JP2008231291A - Molding material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding material from which a molded article having high dynamic characteristics and containing reinforcing fibers well dispersed in the molded article on an injection molding without deteriorating the economy and productivity of the molding material in a process for producing the molding material. <P>SOLUTION: This molding material comprising 1 to 50 wt.% of continuous reinforcing fiber bundles (A), 0.1 to 10 wt.% of a polyarylene sulfide polymer (B) containing a cyclic polyarylene sulfide in an amount of at least 50 wt.% and having a weight-average mol.wt. of <10,000, and 40 to 98.9 wt.% of a thermoplastic resin (C), is characterized in that the component (C) is adhered to a composite material comprising the component (A) and the component (B). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料に関する。さらに詳しくは、射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好であり、流動性と取扱性に優れ、高い力学特性を有する成形品を容易に製造できる成形材料に関する。   The present invention relates to a long fiber reinforced thermoplastic resin molding material. More specifically, the present invention relates to a molding material that has good dispersion of reinforcing fibers in a molded product during injection molding, has excellent fluidity and handleability, and can easily produce a molded product having high mechanical properties.

連続した強化繊維束と熱可塑性樹脂をマトリックスとする成形材料として、熱可塑性のプリプレグ、ヤーン、ガラスマット(GMT)など多種多様な形態が公知である。このような成形材料は、熱可塑性樹脂の特性をいかして成形が容易であったり、熱硬化性樹脂のような貯蔵の負荷を必要とせず、また得られる成形品の靭性が高く、リサイクル性に優れるといった特徴がある。とりわけ、ペレット状に加工した成形材料は、射出成形やスタンピング成形などの経済性、生産性に優れた成形法に適用でき、工業材料として有用である。   As a molding material having a continuous reinforcing fiber bundle and a thermoplastic resin as a matrix, a wide variety of forms such as thermoplastic prepreg, yarn, and glass mat (GMT) are known. Such molding materials are easy to mold by using the properties of thermoplastic resins, do not require storage load like thermosetting resins, and the resulting molded products have high toughness and are recyclable. It has the feature of being excellent. In particular, a molding material processed into a pellet can be applied to a molding method having excellent economic efficiency and productivity such as injection molding and stamping molding, and is useful as an industrial material.

しかしながら、成形材料を製造する過程で、熱可塑性樹脂を連続した強化繊維束に含浸させるには、経済性、生産性の面で問題があり、それほど広く用いられていないのが現状である。例えば、樹脂の溶融粘度が高いほど強化繊維束への含浸は困難とされることはよく知られている。靱性や伸度などの力学特性に優れた熱可塑性樹脂は、とりわけ高分子量体であり、熱硬化性樹脂に比べて粘度が高く、またプロセス温度もより高温を必要とするため、成形材料を容易に、生産性よく製造することには不向きであった。   However, in the process of producing a molding material, impregnating a continuous reinforcing fiber bundle with a thermoplastic resin has a problem in terms of economy and productivity and is not widely used at present. For example, it is well known that the higher the melt viscosity of the resin, the more difficult the impregnation of the reinforcing fiber bundle is. Thermoplastic resins with excellent mechanical properties such as toughness and elongation are high molecular weight polymers, have higher viscosity than thermosetting resins, and require higher processing temperatures, making molding materials easier. In addition, it is unsuitable for manufacturing with good productivity.

一方、含浸の容易さから低分子量の、すなわち低粘度の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂に用いると、得られる成形品の力学特性が大幅に低下するという問題がある。低分子量の熱可塑性重合体と連続した強化繊維からなる複合体に、高分子量の熱可塑性樹脂が接するように配置されてなる成形材料が開示されている(例えば、特許文献1)。   On the other hand, when a low molecular weight, that is, a low viscosity thermoplastic resin is used for the matrix resin due to the ease of impregnation, there is a problem that the mechanical properties of the obtained molded product are significantly lowered. A molding material is disclosed in which a high molecular weight thermoplastic resin is placed in contact with a composite composed of a low molecular weight thermoplastic polymer and continuous reinforcing fibers (for example, Patent Document 1).

この成形材料では、連続した強化繊維束への含浸には低分子量体、マトリックス樹脂には高分子量体を使い分けることで、経済性、生産性と力学特性の両立を図っている。また、この成形材料を射出成形法による成形をおこなうと、成形時の材料可塑化の段階で強化繊維の折損を最小限に抑えつつマトリックス樹脂と容易に混合され、繊維の分散性に優れた成形品を製造することができる。従って、得られた成形品は、強化繊維の繊維長を従来よりも上げることができ、良好な力学特性と、優れた外観品位を合わせ持つことができる。   In this molding material, a low molecular weight material is used separately for impregnation into a continuous reinforcing fiber bundle, and a high molecular weight material is used for the matrix resin, thereby achieving both economic efficiency, productivity and mechanical properties. Also, when this molding material is molded by injection molding, it is easily mixed with matrix resin while minimizing breakage of reinforcing fibers at the stage of material plasticization during molding, and molding with excellent fiber dispersibility Product can be manufactured. Therefore, the obtained molded product can increase the fiber length of the reinforcing fiber as compared with the conventional one, and can have both good mechanical properties and excellent appearance quality.

しかし、近年になり、繊維強化複合材料の注目度が大きくなり、また用途も多岐に細分化されるようになり、成形性、取扱性、得られる成形品の力学特性に優れた成形材料が要求されるようになり、また工業的にもより高い経済性、生産性が必要になってきた。例えば、低分子量の含浸性をより高めることで、工程上の負荷を低減したり、耐熱性をより高めた成形材料を提案したり、成形時の繊維分散性をより向上させることで繊維長をさらに上げて力学特性を高めたり、表面外観の更なる向上を図るなど、多種多様な技術開発が必要となってきた。
特開平10−138379号公報
In recent years, however, fiber-reinforced composite materials have gained a lot of attention, and their applications have been subdivided into various fields, requiring molding materials with excellent moldability, handleability, and mechanical properties of the resulting molded products. In addition, industrially higher economic efficiency and productivity have become necessary. For example, by increasing the low molecular weight impregnation property, reducing the process load, proposing a molding material with higher heat resistance, and improving the fiber dispersibility during molding, the fiber length It has become necessary to develop a wide variety of technologies, such as further increasing the mechanical properties and further improving the surface appearance.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-138379

本発明は、かかる従来技術の問題点の改善を試み、連続した強化繊維束と熱可塑性樹脂からなる成形材料において、強化繊維束への含浸性のより優れた熱可塑性樹脂を用いることで、成形材料の製造する過程での経済性、生産性を損なうことなく、かつ、射出成形を行う際には強化繊維の成形品中への分散が良好であり、流動性と取扱性に優れ、高い力学特性を有する成形品を容易に製造できる成形材料を提供することを目的とする。   The present invention attempts to improve the problems of the prior art, and in a molding material composed of a continuous reinforcing fiber bundle and a thermoplastic resin, molding is performed by using a thermoplastic resin having better impregnation into the reinforcing fiber bundle. Without impairing the economy and productivity in the process of manufacturing the material, and when performing injection molding, the dispersion of the reinforcing fiber in the molded product is good, and the fluidity and handleability are excellent. An object of the present invention is to provide a molding material capable of easily producing a molded product having characteristics.

かかる問題点を解決するための本発明は、以下の構成からなる。すなわち、
(1)連続した強化繊維束(A)1〜50重量%、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満であるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)0.1〜10重量%、および熱可塑性樹脂(C)40〜98.9重量%からなる成形材料であって、該成分(A)と該成分(B)からなる複合体に、該成分(C)が接着されてなる成形材料。
The present invention for solving such problems has the following configuration. That is,
(1) Polyarylene sulfide prepolymer (B) 0 containing 1 to 50% by weight of continuous reinforcing fiber bundle (A), containing at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and having a weight average molecular weight of less than 10,000 A molding material comprising 1 to 10% by weight and 40 to 98.9% by weight of a thermoplastic resin (C), wherein a composite comprising the component (A) and the component (B) is mixed with the component (C ) Is a molding material.

(2)前記成分(B)の融点が100〜250℃である、(1)に記載の成形材料。   (2) Molding material as described in (1) whose melting | fusing point of the said component (B) is 100-250 degreeC.

(3)前記成分(A)が、炭素繊維の単繊維を少なくとも10,000本含有してなる、(1)または(2)のいずれかに記載の成形材料。   (3) The molding material according to any one of (1) and (2), wherein the component (A) contains at least 10,000 single carbon fibers.

(4)前記成分(C)が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも1種である、(1)〜(3)のいずれかに記載の成形材料。   (4) The molding material according to any one of (1) to (3), wherein the component (C) is at least one selected from a polyamide resin, a polyester resin, and a polyphenylene sulfide resin.

(5)前記成分(A)が軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ該成分(A)の長さが成形材料の長さと実質的に同じである、(1)〜(4)のいずれかに記載の成形材料。   (5) The component (A) is arranged substantially parallel to the axial direction, and the length of the component (A) is substantially the same as the length of the molding material (1) to (4) The molding material in any one of.

(6)前記成分(A)と前記成分(B)からなる複合体が芯構造であり、前記成分(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造である、(5)に記載の成形材料。   (6) The complex composed of the component (A) and the component (B) has a core structure, and the component (C) has a core-sheath structure covering the periphery of the complex. Molding material.

(7)成形材料の形態が長繊維ペレットである、(6)に記載の成形材料。   (7) The molding material according to (6), wherein the molding material is in the form of long fiber pellets.

(8)長さが1〜50mmの範囲内である、(1)〜(7)のいずれかに記載の成形材料。   (8) The molding material in any one of (1)-(7) whose length exists in the range of 1-50 mm.

本発明の成形材料を用いることにより、得られる成形品の経済性、生産性を一層高め、また射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好であり、力学特性に優れた成形品を容易に製造することができる。   By using the molding material of the present invention, the economics and productivity of the obtained molded product are further improved, and the dispersion of reinforcing fibers in the molded product is good when performing injection molding, and the mechanical properties are excellent. A molded product can be manufactured easily.

本発明の成形材料は、連続した強化繊維束(A)と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)、および熱可塑性樹脂(C)から構成される。まず各構成要素について説明する。   The molding material of the present invention comprises a continuous reinforcing fiber bundle (A), a polyarylene sulfide prepolymer (B), and a thermoplastic resin (C). First, each component will be described.

本発明で用いられる強化繊維としては、特に限定されないが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、鉱物繊維、炭化ケイ素繊維等が使用でき、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。   The reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited, but carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, mineral fiber, silicon carbide fiber and the like can be used, and two or more of these fibers are mixed. You can also.

