール;ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α−メチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フラクトース、ショ糖などの4〜8価のアルコールなど]、多価フェノール類[ピロガロール、カテコール、ヒドロキノンなどの多価フェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類など]、水、ポリアミン[脂肪族ポリアミン(エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミンなど)、脂環族ポリアミン(イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミンなど)、芳香族ポリアミン(4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど)、芳香脂環族ポリアミン(キシリレンジアミンなど)、ヒドラジンもしくはその誘導体など]などが挙げられる。また、必要により分子内に親水性基と活性水素基とを含有する化合物(例えば乳酸、ジメチロールプロピオン酸、アミノエチルスルホン酸など)を併用しても良い。   Examples of the chain extender and / or cross-linking agent used as necessary include active hydrogen-containing compounds having a number average molecular weight of less than 60 to 500, such as polyhydric alcohols [ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1, 4-butanediol, 1,6-hexanediol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethyl) ) Divalent alcohols such as benzene and 2,2-bis (4,4′-hydroxycyclohexyl) propane; Trivalent alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; Pentaerythritol, diglycerin, α-methylglucoside, sorbitol, xylit, Ma Knitted, dipentaerythritol, glucose, fructose, sucrose, etc., 4-8 valent alcohols, etc.], polyhydric phenols [polyphenols such as pyrogallol, catechol, hydroquinone; bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.] Etc.], water, polyamine [aliphatic polyamine (ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, etc.), alicyclic polyamine (isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, etc.), aromatic polyamine (4,4′- Diaminodiphenylmethane etc.), aromatic alicyclic polyamines (xylylenediamine etc.), hydrazine or its derivatives etc.]. If necessary, a compound containing a hydrophilic group and an active hydrogen group in the molecule (for example, lactic acid, dimethylolpropionic acid, aminoethylsulfonic acid, etc.) may be used in combination.

ポリウレタン樹脂は、水不溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、自己乳化性ポリウレタン樹脂などの乳化液、水溶液あるいは分散液として使用できる。   The polyurethane resin can be used as an emulsion, an aqueous solution or a dispersion of a water-insoluble polyurethane resin, a water-soluble polyurethane resin, a self-emulsifying polyurethane resin or the like.

本発明の集束剤におけるポリウレタン樹脂の含有量は、集束剤中の酸変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、5〜60質量部であることが好ましく、10〜40質量部であることがより好ましい。   The content of the polyurethane resin in the sizing agent of the present invention is preferably 5 to 60 parts by mass and more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polypropylene resin in the sizing agent. .

ポリウレタン樹脂の含有量が5質量部以下であると集束性が劣るため毛羽立ち易くなり、60質量部以上であると開繊しにくくなるため、マトリックス樹脂との含浸性が劣ってしまう。   When the content of the polyurethane resin is 5 parts by mass or less, the bundling property is inferior, so that it becomes easy to fluff, and when it is 60 parts by mass or more, the fiber is difficult to open, so that the impregnation with the matrix resin is inferior.

本発明において使用するシランカップリング剤は、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−N’−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランのようなアミノシラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランのようなエポキシシラン類、γ−クロロプロピルトリメトキシシランのようなクロルシラン類、γ−メルカプトトリメトキシシランのようなメルカプトシラン、ビニルメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランのようなビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのようなアクリルシラン類などから1つ以上選ばれたものが好ましく使用される。   The silane coupling agent used in the present invention is γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -N′-β-. (Aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane and other aminosilanes, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Epoxy silanes such as methoxysilane, chlorosilanes such as γ-chloropropyltrimethoxysilane, mercaptosilanes such as γ-mercaptotrimethoxysilane, vinylmethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -Vinyl sila such as γ-aminopropyltrimethoxysilane Class, those selected γ- methacryloxypropyltrimethoxysilane one or the like propyl acrylate silanes such as trimethoxysilane is preferably used.

本発明の集束剤におけるシランカップリング剤の含有量は、集束剤中の酸変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して、5〜90質量部であることが好ましく、15〜65質量部であることがより好ましい。   The content of the silane coupling agent in the sizing agent of the present invention is preferably 5 to 90 parts by mass and preferably 15 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polypropylene resin in the sizing agent. More preferred.

