JP2006348233A - Fine polyamideimide fiber- and/or fine polyimide fiber-reinforced resin composition - Google Patents

Fine polyamideimide fiber- and/or fine polyimide fiber-reinforced resin composition Download PDF

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Toshiya Tanioka
俊哉 谷岡
Arihiro Abe
有洋 阿部
Yuji Miyashita
雄次 宮下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber-reinforced resin composition which is obtained by dispersing and mixing a fine polyamideimide fiber and/or fine polyimide fiber with a thermoplastic resin or uncured thermosetting resin, and which has excellent affinity with various resins, has a uniform dispersion state of the fiber, has excellent in mechanical properties such as toughness, flexibility and strength even when the content of the fiber is small, has good moldability and which gives a molded article having good external appearance after the molding. <P>SOLUTION: Notably improved mechanical properties and moldability of the composition are achieved, even when the content of the fiber is small, by the mixing and kneading of a markedly fine polyamideimide fiber and/or polyimide fiber as a principal component fiber, in the above fiber-reinforced materials using various resins. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は靭性、可とう性、強度をはじめとする機械特性や、成形性に優れた成形体を与え得る繊維強化樹脂組成物に関する。さらに詳しくは各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂をマトリクスとして均一分散が可能であって、そのため成形性や成形後の外観が良好な成形体を与え得る微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維含有強化樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to a fiber reinforced resin composition capable of giving a molded article excellent in mechanical properties such as toughness, flexibility and strength, and moldability. More specifically, it is possible to uniformly disperse various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins as a matrix, so that fine polyamideimide fibers and / or fine fibers that can give a molded article with good moldability and appearance after molding. The present invention relates to a polyimide fiber-containing reinforced resin composition.

従来、各種樹脂素材の機械的特性を向上させる手段として、ガラス繊維、合成繊維、炭素繊維等の繊維状フィラーを補強材として用いた繊維強化樹脂がある。特に、いわゆるFRPと称される繊維強化プラスチックはガラス繊維織物、炭素繊維織物などをプリプレグとし、これに樹脂を含浸させる方法で作られている。これら材料は同容積の金属に比べ軽量でありながら、強度、剛性に優れており、航空機、宇宙機器用途、船舶、車輌等の構造材料として広く用いられている。   Conventionally, as means for improving the mechanical properties of various resin materials, there is a fiber reinforced resin using a fibrous filler such as glass fiber, synthetic fiber, or carbon fiber as a reinforcing material. In particular, fiber reinforced plastic called FRP is made by a method in which a glass fiber fabric, a carbon fiber fabric, or the like is used as a prepreg and impregnated with a resin. Although these materials are lighter than metals of the same volume, they are excellent in strength and rigidity, and are widely used as structural materials for aircraft, space equipment applications, ships, vehicles and the like.

しかしながら、これら繊維織物強化樹脂は繊維方向に起因する高い機械的異方性を有しており、織物に対して水平方向の力には概して強力であるが、垂直方向の引張り力に対しては弱く、容易に剥離が生じる問題がある。この問題に対する対策として繊維織物の層間を芳香族アミド等の高強度繊維で連結するなどの方法も試みられているが、層間連結糸の近傍に応力が集中して破壊が進行する等の問題がある。さらに、その成形は繊維織物を重ね、樹脂を含浸した後、型に合わせてプレスし、最終的に完全に硬化させるか、あるいは型に樹脂と繊維織物を順次重ねてゆく方法が一般的である。これらの方法では効率的に大量生産が難しいばかりでなく、製品間に強度のバラツキが発生するなどの問題があった。   However, these fiber woven reinforced resins have high mechanical anisotropy due to the fiber direction and are generally strong against forces in the horizontal direction against the fabric, but against tensile forces in the vertical direction. There is a problem that it is weak and easily peels off. As a countermeasure against this problem, methods such as connecting the layers of fiber fabrics with high-strength fibers such as aromatic amides have also been attempted, but there are problems such as stress concentration in the vicinity of the interlayer connecting yarn and breakage progressing. is there. Furthermore, the molding is generally carried out by stacking fiber fabrics, impregnating with resin, pressing according to the mold, and finally completely curing, or by sequentially stacking resin and fiber fabric on the mold. . These methods are not only difficult to mass-produce efficiently, but also have problems such as variations in strength between products.

一方、繊維強化樹脂の別の形態として、樹脂にガラス繊維や炭素繊維を予め練り込んでペレット化しておき、これをプレス成形や射出成形するなどの方法もある。この方法では大量生産に向く成形方法が適用可能であり、この方法による繊維強化樹脂成形品が既に提案されている。   On the other hand, as another form of the fiber reinforced resin, there is a method in which glass fiber or carbon fiber is previously kneaded into a resin to be pelletized, and this is press molded or injection molded. In this method, a molding method suitable for mass production can be applied, and a fiber reinforced resin molded product by this method has already been proposed.

これらの繊維強化樹脂成形品は短繊維強化型と長繊維強化樹脂強化型とに大別できる。このような繊維強化樹脂成形品の機械的強度は樹脂と繊維強化材とを混合して繊維強化樹脂成形品を調製する際の樹脂 と繊維強化材との親和性によって大きく影響される。すなわち、樹脂と繊維強化材との馴染みが良い組合せでは、繊維強化材が樹脂中に均一に分散すると共に樹脂との界面全域で強力に接着する効果で、繊維強化樹脂成形品の機械的強度を向上できる。特に長繊維強化樹脂成形品の場合には、成形品中の長繊維の配向方向に沿って機械的強度が高くなるため、配合された多数の長繊維の配向方向を揃える(整列させる)ことによって格段の強度向上が望まれる。しかし一方で、繊維強化材が集束体(ロービング等)に近い状態に留まり易いことから、長繊維強化樹脂成形品の局所的な(薄肉部等における)機械的強度不足が往々にして発生するという問題が残されている。   These fiber reinforced resin molded products can be broadly classified into short fiber reinforced types and long fiber reinforced resin reinforced types. The mechanical strength of such a fiber reinforced resin molded product is greatly influenced by the affinity between the resin and the fiber reinforcing material when the resin and the fiber reinforcing material are mixed to prepare the fiber reinforced resin molded product. In other words, in the case of a familiar combination of resin and fiber reinforcement, the mechanical strength of the fiber reinforced resin molded product is improved by the effect that the fiber reinforcement is uniformly dispersed in the resin and strongly bonded throughout the interface with the resin. It can be improved. In particular, in the case of a long fiber reinforced resin molded product, the mechanical strength increases along the orientation direction of the long fibers in the molded product. Therefore, by aligning (aligning) the orientation directions of many blended long fibers. A marked improvement in strength is desired. However, on the other hand, since the fiber reinforcing material tends to stay in a state close to the bundling body (roving or the like), local shortage of mechanical strength (in a thin portion or the like) of the long fiber reinforced resin molded product often occurs. The problem remains.

他方、短繊維強化樹脂成形品は配合された繊維が短いことの効果で繊維強化材が樹脂全体に分散し易い。従って、成形品の薄肉部(細密部)にまで短繊維が入り込むことによって、各部均一な機械的強度向上が実現できる。しかも繊維は樹脂中にランダムに広がるため、異方性が出難いという利点もある。しかしながら3mm程度の短繊維をマトリクス樹脂とブレンドして混練機等で混練する方法では混練中の繊維折損により、成形体中の平均繊維長は0.3mm程度と短くなり、絡み合いも少ないため補強効果が充分に発揮されておらず、高度の衝撃強度を必要とする用途には満足できる性能を持つことができなかった。したがってこれらの方法では、機械特性を向上させるためには少なくとも10%、通常は20%以上も繊維を混ぜ込む必要がある。通常、用いられるガラス繊維や炭素繊維はその直径が数μm以上もありこの結果、成形後の表面に繊維が凹凸として現われ易く、外観が不良となる問題もある。   On the other hand, in the short fiber reinforced resin molded product, the fiber reinforcing material is easily dispersed throughout the resin due to the effect that the blended fibers are short. Therefore, the uniform mechanical strength of each part can be improved by the short fibers entering the thin part (fine part) of the molded product. In addition, since the fibers spread randomly in the resin, there is an advantage that anisotropy is hardly generated. However, in the method of blending short fibers of about 3 mm with a matrix resin and kneading with a kneader or the like, the fiber breakage during kneading reduces the average fiber length in the molded product to about 0.3 mm, and there is little entanglement. Has not been fully demonstrated, and it has not been able to have satisfactory performance for applications that require high impact strength. Therefore, in these methods, it is necessary to mix at least 10%, usually 20% or more of fibers in order to improve mechanical properties. Usually, the glass fiber or carbon fiber used has a diameter of several μm or more, and as a result, the fiber tends to appear as irregularities on the surface after molding, and there is a problem that the appearance is poor.