とりわけ、炭素繊維は比強度、比剛性に優れ、成形品の力学特性を向上させる観点で好ましい。これらの中でも、軽量かつ高強度、高弾性率の成形品を得る観点から、炭素繊維を用いるのが好ましく、特に引張弾性率で200〜700GPaの炭素繊維を用いることが好ましい。さらには、炭素繊維や、金属を被覆した強化繊維は、高い導電性を有するため、成形品の導電性を向上させる効果があり、例えば電磁波シールド性の要求される電子機器などの筐体用途には特に好ましい。   In particular, carbon fibers are preferable from the viewpoint of excellent specific strength and specific rigidity, and improving the mechanical properties of the molded product. Among these, from the viewpoint of obtaining a molded article having a light weight, high strength, and high elastic modulus, it is preferable to use carbon fibers, and it is particularly preferable to use carbon fibers having a tensile elastic modulus of 200 to 700 GPa. Furthermore, carbon fibers and reinforcing fibers coated with metal have high conductivity, and thus have the effect of improving the conductivity of the molded product. For example, for housing applications such as electronic devices that require electromagnetic shielding properties. Is particularly preferred.

また、炭素繊維のより好ましい態様として、X線光電子分光法により測定される繊維表面の酸素(O)と炭素(C)の原子数の比である表面官能基量(O/C)が、0.05〜0.4の範囲にあることがあげられる。O/Cが高いほど、炭素繊維表面の官能基量が多く、マトリックス樹脂との接着性を高めることができる。一方、O/Cが高すぎると、炭素繊維表面の結晶構造の破壊が懸念される。O/Cが好ましい範囲内で、力学特性のバランスにとりわけ優れた成形品を得ることが出来る。   As a more preferred embodiment of the carbon fiber, the amount of surface functional groups (O / C), which is the ratio of the number of atoms of oxygen (O) and carbon (C) on the fiber surface measured by X-ray photoelectron spectroscopy, is 0. The range is from 0.05 to 0.4. The higher the O / C, the greater the functional group amount on the carbon fiber surface, and the higher the adhesiveness with the matrix resin. On the other hand, if O / C is too high, there is a concern about the destruction of the crystal structure on the surface of the carbon fiber. Within the preferable range of O / C, it is possible to obtain a molded product particularly excellent in the balance of mechanical properties.

表面官能基量(O/C)は、X線光電子分光法により、次のような手順によって求められる。まず、溶媒でサイジング剤などを除去した炭素繊維をカットして銅製の試料支持台上に拡げて並べた後、光電子脱出角度を90゜とし、X線源としてMgKα1、2を用い、試料チャンバー中を1×10−8Torrに保つ。測定時の帯電に伴うピークの補正としてC1Sの主ピークの運動エネルギー値(K.E.)を969eVに合わせる。C1Sピーク面積は、K.E.として958〜972eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。O1Sピーク面積は、K.E.として714〜726eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。ここで表面官能基量(O/C)とは、上記O1Sピーク面積とC1Sピーク面積の比から、装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出する。 The surface functional group amount (O / C) is determined by the following procedure by X-ray photoelectron spectroscopy. First, the carbon fibers from which the sizing agent and the like have been removed with a solvent are cut and spread and arranged on a copper sample support, and then the photoelectron escape angle is set to 90 °, MgK α1,2 is used as the X-ray source, and the sample chamber Keep the inside at 1 × 10 −8 Torr. As a correction of the peak accompanying charging during measurement, the kinetic energy value (KE) of the main peak of C1S is adjusted to 969 eV. The C1S peak area is the K.S. E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 958 to 972 eV. The O1S peak area E. It is obtained by drawing a straight base line in the range of 714 to 726 eV. Here, the surface functional group amount (O / C) is calculated as an atomic ratio from the ratio of the O1S peak area to the C1S peak area using a sensitivity correction value unique to the apparatus.

強化繊維束は、強化繊維の単糸数が多いほど経済性には有利であることから、単繊維は10,000本以上が好ましい。他方、強化繊維の単糸数が多いほどマトリックス樹脂の含浸性には不利となる傾向があるため、強化繊維束として炭素繊維束を用いる場合、経済性と含浸性の両立を図る観点から、15,000本以上100,000本以下がより好ましく、20,000本以上50,000本以下がとりわけ好ましく使用できる。とりわけ、本発明の効果である、成形材料を製造する過程での熱可塑性樹脂の含浸性に優れている点、射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好である点は、より繊維数の多い強化繊維束に対応できる。   In the reinforcing fiber bundle, the more the number of single yarns of reinforcing fibers is, the more economical is advantageous. Therefore, the number of single fibers is preferably 10,000 or more. On the other hand, as the number of single yarns of the reinforcing fibers tends to be disadvantageous for the impregnation of the matrix resin, when using a carbon fiber bundle as the reinforcing fiber bundle, from the viewpoint of achieving both economy and impregnation, More preferably from 000 to 100,000, more preferably from 20,000 to 50,000. In particular, the advantages of the present invention are the excellent impregnation of the thermoplastic resin in the process of producing the molding material, and the good dispersion of the reinforcing fibers in the molded product during injection molding. It is possible to cope with a reinforcing fiber bundle having a larger number of fibers.

さらに、単繊維を強化繊維束に束ねる目的で、本発明の成分(B)とは別に、集束剤を使用してもよい。これは強化繊維束に集束剤を付着させることで、強化繊維の移送時の取扱性や、成形材料を製造する過程でのプロセス性を高める目的で、本発明の目的を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂や種々の熱可塑性樹脂など通常公知のサイジング剤を1種または2種以上併用することができる。   Furthermore, a sizing agent may be used separately from the component (B) of the present invention for the purpose of bundling single fibers into a reinforcing fiber bundle. This is because the sizing agent is attached to the reinforcing fiber bundle to improve the handleability at the time of transferring the reinforcing fiber and the processability in the process of producing the molding material. One or more commonly known sizing agents such as resins, urethane resins, acrylic resins and various thermoplastic resins can be used in combination.

本発明の成形材料に用いられる、連続した強化繊維束(A)とは、単繊維が一方向に配列された強化繊維束が長さ方向に亘り連続した状態であることを意味するが、強化繊維束の単繊維全てが全長に亘り連続している必要はなく、一部の単繊維が途中で分断されていても良い。このような連続した強化繊維束としては、一方向性繊維束、二方向性繊維束、多方向性繊維束などが例示できるが、成形材料を製造する過程での生産性の観点から、一方向性繊維束がより好ましく使用できる。   The continuous reinforcing fiber bundle (A) used in the molding material of the present invention means that a reinforcing fiber bundle in which single fibers are arranged in one direction is in a continuous state in the length direction. It is not necessary for all the single fibers of the fiber bundle to be continuous over the entire length, and some of the single fibers may be divided in the middle. Examples of such continuous reinforcing fiber bundles include unidirectional fiber bundles, bi-directional fiber bundles, and multidirectional fiber bundles, but from the viewpoint of productivity in the process of manufacturing a molding material, unidirectional The fiber bundle can be used more preferably.

本発明で用いられるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)とは、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満である。ここで、環式ポリアリーレンスルフィドとは式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上含有する下記一般式(a)のごとき化合物である。Arとしては前記式(b)〜式(l)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(b)が特に好ましい。   The polyarylene sulfide prepolymer (B) used in the present invention contains at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and has a weight average molecular weight of less than 10,000. Here, the cyclic polyarylene sulfide is a cyclic compound having a repeating unit of formula: — (Ar—S) — as a main constituent unit, preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight of the repeating unit. % Or more, more preferably 95% by weight or more of the compound represented by the following general formula (a). Ar includes units represented by the above formulas (b) to (l), among which the formula (b) is particularly preferable.

Figure 2008231291
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Figure 2008231291
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環式ポリアリーレンスルフィドにおいては前記式(b)〜式(l)などの繰り返し単位をランダムに含んでも良いし、ブロックで含んでも良く、それらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、環式ポリフェニレンスルフィド(前記式(b)、式(c)、式(g)〜式(l))、環式ポリフェニレンスルフィドスルホン(前記式(e))、環式ポリフェニレンスルフィドケトン(前記式(d))、環式ポリフェニレンスルフィドエーテル(前記式(f))、これらが含まれる環式ランダム共重合体、環式ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい環式ポリアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位 In the cyclic polyarylene sulfide, the repeating units such as the above formulas (b) to (l) may be included randomly, may be included in blocks, or may be any mixture thereof. Typical examples of these include cyclic polyphenylene sulfide (formula (b), formula (c), formula (g) to formula (l)), cyclic polyphenylene sulfide sulfone (formula (e)), cyclic Examples thereof include polyphenylene sulfide ketone (formula (d)), cyclic polyphenylene sulfide ether (formula (f)), cyclic random copolymers, cyclic block copolymers and mixtures thereof. Particularly preferred cyclic polyarylene sulfides include p-phenylene sulfide units as the main structural unit.

Figure 2008231291
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を−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物中に80重量%以上、特に90重量%以上含有する環式ポリフェニレンスルフィド(以下、環式PPSと略すこともある)が挙げられる。 Is a cyclic polyphenylene sulfide containing 80% by weight or more, particularly 90% by weight or more in a cyclic compound having a repeating unit of-(Ar-S)-as a main structural unit (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS) Is mentioned.

環式ポリアリーレンスルフィドの前記(A)式中の繰り返し数mに特に制限は無いが、2〜50が好ましく、2〜25がより好ましく、3〜20がさらに好ましい範囲として例示できる。mが50以上になると環式ポリアリーレンスルフィドの溶融解温度が高くなり、強化繊維基材への含浸が困難になる場合がある。   Although there is no restriction | limiting in particular in the repeating number m in the said (A) formula of cyclic polyarylene sulfide, 2-50 are preferable, 2-25 are more preferable, and 3-20 can be illustrated as a more preferable range. When m is 50 or more, the melting temperature of the cyclic polyarylene sulfide increases, and impregnation of the reinforcing fiber base may be difficult.

また、環式ポリアリーレンスルフィドは、単一の繰り返し数を有する単独化合物、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物のいずれでも良いが、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物の方が、単一の繰り返し数を有する単独化合物よりも溶融解温度が低い傾向があり、強化繊維基材へ含浸しやすくなるので好ましい。   The cyclic polyarylene sulfide may be either a single compound having a single repeating number or a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers, but may be a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers. This is preferable because the melt solution temperature tends to be lower than that of a single compound having a single number of repetitions, and the reinforcing fiber substrate is easily impregnated.