シランカップリング剤の含有量が5質量部以下であるとマトリックス樹脂との接着性が劣るため機械強度が低下してしまい、また90質量部以上添加しても強度向上効果はほとんど得られず、また、成形品の色調が黄変してしまうため好ましくない。   If the content of the silane coupling agent is 5 parts by mass or less, the adhesive strength with the matrix resin is inferior, resulting in a decrease in mechanical strength. Moreover, since the color tone of a molded product will turn yellow, it is not preferable.

本発明において使用する集束剤には、さらに、前記集束剤には、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂などのポリマーまたはその変性物、あるいはポリオレフィン系ワックスに代表されるワックス類などのオリゴマーを添加して使用できる。ただし、上記のポリマーやオリゴマーは、通常、界面活性剤による水分散化によって得られた水分散体、あるいはポリマーやオリゴマーの骨格中に存在するカルボキシル基やアミド基の中和や水和による水溶化、乳化、あるいは分散化によって得られる水溶液、エマルジョン、あるいは分散液といった形態で使用するのが一般的である。   The sizing agent used in the present invention further includes a polymer such as vinyl acetate resin, acrylic resin, polyester resin, polyether resin, phenoxy resin, polyamide resin, epoxy resin, polyolefin resin, or a modified product thereof. Alternatively, oligomers such as waxes represented by polyolefin wax can be added and used. However, the above polymers and oligomers are usually water dispersions obtained by water dispersion with surfactants, or water-solubilization by neutralization or hydration of carboxyl groups or amide groups present in the skeleton of the polymer or oligomer. It is generally used in the form of an aqueous solution, emulsion, or dispersion obtained by emulsification or dispersion.

さらに、集束剤に潤滑性能を付与するために、潤滑剤を含有させることができる。該潤滑剤としては、従来の集束剤に用いられているもの、例えば、キャデリンワックス、カルナウバワックス、木ろうなどの植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス、モンタンワックス、石油ワックスなどの鉱物系ワックス、脂肪酸アミド、および脂肪酸エステル系、芳香族エステル系、脂肪酸エーテル系、芳香族エーテル系の界面活性剤などが好ましく使用される。   Further, a lubricant can be contained in order to impart lubrication performance to the sizing agent. Examples of the lubricant include those used in conventional sizing agents, such as plant waxes such as cadellin wax, carnauba wax, and wax, animal waxes such as beeswax, lanolin, and whale wax, montan wax, Mineral waxes such as petroleum waxes, fatty acid amides, and fatty acid ester, aromatic ester, fatty acid ether, and aromatic ether surfactants are preferably used.

この潤滑剤は、多すぎるとガラス繊維とマトリックス樹脂との接着を妨げることになり、不足すれば充分な潤滑性能が得られないため、使用する場合には、集束剤全体に対して固形分として0.05〜0.5重量%程度添加するのが適当である。   If this lubricant is too much, it will hinder the adhesion between the glass fiber and the matrix resin, and if it is insufficient, sufficient lubrication performance will not be obtained. It is appropriate to add about 0.05 to 0.5% by weight.

さらに、上記集束剤は、上記の成分以外に、塩化リチウム、ヨウ化カリウムなどの無機塩や、アンモニウムクロライド型やアンモニウムエトサルフェート型などの4級アンモニウム塩に代表される帯電防止剤、あるいは脂肪族エステル系、脂肪族エーテル系、芳香族エステル系、芳香族エーテル系の界面活性剤に代表される潤滑剤などを含んでいてもよい。   In addition to the above components, the sizing agent may be an antistatic agent typified by an inorganic salt such as lithium chloride or potassium iodide, a quaternary ammonium salt such as an ammonium chloride type or an ammonium ethosulphate type, or an aliphatic group. A lubricant typified by an ester-based, aliphatic ether-based, aromatic ester-based, or aromatic ether-based surfactant may be included.