しかしながら近年、カーボンナノチューブと呼ばれる繊維直系数nm〜数十nmの極細炭素繊維がこれらの用途にも使われるようになってきた。これは繊維径が細くなればなるほど表面積が大きくなり、少量の添加でも効果が発揮しやすいこと、高強度のカーボンナノチューブで高い補強効果が望めること、成形後の外観がきれいに仕上がることが理由である。これまでも少量のカーボンナノチューブ添加で、良好な外観を保ちつつ、機械強度を向上させたる効果が謳われている。しかし、一般的にカーボンナノチューブは炭素六員環の連なった円筒形をなし、その表面は極めて平滑である。その表面エネルギーは極めて低いため、樹脂との馴染みが悪く、このため界面での剥離が発生し易く、期待されるほどの効果が出ないことが知られている。また、表面エネルギーの低さから、カーボンナノチューブを樹脂中に直接混練しようとしてもお互いに纏まり合い、容易には分散できない。このためカーボンナノチューブ表面を特殊に改質したり、予め高濃度でカーボンナノチューブを含有するマスターペレットを用意しておき、段階的に希釈しながら混ぜ合わせるという複雑な工程を用いている(例えば、特許文献1参照。)。さらに成形品の外観は黒色となるため用途が限定される点も問題として指摘されている。   However, in recent years, ultrafine carbon fibers having a diameter of several nanometers to several tens of nanometers called carbon nanotubes have been used for these applications. This is because the smaller the fiber diameter is, the larger the surface area becomes, and it is easy to exert the effect even with a small amount of addition, a high reinforcing effect can be expected with high-strength carbon nanotubes, and the appearance after molding is finished cleanly. . In the past, the addition of a small amount of carbon nanotubes has been shown to be effective in improving mechanical strength while maintaining a good appearance. However, carbon nanotubes generally have a cylindrical shape with a continuous six-membered carbon ring, and the surface thereof is extremely smooth. It is known that the surface energy is extremely low, so that it is not well-familiar with the resin. For this reason, peeling at the interface is likely to occur, and the expected effect is not achieved. In addition, because of the low surface energy, carbon nanotubes cannot be easily dispersed even if they are kneaded directly into a resin, and are combined together. For this reason, the carbon nanotube surface is specially modified, or a master pellet containing carbon nanotubes at a high concentration is prepared in advance and mixed while diluting in stages (for example, patents). Reference 1). Furthermore, it has been pointed out as a problem that the use of the molded product is limited because the appearance of the molded product is black.

従って、繊維そのものの着色度が低く、繊維径が微細で、樹脂との馴染みがよく、容易且つ均一に分散でき、しかもそれ自身の強度が充分であるナノファイバーを練り込んだ繊維強化樹脂組成物が望まれている。
特開2003−286350号公報
Accordingly, a fiber reinforced resin composition in which nanofibers are kneaded with a low degree of coloring of the fiber itself, a fine fiber diameter, good compatibility with the resin, easy and uniform dispersion, and sufficient strength itself. Is desired.
JP 2003-286350 A

各種樹脂の繊維強化組成物が用いられているが、一方で従来の技術ではすべての要望を満たすのが難しく、未だ充分なる効果が得られない現状に鑑み、本発明者らは鋭意検討を進めてきた結果、新たなる繊維強化樹脂組成物を完成させることができたものである。   While fiber reinforced compositions of various resins have been used, the present inventors have made intensive studies in view of the current situation where it is difficult to satisfy all the demands with the conventional technology and still cannot obtain sufficient effects. As a result, a new fiber-reinforced resin composition has been completed.

即ち、本発明の課題は、分散状態が均一なため、低含有量であるにも関わらず、靭性、強度等の機械特性に優れ、成形性が良好で、成形後の着色度が低く、外観を良好ならしめる繊維強化樹脂組成物を提供することにある。   That is, the problem of the present invention is that since the dispersion state is uniform, the mechanical properties such as toughness and strength are excellent despite the low content, the moldability is good, the coloring degree after molding is low, and the appearance An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition that can improve the quality of the resin.

上記の課題は特別なる技法を用いて作られた0.01μm以上、2μm未満の微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂とを混練することで達成できるものである。   The above problem is that kneading fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber of 0.01 μm or more and less than 2 μm made using a special technique with various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins. It can be achieved.

本発明では直径が0.01μm以上、2μm未満の微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を0.1質量%以上50質量%未満の範囲で各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂に混練する。本発明の繊維強化樹脂組成物では極めて微細なポリアミドイミド繊維および/またはポリイミド繊維が混練中の機械的せん断力により一本一本の単位にまで解れて、マトリクス中に均一に分散していることが特徴である。   In the present invention, fine polyamideimide fibers and / or fine polyimide fibers having a diameter of 0.01 μm or more and less than 2 μm are converted into various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins in the range of 0.1 mass% or more and less than 50 mass%. Knead. In the fiber reinforced resin composition of the present invention, extremely fine polyamideimide fibers and / or polyimide fibers are separated into individual units by mechanical shearing force during kneading and are uniformly dispersed in the matrix. Is a feature.

この微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維強化複合樹脂組成物において、マトリクスとなる樹脂は熱可塑性や未硬化の熱硬化性の一般的な樹脂を使用することができる。充分な機械的特性を発揮する微細繊維含有量は所望の特性に応じて0.1質量%以上50質量%未満の範囲で設定することができる。特に本発明では1%以下という極めて微量の繊維含有量であっても充分なる機械特性を発揮することができ、特に可とう性、靭性の向上が良好である。   In this fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber reinforced composite resin composition, a thermoplastic resin or an uncured thermosetting general resin can be used as the matrix resin. The fine fiber content exhibiting sufficient mechanical properties can be set in a range of 0.1% by mass or more and less than 50% by mass according to desired properties. In particular, in the present invention, sufficient mechanical properties can be exhibited even with a very small fiber content of 1% or less, and the improvement of flexibility and toughness is particularly good.

本発明は微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を各種の熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂に分散混合した樹脂であって、各種樹脂との親和性が良好なため繊維の分散状態が均一で効率よく行え、外観等の欠陥等を生じることがないうえ、繊維の含有量が少量であるにも関わらず、強度、耐衝撃性、靭性、可とう性等に優れた成形体を与える繊維強化樹脂組成物を提供する。該繊維強化樹脂組成物を使用することによって、安定した成形加工が可能であり、均質で安定した機械的特性を有する繊維強化樹脂成形体を得ることができる。   The present invention is a resin in which fine polyamideimide fibers and / or fine polyimide fibers are dispersed and mixed in various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins, and the dispersion state of the fibers because of good affinity with various resins. A molded product with excellent strength, impact resistance, toughness, flexibility, etc. despite the fact that it is uniform and efficient, does not cause defects such as appearance, and the fiber content is small. A fiber reinforced resin composition is provided. By using the fiber reinforced resin composition, a stable molding process is possible, and a fiber reinforced resin molded article having uniform and stable mechanical properties can be obtained.

本発明で用いる微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維はそれぞれポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂から作られるものである。ポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂は特別なものである必要はなく、その製造法にも特別の制約があるものではない。一般的に行われる方法で得られるが、以下にそれを例示し説明する。   The fine polyamideimide fiber and fine polyimide fiber used in the present invention are made from a polyamideimide resin and a polyimide resin, respectively. The polyamide-imide resin and the polyimide resin do not need to be special, and the manufacturing method is not particularly limited. Although it is obtained by a generally performed method, it will be exemplified and explained below.

