JP2019156920A - Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin material, method for producing mixed nonwoven fabric, fiber-reinforced thermoplastic resin material and structure - Google Patents

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駿介 長井
近藤 裕介
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裕介 近藤
陽介 藤安
Yosuke Fujiyasu
陽介 藤安
崇之 鈴木
Takayuki Suzuki
崇之 鈴木
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Abstract

To provide a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material with an excellent elastic modulus.SOLUTION: A method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material has: a preparation step for preparing a mixed nonwoven fabric containing a reinforced fiber and a thermoplastic resin component; a lamination step for laminating the mixed nonwoven fabric to obtain a laminate; and a heating pressurizing step for heating and pressurizing the laminate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法、混抄不織布の製造方法、繊維強化熱可塑性樹脂材料及び構造体に関する。   The present invention relates to a method for producing a fiber reinforced thermoplastic resin material, a method for producing a mixed nonwoven fabric, a fiber reinforced thermoplastic resin material, and a structure.

強化繊維及び熱可塑性樹脂を含む繊維強化熱可塑性樹脂材料は、軽量且つ高強度であるため、自動車関連部品、家電部品等を構成する構造体の材料として注目されている。
繊維強化熱可塑性樹脂材料は、例えば、強化繊維を含む繊維シートと熱可塑性樹脂不織布とを交互に重ね合わせて得られた積層物を、熱プレスにて加熱処理することで得ることができる(例えば、特許文献1参照)。
A fiber reinforced thermoplastic resin material containing a reinforced fiber and a thermoplastic resin has been attracting attention as a material for a structure constituting an automobile-related part, a home appliance part, and the like because it is lightweight and has high strength.
The fiber-reinforced thermoplastic resin material can be obtained, for example, by heat-treating a laminate obtained by alternately stacking fiber sheets containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin nonwoven fabric with a hot press (for example, , See Patent Document 1).

特開2015−44915号公報JP 2015-44915 A

繊維強化熱可塑性樹脂材料の用途をさらに拡大するために、繊維強化熱可塑性樹脂材料の弾性率の向上が求められている。しかし、特許文献1に記載の方法で得られた繊維強化熱可塑性樹脂材料には、弾性率向上のための改善の余地がある。   In order to further expand the application of the fiber reinforced thermoplastic resin material, an improvement in the elastic modulus of the fiber reinforced thermoplastic resin material is required. However, the fiber-reinforced thermoplastic resin material obtained by the method described in Patent Document 1 has room for improvement for improving the elastic modulus.

本発明の一形態は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、弾性率に優れる繊維強化熱可塑性樹脂材料及びそれを用いた構造体、弾性率に優れる繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法、並びに、繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造に用いられる混抄不織布の製造方法を提供することを目的とする。   One aspect of the present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and a fiber-reinforced thermoplastic resin material having excellent elastic modulus, a structure using the same, and production of a fiber-reinforced thermoplastic resin material having excellent elastic modulus. It is an object of the present invention to provide a method and a method for producing a mixed non-woven fabric used for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを含む混抄不織布を準備する準備工程と、
前記混抄不織布を積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
を有する繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。
<2> 前記混抄不織布が、前記強化繊維と前記熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含む繊維スラリーを抄造して得られたものである<1>に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。
<3> 前記熱可塑性樹脂成分が、繊維状である<1>又は<2>に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。
<4> 強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含む繊維スラリーを抄造する抄造工程を有する混抄不織布の製造方法。
<5> 破断面を観察したときに、熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維の本数Aと熱可塑性樹脂成分の付着していない強化繊維の本数Bとから下記式に基づいて得られる付着率が、30%以上である繊維強化熱可塑性樹脂材料。
付着率(%)=[A/(A+B)]×100
<6> <1>〜<3>のいずれか1項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法により製造された繊維強化熱可塑性樹脂材料又は<5>に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料で一部又は全部が構成された構造体。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> a preparation step of preparing a non-woven fabric containing a reinforcing fiber and a thermoplastic resin component;
Laminating step of laminating the mixed nonwoven fabric to obtain a laminate,
A heating and pressurizing step of heating and pressurizing the laminate;
The manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin material which has this.
<2> The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material according to <1>, wherein the mixed nonwoven fabric is obtained by making a fiber slurry containing the reinforcing fiber, the thermoplastic resin component, and a dispersion medium. .
<3> The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material according to <1> or <2>, wherein the thermoplastic resin component is fibrous.
<4> A method for producing a mixed non-woven fabric having a paper making step of making a fiber slurry containing reinforcing fibers, a thermoplastic resin component, and a dispersion medium.
<5> When the fracture surface is observed, the adhesion rate obtained from the following formula from the number A of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is attached and the number B of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is not attached is 30% or more of fiber reinforced thermoplastic resin material.
Adhesion rate (%) = [A / (A + B)] × 100
<6> A fiber reinforced thermoplastic resin material produced by the method for producing a fiber reinforced thermoplastic resin material described in any one of <1> to <3> or a fiber reinforced thermoplastic resin material described in <5>. A structure partially or entirely composed of