本発明で使用する集束剤は、全体として水溶液、エマルジョン、あるいは水分散液の形態で使用され、ガラス繊維束100質量部に対し、固形分として0.1〜1.0質量部付与されていることが重要であり、0.2〜0.6質量部であることが好ましい。0.1質量部未満であるとガラス繊維にマトリックス樹脂としてのポリプロピレン樹脂を含浸させる際に、糸切れが発生しやすく作業性が劣る。一方、1.0質量部を越えるとガラス繊維の結束力が強く、マトリックス樹脂としてのポリプロピレン樹脂を含浸させる際の含浸性が劣るため好ましくない。   The sizing agent used in the present invention is used in the form of an aqueous solution, an emulsion, or an aqueous dispersion as a whole, and is added in an amount of 0.1 to 1.0 parts by mass as a solid content to 100 parts by mass of the glass fiber bundle. It is important that it is 0.2 to 0.6 parts by mass. When the amount is less than 0.1 parts by mass, thread breakage tends to occur when glass fibers are impregnated with polypropylene resin as a matrix resin, and workability is inferior. On the other hand, if it exceeds 1.0 part by mass, the binding force of the glass fibers is strong, and the impregnation property when impregnating the polypropylene resin as the matrix resin is inferior.

本発明においてマトリックス樹脂として用いるポリプロピレン樹脂は、特に限定はないが、ガラス繊維との接着性を向上させるために、マレイン酸、アクリル酸などで酸変性されていることが前記集束剤との相溶性がよいため好ましく、必要により、用途や成形条件に応じて、ポリプロピレン樹脂中に着色剤、改質剤、ガラス繊維以外の充填剤など、公知の添加剤を適宜配合させることができ、これらは常法に従いポリプロピレン樹脂と混練して使用することができる。   The polypropylene resin used as the matrix resin in the present invention is not particularly limited, but is compatible with the sizing agent that is acid-modified with maleic acid, acrylic acid, or the like in order to improve adhesion to glass fibers. It is preferable, and known additives such as colorants, modifiers, and fillers other than glass fibers can be appropriately blended in the polypropylene resin according to the application and molding conditions. According to the method, it can be used by kneading with polypropylene resin.

次に本発明の長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the long fiber reinforced polypropylene resin molding material of this invention is demonstrated.

本発明において、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料は例えば、図1に示すような工程によって製造することができる。   In the present invention, the long fiber reinforced polypropylene resin molding material can be produced, for example, by a process as shown in FIG.

まず、図示しない回巻体から引き出した連続したガラス繊維束1を含浸ダイ4に導入する。押出機3から溶融マトリックス樹脂(ポリプロピレン樹脂)2を含浸ダイ4に供給し、ガラス繊維束1にポリプロピレン樹脂を含浸させる。そして、ポリプロピレン樹脂の含浸したガラス繊維束1を、ノズル5を通して引き出し、それによって余分なポリプロピレン樹脂を除去して、所定のガラス含有率で、所定の形状に賦形された所望の長繊維強化ポリプロピレン樹脂ロッド6が得られる。   First, a continuous glass fiber bundle 1 drawn from a winding body (not shown) is introduced into the impregnation die 4. A molten matrix resin (polypropylene resin) 2 is supplied from the extruder 3 to the impregnation die 4, and the glass fiber bundle 1 is impregnated with the polypropylene resin. Then, the glass fiber bundle 1 impregnated with polypropylene resin is pulled out through the nozzle 5, thereby removing excess polypropylene resin, and a desired long fiber reinforced polypropylene shaped into a predetermined shape with a predetermined glass content. A resin rod 6 is obtained.

この長繊維強化ポリプロピレン樹脂ロッド6を、冷却槽7に冷却し、引き取り機8で引き取る。引き取られた長繊維強化ポリプロピレン樹脂ロッド6は、回転式切断刃の付いたペレタイザー9で所定の長さに切断され、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料10が得られる。   The long fiber reinforced polypropylene resin rod 6 is cooled in a cooling bath 7 and taken up by a take-up machine 8. The taken long fiber reinforced polypropylene resin rod 6 is cut into a predetermined length by a pelletizer 9 with a rotary cutting blade, and a long fiber reinforced polypropylene resin molding material 10 is obtained.