ポリアミドイミド樹脂は、芳香族トリカルボン酸一無水物と芳香族ジアミンとの当モル量を有機極性溶媒中、脱水触媒存在下、高温で重縮合・イミド化反応をさせる方法や、無水トリメリット酸モノクロリドに代表される無水芳香族トリカルボン酸モノクロリドと芳香族ジアミンとの当モル量を有機極性溶媒中、低温で重縮合・イミド化反応をさせる方法、または芳香族トリカルボン酸一無水物と芳香族ジイソシアネートとをジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド、N−メチル−2−ピロリドン等の非プロトン性の有機溶媒中高温で重縮合・イミド化反応させる方法等によって製造される。尚、これらの有機溶媒とトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、γ−ブチルラクトン等を限定的に併用することも可能である。   Polyamideimide resin is prepared by a method in which an equimolar amount of aromatic tricarboxylic acid monoanhydride and aromatic diamine is subjected to polycondensation / imidation reaction at high temperature in the presence of a dehydration catalyst in an organic polar solvent, A method in which an equimolar amount of an aromatic tricarboxylic anhydride monochloride represented by chloride and an aromatic diamine is subjected to a polycondensation / imidization reaction at low temperature in an organic polar solvent, or an aromatic tricarboxylic acid monoanhydride and an aromatic It is produced by a method such as a polycondensation / imidization reaction with diisocyanate at high temperature in an aprotic organic solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These organic solvents can be used in combination with toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethyl acetate, γ-butyl lactone, and the like.

いずれの場合もアミド結合をしながら重合し高分子量化してゆくが、一方ではこの成長と同時的に又は後からアミド酸部分が分子内イミド化反応も行われ目的のポリアミドイミドとなって該溶媒中に溶解して得られる。従って本発明で言うポリアミドイミド樹脂は基本的にはアミドイミドの構造そのものであるが、しかし或る程度未イミド化のアミド酸部分を含有するものであってもかまわない。   In either case, polymerization is carried out while increasing the amide bond to increase the molecular weight. On the other hand, the amidic acid moiety is also subjected to intramolecular imidization reaction at the same time or later as the growth, and the target polyamideimide is obtained. It is obtained by dissolving in. Therefore, the polyamideimide resin referred to in the present invention basically has the structure of an amideimide, but may contain a certain degree of unimidated amic acid moiety.

ここで芳香族トリカルボン酸一無水物としてはトリメリット酸一無水物が望ましいが、その一部を他の多塩基酸またはその無水物に置き換えることができる。例えば、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、プロピレングリコールビストリメリテート等のテトラカルボン酸及びこれらの無水物、シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、ジカルボキシポリブタジエン、ジカルボキシポリ(アクリロニトリル−ブタジエン)、ジカルボキシポリ(スチレン−ブタジエン)等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4−ジシクロヘキシルメタンジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。   Here, as the aromatic tricarboxylic acid monoanhydride, trimellitic acid monoanhydride is desirable, but a part thereof can be replaced with another polybasic acid or its anhydride. For example, tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid, biphenyltetracarboxylic acid, biphenylsulfonetetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, biphenylethertetracarboxylic acid, ethylene glycol bistrimellitate, propylene glycol bistrimellitate and their anhydrides, Aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, adipic acid, malonic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedicarboxylic acid, dicarboxypolybutadiene, dicarboxypoly (acrylonitrile-butadiene), dicarboxypoly (styrene-butadiene), 1,4 Cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4-dicyclohexylmethanedicarboxylic acid, dimer acid and other alicyclic dicarboxylic acids, terephthalic acid, isophthalic acid Acid, diphenyl sulfone dicarboxylic acid, diphenylether dicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as naphthalene dicarboxylic acid.

また、トリメリット酸化合物の一部をグリコールに置き換えることもできる。グリコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコールや上述のジカルボン酸の1種又は2種以上と上記グリコールの1種又は2種以上とから合成される、末端水酸基のポリエステル等が挙げられる。   In addition, a part of the trimellitic acid compound can be replaced with glycol. Examples of glycols include alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, and hexanediol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol, and one or two of the above dicarboxylic acids. The polyester of the terminal hydroxyl group etc. which are synthesize | combined from the above and 1 type, or 2 or more types of the said glycol are mentioned.

芳香族ジアミンとしては3,3′―ジアミノベンゾフエノン、P―フエニレンジアミン、4,4′―ジアミノジフエニル、4,4′―ジアミノジフエニルメタン、4,4′―ジアミノジフエニルエーテル、ビス[4―{3―(4―アミノフエノキシ)ベンゾイル}フエニル]エーテル、4,4′―ビス(3―アミノフエノキシ)ビフエニル、ビス[4―(3―アミノフエノキシ)フエニル]スルホン、2,2′―ビス[4―(3―アミノフエノキシ)フエニル]プロパン等が挙げられる。ここで芳香族ジアミン成分が主鎖にアミド結合を持っている場合(例えば前記4,4′―ジアミノベンツアニリド)には、酸成分として芳香族テトラカルボン酸二無水物を組み合わせることができる。   Aromatic diamines include 3,3'-diaminobenzophenone, P-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, Bis [4- {3- (4-aminophenoxy) benzoyl} phenyl] ether, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2'-bis [4- (3-Aminophenoxy) phenyl] propane and the like. Here, when the aromatic diamine component has an amide bond in the main chain (for example, the 4,4′-diaminobenzanilide), an aromatic tetracarboxylic dianhydride can be combined as the acid component.

そして芳香族ジイソシアネートとしては前記例示する芳香族ジアミンの2つのアミノ基がイソシアネート基に置換されたものが例示できる。   Examples of the aromatic diisocyanate include those in which two amino groups of the aromatic diamine exemplified above are substituted with isocyanate groups.

一方、ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸誘導体と1級ジアミンを反応、重合させてポリイミド前駆体とし、閉環イミド化してポリイミドとするのが一般的である。本発明のポリイミド樹脂またはその前駆体を得るために使用されるテトラカルボン酸誘導体の具体例を挙げると、ピロメリット酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,5,6−アントラセンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン、2,3,4,5−ピリジンテトラカルボン酸、2,6−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ピリジンなどの芳香族テトラカルボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4− テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸などの脂環式テトラカルボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸などの脂肪族テトラカルボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物などが挙げられる。   On the other hand, a polyimide resin is generally obtained by reacting and polymerizing a tetracarboxylic acid derivative and a primary diamine to obtain a polyimide precursor, and ring-closing imidization to obtain a polyimide. Specific examples of the tetracarboxylic acid derivative used for obtaining the polyimide resin of the present invention or a precursor thereof include pyromellitic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5, 6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-anthracenetetracarboxylic acid, 3,3 ′ , 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 3,3', 4,4'-benzophenone tetra Carboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ) Propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, bis (3 , 4-dicarboxyphenyl) diphenylsilane, 2,3,4,5-pyridinetetracarboxylic acid, aromatic tetracarboxylic acids such as 2,6-bis (3,4-dicarboxyphenyl) pyridine and their dianhydrides As well as dicarboxylic acid diacid halides, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid , 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic acid Tetracarboxylic acids and their dianhydrides and their dicarboxylic acid diacid halides, aliphatic tetracarboxylic acids such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and their dianhydrides and their dicarboxylic acids And diacid halides.

ここでポリイミド樹脂を得るために使用されるジアミンの具体例を挙げれば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノビフェニル、ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジニフェニルエーテル、2,2−ジアミノジフェニルプロパン、ビス(3,5−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノナフタレン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパンなどの芳香族ジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタンなどの脂環式ジアミン及びテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、更にはジアミノシロキサン等が挙げられる。   Specific examples of the diamine used to obtain the polyimide resin are p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 4,4'-diaminobiphenyl. 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiniphenyl ether, 2,2-diaminodiphenyl Propane, bis (3,5-diethyl-4-aminophenyl) methane, diaminodiphenylsulfone, diaminobenzophenone, diaminonaphthalene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) ) Benzene, 9,10-bis (4-aminophenyl) anthracene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) diphenyl sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2- Aromatic diamines such as bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane and 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino -3-Cyclocyclohexyl) alicyclic diamines such as methane and aliphatic diamines such as tetramethylene diamine and hexamethylene diamine, and further diaminosiloxanes.

テトラカルボン酸誘導体とジアミンを反応、重合させポリイミド前駆体とするが、この際用いるテトラカルボン酸誘導体としてはテトラカルボン酸二無水物を用いるのが一般的である。テトラカルボン酸二無水物とジアミンのモル数の比は0.8から1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成する重合体の重合度は大きくなる。テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応、重合させる方法は、特に限定されるものではなく、一般にはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の有機極性溶媒中にジアミンを溶解し、その溶液中にテトラカルボン酸二無水物を添加、反応させてポリイミド前駆体を合成する。その際の反応温度は−20℃から150℃、好ましくは−5℃から100℃の任意の温度を選択することができる。   A tetracarboxylic acid derivative and a diamine are reacted and polymerized to form a polyimide precursor. As the tetracarboxylic acid derivative used in this case, it is common to use a tetracarboxylic dianhydride. The molar ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine is preferably 0.8 to 1.2. Similar to the normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1, the greater the degree of polymerization of the polymer produced. The method of reacting and polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine is not particularly limited, and generally N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc. A diamine is dissolved in an organic polar solvent, and tetracarboxylic dianhydride is added to the solution and reacted to synthesize a polyimide precursor. The reaction temperature in that case can select -20 degreeC to 150 degreeC, Preferably arbitrary temperature of -5 degreeC to 100 degreeC can be selected.