本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマーにおける環式ポリアリーレンスルフィド以外の成分は直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーであることが特に好ましい。ここで直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーとは、式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモオリゴマーまたはコオリゴマーである。Arとしては前記した式(b)〜式(l)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(b)が特に好ましい。直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーはこれら繰り返し単位を主要構成単位とする限り、前記した式(m)〜式(o)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。また、直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。   The component other than the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer in the present invention is particularly preferably a linear polyarylene sulfide oligomer. Here, the linear polyarylene sulfide oligomer is a homo-oligomer or co-oligomer having a repeating unit of the formula:-(Ar-S)-as the main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. is there. Ar includes units represented by the above-described formulas (b) to (l), among which the formula (b) is particularly preferable. The linear polyarylene sulfide oligomer can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the above formulas (m) to (o) as long as these repeating units are the main constituent units. The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units. The linear polyarylene sulfide oligomer may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.

Figure 2008231291
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これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィドオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドスルホンオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドケトンオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドエーテルオリゴマー、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有する直鎖状のポリフェニレンスルフィドオリゴマーが挙げられる。   Typical examples of these include polyphenylene sulfide oligomers, polyphenylene sulfide sulfone oligomers, polyphenylene sulfide ketone oligomers, polyphenylene sulfide ether oligomers, random copolymers, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred linear polyarylene sulfide oligomers include linear polyphenylene sulfide oligomers containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.

本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマーは、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含むものであり、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上含むものである。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーに含まれる環式ポリアリーレンスルフィドの上限値には特に制限は無いが、98重量%以下、好ましくは95重量%以下が好ましい範囲として例示できる。通常、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーにおける環式ポリアリーレンスルフィドの重量比率が高いほど、成形材料の流動性を高める効果があり好ましい。   The polyarylene sulfide prepolymer in the present invention contains at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and further preferably 90% by weight or more. . The upper limit value of the cyclic polyarylene sulfide contained in the polyarylene sulfide prepolymer is not particularly limited, but 98% by weight or less, preferably 95% by weight or less can be exemplified as a preferred range. Usually, the higher the weight ratio of the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer, the more effective is the fluidity of the molding material, which is preferable.

本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマーの分子量の上限値は、重量平均分子量で10,000未満であり、5,000以下が好ましく、3,000以下がさらに好ましく、一方、下限値は重量平均分子量で300以上が好ましく、400以上が好ましく、500以上がさらに好ましい。重量平均分子量が10,000以上では強化繊維束に対する含浸性が不十分となり、生産性を損なったり、成形材料から強化繊維束が脱落し取扱性が低下したりする場合がある。   The upper limit of the molecular weight of the polyarylene sulfide prepolymer in the present invention is less than 10,000 in terms of weight average molecular weight, preferably 5,000 or less, more preferably 3,000 or less, while the lower limit is the weight average molecular weight. 300 or more are preferable, 400 or more are preferable, and 500 or more are more preferable. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, the impregnation property for the reinforcing fiber bundle is insufficient, and the productivity may be impaired, or the reinforcing fiber bundle may fall off from the molding material and the handling property may be lowered.

また、本発明の成形材料に用いられる環状ポリアリーレンスルフィド(B)の融点については、成形材料の成形性の観点から100〜250℃が好ましく用いられ、さらに好ましくは130〜230℃、最も好ましくは150〜230℃である。   The melting point of the cyclic polyarylene sulfide (B) used in the molding material of the present invention is preferably 100 to 250 ° C., more preferably 130 to 230 ° C., most preferably from the viewpoint of moldability of the molding material. 150-230 ° C.

上記範囲内に融点を有することで、室温では固形状として取り扱えるだけでなく、公知の含浸ダイ、コーター、フィルマーなどで過酷なプロセス温度を必要とせずに、連続した強化繊維束(A)と複合体を形成することができる。   By having a melting point within the above range, not only can it be handled as a solid at room temperature, but also a continuous reinforcing fiber bundle (A) combined with a known impregnation die, coater, filmer, etc. without requiring severe process temperatures. The body can be formed.

本発明はこれに限定されるものではないが、環状ポリアリーレンスルフィドの一例に環状ポリフェニレンスルフィドを例に挙げ、詳細を下記する。   The present invention is not limited to this, but a cyclic polyphenylene sulfide is taken as an example of the cyclic polyarylene sulfide, and the details will be described below.

本発明の環状ポリフェニレンスルフィド化合物は、下記の式(r)で表される、m=4〜20の整数で表される環状ポリフェニレンスルフィド化合物であり、mは4〜20の混合物でもよい。   The cyclic polyphenylene sulfide compound of the present invention is a cyclic polyphenylene sulfide compound represented by the following formula (r) and represented by an integer of m = 4 to 20, and m may be a mixture of 4 to 20.

Figure 2008231291
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(mは4〜20の整数、mは4〜20の混合物でもよい)
上記式中の繰り返し単位mは、4〜20の整数であり、4〜15が好ましく、4〜12がさらに好ましい。
(M may be an integer of 4 to 20, m may be a mixture of 4 to 20)
The repeating unit m in the above formula is an integer of 4 to 20, preferably 4 to 15, and more preferably 4 to 12.

また、mが単一の環状ポリフェニレンスルフィド単体は、結晶化の容易さに差はあるものの、結晶として得られるため、融点は高くなる傾向を示す。一方、異なるmを有する混合物の場合、環状ポリフェニレンスルフィド単体に比べて、融解温度が特異的に低下し、溶融加工温度を低減できるという特徴、および該環状ポリフェニレンスルフィド化合物(m=4〜20の混合物)を結晶性樹脂に配合することにより、本発明の目的である射出成形時の流動性向上効果、結晶化特性の向上効果が特に優れるという特徴を有し、このことは本発明の成形材料を成形する際に、より低い加熱温度で、容易に成形品を得ることができることを意味する。
例えば、m=6の環状ポリフェニレンスルフィド単体(シクロヘキサ(p−フェニレンスルフィド))は融点が348℃と高いため、連続した強化繊維束(A)と複合化する課程において、溶融状態とするため加工温度を過剰に高温にする方法や、環状ポリフェニレンスルフィドを溶解する溶媒に溶かす方法などを採用する必要がある。
Moreover, although the cyclic polyphenylene sulfide simple substance with a single m has a difference in the crystallization ease, since it is obtained as a crystal | crystallization, melting | fusing point tends to become high. On the other hand, in the case of a mixture having different m, the melting temperature is specifically lowered and the melt processing temperature can be reduced as compared with the cyclic polyphenylene sulfide alone, and the cyclic polyphenylene sulfide compound (mixture of m = 4 to 20) ) Is added to the crystalline resin, the fluidity improvement effect during injection molding, which is the object of the present invention, and the improvement effect of crystallization characteristics are particularly excellent. It means that a molded product can be easily obtained at a lower heating temperature when molding.
For example, since cyclic polyphenylene sulfide alone (cyclohexa (p-phenylene sulfide)) of m = 6 has a high melting point of 348 ° C., the processing temperature is set to a molten state in the course of compounding with the continuous reinforcing fiber bundle (A). It is necessary to adopt a method in which the temperature is excessively increased or a method in which cyclic polyphenylene sulfide is dissolved in a solvent.

このような環状ポリフェニレンスルフィド化合物の特徴から、本発明で使用する環状ポリフェニレンスルフィド化合物は、その製造の面、成形性の面、および結晶化特性の向上の面から、mが異なる環状ポリフェニレンスルフィド化合物が好ましい。   Due to the characteristics of such cyclic polyphenylene sulfide compounds, the cyclic polyphenylene sulfide compounds used in the present invention are cyclic polyphenylene sulfide compounds having different m from the viewpoint of production, moldability, and improvement of crystallization characteristics. preferable.

環状ポリフェニレンスルフィド化合物に対する、m=6の環状ポリフェニレンスルフィドの含有量は50重量%未満が好ましく、さらに好ましくは10重量%未満が好ましい(m=6の環状ポリフェニレンスルフィド単体(重量)/環状ポリフェニレンスルフィド化合物(重量)×100)。ここで、環状ポリフェニレンスルフィド混合物中のm=6の環状ポリフェニレンスルフィド単体の含有率は、環状ポリフェニレンスルフィド混合物を、UV検出器を具備した高速液体クロマトグラフィーで成分分割した際の、ポリフェニレンスルフィド構造を有する化合物に帰属される全ピーク面積に対する、m=6の環状ポリフェニレンスルフィド単体に帰属されるピーク面積の割合として求めることができる。ここで、ポリフェニレンスルフィド構造を有する化合物とは、少なくともフェニレンスルフィド構造を有する化合物であり、例えば環状ポリフェニレンスルフィド化合物や直鎖状のポリフェニレンスルフィドであり、フェニレンスルフィド以外の構造をその一部に有する(例えば末端構造として)化合物もここでいうポリフェニレンスルフィド構造を有する化合物に属する。なお、この高速液体クロマトグラフィーで成分分割された各ピークの定性は、各ピークを分取液体クロマトグラフィーで分取し、赤外分光分析における吸収スペクトルや質量分析を行うことで可能である。   The content of cyclic polyphenylene sulfide of m = 6 with respect to the cyclic polyphenylene sulfide compound is preferably less than 50% by weight, more preferably less than 10% by weight (m = 6 cyclic polyphenylene sulfide alone (weight) / cyclic polyphenylene sulfide compound. (Weight) × 100). Here, the content of m = 6 cyclic polyphenylene sulfide alone in the cyclic polyphenylene sulfide mixture has a polyphenylene sulfide structure when the cyclic polyphenylene sulfide mixture is divided into components by high performance liquid chromatography equipped with a UV detector. It can be determined as the ratio of the peak area attributed to m = 6 cyclic polyphenylene sulfide alone to the total peak area attributed to the compound. Here, the compound having a polyphenylene sulfide structure is a compound having at least a phenylene sulfide structure, such as a cyclic polyphenylene sulfide compound or a linear polyphenylene sulfide, and has a structure other than phenylene sulfide (for example, The compound (as a terminal structure) also belongs to the compound having a polyphenylene sulfide structure referred to herein. In addition, the qualitative characteristics of each peak divided into components by this high performance liquid chromatography can be obtained by separating each peak by preparative liquid chromatography and performing an absorption spectrum or mass analysis in infrared spectroscopic analysis.

本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマーを得る方法としては例えば以下の方法が挙げられる。   Examples of the method for obtaining the polyarylene sulfide prepolymer in the present invention include the following methods.