本発明の一形態によれば、弾性率に優れる繊維強化熱可塑性樹脂材料及びそれを用いた構造体、弾性率に優れる繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法、並びに、繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造に用いられる混抄不織布の製造方法を提供することができる。   According to one aspect of the present invention, a fiber-reinforced thermoplastic resin material excellent in elastic modulus and a structure using the same, a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material excellent in elastic modulus, and a fiber-reinforced thermoplastic resin material The manufacturing method of the mixed paper nonwoven fabric used for manufacture can be provided.

実施例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料の破断面の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a fracture surface of a fiber-reinforced thermoplastic resin material of Example 1. FIG. 実施例2の繊維強化熱可塑性樹脂材料の破断面の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a fracture surface of a fiber-reinforced thermoplastic resin material of Example 2. FIG. 比較例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料の破断面の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a fracture surface of a fiber-reinforced thermoplastic resin material of Comparative Example 1.

以下、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法、混抄不織布の製造方法、繊維強化熱可塑性樹脂材料及び構造体を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
Hereinafter, the manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present invention, the manufacturing method of the mixed nonwoven fabric, the fiber reinforced thermoplastic resin material, and the form for carrying out the structure will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including element steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to numerical values and ranges thereof, and the present invention is not limited thereto.
In the present disclosure, the numerical ranges indicated using “to” include numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical ranges described stepwise in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical description. . Further, in the numerical ranges described in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
In the present disclosure, each component may contain a plurality of corresponding substances. When a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, the content of each component means the total content of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified.

<繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法>
本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを含む混抄不織布を準備する準備工程と、前記混抄不織布を積層して積層体を得る積層工程と、前記積層体を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、を有する。
本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法で用いられる混抄不織布は、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを含むことから、強化繊維を含む繊維シートと熱可塑性樹脂不織布とを交互に重ね合わせて積層体とした場合に比較して、強化繊維の繊維一本一本と熱可塑性樹脂成分とを近接させることができる。強化繊維の繊維一本一本と熱可塑性樹脂成分とが近接した状態の混抄不織布を積層して得られた積層体を加熱及び加圧することで、強化繊維を含む繊維シートと熱可塑性樹脂不織布とを交互に重ね合わせて積層体としたものを加熱及び加圧する場合に比較して、加熱加圧工程における熱可塑性樹脂成分の強化繊維への含浸が確実なものとなり、溶融した熱可塑性樹脂成分が強化繊維に、より強固に絡みやすくなると考えられる。その結果、熱可塑性樹脂成分と強化繊維との間の接着力が強固となり、熱可塑性樹脂成分と強化繊維との間の剥離が生じにくくなるため繊維強化熱可塑性樹脂材料の弾性率が向上するものと推察される。
<Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin material>
The manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure includes a preparation step of preparing a mixed non-woven fabric containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin component, a stacking step of stacking the mixed non-woven fabric to obtain a laminate, and the stacking Heating and pressurizing step for heating and pressurizing the body.
Since the mixed non-woven fabric used in the method for producing the fiber-reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure includes the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component, the fiber sheet including the reinforcing fiber and the thermoplastic resin non-woven fabric are alternately overlapped. Compared with the case where a laminate is used, each of the reinforcing fibers can be brought close to the thermoplastic resin component. By heating and pressing a laminate obtained by laminating a mixed nonwoven fabric in which each of the reinforcing fiber fibers and the thermoplastic resin component are close to each other, a fiber sheet containing the reinforcing fibers and the thermoplastic resin nonwoven fabric Compared to heating and pressurizing a laminate obtained by alternately stacking layers, the impregnation into the reinforcing fiber of the thermoplastic resin component in the heating and pressurizing process is ensured, and the molten thermoplastic resin component is It is considered that the reinforcing fiber is more easily entangled with the reinforcing fiber. As a result, the adhesive force between the thermoplastic resin component and the reinforcing fiber is strengthened, and peeling between the thermoplastic resin component and the reinforcing fiber is less likely to occur, so the elastic modulus of the fiber-reinforced thermoplastic resin material is improved. It is guessed.