なお、上記の例では、連続したガラス繊維束1にポリプロピレン樹脂を塗布または含浸する方法として、ガラス繊維束1に溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させる溶融含浸法を採用したが、その他の方法を採用することもできる。例えば、ポリプロピレン樹脂のエマルジョン、ポリプロピレン樹脂粉末を水またはその他の液体中に分散させた懸濁液、あるいはポリプロピレン樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液などを、ガラス繊維束に塗布または含浸させた後、分散媒または溶媒を除去させる方法を採用することもできる。   In the above example, the melt impregnation method in which the glass fiber bundle 1 is impregnated with the molten polypropylene resin is employed as a method of applying or impregnating the continuous glass fiber bundle 1 with the polypropylene resin, but other methods are employed. You can also. For example, after applying or impregnating a glass fiber bundle with an emulsion of polypropylene resin, a suspension in which polypropylene resin powder is dispersed in water or other liquid, or a resin solution in which polypropylene resin is dissolved in a solvent, A method of removing the dispersion medium or the solvent can also be adopted.

また、上記塗布または含浸させる方法としても、含浸ダイを用いる方法以外に、ロールコーターやカーテンコーターなどの方法を採用することもできる。さらに、ポリプロピレン樹脂粉末をガラス繊維束に付着させた後、必要に応じて加熱溶融し、次いで冷却する方法を採用することもできる。ただし、乾燥や脱溶媒の工程が不要なことやコスト面から、溶融含浸法を採用することが好ましい。   In addition to the method using an impregnation die, a method such as a roll coater or a curtain coater can also be employed as the method for applying or impregnating. Furthermore, after making a polypropylene resin powder adhere to a glass fiber bundle, the method of heat-melting as needed and then cooling can also be employ | adopted. However, it is preferable to employ a melt impregnation method from the viewpoint that costs for drying and solvent removal are not necessary and cost.

このようにして得られた長繊維維強化ポリプロピレン樹脂成形材料は、マトリックス樹脂中にガラス繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並行配列して含有しており、好ましくは線材状又はペレット状物である。ガラス繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並行配列して含有されているとは、ガラス繊維の大部分が同一方向に並列してほぼ平行に配列されているが、一部の繊維は部分的に湾曲していたり、お互いに絡み合っていたりしてもよい状態を意味する。   The long fiber reinforced polypropylene resin molding material thus obtained contains glass fibers in a matrix resin with substantially the same length and arranged in parallel in the same direction, preferably in the form of wire rods or pellets It is a shape. The glass fibers are substantially the same length and contained in parallel in the same direction. The majority of glass fibers are arranged in parallel substantially in parallel in the same direction. Means a state that may be partially curved or entangled with each other.

本発明の長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料は、2〜18本のガラス繊維束からなり、好ましくは3〜15本である。2本未満であると、ガラス繊維束中のガラス単繊維量が増え、撚りが生じると含浸性が極端に劣り、また、18本を超えると作り扱いが困難となるため好ましくない。   The long fiber reinforced polypropylene resin molding material of the present invention comprises 2 to 18 glass fiber bundles, preferably 3 to 15. If the number is less than 2, the amount of single glass fibers in the glass fiber bundle increases, and if twisting occurs, the impregnation property is extremely inferior.

また、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料におけるガラス含有率は、特に限定されないが、本発明の効果を顕著に出すには、成形材料中に好ましくは30〜75質量%、より好ましくは40〜70質量%である。ガラス繊維の含有率が30質量%未満の場合には、ガラス繊維による補強効果が得られず、また、75質量%を超えるとマトリックス樹脂との含浸性が劣り、ノズルの引き抜き工程で毛羽が発生し、断線を起こしやすくなり好ましくない。   Further, the glass content in the long fiber reinforced polypropylene resin molding material is not particularly limited, but in order to bring out the effects of the present invention remarkably, it is preferably 30 to 75 mass%, more preferably 40 to 70 mass% in the molding material. %. When the glass fiber content is less than 30% by mass, the reinforcing effect by the glass fiber is not obtained. When the glass fiber content exceeds 75% by mass, the impregnation with the matrix resin is inferior, and fluff is generated in the nozzle drawing process. However, disconnection tends to occur, which is not preferable.

本発明の長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料におけるガラス繊維の長さは、特に限定されないが、好ましくは3〜20mm、より好ましくは6〜16mmである。長さが3mm未満の場合は、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の線材状又はペレット状物の製造時に割れや毛羽が発生しやすく、また、繊維強化の効果が発現しにくい。一方、長さが20mmを超える場合には射出成形によって成形する際に、成形機への供給が困難となったり、ガラス繊維の分散や流動性の低下を招く恐れがある。   Although the length of the glass fiber in the long fiber reinforced polypropylene resin molding material of this invention is not specifically limited, Preferably it is 3-20 mm, More preferably, it is 6-16 mm. When the length is less than 3 mm, cracks and fluff are likely to occur during the production of the wire-like or pellet-like material of the long-fiber reinforced polypropylene resin molding material, and the effect of fiber reinforcement is hardly exhibited. On the other hand, when the length exceeds 20 mm, when molding by injection molding, it may be difficult to supply to the molding machine, or glass fibers may be dispersed or fluidity may be lowered.