(1)少なくともポリハロゲン化芳香族化合物、スルフィド化剤および有機極性溶媒を含有する混合物を加熱してポリアリーレンスルフィド樹脂を重合することで、80meshふるい(目開き0.125mm)で分離される顆粒状PAS樹脂、重合で生成したPAS成分であって前記顆粒状PAS樹脂以外のPAS成分(ポリアリーレンスルフィドオリゴマーと称する)、有機極性溶媒、水、およびハロゲン化アルカリ金属塩を含む混合物を調製し、ここに含まれるポリアリーレンスルフィドオリゴマーを分離回収し、これを精製操作に処すことでポリアリーレンスルフィドプレポリマーを得る方法。   (1) Granules separated by 80 mesh sieve (aperture 0.125 mm) by polymerizing polyarylene sulfide resin by heating a mixture containing at least a polyhalogenated aromatic compound, a sulfidizing agent and an organic polar solvent A mixture containing a PAS resin, a PAS component produced by polymerization and other than the granular PAS resin (referred to as polyarylene sulfide oligomer), an organic polar solvent, water, and an alkali metal halide salt; A method of obtaining a polyarylene sulfide prepolymer by separating and recovering the polyarylene sulfide oligomer contained therein and subjecting it to a purification operation.

(2)少なくともポリハロゲン化芳香族化合物、スルフィド化剤および有機極性溶媒を含有する混合物を加熱してポリアリーレンスルフィド樹脂を重合して、重合終了後に公知の方法によって有機極性溶媒の除去を行い、ポリアリーレンスルフィド樹脂、水、およびハロゲン化アルカリ金属塩を含む混合物を調製し、これを公知の方法で精製することで得られるポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含むポリアリーレンスルフィド樹脂を得て、これを実質的にポリアリーレンスルフィド樹脂は溶解しないがポリアリーレンスルフィドプレポリマーは溶解する溶剤を用いて抽出してポリアリーレンスルフィドプレポリマーを回収する方法。   (2) heating a mixture containing at least a polyhalogenated aromatic compound, a sulfidizing agent and an organic polar solvent to polymerize a polyarylene sulfide resin, and removing the organic polar solvent by a known method after the completion of the polymerization; A polyarylene sulfide resin containing a polyarylene sulfide prepolymer obtained by preparing a mixture containing a polyarylene sulfide resin, water, and an alkali metal halide salt and purifying the mixture by a known method is obtained. In particular, the polyarylene sulfide prepolymer is not dissolved but the polyarylene sulfide prepolymer is extracted using a solvent that is dissolved to recover the polyarylene sulfide prepolymer.

本発明に用いられる熱可塑性樹脂(C)は、特に限定はなく公知の熱可塑性樹脂を使用することができる。すなわち、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PENp)樹脂、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂の他や、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、変性PPE樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリスルホン(PSU)樹脂、変性PSU樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリケトン(PK)樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、ポリエーテルニトリル(PEN)樹脂、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、これらの共重合体、変性体、および2種類以上ブレンドした樹脂などであってもよい。   The thermoplastic resin (C) used in the present invention is not particularly limited, and a known thermoplastic resin can be used. That is, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene terephthalate (PTT) resin, polyethylene naphthalate (PENp) resin, liquid crystal polyester, polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, polyolefin resin such as polybutylene resin, styrene resin, urethane resin, polyoxymethylene (POM) resin, polyamide (PA) resin, polycarbonate (PC) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin , Polyvinyl chloride (PVC) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyphenylene ether (PPE) resin, modified PPE resin, polyimide (PI) resin, polyamideimide (PAI) resin, Polyetherimide (PEI) resin, polysulfone (PSU) resin, modified PSU resin, polyethersulfone (PES) resin, polyketone (PK) resin, polyetherketone (PEK) resin, polyetheretherketone (PEEK) resin, poly Fluorine resins such as ether ketone ketone (PEKK) resin, polyarylate (PAR) resin, polyether nitrile (PEN) resin, phenolic resin, phenoxy resin, polytetrafluoroethylene, copolymers thereof, modified products, and Two or more kinds of blended resins may be used.

中でも、本発明で用いられる環状ポリアリーレンスルフィド(B)成分が、成形時の流動性の改善効果をより一層引き出す観点から、結晶性樹脂が好ましく、さらには結晶性樹脂の融点が120℃以上であることがより好ましく、180℃以上であることがとりわけ好ましい。また、ここでの融点とは、示差熱量測定において結晶性樹脂を20℃/分の昇温条件で観察される吸熱ピーク温度(Tm)の観察後、320℃の温度で1分間保持した後、20℃/分の降温条件で100℃まで一旦冷却し、1分間保持した後、再度20℃/分の昇温条件で測定した際に観察される吸熱ピーク温度を指す。具体例としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂が例示できる。   Among them, the cyclic polyarylene sulfide (B) component used in the present invention is preferably a crystalline resin from the viewpoint of further drawing out the effect of improving the fluidity during molding, and further the melting point of the crystalline resin is 120 ° C. or higher. More preferably, it is particularly preferably 180 ° C. or higher. In addition, the melting point here means that after the endothermic peak temperature (Tm) observed at a temperature rising condition of 20 ° C./min in the differential calorimetry is maintained for 1 minute at a temperature of 320 ° C. It refers to the endothermic peak temperature observed when it is once cooled to 100 ° C. under a temperature drop condition of 20 ° C./minute, held for 1 minute, and then measured again under a temperature rise condition of 20 ° C./minute. Specific examples include polyamide resin, polyester resin, and polyphenylene sulfide resin.

また、本発明で用いられる熱可塑性樹脂(C)の分子量は、成形材料を成形して得られる成形品の力学特性の観点から、重量平均分子量で好ましくは10,000以上であり、より好ましくは20,000以上であり、とりわけ好ましくは30,000以上である。これは重量平均分子量が大きいほど、マトリックス樹脂の強度や伸度が高くなる観点で有利である。一方、重量平均分子量の上限については特に制限は無いが、成形時の流動性の観点から好ましくは1,000,000以下であり、より好ましくは500,000以下を例示できる。なお、前記重量平均分子量は前記SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)などの一般的に公知なGPC(ゲルパーミレーションクロマトグラフィー)を使用して求めることができる。   The molecular weight of the thermoplastic resin (C) used in the present invention is preferably 10,000 or more in terms of weight average molecular weight, more preferably from the viewpoint of mechanical properties of a molded product obtained by molding a molding material. It is 20,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more. This is more advantageous from the viewpoint of increasing the strength and elongation of the matrix resin as the weight average molecular weight increases. On the other hand, although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of a weight average molecular weight, From a viewpoint of the fluidity at the time of shaping | molding, Preferably it is 1,000,000 or less, More preferably, 500,000 or less can be illustrated. In addition, the said weight average molecular weight can be calculated | required using generally well-known GPC (gel permeation chromatography), such as said SEC (size exclusion chromatography).

上記群に例示された熱可塑性樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、繊維強化剤、エラストマーあるいはゴム成分などの耐衝撃性向上剤、他の充填材や添加剤を含有しても良い。これらの例としては、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。   The thermoplastic resin composition exemplified in the above group contains an impact resistance improver such as a fiber reinforcing agent, an elastomer or a rubber component, and other fillers and additives as long as the object of the present invention is not impaired. Also good. Examples of these include inorganic fillers, flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, vibration damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, heat stabilizers. , Release agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, antifoaming agents, or coupling agents.

本発明の成形材料は、強化繊維束(A)、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)および熱可塑性樹脂(C)で構成され、各構成成分の合計が100重量%となる。   The molding material of the present invention is composed of a reinforcing fiber bundle (A), a polyarylene sulfide prepolymer (B), and a thermoplastic resin (C), and the total of each component is 100% by weight.

このうち、強化繊維束(A)は1〜50重量%、好ましくは5〜45重量%、より好ましは10〜40重量%である。強化繊維束(A)が1重量%未満では、得られる成形品の力学特性が不十分となる場合があり、50重量%を超えると射出成形の際に流動性が低下する場合がある。   Among these, the reinforcing fiber bundle (A) is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 45% by weight, and more preferably 10 to 40% by weight. If the reinforcing fiber bundle (A) is less than 1% by weight, the resulting molded article may have insufficient mechanical properties, and if it exceeds 50% by weight, the fluidity may be reduced during injection molding.

また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜8重量%、より好ましくは1〜6重量%である。ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が0.1重量%未満では、成形材料の成形性、取扱性が不十分となる場合があり、10重量%を超えると射出成形の際にガスが多量に発生して成形品にボイドが残り、力学特性が低下する場合がある。   Moreover, a polyarylene sulfide prepolymer (B) is 0.1 to 10 weight%, Preferably it is 0.5 to 8 weight%, More preferably, it is 1 to 6 weight%. If the polyarylene sulfide prepolymer (B) is less than 0.1% by weight, the moldability and handleability of the molding material may be insufficient. If it exceeds 10% by weight, a large amount of gas is generated during injection molding. As a result, voids remain in the molded product, and the mechanical properties may deteriorate.

さらに、熱可塑性樹脂(C)は40〜98.9重量%、好ましくは47〜94.5重量%、より好ましくは54〜89重量%であり、この範囲内で用いることで、本発明の効果を達成することができる。   Furthermore, the thermoplastic resin (C) is 40 to 98.9% by weight, preferably 47 to 94.5% by weight, more preferably 54 to 89% by weight. Can be achieved.

本発明の成形材料は、連続した強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体に熱可塑性樹脂(C)が接着するように配置されて構成される成形材料である。   The molding material of the present invention is a molding material configured by being arranged so that the thermoplastic resin (C) adheres to a composite composed of a continuous reinforcing fiber bundle (A) and a polyarylene sulfide prepolymer (B). .

強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、この2者で複合体が形成される。この複合体の形態は図1に示すようなものであり、強化繊維束(A)の各単繊維間にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が満たされている。すなわち、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の海に、強化繊維(A)が島のように分散している状態である。具体的には環状ポリアリーレンスルフィド(B)を加熱溶融させて、強化繊維束(A)に含浸することによって複合体を形成される。   A composite of the reinforcing fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) is formed by the two. The form of this composite is as shown in FIG. 1, and the polyarylene sulfide prepolymer (B) is filled between the single fibers of the reinforcing fiber bundle (A). That is, the reinforcing fibers (A) are dispersed like islands in the sea of the polyarylene sulfide prepolymer (B). Specifically, the composite is formed by heating and melting the cyclic polyarylene sulfide (B) and impregnating the reinforcing fiber bundle (A).