前記により製造されるポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂の数平均分子量の制御は一般に反応時間を変えることで行い得るが、一般的には10000〜100000、好ましくは20000〜80000の範囲が適切である。   The control of the number average molecular weight of the polyamideimide resin and the polyimide resin produced as described above can be generally performed by changing the reaction time, but generally the range of 10,000 to 100,000, preferably 20,000 to 80,000 is appropriate.

次に上記ポリアミドイミド樹脂およびポリイミド系樹脂から直径が0.01μm以上、2μm未満の微細ポリアミドイミド繊維を得る必要がある。この方法には特別な制約がある訳ではなく、微細化を可能ならしめる方法であれば良い。ここでは一例として容易に微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維を得る具体例として湿式紡糸法を示す。   Next, it is necessary to obtain fine polyamideimide fibers having a diameter of 0.01 μm or more and less than 2 μm from the polyamideimide resin and the polyimide resin. This method does not have any special restrictions, and any method that enables miniaturization may be used. Here, as an example, a wet spinning method is shown as a specific example for easily obtaining fine polyamideimide fiber and fine polyimide fiber.

先ず、微細ポリアミドイミド繊維については、ポリアミドイミド樹脂と、少なくとも1種類以上の繊維形成性高分子化合物を共通の有機溶剤に溶解した混合物を紡糸原液とし、これを繊維形成性高分子化合物に対して固化能を有する浴中に細孔を通して湿式紡糸した後、乾燥・熱処理を施す方法で易分割性ポリアミドイミド繊維を得て、さらにこの易分割性繊維から繊維形性高分子化合物のみを選択的に溶解することで微細ポリアミドイミド繊維が得ることができる。   First, for fine polyamideimide fibers, a mixture obtained by dissolving a polyamideimide resin and at least one fiber-forming polymer compound in a common organic solvent is used as a spinning stock solution, and this is used for the fiber-forming polymer compound. After wet spinning through the pores in a bath having a solidifying ability, easy-divided polyamideimide fibers are obtained by a method of drying and heat treatment, and only the fiber-shaped polymer compound is selectively selected from the easily-divided fibers. By dissolving, a fine polyamideimide fiber can be obtained.

一方、微細ポリイミド繊維については、既にイミド化が終了したポリイミド樹脂がN−メチル−2−ピロリドン等の溶媒に溶解できる場合が望ましく、ポリイミド系樹脂そのものを紡糸原液の一方として用いることができる。   On the other hand, for fine polyimide fibers, it is desirable that the polyimide resin that has already been imidized can be dissolved in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, and the polyimide resin itself can be used as one of the spinning dope.

しかしながらポリイミド系樹脂はその分子量にもよるが一般にイミド化後は有機溶媒に不溶になる場合が多い。この場合には、シロキサン変成等の方法で有機溶剤への溶解性を付与する方法も取り得る。具体的にはポリイミド分子主鎖の中にジアミノシラン等を導入する共重合体とする手法である。   However, polyimide resins generally become insoluble in organic solvents after imidation, although depending on the molecular weight. In this case, a method of imparting solubility to an organic solvent by a method such as siloxane modification can be used. Specifically, this is a technique of forming a copolymer in which diaminosilane or the like is introduced into the polyimide molecular main chain.

また、ポリイミド前駆体を有機溶媒に溶解したものを繊維形成性高分子化合物と共通の有機溶剤に溶解させたものを紡糸原液として用いても良い。   Moreover, what melt | dissolved the polyimide precursor in the organic solvent in the organic solvent common with a fiber-forming high molecular compound may be used as a spinning dope.

繊維形性高分子化合物としてはポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン及びこれらの共重合体或いはこれらの混合物が上げられる。   Examples of the fiber-type polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, cellulose triacetate, cellulose diacetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polyvinylidene fluoride and copolymers thereof, or a mixture thereof. Raised.

例えば三酢酸セルロース、二酢酸セルロースを使用する場合は塩化メチレン、N−メチル−2−ピロリドンに溶解することが好適である。ポリアクリロニトリルを用いる場合はジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、N−メチル−2−ピロリドン等に溶解することが可能である。その他の繊維形性能高分子化合物についても適宜溶剤を選択すれば良く、更には2種類以上の混合溶剤を用いることも可能である。   For example, when cellulose triacetate or cellulose diacetate is used, it is preferably dissolved in methylene chloride or N-methyl-2-pyrrolidone. When polyacrylonitrile is used, it can be dissolved in dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. For other fiber-type performance polymer compounds, a solvent may be appropriately selected, and two or more kinds of mixed solvents may be used.

続いて、本発明に供せられるポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂と高分子化合物から紡糸原液を調整する方法について説明する。この場合、ポリアミドイミド樹脂またはポリイミド樹脂と繊維形成性高分子化合物の両者に溶解能を持つ有機溶剤に溶解した混合物を紡糸原液とする。この混合液を紡糸して生成する易分割性ポリアミドイミド繊維またはポリイミド系繊維中のポリアミドイミド樹脂またはポリイミド樹脂と繊維形成性高分子化合物の割合は使用目的に応じて高分子化合物:ポリアミドイミド樹脂またはポリイミド系樹脂=75:25〜25:75から選択可能である。易分割性ポリアミドイミド繊維および易分割性ポリイミド繊維から微細ポリアミドイミド繊維およびポリイミド系繊維を得るためには海成分の繊維形性高分子化合物のみを選択的に溶解する溶媒に浸漬する等の溶解処理が望ましい。例えば用いた繊維形性高分子化合物が二酢酸セルロースの場合にはアセトンが好適であり、三酢酸セルロースの場合には塩化メチレンが好適である。またポリアクリロニトリルの場合にはジオキサンやチオシアン酸ナトリウム水溶液などに浸漬するなどの方法で容易に微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維を得ることができる。   Subsequently, a method for preparing a spinning dope from a polyamideimide resin and a polyimide resin and a polymer compound used in the present invention will be described. In this case, a mixture obtained by dissolving the polyamideimide resin or polyimide resin and the fiber-forming polymer compound in an organic solvent capable of dissolving both is used as a spinning dope. The ratio of the polyamideimide resin or polyimide resin and the fiber-forming polymer compound in the easily splittable polyamideimide fiber or polyimide fiber produced by spinning this mixed solution depends on the purpose of use: polymer compound: polyamideimide resin or Polyimide resin can be selected from 75:25 to 25:75. In order to obtain fine polyamideimide fiber and polyimide fiber from easily splittable polyamideimide fiber and easily splittable polyimide fiber, dissolution treatment such as soaking in a solvent that selectively dissolves only the fiber component polymer compound of sea component Is desirable. For example, acetone is preferable when the fibrous polymer compound used is cellulose diacetate, and methylene chloride is preferable when cellulose triacetate is used. In the case of polyacrylonitrile, fine polyamideimide fibers and fine polyimide fibers can be easily obtained by a method such as immersion in dioxane or a sodium thiocyanate aqueous solution.

本発明で用いる微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維の直径は所望の機能を発揮するためには0.01μm以上、2μm未満である必要がある。   The diameters of the fine polyamideimide fiber and fine polyimide fiber used in the present invention need to be 0.01 μm or more and less than 2 μm in order to exhibit a desired function.