また、本発明の前記長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の平均径は好ましくは0.4〜3.0mmであり、より好ましくは0.7〜2.6mmである。本発明では特定のガラス繊維被膜形成剤を用いているため、比較的細い平均径のガラス繊維を含有するポリオレフィン樹脂形成材料を製造する際の作業性の問題を改善するものであるが、平均径が0.4mm未満であると上記成形材料の嵩密度が小さくなり、輸送供給性が劣り好ましくない。一方、平均径が3.0mmを超えると、ガラス含有率が高い(40質量%以上)場合は、射出成形によって成形する場合にガラス繊維の分散性が劣るため好ましくない。   The average diameter of the long fiber reinforced polypropylene resin molding material of the present invention is preferably 0.4 to 3.0 mm, more preferably 0.7 to 2.6 mm. In the present invention, since a specific glass fiber film forming agent is used, the problem of workability when producing a polyolefin resin-forming material containing relatively thin average diameter glass fibers is improved. When the thickness is less than 0.4 mm, the bulk density of the molding material is reduced, and transportability is inferior. On the other hand, when the average diameter exceeds 3.0 mm, a high glass content (40% by mass or more) is not preferable because the dispersibility of the glass fibers is poor when molding by injection molding.

以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。しかし、これらの実施例は本発明の実施態様を具体的に説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, these examples are illustrative of embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

[ガラス繊維束の製造]
繊維径16μmのガラス単繊維600本に、表1に示す原料を用い、表2に示す配合割合で調合した集束剤を用いてガラス単繊維を集束させ、製造例1〜8のガラス繊維束を製造した。なお、集束剤の付着量は表2に示す。
[Manufacture of glass fiber bundles]
The glass fiber bundles of Production Examples 1 to 8 are bundled by using the raw materials shown in Table 1 and the bundling agent prepared at the blending ratio shown in Table 2 on 600 glass single fibers having a fiber diameter of 16 μm. Manufactured. The amount of sizing agent attached is shown in Table 2.

Figure 2006117726
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Figure 2006117726
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[長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の製造]
<実施例1>
MI=120(g/10min)[温度:230℃、荷重:2.16kgfにて測定]の酸変性したポリプロピレンホモポリマー樹脂を含むポリプロピレン樹脂が280℃で溶融している含浸ダイに、製造例1のガラス繊維束を7本引き揃え、前記含浸ダイ中で開繊させながらガラス繊維束に前記ポリプロピレン樹脂を含浸させ、得られたポリプロピレン樹脂ロッドを引き取り速度20m/分で含浸ダイから引き抜いた。ポリプロピレン樹脂ロッドを冷却し、ペレタイザーにより8mmに切断し、ガラス含有率50質量%となる実施例1の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
[Manufacture of long fiber reinforced polypropylene resin molding materials]
<Example 1>
An impregnation die in which a polypropylene resin containing an acid-modified polypropylene homopolymer resin at MI = 120 (g / 10 min) [temperature: 230 ° C., load: 2.16 kgf] is melted at 280 ° C. Seven glass fiber bundles were aligned, the glass fiber bundle was impregnated with the polypropylene resin while being opened in the impregnation die, and the resulting polypropylene resin rod was taken out from the impregnation die at a speed of 20 m / min. The polypropylene resin rod was cooled and cut into 8 mm with a pelletizer to obtain a long fiber polypropylene resin molding material of Example 1 having a glass content of 50% by mass.

<実施例2>
製造例2のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる実施例2の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Example 2>
A long fiber polypropylene resin molding material of Example 2 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 2 was used.

<実施例3>
製造例3のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる実施例3の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Example 3>
A long fiber polypropylene resin molding material of Example 3 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 3 was used.

<実施例4>
製造例4のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる実施例4の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Example 4>
A long fiber polypropylene resin molding material of Example 4 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 4 was used.