本発明の成形材料において、良好な流動性を持ち含浸性に優れたポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が強化繊維束(A)に良好に含浸した複合体とすることで、熱可塑性樹脂(C)とが接着されていても、例えば、本発明の成形材料を射出成形すると、射出成形機のシリンダー内で溶融混練された、流動性の良いポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が熱可塑性樹脂(C)に拡散し、強化繊維束(A)が熱可塑性樹脂(C)に分散することを助け、同時に熱可塑性樹脂(C)が強化繊維束(A)に置換、含浸することを助ける、いわゆる含浸助剤・分散助剤としての役割を持つ。   In the molding material of the present invention, the thermoplastic resin (C) is obtained by forming a composite in which the reinforcing fiber bundle (A) is well impregnated with the polyarylene sulfide prepolymer (B) having good fluidity and excellent impregnation properties. For example, when the molding material of the present invention is injection-molded, the polyarylene sulfide prepolymer (B) having good fluidity melt-kneaded in the cylinder of the injection molding machine becomes a thermoplastic resin ( C) is diffused to help the reinforcing fiber bundle (A) be dispersed in the thermoplastic resin (C), and at the same time, the thermoplastic resin (C) helps to replace and impregnate the reinforcing fiber bundle (A). It plays the role of impregnation aid and dispersion aid.

本発明の成形材料においての好ましい態様としては、図2に示すように、強化繊維束(A)が成形材料の軸心方向にほぼ平行に配列され、かつ強化繊維束(A)の長さは成形材料の長さと実質的に同じ長さである。   As a preferred embodiment in the molding material of the present invention, as shown in FIG. 2, the reinforcing fiber bundle (A) is arranged substantially parallel to the axial direction of the molding material, and the length of the reinforcing fiber bundle (A) is The length is substantially the same as the length of the molding material.

ここで言う、「ほぼ平行に配列されて」いるとは、強化繊維束の長軸の軸線と、成形材料の長軸の軸線とが、同方向を指向している状態を示し、軸線同士の角度のずれは、好ましくは20°以下であり、より好ましくは10°以下であり、さらに好ましくは5°以下である。また、「実質的に同じ長さ」とは、例えばペレット状の成形材料において、ペレット内部の途中で強化繊維束が切断されていたり、ペレット全長よりも有意に短い強化繊維束が実質的に含まれたりしないことである。特に、そのペレット全長よりも短い強化繊維束の量について規定されているわけではないが、ペレット全長の50%以下の長さの強化繊維の含有量が30重量%以下である場合には、ペレット全長よりも有意に短い強化繊維束が実質的に含まれていないと評価する。さらに、ペレット全長の50%以下の長さの強化繊維の含有量は20重量%以下であることが好ましい。なお、ペレット全長とはペレット中の強化繊維配向方向の長さである。強化繊維束(A)が成形材料と同等の長さを持つことで、成形品中の強化繊維長を長くすることが出来るため、優れた力学特性を得ることができる。   Here, “arranged substantially in parallel” means that the long axis of the reinforcing fiber bundle and the long axis of the molding material are oriented in the same direction. The angle shift is preferably 20 ° or less, more preferably 10 ° or less, and further preferably 5 ° or less. In addition, “substantially the same length” means that, for example, in a pellet-shaped molding material, a reinforcing fiber bundle is cut in the middle of the pellet, or a reinforcing fiber bundle substantially shorter than the entire length of the pellet is substantially included. It is not done. In particular, the amount of reinforcing fiber bundle shorter than the total length of the pellet is not specified, but when the content of reinforcing fiber having a length of 50% or less of the total length of the pellet is 30% by weight or less, the pellet It is evaluated that the reinforcing fiber bundle significantly shorter than the full length is not substantially contained. Furthermore, the content of reinforcing fibers having a length of 50% or less of the total length of the pellet is preferably 20% by weight or less. In addition, a pellet full length is the length of the reinforcing fiber orientation direction in a pellet. Since the reinforcing fiber bundle (A) has a length equivalent to that of the molding material, the reinforcing fiber length in the molded product can be increased, so that excellent mechanical properties can be obtained.

図3〜6は、本発明の成形材料の軸心方向断面の形状の例を模式的に表したものであり、図7〜10は、本発明の成形材料の直交方向断面の形状の例を模式的に表したものである。   3 to 6 schematically show examples of the shape of the cross section in the axial center direction of the molding material of the present invention, and FIGS. 7 to 10 show examples of the shape of the cross section in the orthogonal direction of the molding material of the present invention. This is a schematic representation.

成形材料の断面の形状は、強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)が接着するように配置されていれば図に示されたものに限定されないが、好ましくは軸心方向断面である図3〜5に示されるように、複合体が芯材となり熱可塑性樹脂(C)で層状に挟まれて配置されている構成が好ましい。   The shape of the cross-section of the molding material is shown in the figure if the thermoplastic resin (C) is disposed so as to adhere to the composite composed of the reinforcing fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B). Although it is not limited to a thing, Preferably the structure by which a composite_body | complex becomes a core material and is pinched | interposed and laminated | stacked by the thermoplastic resin (C) as FIG. 3-5 which is an axial center cross section is preferable.

また直交方向断面である図7〜9に示されるように、複合体を芯に対して、熱可塑性樹脂(C)が周囲を被覆するような芯鞘構造に配置されている構成が好ましい。図11に示されるような複数の複合体を熱可塑性樹脂(C)が被覆するように配置する場合、複合体の数は2〜6程度が望ましい。   Moreover, as FIG. 7-9 which is a cross section of an orthogonal | vertical direction shows, the structure arrange | positioned at the core sheath structure that a thermoplastic resin (C) coat | covers the circumference | surroundings with respect to a core is preferable. When arranging a plurality of composites as shown in FIG. 11 so as to cover the thermoplastic resin (C), the number of composites is preferably about 2 to 6.

複合体と熱可塑性樹脂(C)の境界は接着され、境界付近で部分的に熱可塑性樹脂(C)が該複合体の一部に入り込み、複合体中の環状ポリアリーレンスルフィド(B)と相溶しているような状態、あるいは強化繊維に含浸しているような状態になっていてもよい。   The boundary between the composite and the thermoplastic resin (C) is bonded, and the thermoplastic resin (C) partially enters the part of the composite near the boundary to form a phase with the cyclic polyarylene sulfide (B) in the composite. It may be in a state where it is melted or impregnated in a reinforcing fiber.

成形材料の軸心方向は、ほぼ同一の断面形状を保ち連続であればよい。成形方法によってはこのような連続の成形材料をある長さにカットしてもよい。   The axial direction of the molding material may be continuous while maintaining substantially the same cross-sectional shape. Depending on the molding method, such a continuous molding material may be cut into a certain length.

本発明の成形材料は、例えば射出成形やプレス成形などの手法により強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)を混練して最終的な成形品を作製できる。成形材料の取扱性の点から、前記複合体と熱可塑性樹脂(C)は成形が行われるまでは分離せず、前述したような形状を保っていることが重要である。ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は低分子量であることから、常温においては通常比較的脆く破砕しやすい固体である場合が多い。このため、熱可塑性樹脂(C)を、複合体を保護するように配置し、成形までの材料の運搬、取り扱い時のショック、擦過などにより、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が破砕されて飛散したりしないようにすることが望ましい。   The molding material of the present invention is obtained by kneading the thermoplastic resin (C) into a composite comprising the reinforcing fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) by a technique such as injection molding or press molding. Can be produced. From the viewpoint of the handling property of the molding material, it is important that the composite and the thermoplastic resin (C) are not separated until molding is performed and the shape as described above is maintained. Since the polyarylene sulfide prepolymer (B) has a low molecular weight, it is usually a relatively fragile and easily crushed solid at room temperature. For this reason, the thermoplastic resin (C) is disposed so as to protect the composite, and the polyarylene sulfide prepolymer (B) is crushed and scattered by transportation of the material until molding, shock at the time of handling, rubbing, etc. It is desirable not to do so.

そのため、図7〜9に例示されるように、強化繊維である強化繊維束(A)と環状ポリアリーレンスルフィドからなる複合体に対して、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆するように配置されていること、すなわち、強化繊維である強化繊維束(A)と環状ポリアリーレンスルフィド(B)からなる複合体が芯構造であり、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造とすることが好ましい。   Therefore, as illustrated in FIGS. 7 to 9, the thermoplastic resin (C) covers the periphery of the composite composed of the reinforcing fiber bundle (A) that is the reinforcing fiber and the cyclic polyarylene sulfide. In other words, the composite composed of the reinforcing fiber bundle (A) and the cyclic polyarylene sulfide (B), which are reinforcing fibers, has a core structure, and the thermoplastic resin (C) is the composite of the composite. A core-sheath structure covering the periphery is preferable.

このような配置であれば、高分子量の熱可塑性樹脂(C)が破砕しやすい環状ポリアリーレンスルフィドを包んでいたり、擦過しやすい面に配置されたりしているため、成形材料として形状が保持されやすい。また、熱可塑性樹脂(C)が強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体の周囲を被覆するように配置されるか、該複合体と熱可塑性樹脂(C)が層状に配置されているか、いずれが有利であるかについては、製造の容易さと、材料の取り扱いの容易さから、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆するように配置されることがより好ましい。   With such an arrangement, the high molecular weight thermoplastic resin (C) encloses the cyclic polyarylene sulfide that is easily crushed or is arranged on a surface that is easily rubbed, so that the shape is maintained as a molding material. Cheap. Further, the thermoplastic resin (C) is disposed so as to cover the periphery of the composite composed of the reinforcing fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B), or the composite and the thermoplastic resin (C). Is arranged in a layered manner or which is advantageous is determined so that the thermoplastic resin (C) covers the periphery of the composite from the viewpoint of ease of manufacture and ease of handling of the material. It is more preferable.

前述したように、強化繊維束(A)はポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)によって完全に含浸されていることが望ましいが、現実的にそれは困難であり、強化繊維と環状ポリアリーレンスルフィドからなる複合体にはある程度のボイドが存在する。特に強化繊維の含有率が大きい場合にはボイドが多くなるが、ある程度のボイドが存在する場合でも本発明の含浸・繊維分散促進の効果は示される。ただしボイド率が40%を超えると顕著に含浸・繊維分散促進の効果が小さくなるので、ボイド率は0〜40%の範囲が好ましい。より好ましいボイド率の範囲は20%以下である。ボイド率は、複合体の部分をASTM D2734(1997)試験法により測定する。   As described above, it is desirable that the reinforcing fiber bundle (A) is completely impregnated with the polyarylene sulfide prepolymer (B). However, in reality, this is difficult, and a composite composed of reinforcing fibers and cyclic polyarylene sulfide is difficult. There are some voids in the body. In particular, when the reinforcing fiber content is large, the number of voids increases, but even when a certain amount of voids are present, the effect of promoting impregnation and fiber dispersion of the present invention is shown. However, if the void ratio exceeds 40%, the effect of promoting impregnation and fiber dispersion is remarkably reduced. Therefore, the void ratio is preferably in the range of 0 to 40%. A more preferable void ratio range is 20% or less. The void fraction is measured on the part of the composite by the ASTM D2734 (1997) test method.