但し、その繊維長は求める製品に応じて選定すれば良く、0.05mm以上から100mm未満の範囲で選定可能である。但し、機械強度の向上を主目的とする本発明では短すぎる繊維長では効果が無く、一方あまりに長いと混練途中で繊維同士が絡まりあいファイバーボールを形成することから前記範囲内での取扱いが重要である。発明者らが検証した結果からは0.3mm以上、10mm未満がより好ましい。これとは別に微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維が樹脂ペレットの長手方向に引き揃えられ、ペレットと同一長の繊維が含まれる長繊維ペレットとする方法も取り得る。   However, the fiber length may be selected according to the desired product, and can be selected in the range from 0.05 mm to less than 100 mm. However, in the present invention which is mainly aimed at improving the mechanical strength, if the fiber length is too short, there is no effect, while if it is too long, the fibers are entangled during the kneading to form a fiber ball, and handling within the above range is important. It is. From the results verified by the inventors, 0.3 mm or more and less than 10 mm is more preferable. Apart from this, it is also possible to adopt a method in which fine polyamideimide fibers and / or fine polyimide fibers are aligned in the longitudinal direction of the resin pellets to obtain long fiber pellets containing fibers having the same length as the pellets.

本発明における微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維の各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂中の含有量は0.1質量%以上50質量%未満である。好ましくは0.5質量%以上20質量%未満である。微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維の含有量が0.1%未満では本樹脂中での繊維の分散に不均一性が生じ、充分な機械特性の向上が図れない。また、50%以上では嵩高い微細繊維の容積が本樹脂の容積を大きく上回ることになり均一な混練が難しくなる。したがって好ましくは0.5質量%以上20質量%未満の範囲を用いることが混練性及び結果として得られる機械物性の面、表面の仕上がりさらにコスト面から望ましい。   The content of the fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber in the present invention in various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins is 0.1% by mass or more and less than 50% by mass. Preferably they are 0.5 mass% or more and less than 20 mass%. If the content of the fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber is less than 0.1%, non-uniformity occurs in the fiber dispersion in the resin, and sufficient mechanical properties cannot be improved. On the other hand, if it is 50% or more, the volume of bulky fine fibers greatly exceeds the volume of the present resin, and uniform kneading becomes difficult. Accordingly, it is preferable to use a range of 0.5% by mass or more and less than 20% by mass from the viewpoints of kneading properties and resulting mechanical properties, surface finish, and cost.

本発明でマトリックス用として用いる各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂は特に限定されるものではないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、EVA樹脂、セルロースエステル系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアニルエーテルニトリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、タンパク系ポリマー等が挙げられ、これらの単体あるいは混合物、更にはこれらの樹脂を主体とする共重合体でも良い。   Various thermoplastic resins or uncured thermosetting resins used for the matrix in the present invention are not particularly limited, but for example, olefinic resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and acrylics represented by polymethylmethacrylate Resins, polyester resins, polyamide resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polybutadiene resins, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, EVA resins , Cellulose ester resins, modified polyphenylene ether resins, polytetrafluoroethylene resins, fluorine resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, polyarylate resins, polyetherimide resins, Examples include polyether sulfone resin, polyether ketone resin, polyanil ether nitrile resin, polybenzimidazole resin, ABS resin, AS resin, protein-based polymer, and the like. A polymer may be used.

本発明ではマトリクス用樹脂として、いわゆる熱硬化性樹脂を用いることも可能であり、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などがその例である。   In the present invention, it is also possible to use a so-called thermosetting resin as the matrix resin. For example, epoxy resin, phenol resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, silicone resin, bismaleimide resin, benzocyclobutene resin An example is this.

微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を樹脂中に混練する方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、マトリックス用樹脂ペレットとポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維をドライブレンドし、一般的な熱混練装置を用いる事が出来る。混練装置としては例えば通常の二軸式ニーダー、押出機型混練機、ミキシングロール、バンバリーミキサー、高速二軸連続ミキサーなどが挙げられる。これらの方法でストランド状にした後カットして再度ペレット化するなどの方法が用いられる。熱溶融混練温度については原料の性状等により適宜選択すれば良く特に限定されるものではない。   The method for kneading the fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber in the resin is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a resin pellet for matrix and polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber can be dry blended and a general heat kneading apparatus can be used. Examples of the kneading apparatus include a normal biaxial kneader, an extruder type kneader, a mixing roll, a Banbury mixer, and a high-speed biaxial continuous mixer. A method of forming a strand by these methods and then cutting and pelletizing again is used. The hot melt kneading temperature is not particularly limited as long as it is appropriately selected depending on the properties of the raw materials.

一方、マトリクス樹脂として熱硬化性樹脂を選定する場合、熱混練途中に硬化が進むことが想定できる場合には、熱硬化性樹脂を溶解せしめる溶媒に溶解した後、微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を溶媒中に添加混合後、溶媒を蒸発除去せしめ混練樹脂を得る方法や、あるいは熱硬化性樹脂の製造工程途中に予め微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を混ぜ込む方法等を用いることができる。   On the other hand, when a thermosetting resin is selected as the matrix resin, if it can be assumed that curing proceeds during thermal kneading, it is dissolved in a solvent that dissolves the thermosetting resin, and then fine polyamideimide fibers and / or fine After adding and mixing the polyimide fibers in the solvent, the method of obtaining the kneaded resin by evaporating and removing the solvent, or the method of mixing the fine polyamideimide fibers and / or the fine polyimide fibers in advance during the production process of the thermosetting resin is used. be able to.

更に、いずれのマトリクス用各種熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂あるいは混練方法を用いる場合でも、必要に応じて公知の添加剤、例えば可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、浸透剤、増粘剤、防黴剤、染料、顔料、充填剤等を特定量加えることが可能である。さらに難燃剤として臭素等のハロゲン系、シリコーン系、リン系薬剤を加えると難燃性樹脂を得ることができることは通常の樹脂と同様である。   Furthermore, even when using any of various thermoplastic resins for matrix or uncured thermosetting resin or kneading method, known additives such as plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, penetrants, if necessary, It is possible to add specific amounts of thickeners, antifungal agents, dyes, pigments, fillers and the like. Further, when a halogen-based agent such as bromine, silicone-based, or phosphorus-based agent is added as a flame retardant, a flame retardant resin can be obtained in the same manner as a normal resin.

これ以外に別な機能を付与する目的や更なる機械特性向上法として炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリン、モンモリロナイト、ベントナイト、マイカ、セピオライト、ゾノライト、各種金属粉、カーボンブラック、アセチレンブラックなどをフィラーとして加えることも可能である。   In addition to this, the purpose of imparting other functions and methods for further improving mechanical properties include calcium carbonate, silica, titanium oxide, barium sulfate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum borate, potassium titanate, talc, kaolin, montmorillonite, Bentonite, mica, sepiolite, zonolite, various metal powders, carbon black, acetylene black, and the like can be added as fillers.

さらに、機械強度や導電性等の改質を目的に微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維以外の繊維素材を加えることも可能である。一例としてはガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブ等の無機繊維、シリコーン繊維、炭素繊維、ボロン繊維、また鉄、チタン等の金属繊維、あるいはアラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン等の有機合成繊維、絹、綿、麻等の天然繊維等、公知のものを幅広く用いることができる。   Furthermore, it is also possible to add fiber materials other than fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber for the purpose of modifying mechanical strength, conductivity and the like. Examples include glass fibers, carbon fibers, inorganic fibers such as carbon nanofibers and carbon nanotubes, silicone fibers, carbon fibers, boron fibers, metal fibers such as iron and titanium, aramid fibers, polyester fibers, polyamide fibers, vinylon, etc. A wide variety of known materials such as organic synthetic fibers, natural fibers such as silk, cotton and hemp can be used.

但し、本発明の意図する外観を良好に保つことを考慮すればこれらの添加物は出来るだけ微細なものを出来る限り少量での添加に留めるべきである。   However, considering that the appearance intended by the present invention is kept good, these additives should be added in as small a quantity as possible.

本発明の微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維強化樹脂組成物の成形方法は、特に限定はされないが、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形等を用いることができる。   Although the shaping | molding method of the fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber reinforced resin composition of this invention is not specifically limited, For example, extrusion molding, injection molding, blow molding etc. can be used.

本発明では成形品中に微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を少量加えるのみで靭性、可とう性、強度等の機械特性に優れ、成形性が良好で、成形後の外観が良好な繊維強化樹脂組成物となるのは以下の効果による。即ち補強繊維として働く微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維が単繊維まで容易に分散出来ることでマトリクス樹脂中に均一分散される。その単繊維は極めて微細であるがゆえに、配合される質量の割にその本数が極めて多い。しかも微細であるがため柔軟性に富み、押出機等で混練する方法しても繊維の折損が起こらず、絡み合いによる補強効果を充分に発揮する。   In the present invention, a fiber having excellent mechanical properties such as toughness, flexibility and strength, good moldability and good appearance after molding by adding a small amount of fine polyamideimide fiber and / or fine polyimide fiber in the molded product. The reinforced resin composition has the following effects. That is, the fine polyamideimide fiber and fine polyimide fiber that function as reinforcing fibers can be easily dispersed up to a single fiber, so that they are uniformly dispersed in the matrix resin. Since the single fibers are extremely fine, the number of the single fibers is extremely large for the blended mass. In addition, since it is fine, it has high flexibility, and even if it is kneaded with an extruder or the like, the fiber does not break, and the reinforcing effect by entanglement is sufficiently exhibited.