<比較例1>
製造例5のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる比較例1の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Comparative Example 1>
A long-fiber polypropylene resin molding material of Comparative Example 1 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 5 was used.

<比較例2>
製造例6のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる比較例2の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Comparative example 2>
A long fiber polypropylene resin molding material of Comparative Example 2 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 6 was used.

<比較例3>
製造例7のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる比較例3の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Comparative Example 3>
A long fiber polypropylene resin molding material of Comparative Example 3 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 7 was used.

<比較例4>
製造例8のガラス繊維束を用いた以外は実施例1と同様にしてガラス含有率50質量%となる比較例4の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を得た。
<Comparative example 4>
A long fiber polypropylene resin molding material of Comparative Example 4 having a glass content of 50% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass fiber bundle of Production Example 8 was used.

[評価項目]
<毛羽作業性>
実施例1〜4、及び比較例1〜4の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料の製造時において、24時間連続可動させ、ノズル部による毛羽発生、及びそれに伴うノズル詰まり(繊維断線)について確認し、毛羽発生がほとんど無くノズル詰まりも発生しない場合を○、毛羽発生によるノズル断線回数が1回以上ある場合を×とした。
[Evaluation item]
<Fuzzy workability>
In the production of the long fiber polypropylene resin molding materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, it was allowed to move continuously for 24 hours to check for fluff generation by the nozzle part and nozzle clogging (fiber breakage) accompanying the fluff. The case where there was almost no occurrence and nozzle clogging occurred was marked with ◯, and the case where the number of nozzle disconnections due to fluff occurrence was 1 or more was marked with ×.

<ノッチ付きIzod衝撃強度測定>
実施例1〜4、及び比較例1〜4の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を、MI=30(g/10min)[温度:230℃、荷重:2.16kgfにて測定]のポリプロピレンブロックポリマー樹脂ペレットとドライブレンドしてガラス含有率を40質量%に調整し、長繊維射出成形機(日本製鋼所製〔型締力;110t、スクリュー;ガラス繊維用スクリュー、スクリュー径;40mm〕)、及び、多目的試験片金型を用い、JIS−K6921−2に準拠した成形条件で、射出成形を行い多目的試験片(JIS−K−7139)を作製し、JIS−K−7110に準拠してノッチ付きIzod衝撃強度を評価した。
<Izod impact strength measurement with notches>
Polypropylene block polymer resin pellets having MI = 30 (g / 10 min) [temperature: 230 ° C., load: 2.16 kgf] of the long fiber polypropylene resin molding materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 And dry blending to adjust the glass content to 40% by mass, a long fiber injection molding machine (manufactured by Nippon Steel Works [clamping force: 110 t, screw: screw for glass fiber, screw diameter: 40 mm]), and multipurpose A multi-purpose test piece (JIS-K-7139) is produced by injection molding under a molding condition in accordance with JIS-K6921-2 using a test piece mold, and an Izod impact with a notch in accordance with JIS-K-7110. The strength was evaluated.

<繊維分散性評価>
実施例1〜4、及び比較例1〜4の長繊維ポリプロピレン樹脂成形材料を、MI=30(g/10min)[温度:230℃、荷重:2.16kgfにて測定]のポリプロピレンブロックポリマー樹脂ペレットとドライブレンドし、ガラス含有率を40質量%に調整し、長繊維射出成形機(日本製鋼所製)を用い、シリンダー温度250℃、金型温度40℃、背圧0.3MPaで、縦60mm、横60mm、厚さ2mmのナチュラル色の平板成形品をそれぞれ10枚成形し、目視によりその表面における繊維の分散状態、特に未解繊束の有無、頻度を観察した。長繊維の未開繊束が平板10枚全てにおいて散見される場合を××、長繊維の未開繊束が平板数枚において散見される場合を×、長繊維の未解繊束が平板数枚においてわずかに見られる場合を○、長繊維の未開繊束が平板10枚全てにおいて見られない場合を◎とした。
<Fiber dispersibility evaluation>
Polypropylene block polymer resin pellets having MI = 30 (g / 10 min) [temperature: 230 ° C., load: 2.16 kgf] of the long fiber polypropylene resin molding materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 And a glass content rate adjusted to 40% by mass, using a long fiber injection molding machine (manufactured by Nippon Steel), cylinder temperature 250 ° C., mold temperature 40 ° C., back pressure 0.3 MPa, length 60 mm. Ten flat color molded products each having a width of 60 mm and a thickness of 2 mm were molded, and the fiber dispersion state on the surface, in particular the presence or absence of undefibrated bundles, and the frequency were visually observed. Xx when the unopened bundle of long fibers is scattered on all 10 flat plates, xx when the unopened bundle of long fibers is scattered on several flat plates, and unopened bundles of long fibers on several flat plates The case where it was slightly seen was marked with ◯, and the case where the unopened bundle of long fibers was not seen on all 10 flat plates was marked with ◎.