本発明の成形材料は、好ましくは1〜50mmの範囲の長さに切断して用いられる。前記の長さに調製することにより、成形時の流動性、取扱性を十分に高めることができる。このように適切な長さに切断された成形材料としてとりわけ好ましい態様は、射出成形用の長繊維ペレットが例示できる。   The molding material of the present invention is preferably used after being cut to a length in the range of 1 to 50 mm. By adjusting to the above length, the fluidity and handleability during molding can be sufficiently enhanced. A particularly preferred embodiment of the molding material cut to an appropriate length in this way can be exemplified by long fiber pellets for injection molding.

また、本発明の成形材料は、連続、長尺のままでも成形法によっては使用可能である。例えば、熱可塑性ヤーンプリプレグとして、加熱しながらマンドレルに巻き付け、ロール状成形品を得たりすることができる。このような成形品の例としては、液化天然ガスタンクなどが挙げられる。また本発明の成形材料を、複数本一方向に引き揃えて加熱・融着させることにより一方向熱可塑性プリプレグを作製することも可能である。このようなプリプレグは、高い強度、弾性率、耐衝撃性が要求されるような分野、例えば航空機部材などに適用が可能である。   Further, the molding material of the present invention can be used depending on the molding method even if it is continuous or long. For example, as a thermoplastic yarn prepreg, it can be wound around a mandrel while heating to obtain a roll-shaped molded product. Examples of such molded products include liquefied natural gas tanks. It is also possible to produce a unidirectional thermoplastic prepreg by heating and fusing a plurality of molding materials of the present invention in one direction. Such a prepreg can be applied to fields where high strength, elastic modulus, and impact resistance are required, for example, aircraft members.

本発明の成形材料は、公知の成形法により最終的な形状の製品に加工できる。成形方法としてはプレス成形、トランスファー成形、射出成形や、これらの組合せ等が挙げられる。成形品としては、シリンダーヘッドカバー、ベアリングリテーナ、インテークマニホールド、ペダル等の自動車部品、モンキー、レンチ等の工具類、歯車などの小物が挙げられる。また、本発明の成形材料は、流動性に優れるため成形品の厚みが0.5〜2mmといった薄肉の成形品を比較的容易に得ることができる。このような薄肉成形が要求されるものとしては、例えばパーソナルコンピューター、携帯電話などに使用されるような筐体や、パーソナルコンピューターの内部でキーボードを支持する部材であるキーボード支持体に代表されるような電気・電子機器用部材が挙げられる。このような電気・電子機器用部材では、強化繊維に導電性を有する炭素繊維を使用した場合に、電磁波シールド性が付与されるためにより好ましい。   The molding material of the present invention can be processed into a final product by a known molding method. Examples of the molding method include press molding, transfer molding, injection molding, and combinations thereof. Examples of molded products include cylinder head covers, bearing retainers, intake manifolds, automobile parts such as pedals, tools such as monkeys and wrenches, and small items such as gears. Moreover, since the molding material of this invention is excellent in fluidity | liquidity, the thin molded product whose thickness of a molded product is 0.5-2 mm can be obtained comparatively easily. Such thin-wall molding is required to be represented by, for example, a casing used for a personal computer, a mobile phone, or a keyboard support that is a member that supports the keyboard inside the personal computer. Examples of members for electrical and electronic equipment. In such a member for an electric / electronic device, when carbon fiber having conductivity is used as the reinforcing fiber, electromagnetic shielding properties are imparted, which is more preferable.

また、上記した成形材料は射出成形用ペレットとして用いることができる。射出成形においては、ペレット状とした成形材料を可塑化する際、温度、圧力、混練が加えられるから、本発明によればその際にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が分散・含浸助剤として大きな効果を発揮する。この場合、通常のインラインスクリュー型射出成形機を用いることができ、たとえ圧縮比の低いような形状のスクリューを用いたり、材料可塑化の際の背圧を低く設定するなどしたりして、スクリューによる混練効果が弱い場合であっても、強化繊維がマトリックス樹脂中に良分散し、繊維への樹脂の含浸が良好な成形品を得ることができる。   The molding material described above can be used as an injection molding pellet. In injection molding, when plasticizing a pellet-shaped molding material, temperature, pressure, and kneading are added. According to the present invention, polyarylene sulfide prepolymer (B) is used as a dispersion / impregnation aid. Demonstrate great effect. In this case, a normal in-line screw type injection molding machine can be used, such as using a screw with a low compression ratio or setting a low back pressure during material plasticization. Even when the kneading effect by is weak, the reinforcing fiber is well dispersed in the matrix resin, and a molded product in which the fiber is impregnated with the resin can be obtained.

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。   The following examples illustrate the present invention more specifically.

本発明に使用した評価方法を下記する。   The evaluation method used in the present invention is described below.

(1)ポリアリーレンスルフィドプレポリマーの重量平均分子量
ポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量は、ゲルパーミレーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学 SSC−7100(カラム名:センシュー科学 GPC3506)
溶離液:1−クロロナフタレン、流量:1.0mL/min
カラム温度:210℃、検出器温度:210℃。
(1) Weight average molecular weight of polyarylene sulfide prepolymer The weight average molecular weight of polyarylene sulfide was calculated as polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) using gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions for GPC are shown below.
Apparatus: Senshu Science SSC-7100 (Column name: Senshu Science GPC3506)
Eluent: 1-chloronaphthalene, flow rate: 1.0 mL / min
Column temperature: 210 ° C., detector temperature: 210 ° C.

(2)ポリアリーレンスルフィドプレポリマーの融点
JIS K7121(1987)に準拠し、DSCシステムTA3000(メトラー社製)を用い、昇温速度10℃/分で測定し、融解ピーク温度を融点とした。
(2) Melting point of polyarylene sulfide prepolymer In accordance with JIS K7121 (1987), DSC system TA3000 (manufactured by METTLER) was used and measured at a heating rate of 10 ° C./min, and the melting peak temperature was taken as the melting point.

(3)成形材料を用いて得られた成形品に含まれる強化繊維の平均繊維長
成形品の一部を切り出し、電気炉にて空気中500℃で30分間加熱して熱可塑性樹脂を十分に焼却除去して強化繊維を分離した。分離した強化繊維を、無作為に少なくとも400本以上抽出し、光学顕微鏡にてその長さを1μm単位まで測定して、次式により重量平均繊維長(Lw)および数平均繊維長(Ln)を求める。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li×Wi/100)
数平均繊維長(Ln)=(ΣLi)/Ntotal
Li:測定した繊維長さ(i=1、2、3、・・・、n)
Wi:繊維長さLiの繊維の重量分率(i=1、2、3、・・・、n)
Ntotal:繊維長さを測定した総本数。
(3) Average fiber length of reinforcing fibers contained in a molded product obtained by using a molding material A part of the molded product is cut out and heated in an electric furnace at 500 ° C. for 30 minutes in an air, so that sufficient thermoplastic resin is obtained. The reinforcing fibers were separated by incineration. At least 400 separated reinforcing fibers are randomly extracted, and the length is measured to the 1 μm unit with an optical microscope. The weight average fiber length (Lw) and the number average fiber length (Ln) are calculated according to the following equations. Ask.
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Li × Wi / 100)
Number average fiber length (Ln) = (ΣLi) / Ntotal
Li: measured fiber length (i = 1, 2, 3,..., N)
Wi: Weight fraction of fiber having fiber length Li (i = 1, 2, 3,..., N)
Ntotal: the total number of fibers measured.

(4)成形材料を用いて得られた成形品の密度
JIS K7112(1999)の5に記載のA法(水中置換法)に準拠し測定した。成形品から1cm×1cmの試験片を切り出し、耐熱性ガラス容器に投入し、この容器を80℃の温度で12時間真空乾燥し、吸湿しないようにデシケーターで室温まで冷却した。浸漬液にはエタノールを用いた。
(4) Density of molded product obtained using molding material Measured according to method A (underwater substitution method) described in 5 of JIS K7112 (1999). A test piece of 1 cm × 1 cm was cut out from the molded article, put into a heat-resistant glass container, this container was vacuum-dried at a temperature of 80 ° C. for 12 hours, and cooled to room temperature with a desiccator so as not to absorb moisture. Ethanol was used as the immersion liquid.

(5)成形材料を用いて得られた成形品の曲げ試験
ASTM D790(1997)に準拠し、3点曲げ試験冶具(圧子10mm、支点10mm)を用いて支持スパンを100mmに設定し、クロスヘッド速度5.3mm/分の試験条件にて曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。試験機として、"インストロン"(登録商標)万能試験機4201型(インストロン社製)を用いた。
(5) Bending test of molded product obtained using molding material In accordance with ASTM D790 (1997), a support span is set to 100 mm using a three-point bending test jig (indenter 10 mm, fulcrum 10 mm), and crosshead Bending strength and flexural modulus were measured under the test conditions of a speed of 5.3 mm / min. As a testing machine, “Instron” (registered trademark) universal testing machine 4201 type (manufactured by Instron) was used.

(6)成形材料を用いて得られた成形品のアイゾット衝撃試験
ASTM D256(1993)に準拠し、モールドノッチ付きアイゾット衝撃試験を行った。用いた試験片の厚みは3.2mm、試験片の水分率0.1重量%以下において、アイゾット衝撃強度(J/m)を測定した。
(6) Izod Impact Test of Molded Product Obtained Using Molding Material An Izod impact test with a mold notch was performed according to ASTM D256 (1993). The Izod impact strength (J / m) was measured when the thickness of the used test piece was 3.2 mm and the moisture content of the test piece was 0.1% by weight or less.

(7)成形材料を用いて得られた成形品の外観評価
射出成形によって得られた幅150mm×長さ150mm×厚み1.2mmの薄肉平板成形品の表面を目視観察し、強化繊維の分散性不良欠陥(浮き、膨れ)の数を測定した。測定は、20サンプルについて行い、分散不良欠陥箇所の総数をサンプル数で除した平均欠陥数を判定基準とし、以下の4段階で評価した。
(7) Appearance evaluation of molded product obtained by using molding material The surface of a thin flat plate molded product having a width of 150 mm × length of 150 mm × thickness of 1.2 mm obtained by injection molding is visually observed to disperse reinforcing fibers. The number of defective defects (floating, swollen) was measured. The measurement was performed for 20 samples, and the evaluation was performed in the following four stages using the average number of defects obtained by dividing the total number of defective dispersion points by the number of samples as a criterion.