本発明の繊維強化樹脂組成物を射出成形あるいは押出し成形して各種の成形品が得られるが、特に靭性、可とう性、強度等の機械特性に優れ、良好な成形性と成形品外観を活かせる用途、例えば電子機器部品、携帯端末の筐体、自動車用内外装部品、家電製品用部品、土木建築資材、輸送部材、家具、航空宇宙用各種機器、機械部材等で利用が可能である。   Various types of molded products can be obtained by injection molding or extrusion molding of the fiber reinforced resin composition of the present invention. Particularly, it has excellent mechanical properties such as toughness, flexibility and strength, and makes good use of good moldability and molded product appearance. For example, it can be used in electronic device parts, mobile terminal casings, automotive interior and exterior parts, home appliance parts, civil engineering and building materials, transportation members, furniture, aerospace equipment, mechanical members, and the like.

以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能である。
[微細ポリアミドイミド繊維の調整]
5Lの反応容器にトリメリット酸無水物325g、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート424g、およびN−メチル−2−ピロリドン1400gを仕込み、攪拌しながら200℃まで約1.5時間で昇温させた。その後、200℃を保ちながら約5時間攪拌を続けて粘調なポリアミドイミド樹脂溶液を得た。この樹脂の数平均分子量をGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)を用いてポリスチレン換算にて求めたところ約55000であった。このポリアミドイミド樹脂溶液にN−メチル−2−ピロリドンを加え固形分濃度を15%に調整した。
次に、酢化度55%、重合度120の二酢酸セルロース150gを850gのN−メチル−2−ピロリドンに入れ常温で約1時間攪拌した後、更に60℃に昇温し30分の攪拌混合を行い完全に溶解したことを確認し、冷却して二酢酸セルロース溶液(固形分15%)を得た。この二酢酸セルロース溶液と前述のポリアミドイミド樹脂溶液を固形分の質量比がニ酢酸セルロース:ポリアミドイミド樹脂=6:4になるように加え、小型ホモジナイザーで攪拌し均一な微黄色透明混合液を得た。
次にこれを孔径0.1mm、ホール数80の紡糸口金から一定吐出量を保ちながら、N−メチル−2−ピロリドン濃度10wt%、25℃の水溶液中に押出した。凝固浴中で延伸倍率が2〜3になるよう巻取りローラーの回転数を調整した。尚、凝固浴中の浸漬時間は約60秒であった。
巻き取った糸條は緊張状態を保ったまま室温で5分間の風乾を行った後、窒素雰囲気下250℃で20分の乾燥を行い易分割性ポリアミドイミド繊維束を得た。この易分割性ポリアミドイミド繊維束を常温のアセトンに漬け、約10分間静置した。上澄みのアセトンを除き、新たにアセトンを加え更に10分間静置を行った。この操作を合計5回繰り返した後、微細繊維を走査型電子顕微鏡で確認したところ、繊維径0.05μm〜1μmの微細ポリアミドイミド繊維であることを確認した。
[微細ポリイミド繊維の調整]
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口、および窒素ガス導入口を備えた2Lの四つ口フラスコに、24.5gの4,4′−ジアミノジフェニルメタンおよび437mlの乾燥N−メチル−2−ピロリドンを入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。反応系の温度を5〜70℃の範囲内に保ちながら、26.9gのピロメリット酸二無水物を添加して、24時間反応させた。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。その後、更にメタノールで洗浄し、減圧下、40℃で24時間乾燥させた。得られたポリイミド系樹脂前駆体(ポリアミック酸)のGPCによる分子量は、75,000であった。このポリイミド系樹脂前駆体にN−メチル−2−ピロリドンを加え固形分濃度を15%に調整した
酢化度55%、重合度120の二酢酸セルロース75gを425gのN−メチル−2−ピロリドンに入れ常温で約1時間攪拌した後、更に60℃に昇温し30分の攪拌混合を行い完全に溶解したことを確認し、冷却して二酢酸セルロース溶液(固形分15%)を得た。この二酢酸セルロース溶液と前述のポリイミド樹脂前駆体溶液を固形分の質量比がニ酢酸セルロース:ポリイミド樹脂前駆体=6:4になるように加え、小型ホモジナイザーで攪拌し均一な微黄色透明混合液を得た。
次にこれを孔径0.1mm、ホール数80の紡糸口金から一定吐出量を保ちながら、N−メチル−2−ピロリドン濃度4wt%、25℃の水溶液中に押出した。凝固浴中で延伸倍率が2〜3になるよう巻取りローラーの回転数を調整した。尚、凝固浴中の浸漬時間は約60秒であった。
巻き取った糸條は緊張状態を保ったまま室温で5分間の風乾を行った後、窒素雰囲気下180℃で5分の乾燥を行った。
引続き窒素雰囲気下220℃で40分の熱処理を行いイミド化し、易分割性ポリイミド系繊維束を得た。この易分割性ポリイミド系繊維束の一部をガラス容器に入れた常温のアセトンに漬け、約10分間静置した。上澄みのアセトンを除き、新たにアセトンを加え更に10分間の静置を行った。この操作を合計5回繰り返した後、微細繊維を走査型電子顕微鏡で確認したところ、繊維径100nm〜1000nmの微細ポリイミド系繊維であることを確認した。
The present invention will be described in detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be implemented with modifications within a range that can meet the gist of the present invention. It is.
[Adjustment of fine polyamideimide fiber]
A 5 L reaction vessel was charged with 325 g of trimellitic anhydride, 424 g of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate and 1400 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the temperature was raised to 200 ° C. over about 1.5 hours with stirring. . Thereafter, stirring was continued for about 5 hours while maintaining 200 ° C. to obtain a viscous polyamideimide resin solution. When the number average molecular weight of this resin was determined in terms of polystyrene using GPC (gel permeation chromatography), it was about 55,000. N-methyl-2-pyrrolidone was added to the polyamideimide resin solution to adjust the solid content concentration to 15%.
Next, 150 g of cellulose diacetate having an acetylation degree of 55% and a polymerization degree of 120 was placed in 850 g of N-methyl-2-pyrrolidone and stirred at room temperature for about 1 hour, then heated to 60 ° C. and stirred for 30 minutes. The solution was confirmed to be completely dissolved, and cooled to obtain a cellulose diacetate solution (solid content 15%). This cellulose diacetate solution and the above-mentioned polyamideimide resin solution are added so that the mass ratio of solid content is cellulose diacetate: polyamideimide resin = 6: 4 and stirred with a small homogenizer to obtain a uniform slightly yellow transparent mixed liquid It was.
Next, this was extruded into an aqueous solution having an N-methyl-2-pyrrolidone concentration of 10 wt% and 25 ° C. while maintaining a constant discharge rate from a spinneret having a hole diameter of 0.1 mm and a hole number of 80. The number of rotations of the winding roller was adjusted so that the draw ratio was 2 to 3 in the coagulation bath. The immersion time in the coagulation bath was about 60 seconds.
The wound spool was air-dried at room temperature for 5 minutes while maintaining a tension state, and then dried at 250 ° C. for 20 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain an easily split polyamideimide fiber bundle. This easily splittable polyamideimide fiber bundle was dipped in normal temperature acetone and allowed to stand for about 10 minutes. The supernatant acetone was removed, acetone was newly added, and the mixture was further allowed to stand for 10 minutes. After repeating this operation 5 times in total, when the fine fiber was confirmed with a scanning electron microscope, it was confirmed to be a fine polyamideimide fiber having a fiber diameter of 0.05 μm to 1 μm.
[Adjustment of fine polyimide fiber]
24.5 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane and 437 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone are placed in a 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, raw material charging inlet, and nitrogen gas inlet. The solution was stirred and dissolved under a dry nitrogen stream. While maintaining the temperature of the reaction system in the range of 5 to 70 ° C., 26.9 g of pyromellitic dianhydride was added and reacted for 24 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. Thereafter, it was further washed with methanol and dried at 40 ° C. under reduced pressure for 24 hours. The molecular weight by GPC of the obtained polyimide resin precursor (polyamic acid) was 75,000. N-methyl-2-pyrrolidone was added to this polyimide resin precursor to adjust the solid content concentration to 15%. 75 g of cellulose diacetate having an acetylation degree of 55% and a polymerization degree of 120 was converted to 425 g of N-methyl-2-pyrrolidone. The mixture was stirred for about 1 hour at room temperature, then heated to 60 ° C., stirred and mixed for 30 minutes to confirm that it was completely dissolved, and cooled to obtain a cellulose diacetate solution (solid content 15%). The cellulose diacetate solution and the polyimide resin precursor solution described above are added so that the mass ratio of the solid content is cellulose diacetate: polyimide resin precursor = 6: 4, and stirred with a small homogenizer to obtain a uniform slightly yellow transparent mixed solution Got.
Next, this was extruded into an aqueous solution having an N-methyl-2-pyrrolidone concentration of 4 wt% and 25 ° C. while maintaining a constant discharge rate from a spinneret having a hole diameter of 0.1 mm and a hole number of 80. The number of rotations of the winding roller was adjusted so that the draw ratio was 2 to 3 in the coagulation bath. The immersion time in the coagulation bath was about 60 seconds.
The wound spool was air-dried at room temperature for 5 minutes while maintaining a tension state, and then dried at 180 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere.
Subsequently, heat treatment was performed at 220 ° C. for 40 minutes in a nitrogen atmosphere to imidize to obtain an easily splittable polyimide fiber bundle. A part of this easily splittable polyimide fiber bundle was immersed in normal temperature acetone in a glass container and allowed to stand for about 10 minutes. The supernatant acetone was removed, acetone was newly added, and the mixture was allowed to stand for 10 minutes. After repeating this operation 5 times in total, when the fine fiber was confirmed with a scanning electron microscope, it was confirmed to be a fine polyimide fiber having a fiber diameter of 100 nm to 1000 nm.