実施例1〜4及び比較例1〜4の長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料について上記評価を行い、結果を表3にまとめて記す。
The above evaluations are performed on the long fiber reinforced polypropylene resin molding materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, and the results are summarized in Table 3.

Figure 2006117726
Figure 2006117726

上記結果より、重量平均分子量が10、000未満の酸変性ポリプロピレン樹脂を含む集束剤を用いた比較例2では、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料製造時において、毛羽の発生量が多く、断線が生じやすく、また、それを用いた樹脂成形品は機械強度の劣るものであった。また、重量平均分子量が50、000を超える酸変性ポリプロピレン樹脂を含む集束剤を用いた比較例3では、成形品とした際に、繊維の未分散が発生しやすく、極めて繊維分散性の悪いものであり、ポリウレタン樹脂を含まない集束剤を用いた比較例4では、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料製造時において、毛羽の発生量が多く、断線が生じやすく、また、それを用いた樹脂成形品は機械強度の劣るものであった。そして、重量平均分子量が10、000〜50,000の酸変性ポリプロピレン樹脂を含み、ポリウレタン樹脂を含む集束剤を用いても、付着量が固形分で1.0質量部以上となるガラス繊維束を用いた比較例1では、成形品とした際に、繊維の未分散が発生しやすく、外観の劣るものであった。   From the above results, in Comparative Example 2 using a sizing agent containing an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of less than 10,000, during the production of a long fiber reinforced polypropylene resin molding material, a large amount of fluff is generated and disconnection occurs. The resin molded product using the same was inferior in mechanical strength. Further, in Comparative Example 3 using a sizing agent containing an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight exceeding 50,000, undispersed fibers are likely to occur in a molded product, and the fiber dispersibility is extremely poor. In Comparative Example 4 using a sizing agent that does not contain a polyurethane resin, a large amount of fluff is generated during the production of a long fiber reinforced polypropylene resin molding material, and disconnection is likely to occur, and a resin molded product using the same Was inferior in mechanical strength. A glass fiber bundle containing an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 50,000 and having a solid content of 1.0 mass part or more even when a sizing agent containing a polyurethane resin is used. In Comparative Example 1 used, when a molded product was used, undispersed fibers were likely to occur, and the appearance was poor.

一方、重量平均分子量が10、000〜50,000の酸変性ポリプロピレン樹脂を含み、ポリウレタン樹脂を含む集束剤をガラス繊維100質量部に対し固形分で0.1〜1.0質量部付着させた実施例1〜4では、長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料製造時において、毛羽はほとんど発生せず、断線は極めて生じにくく、また、それを用いた樹脂成形品は機械強度に優れるものであり、繊維分散性の良いものであった。   On the other hand, a sizing agent containing an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 50,000 and containing a polyurethane resin was attached in an amount of 0.1 to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of glass fiber. In Examples 1 to 4, at the time of producing the long fiber reinforced polypropylene resin molding material, fuzz hardly occurs, disconnection is very unlikely, and a resin molded product using the same is excellent in mechanical strength. It had good dispersibility.

なかでも、軟化温度が100〜180℃のポリウレタン樹脂を、酸変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対し5〜60質量部含む集束剤を用い、ガラス繊維100質量部に対し固形分で0.2〜0.6質量部の範囲で付着させた実施例1では、樹脂成形品中に未分散の繊維は全く認められず、極めて繊維分散性のよいものであった。   Among them, a sizing agent containing 5 to 60 parts by mass of a polyurethane resin having a softening temperature of 100 to 180 ° C. with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polypropylene resin is used, and the solid content is 0.2 to 0 with respect to 100 parts by mass of the glass fiber. In Example 1 adhered in the range of .6 parts by mass, no undispersed fibers were observed in the resin molded product, and the fiber dispersibility was extremely good.