○○:全成形品に分散不良欠陥が全く見られない。表面外観に特に優れる。   ◯: Dispersion defects are not observed at all in all molded products. Excellent surface appearance.

○ :平均欠陥数が0.1個/枚未満である。表面外観に優れる。   ○: The average number of defects is less than 0.1 / sheet. Excellent surface appearance.

△ :平均欠陥数が0.1〜0.5個/枚である。表面外観にやや劣る。   Δ: The average number of defects is 0.1 to 0.5 / sheet. Slightly inferior in surface appearance.

× :平均欠陥数が0.5個/枚を超え、全成形品に分散不良が見られる。表面外観に劣る。   X: The average number of defects exceeds 0.5 / sheet, and dispersion failure is observed in all molded products. The surface appearance is inferior.

(参考例1)
<ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの調製>
撹拌機付きの1000リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム118kg(1000モル)、96%水酸化ナトリウム42.3kg(1014モル)、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略する場合もある)を163kg(1646モル)、酢酸ナトリウム24.6kg(300モル)、及びイオン交換水150kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで3時間かけて徐々に加熱し、精留塔を介して水211kgおよびNMP4kgを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。なお、この脱液操作の間に仕込んだイオウ成分1モル当たり0.02モルの硫化水素が系外に飛散した。
(Reference Example 1)
<Preparation of polyphenylene sulfide prepolymer>
In a 1000 liter autoclave equipped with a stirrer, 47.5% sodium hydrosulfide 118 kg (1000 mol), 96% sodium hydroxide 42.3 kg (1014 mol), N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes abbreviated as NMP) 163 kg (1646 mol) of sodium acetate, 24.6 kg (300 mol) of sodium acetate, and 150 kg of ion-exchanged water, and gradually heated to 240 ° C. over 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. After distilling 211 kg of water and 4 kg of NMP, the reaction vessel was cooled to 160 ° C. In addition, 0.02 mol of hydrogen sulfide per 1 mol of the sulfur component charged during this liquid removal operation was scattered out of the system.

次に、p−ジクロロベンゼン147kg(1004モル)、NMP129kg(1300モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封した。240rpmで撹拌しながら、0.6℃/分の速度で270℃まで昇温し、この温度で140分保持した。水を18kg(1000モル)を15分かけて圧入しながら250℃まで1.3℃/分の速度で冷却した。その後220℃まで0.4℃/分の速度で冷却してから、室温近傍まで急冷し、スラリー(A)を得た。このスラリー(A)を376kgのNMPで希釈しスラリー(B)を得た。
80℃に加熱したスラリー(B)14.3kgをふるい(80mesh、目開き0.175mm)で濾別し、粗PPS樹脂とスラリー(C)を10kg得た。スラリー(C)をロータリーエバポレーターに仕込み、窒素で置換後、減圧下100〜160℃で1.5時間処理した後、真空乾燥機で160℃、1時間処理した。得られた固形物中のNMP量は3重量%であった。
Next, 147 kg (1004 mol) of p-dichlorobenzene and 129 kg (1300 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. While stirring at 240 rpm, the temperature was raised to 270 ° C. at a rate of 0.6 ° C./min and held at this temperature for 140 minutes. Water was cooled to 250 ° C. at a rate of 1.3 ° C./min while 18 kg (1000 mol) of water was injected over 15 minutes. Thereafter, the slurry was cooled to 220 ° C. at a rate of 0.4 ° C./min, and then rapidly cooled to near room temperature to obtain a slurry (A). This slurry (A) was diluted with 376 kg of NMP to obtain a slurry (B).
14.3 kg of slurry (B) heated to 80 ° C. was filtered off with a sieve (80 mesh, opening 0.175 mm) to obtain 10 kg of crude PPS resin and slurry (C). The slurry (C) was charged into a rotary evaporator, replaced with nitrogen, treated at 100 to 160 ° C. under reduced pressure for 1.5 hours, and then treated at 160 ° C. for 1 hour in a vacuum dryer. The amount of NMP in the obtained solid was 3% by weight.

この固形物にイオン交換水12kg(スラリー(C)の1.2倍量)を加えた後、70℃で30分撹拌して再スラリー化した。このスラリーを目開き10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過した。得られた白色ケークにイオン交換水12kgを加えて70℃で30分撹拌して再スラリー化し、同様に吸引濾過後、70℃で5時間真空乾燥してポリフェニレンスルフィドオリゴマー100gを得た。ポリフェニレンスルフィドプレポリマーが所定量に達するまで上記操作を繰り返した。   After adding 12 kg of ion-exchanged water (1.2 times the amount of slurry (C)) to this solid, it was stirred at 70 ° C. for 30 minutes to make a slurry again. This slurry was subjected to suction filtration with a glass filter having an opening of 10 to 16 μm. 12 kg of ion-exchanged water was added to the obtained white cake, and the mixture was stirred again at 70 ° C. for 30 minutes to make a slurry again. Similarly, after suction filtration, vacuum drying was performed at 70 ° C. for 5 hours to obtain 100 g of a polyphenylene sulfide oligomer. The above operation was repeated until the polyphenylene sulfide prepolymer reached a predetermined amount.

得られたポリフェニレンスルフィドオリゴマーを4g分取してクロロホルム120gで3時間ソックスレー抽出した。得られた抽出液からクロロホルムを留去して得られた固体に再度クロロホルム20gを加え、室温で溶解しスラリー状の混合液を得た。これをメタノール250gに撹拌しながらゆっくりと滴下し、沈殿物を目開き10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過し、得られた白色ケークを70℃で3時間真空乾燥して白色粉末を得た。   4 g of the obtained polyphenylene sulfide oligomer was collected and subjected to Soxhlet extraction with 120 g of chloroform for 3 hours. Chloroform was distilled off from the obtained extract, and 20 g of chloroform was again added to the resulting solid, which was dissolved at room temperature to obtain a slurry-like mixture. This was slowly added dropwise to 250 g of methanol while stirring, and the precipitate was suction filtered through a glass filter having an opening of 10 to 16 μm, and the resulting white cake was vacuum dried at 70 ° C. for 3 hours to obtain a white powder.

この白色粉末の重量平均分子量は900であった。この白色粉末の赤外分光分析における吸収スペクトルより、白色粉末はポリフェニレンスルフィド(PAS)であることが判明した。また、示差走査型熱量計を用いてこの白色粉末の熱的特性を分析した結果(昇温速度40℃/分)、約200〜260℃にブロードな吸熱を示し、ピーク温度は215℃であることがわかった。   The weight average molecular weight of this white powder was 900. The absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis of this white powder revealed that the white powder was polyphenylene sulfide (PAS). Moreover, as a result of analyzing the thermal characteristics of this white powder using a differential scanning calorimeter (temperature increase rate 40 ° C./min), it shows a broad endotherm at about 200 to 260 ° C., and the peak temperature is 215 ° C. I understood it.

また高速液体クロマトグラフィーより成分分割した成分のマススペクトル分析、さらにMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜11の環式ポリフェニレンスルフィド及び繰り返し単位数2〜11の直鎖状ポリフェニレンスルフィドからなる混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドと直鎖状ポリフェニレンスルフィドの重量比は9:1であることがわかった。   In addition, this white powder was obtained from cyclic polyphenylene sulfide having 4 to 11 repeating units and cyclic polyphenylene sulfide having 2 to 11 repeating units, based on mass spectral analysis of components separated by high performance liquid chromatography and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture of chain polyphenylene sulfide, and the weight ratio of cyclic polyphenylene sulfide to linear polyphenylene sulfide was found to be 9: 1.

(参考例2)
撹拌機および底に弁の付いた20リットルオートクレーブに、47%水硫化ナトリウム(三協化成)2383g(20.0モル)、96%水酸化ナトリウム831g(19.9モル)、NMP3960g(40.0モル)、およびイオン交換水3000gを仕込み、常圧で窒素を通じながら225℃まで3時間かけて徐々に加熱し、水4200gおよびNMP80gを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は0.17モルであった。また、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの硫化水素の飛散量は0.021モルであった。
(Reference Example 2)
In a 20 liter autoclave with a stirrer and a valve at the bottom, 2383 g (20.0 mol) of 47% sodium hydrosulfide (Sankyo Kasei), 831 g (19.9 mol) of 96% sodium hydroxide, 3960 g of NMP (40.0) Mol) and 3000 g of ion-exchanged water, and gradually heated to 225 ° C. over 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. After distilling out 4200 g of water and 80 g of NMP, the reaction vessel was cooled to 160 ° C. The residual water content in the system per mole of the alkali metal sulfide charged was 0.17 mole. The amount of hydrogen sulfide scattered per mole of the alkali metal sulfide charged was 0.021 mol.

次に、p−ジクロロベンゼン(シグマアルドリッチ)2942g(20.0モル)、NMP1515g(15.3モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封した。その後、400rpmで撹拌しながら、200℃から227℃まで0.8℃/分の速度で昇温し、次いで274℃まで0.6℃/分の速度で昇温し、274℃で50分保持した後、282℃まで昇温した。オートクレーブ底部の抜き出しバルブを開放し、窒素で加圧しながら、内容物を撹拌機付き容器に15分かけてフラッシュし、250℃でしばらく撹拌して大半のNMPを除去し、ポリフェニレンスルフィドと塩類を含む固形物を回収した。   Next, 2942 g (20.0 mol) of p-dichlorobenzene (Sigma Aldrich) and 1515 g (15.3 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. Then, while stirring at 400 rpm, the temperature was increased from 200 ° C. to 227 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min, then increased to 274 ° C. at a rate of 0.6 ° C./min, and held at 274 ° C. for 50 minutes. Then, the temperature was raised to 282 ° C. Open the extraction valve at the bottom of the autoclave, pressurize with nitrogen, flush the contents to a vessel with a stirrer over 15 minutes, stir at 250 ° C for a while to remove most of the NMP, and contain polyphenylene sulfide and salts The solid was collected.