(実施例1)
ポリプロピレン[MFR(230℃、21.2N)2.0g/10min、融点160℃]を99質量%、3mm長にカットした上記微細ポリアミドイミド繊維1質量%をヘンシェルミキサーでドライブレンドした後、二軸押出機の上部供給口から定量供給し、二成分を溶融混練しながら先端のダイスからストランド状に押出した。この短繊維強化ストランドを冷却水槽中で冷却した後に、ストランドカッターで平均長約10mmに切断して微細ポリアミドイミド繊維強化ポリプロピレン樹脂(ペレット)を製造した。
得られたペレットを、射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
Example 1
Polypropylene [MFR (230 ° C., 21.2 N) 2.0 g / 10 min, melting point 160 ° C.] 99% by mass, 1% by mass of the fine polyamideimide fiber cut to 3 mm length was dry blended with a Henschel mixer, and then biaxial A fixed amount was supplied from the upper supply port of the extruder, and the two components were extruded from a die at the tip into a strand while melt-kneading. The short fiber reinforced strand was cooled in a cooling water tank and then cut into an average length of about 10 mm with a strand cutter to produce a fine polyamideimide fiber reinforced polypropylene resin (pellet).
From the obtained pellets, a test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1と同じポリプロピレンをベント吸引機構付き押出機へ供給口から装入して吸引しながら溶融混練する。この溶融物を同押出機のバレル下流端に装着された開繊含浸ダイス(引抜き成形装置)内へ連続的に供給する。他方、上記微細ポリアミドイミド繊維のロービング(総デニール2000D)を該開繊含浸ダイス内へ供給しながら、該ロービングを該ダイス内の複数本の開繊ピンの周面に摺動させながら走行させることによって開繊し、それに伴って各繊維間に溶融樹脂を十分に含浸させた。この開繊含浸複合体をストランド形態で押出し、冷却槽内で水冷して常温まで温度低下させた時点でストランドカッターによって切断(平均長さ10mm)して強化柱状体(強化ペレット)を製作した。得られたペレット中の微細ポリアミドイミド繊維含有量は10質量%であった。このペレットを射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Example 2)
The same polypropylene as in Example 1 is charged into the extruder with a vent suction mechanism from the supply port and melt kneaded while being sucked. This melt is continuously fed into a spread impregnation die (pull forming apparatus) attached to the downstream end of the barrel of the extruder. On the other hand, while the roving (total denier 2000D) of the fine polyamideimide fiber is supplied into the spread impregnation die, the roving is run while sliding on the peripheral surface of the plurality of spread pins in the die. And the fiber was sufficiently impregnated with the molten resin. This spread-impregnated composite was extruded in the form of a strand, and when it was cooled with water in a cooling bath and cooled to room temperature, it was cut with a strand cutter (average length 10 mm) to produce a reinforced columnar body (reinforced pellet). The content of fine polyamideimide fiber in the obtained pellet was 10% by mass. A test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was produced from this pellet using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(実施例3)
ポリプロピレン[MFR(230℃、21.2N)2.0g/10min、融点160℃]を99質量%、3mm長にカットした上記微細ポリイミド繊維1質量%をヘンシェルミキサーでドライブレンドした後、二軸押出機の上部供給口から定量供給し、二成分を250℃で溶融混練しながら先端のダイスからストランド状に押出した。この短繊維強化ストランドを冷却水槽中で冷却した後に、ストランドカッターで平均長約10mmに切断して微細ポリイミド繊維強化ポリプロピレン樹脂(ペレット)を製造した。
得られたペレットを、射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Example 3)
Polypropylene [MFR (230 ° C., 21.2N) 2.0 g / 10 min, melting point 160 ° C.] 99% by mass, 1% by mass of the above fine polyimide fiber cut to 3 mm length was dry blended with a Henschel mixer, and then biaxial extrusion A fixed amount was supplied from the upper supply port of the machine, and the two components were extruded into strands from a die at the tip while being melt-kneaded at 250 ° C. After the short fiber reinforced strand was cooled in a cooling water tank, it was cut into an average length of about 10 mm with a strand cutter to produce a fine polyimide fiber reinforced polypropylene resin (pellet).
From the obtained pellets, a test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(実施例4)
重量平均分子量5000のノボラック型フェノール樹脂84質量%、ヘキサメチレンテトラミン12質量%、3mm長にカットした上記微細ポリアミドイミド繊維4質量%、極微量の離型材を配合し、乾式ロールにより150℃の加熱混練で成形用材料を調整した。これを金型に入れ200℃でプレス成形し、試験片(JIS−K−6911に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
Example 4
84% by mass of novolak-type phenolic resin having a weight average molecular weight of 5000, 12% by mass of hexamethylenetetramine, 4% by mass of the fine polyamideimide fiber cut to 3 mm length, and a very small amount of release material, and heated at 150 ° C. by a dry roll. The molding material was adjusted by kneading. This was put into a mold and press-molded at 200 ° C. to prepare a test piece (according to JIS-K-6911), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(実施例5)
市販のビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂「カリバー200−13」[住友ダウ(株)製](粘度平均分子量21,500)95質量%と5mm長にカットした上記微細ポリイミド繊維5質量%をヘンシェルミキサーでドライブレンドした後、単軸押出機「MS40−32V」[アイ・ケー・ジー(株)製]を使用し、シリンダー温度270℃で溶融混練しながら先端のダイスからストランド状に押出した。この短繊維強化ストランドを冷却水槽中で冷却した後に、ストランドカッターで平均長約8mmに切断して微細ポリアミドイミド繊維強化ポリカーボネート樹脂(ペレット)を製造した。
得られたペレットを、射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Example 5)
Commercially available bisphenol A-type polycarbonate resin “Caliber 200-13” [manufactured by Sumitomo Dow Co., Ltd.] (viscosity average molecular weight 21,500) 95% by mass and 5% by mass of the fine polyimide fiber cut to 5 mm length are dried with a Henschel mixer. After blending, a single screw extruder “MS40-32V” (manufactured by IK Corporation) was used and extruded from a die at the tip into a strand while melt kneading at a cylinder temperature of 270 ° C. After this short fiber reinforced strand was cooled in a cooling water tank, it was cut into an average length of about 8 mm with a strand cutter to produce a fine polyamideimide fiber reinforced polycarbonate resin (pellet).
From the obtained pellets, a test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(比較例1)
ポリプロピレン[MFR(230℃、21.2N)2.0g/10min、融点160℃]のみを実施例1と同様に二軸押出機の上部供給口から定量供給し、溶融混練しながら先端のダイスからストランド状に押出した。この樹脂ストランドを冷却水槽中で冷却した後に、ストランドカッターで平均長約10mmに切断してポリプロピレン樹脂(ペレット)を製造した。
得られたペレットを、射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Only polypropylene [MFR (230 ° C., 21.2 N) 2.0 g / 10 min, melting point 160 ° C.] was quantitatively supplied from the upper supply port of the twin-screw extruder in the same manner as in Example 1, and from the tip die while melting and kneading. Extruded into a strand. The resin strand was cooled in a cooling water tank and then cut into an average length of about 10 mm with a strand cutter to produce a polypropylene resin (pellet).
From the obtained pellets, a test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1と同じポリプロピレンをベント吸引機構付き押出機へ供給口から装入して吸引しながら溶融混練する。この溶融物を同押出機のバレル下流端に装着された開繊含浸ダイス(引抜き成形 装置)内へ連続的に供給する。他方、ガラス繊維ロービング(単糸径5μm 総デニール6000D)を該開繊含浸ダイス内へ供給しながら、該ロービングを該ダイス内の複数本の開繊ピンの周面に摺動させながら走行させることによって開繊し、それに伴って各繊維間に溶融樹脂を十分に含浸させた。この開繊含浸複合体をストランド形態で押出し、冷却槽内で水冷して常温まで温度低下させた時点でストランドカッターによって切断(平均長さ10mm)して強化柱状体(強化ペレット)を製作した。得られたペレット中のガラス繊維含有量は40質量%であった。このペレットを射出成形機(日本製鋼所製「JSWJ 200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The same polypropylene as in Example 1 is charged into the extruder with a vent suction mechanism from the supply port and melt kneaded while being sucked. This melt is continuously fed into a spread impregnation die (pulling-molding device) attached to the downstream end of the barrel of the extruder. On the other hand, the glass fiber roving (single yarn diameter: 5 μm, total denier 6000D) is fed into the spread impregnation die, and the roving is caused to slide while sliding on the peripheral surface of a plurality of spread pins in the die. And the fiber was sufficiently impregnated with the molten resin. This spread-impregnated composite was extruded in the form of a strand, and when it was cooled with water in a cooling bath and cooled to room temperature, it was cut with a strand cutter (average length 10 mm) to produce a reinforced columnar body (reinforced pellet). The glass fiber content in the obtained pellets was 40% by mass. A test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared from this pellet using an injection molding machine (“JSWJ 200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(比較例3)
重量平均分子量5000のノボラック型フェノール樹脂88質量%、ヘキサメチレンテトラミン12質量%、極微量の離型材を配合し、乾式ロールにより150℃の加熱混練で成形用材料を調整した。これを金型に入れ200℃でプレス成形し、試験片(JIS−K−6911に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
A novolac type phenolic resin having a weight average molecular weight of 5,000, 88% by mass, 12% by mass of hexamethylenetetramine, and a very small amount of a release agent were blended, and a molding material was prepared by heating and kneading at 150 ° C. with a dry roll. This was put into a mold and press-molded at 200 ° C. to prepare a test piece (according to JIS-K-6911), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