本発明の長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の製造方法によれば、毛羽立ちが少なく、樹脂含浸性のよい長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料が得られ、それを用いた樹脂成形品は、ガラス繊維の分散性がよく、機械強度に優れたポリプロピレン樹脂成形品とすることができる。   According to the method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material of the present invention, a long fiber reinforced polypropylene resin molding material with less fuzzing and good resin impregnation property is obtained, and a resin molded product using the same is obtained by dispersing glass fibers. It can be made into a polypropylene resin molded product having good properties and excellent mechanical strength.

長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料の製造工程を示す基本構成図である。It is a basic block diagram which shows the manufacturing process of a long fiber reinforced polypropylene resin molding material.

符号の説明Explanation of symbols

1:ガラス繊維束
2:マトリックス樹脂(ポリプロピレン樹脂)
3:押出機
4:含浸ダイ
5:ノズル
6:長繊維強化ポリプロピレン樹脂ロッド
7:冷却槽
8:引き取り機
9:ペレタイザー
10:長繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料
1: Glass fiber bundle 2: Matrix resin (polypropylene resin)
3: Extruder 4: Impregnation die 5: Nozzle 6: Long fiber reinforced polypropylene resin rod 7: Cooling tank 8: Take-up machine 9: Pelletizer 10: Long fiber reinforced polypropylene resin molding material

Claims (5)

300〜2000本のガラス単繊維を集束剤で集束させたガラス繊維束2〜18本を、酸変性ポリプロピレン樹脂を含む溶融したポリプロピレン樹脂中に浸漬させて、ノズルから引き抜き、平均径が0.4〜3.0mmで、ガラス含有率が30〜75質量%となる長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法であって、
前記集束剤として、重量平均分子量が10,000〜50,000、かつ、酸価が10〜50mg[KOH/g]である酸変性ポリプロピレン樹脂と、シランカップリング剤と、ポリウレタン樹脂とを含む組成物を用い、
前記ガラス繊維束100質量部に対し、前記集束剤を固形分で0.1〜1.0質量部付着させることを特徴とする長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法。
2 to 18 glass fiber bundles obtained by bundling 300 to 2000 glass single fibers with a sizing agent are dipped in a molten polypropylene resin containing an acid-modified polypropylene resin and pulled out from a nozzle, and the average diameter is 0.4. A method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material having a glass content of 30 to 75% by mass at ˜3.0 mm,
A composition comprising an acid-modified polypropylene resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 50,000 and an acid value of 10 to 50 mg [KOH / g], a silane coupling agent, and a polyurethane resin as the sizing agent. Using things,
A method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material, wherein 0.1 to 1.0 parts by mass of the sizing agent is attached to 100 parts by mass of the glass fiber bundle as a solid content.
前記集束剤の付着量が、前記ガラス繊維束100質量部に対して、固形分で0.2〜0.6質量部である請求項1に記載の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法。   The method for producing a long fiber reinforced polypropylene resin molding material according to claim 1, wherein the amount of the sizing agent attached is 0.2 to 0.6 parts by mass in solid content with respect to 100 parts by mass of the glass fiber bundle. 前記集束剤に含まれる前記ポリウレタン樹脂の含有量が、前記酸変性ポリプロピレン樹脂100質量部に対して5〜60質量部である請求項1又は2に記載の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法。   The method for producing a long-fiber-reinforced polypropylene resin molding material according to claim 1 or 2, wherein the content of the polyurethane resin contained in the sizing agent is 5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polypropylene resin. . 前記集束剤中の前記ポリウレタン樹脂の軟化温度が100〜180℃である請求項1〜3のいずれか一つに記載の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法。   The method for producing a long-fiber reinforced polypropylene resin molding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the softening temperature of the polyurethane resin in the sizing agent is 100 to 180 ° C. 射出成形用の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法である請求項1〜4のいずれか一つに記載の長繊維強化ポリプレピレン樹脂成形材料の製造方法。
It is a manufacturing method of the long fiber reinforced polypropylene resin molding material for injection molding, The manufacturing method of the long fiber reinforced polypropylene resin molding material as described in any one of Claims 1-4.
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