得られた固形物およびイオン交換水15120gを撹拌機付きオートクレーブに入れ、70℃で30分洗浄した後、ガラスフィルターで吸引濾過した。次いで70℃に加熱した17280gのイオン交換水をガラスフィルターに注ぎ込み、吸引濾過してケークを得た。得られたケークおよびイオン交換水11880gを、撹拌機付きオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、192℃まで昇温し、30分保持した。その後オートクレーブを冷却して内容物を取り出した。内容物をガラスフィルターで吸引濾過した後、これに70℃のイオン交換水17280gを注ぎ込み吸引濾過してケークを得た。得られたケークを80℃で熱風乾燥し、さらに120℃で24時間真空乾燥することにより、乾燥ポリフェニレンスルフィドを得た。   The obtained solid and 15120 g of ion-exchanged water were put in an autoclave equipped with a stirrer, washed at 70 ° C. for 30 minutes, and then suction filtered through a glass filter. Next, 17280 g of ion-exchanged water heated to 70 ° C. was poured into a glass filter, and suction filtered to obtain a cake. The obtained cake and 11880 g of ion-exchanged water were charged into an autoclave equipped with a stirrer, and the inside of the autoclave was replaced with nitrogen, and then the temperature was raised to 192 ° C. and held for 30 minutes. Thereafter, the autoclave was cooled and the contents were taken out. The contents were subjected to suction filtration with a glass filter, and then 17280 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was poured into the contents, followed by suction filtration to obtain a cake. The obtained cake was dried with hot air at 80 ° C. and further vacuum-dried at 120 ° C. for 24 hours to obtain a dried polyphenylene sulfide.

得られたポリフェニレンスルフィド(PPS)は重量平均分子量が20,000であった。   The obtained polyphenylene sulfide (PPS) had a weight average molecular weight of 20,000.

(実施例1)
参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマーを、240℃の溶融バス中で溶融させ、ギアポンプにてキスコーターに供給する。230℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマーを塗布し、被膜を形成させた。
(Example 1)
The polyphenylene sulfide prepolymer prepared in Reference Example 1 is melted in a 240 ° C. melting bath and supplied to the kiss coater with a gear pump. A polyphenylene sulfide prepolymer was applied from a kiss coater on a roll heated to 230 ° C. to form a film.

このロール上に炭素繊維トレカ(登録商標)T700S−24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着させた。   On this roll, carbon fiber trading card (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) was passed while contacting to adhere a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer per unit length of the carbon fiber bundle.

ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着させた炭素繊維を、230℃に加熱されたベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、成分(B)を成分(A)に十分含浸させた。   The carbon fiber to which the polyphenylene sulfide prepolymer is attached is passed between 10 rolls (φ50 mm) alternately rotated up and down on a straight line freely rotating by a bearing heated to 230 ° C., and component (B) Was sufficiently impregnated into the component (A).

続いて、参考例2で調整したポリフェニレンスルフィド(PPS)を320℃で単軸押出機にて溶融させ、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、上記操作を経た連続した強化繊維束(A)も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を成分(A)と成分(B)の複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。   Subsequently, the polyphenylene sulfide (PPS) prepared in Reference Example 2 was melted at 320 ° C. with a single screw extruder and extruded into a crosshead die attached to the tip of the extruder, and at the same time, continuously strengthened through the above operations. The fiber bundle (A) was also continuously fed into the crosshead die so that the melted component (C) was coated on the composite of component (A) and component (B). At this time, the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.

上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して芯鞘構造の柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。   The strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a core-sheath columnar pellet (long fiber pellet).

上記の長繊維ペレットの製造は連続してオンラインで行った。得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた成形材料を140℃、5時間以上真空下で乾燥させた。得られた成形材料を、日本製鋼所(株)製J150EII−P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:350℃、金型温度:140℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表1にまとめて記載した。   The above long fiber pellets were continuously produced online. The obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability. The obtained molding material was dried under vacuum at 140 ° C. for 5 hours or more. The obtained molding material was molded using a mold for each test piece using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 350 ° C., mold temperature: 140 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are summarized in Table 1.

(比較例1)
ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを用いない以外は、実施例1と同様に、参考例2で調整したポリフェニレンスルフィドを320℃で単軸押出機にて溶融させ、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、連続した強化繊維束(A)も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を成分(A)に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1 except that the polyphenylene sulfide prepolymer was not used, the polyphenylene sulfide prepared in Reference Example 2 was melted at 320 ° C. with a single screw extruder and placed in a crosshead die attached to the tip of the extruder. Simultaneously with the extrusion, a continuous reinforcing fiber bundle (A) was also continuously fed into the crosshead die so that the molten component (C) was coated on the component (A). At this time, the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.

上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して芯鞘構造の柱状ペレットとしたところ、ポリフェニレンスルフィドが強化繊維束に含浸せず、切断面から強化繊維が脱落し、ペレットの毛羽立ちが発生した。これを、射出成形に供するため運搬したところ、毛羽が一層多くなり、成形材料として取り扱えないレベルであったため、射出成形を断念した。   The strand obtained by the method described above is cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to form a core-sheath columnar pellet. The polyphenylene sulfide does not impregnate the reinforcing fiber bundle and is reinforced from the cut surface. The fibers dropped out and fluffing of the pellets occurred. When this was transported for injection molding, there was more fluff and it was at a level that could not be handled as a molding material.

(比較例2)
表1に示す組成にて、実施例1と同様の方法で、芯鞘構造の柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。また、得られた成形材料を、同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(Comparative Example 2)
With the composition shown in Table 1, a core-sheath columnar pellet (long fiber pellet) was obtained in the same manner as in Example 1. Moreover, the obtained molding material was injection-molded similarly and used for each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.

(実施例2)
熱可塑性樹脂(C)として、アミランCM3001(東レ(株)製ナイロン66、融点265℃)を使用して、実施例1と同様の方法で、芯鞘構造の柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。また、得られた成形材料を、同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(Example 2)
Using Amilan CM3001 (nylon 66 manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 265 ° C.) as the thermoplastic resin (C), a columnar pellet (long fiber pellet) having a core-sheath structure is obtained in the same manner as in Example 1. It was. Moreover, the obtained molding material was injection-molded similarly and used for each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.

(実施例3)
熱可塑性樹脂(C)として、トレコン1100S(東レ(株)製PBT、融点226℃)を使用して、実施例1と同様の方法で、芯鞘構造の柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。また、得られた成形材料を、同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(Example 3)
By using Toraycon 1100S (Toray Industries, Inc. PBT, melting point 226 ° C.) as the thermoplastic resin (C), a core-sheath columnar pellet (long fiber pellet) was obtained in the same manner as in Example 1. . Moreover, the obtained molding material was injection-molded similarly and used for each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.

実施例1〜3、比較例2で得られた成形材料は、いずれも運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。   The molding materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 were all free of fuzz due to transportation and exhibited good handling properties.

Figure 2008231291
Figure 2008231291

表1の実施例及び比較例より以下のことが明らかである。実施例1〜3の成形材料は、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)の適正量を強化繊維束(A)に含浸させているため、比較例にくらべ、成形材料の取扱性、得られる成形品の力学特性、外観品位に優れることは明らかである。   From the examples and comparative examples in Table 1, the following is clear. In the molding materials of Examples 1 to 3, the appropriate amount of the polyphenylene sulfide prepolymer (B) is impregnated in the reinforcing fiber bundle (A). Therefore, compared with the comparative example, the handling property of the molding material and the obtained molded product It is clear that it has excellent mechanical properties and appearance quality.

強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体の形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the form of the composite_body | complex which consists of a reinforced fiber bundle (A) and a polyarylene sulfide prepolymer (B). 本発明の成形材料の好ましい態様の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the orthogonal cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the orthogonal cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the orthogonal cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the orthogonal cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the shape of the orthogonal cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 強化繊維束(A)
2 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)
3 強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体
4 熱可塑性樹脂(C)
1 Reinforcing fiber bundle (A)
2 Polyarylene sulfide prepolymer (B)
3 Composite made of reinforcing fiber bundle (A) and polyarylene sulfide prepolymer (B) 4 Thermoplastic resin (C)

本発明の成形材料は、流動性、取扱性に優れ、また、射出成形を行う際には強化繊維の成形品中への分散が良好であり、力学特性に優れた成形品を容易に製造することができるため、射出成形、ブロー成形、インサート成形などの成形方法に限らず、プランジャー成形、プレス成形、スタンピング成形など幅広い成形方法にも応用することができるが、その応用範囲がこれらに限定されるものではない。   The molding material of the present invention is excellent in fluidity and handleability, and when injection molding is performed, the dispersion of reinforcing fibers in the molded product is good, and a molded product having excellent mechanical properties is easily produced. Therefore, it can be applied not only to molding methods such as injection molding, blow molding, and insert molding, but also to a wide range of molding methods such as plunger molding, press molding, stamping molding, etc. It is not done.

Claims (8)

連続した強化繊維束(A)1〜50重量%、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満であるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)0.1〜10重量%、および熱可塑性樹脂(C)40〜98.9重量%からなる成形材料であって、該成分(A)と該成分(B)からなる複合体に、該成分(C)が接着されてなる成形材料。 Polyarylene sulfide prepolymer (B) 0.1 to 50% by weight of continuous reinforcing fiber bundle (A), containing at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and having a weight average molecular weight of less than 10,000 A molding material comprising 10% by weight and thermoplastic resin (C) 40 to 98.9% by weight, wherein the component (C) is bonded to the composite comprising the component (A) and the component (B) Molding material made. 前記成分(B)の融点が100〜250℃である、請求項1に記載の成形材料。 The molding material of Claim 1 whose melting | fusing point of the said component (B) is 100-250 degreeC. 前記成分(A)が、炭素繊維の単繊維を少なくとも10,000本含有してなる、請求項1または2のいずれかに記載の成形材料。 The molding material according to claim 1, wherein the component (A) contains at least 10,000 single fibers of carbon fibers. 前記成分(C)が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載の成形材料。 The molding material in any one of Claims 1-3 whose said component (C) is at least 1 sort (s) selected from a polyamide resin, a polyester resin, and a polyphenylene sulfide resin. 前記成分(A)が軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ該成分(A)の長さが成形材料の長さと実質的に同じである、請求項1〜4のいずれかに記載の成形材料。 The component (A) is arranged substantially parallel to the axial direction, and the length of the component (A) is substantially the same as the length of the molding material. Molding material. 前記成分(A)と前記成分(B)からなる複合体が芯構造であり、前記成分(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造である、請求項5に記載の成形材料。 The molding material according to claim 5, wherein the composite composed of the component (A) and the component (B) has a core structure, and the component (C) has a core-sheath structure covering the periphery of the composite. 成形材料の形態が長繊維ペレットである、請求項6に記載の成形材料。 The molding material of Claim 6 whose form of a molding material is a long fiber pellet. 長さが1〜50mmの範囲内である、請求項1〜7のいずれかに記載の成形材料。 The molding material in any one of Claims 1-7 whose length exists in the range of 1-50 mm.
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