(比較例4)
市販のビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂 「カリバー200−13」[住友ダウ(株)製](粘度平均分子量21,500)のみを単軸押出機「MS40−32V」[アイ・ケー・ジー(株)製]を使用し、シリンダー温度270℃で溶融混練しながら先端のダイスからストランド状に押出した。このストランドを冷却水槽中で冷却した後に、ストランドカッターで平均長約8mmに切断してポリカーボネート樹脂(ペレット)を製造した。
得られたペレットを、射出成形機(日本製鋼所製「JSW J200SA」)を用いて物性測定用試験片(各JISプラスチック試験規格に準ずる)を作製し、機械的特性の評価試験を行った。試験結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Only a commercially available bisphenol A type polycarbonate resin “Caliber 200-13” [manufactured by Sumitomo Dow Co., Ltd.] (viscosity average molecular weight 21,500) is used as a single screw extruder “MS40-32V” [manufactured by IK Co., Ltd. Was extruded from the die at the tip into a strand while melt-kneading at a cylinder temperature of 270 ° C. The strand was cooled in a cooling water tank and then cut to an average length of about 8 mm with a strand cutter to produce a polycarbonate resin (pellet).
From the obtained pellets, a test piece for measuring physical properties (according to each JIS plastic test standard) was prepared using an injection molding machine (“JSW J200SA” manufactured by Nippon Steel Works), and an evaluation test of mechanical properties was performed. The test results are shown in Table 1.

Figure 2006348233
Figure 2006348233

上記結果より、本発明の微細ポリアミドイミド繊維または微細ポリイミド繊維を混練した樹脂成形品と樹脂のみの成形品の比較、実施例1と比較例1あるいは実施例3と比較例1あるいは実施例5と比較例4では微細ポリアミドイミド繊維または微細ポリイミド繊維を加えた方がたわみ性の向上が確認できる。僅かの微細繊維の添加で可とう性、靭性、耐衝撃性の大幅な改善を図れることの証明である。 From the above results, comparison between the resin molded product kneaded with the fine polyamideimide fiber or fine polyimide fiber of the present invention and the resin-only molded product, Example 1, Comparative Example 1 or Example 3, and Comparative Example 1 or Example 5 In Comparative Example 4, the improvement in flexibility can be confirmed by adding fine polyamideimide fiber or fine polyimide fiber. This is a proof that flexibility, toughness and impact resistance can be greatly improved with the addition of a few fine fibers.

実施例2と比較例2は長繊維強化型樹脂の例として微細ポリアミドイミド繊維と通常太さのガラス繊維で強化した場合の比較である。比較例2でもガラス繊維の添加により曲げ弾性率、曲げ強度、強度引張り強さ、アイゾット衝撃強さの改善がなされてはいるが、たわみ量、引張り伸びが減少し、可とう性、靭性が低下したことを表している。しかも40質量%という高混率でガラス繊維を混ぜたことで、その外観に、繊維形状に起因する凹凸が現われた。これに対して実施例2では微細ポリアミドイミド繊維10%の混率で曲げ強度、強度引張り強さ、アイゾット衝撃強さがそれぞれ比較例2を上回るという強度があり、且つ可とう性、靭性も備えたバランスの取れた特性となっていることを示している。   Example 2 and Comparative Example 2 are comparisons when reinforced with fine polyamideimide fibers and glass fibers of normal thickness as examples of long fiber reinforced resins. Even in Comparative Example 2, although the flexural modulus, flexural strength, strength tensile strength, and Izod impact strength are improved by the addition of glass fiber, the amount of flexure and tensile elongation are reduced, and the flexibility and toughness are reduced. Represents that. Moreover, when glass fibers were mixed at a high mixing rate of 40% by mass, irregularities due to the fiber shape appeared on the appearance. On the other hand, in Example 2, the blending strength of fine polyamideimide fiber was 10%, the bending strength, the strength tensile strength, and the Izod impact strength were higher than those of Comparative Example 2, respectively, and also had flexibility and toughness. It shows that the characteristics are balanced.

加えて実施例4と比較例3の比較から、通常では可とう性、靭性、耐衝撃性の改善が困難な熱硬化性樹脂においても本発明が有効であることを示している。   In addition, the comparison between Example 4 and Comparative Example 3 shows that the present invention is effective even in a thermosetting resin that is usually difficult to improve flexibility, toughness, and impact resistance.

Claims (2)

熱可塑性樹脂または未硬化の熱硬化性樹脂に直径が0.01μm以上、2μm未満である微細ポリアミドイミド繊維および/または微細ポリイミド繊維を構成繊維として分散混合したことを特徴とする繊維強化樹脂組成物。   A fiber reinforced resin composition comprising a fine polyamideimide fiber and / or a fine polyimide fiber having a diameter of 0.01 μm or more and less than 2 μm dispersed and mixed as a constituent fiber in a thermoplastic resin or an uncured thermosetting resin . 微細ポリアミドイミド繊維および微細ポリイミド繊維を0.1質量%以上50質量%未満の範囲で含んでなる請求項1に記載の繊維強化樹脂組成物。   The fiber-reinforced resin composition according to claim 1, comprising fine polyamideimide fiber and fine polyimide fiber in a range of 0.1 mass% or more and less than 50 mass%.
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