以下、本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法に含まれる各工程及び用いられる材料の詳細について説明する。   Hereinafter, each process included in the manufacturing method of the fiber-reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure and details of the material used will be described.

−準備工程−
準備工程では、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを含む混抄不織布が準備される。
強化繊維は特に限定されるものではなく、無機繊維であっても有機繊維(樹脂繊維)であってもよい。なお、樹脂繊維としては、繊維強化熱可塑性樹脂材料中において樹脂繊維の形状を維持する観点から、加熱加圧工程において加えられる温度よりも高いガラス転移温度を示す樹脂の繊維であることが好ましい。
-Preparation process-
In the preparation step, a mixed nonwoven fabric containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin component is prepared.
The reinforcing fiber is not particularly limited, and may be an inorganic fiber or an organic fiber (resin fiber). In addition, as a resin fiber, it is preferable that it is a resin fiber which shows the glass transition temperature higher than the temperature applied in a heating-pressing process from a viewpoint of maintaining the shape of a resin fiber in a fiber reinforced thermoplastic resin material.

無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維等が挙げられる。
樹脂繊維としては、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維等が挙げられる。
強化繊維は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
Examples of the inorganic fiber include carbon fiber, glass fiber, and metal fiber.
Examples of the resin fiber include aramid fiber, polyimide fiber, polybenzoxazole fiber, and the like.
Reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.
Among these, carbon fibers that can realize high mechanical strength are desirable.

強化繊維の繊維長は特に限定されるものではなく、強度の観点からは、2mm以上であることが好ましく、5mm以上であることがより好ましく、8mm以上であることがさらに好ましい。また、強化繊維の繊維長は、取り扱い性の観点からは、100mm以下であることが好ましく、80mm以下であることがより好ましく、50mm以下であることがさらに好ましい。
本開示において、繊維長は、無作為に100本選び出された繊維各々の長さを0.1mm単位まで目視にて測定し、算術平均として得られる値である。
The fiber length of the reinforcing fiber is not particularly limited, and is preferably 2 mm or more, more preferably 5 mm or more, and further preferably 8 mm or more from the viewpoint of strength. Further, the fiber length of the reinforcing fiber is preferably 100 mm or less, more preferably 80 mm or less, and further preferably 50 mm or less from the viewpoint of handleability.
In the present disclosure, the fiber length is a value obtained by measuring the length of each of 100 fibers randomly selected to the nearest 0.1 mm and calculating the arithmetic average.

強化繊維の繊維径は限定されるものではなく、強度の観点からは、5μm以上であることが好ましく、7μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましい。また、強化繊維の繊維径は、取り扱い性の観点からは、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましい。
本開示において、繊維径は、無作為に100本選び出された繊維各々の直径を0.1μm単位まで電子顕微鏡にて測定し、算術平均として得られる値である。
The fiber diameter of the reinforcing fiber is not limited, and is preferably 5 μm or more, more preferably 7 μm or more, and even more preferably 10 μm or more from the viewpoint of strength. Further, the fiber diameter of the reinforcing fiber is preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less, and further preferably 50 μm or less from the viewpoint of handleability.
In the present disclosure, the fiber diameter is a value obtained as an arithmetic average by measuring the diameter of each of 100 fibers randomly selected up to 0.1 μm with an electron microscope.

強化繊維は、カップリング剤により表面処理されていてもよい。強化繊維の表面処理に用いることのできるカップリング剤には特に制限はなく、従来公知のものから適宜選択して用いることができる。カップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、ビニルシラン等のシラン化合物;チタネート化合物などが挙げられる。   The reinforcing fiber may be surface-treated with a coupling agent. The coupling agent that can be used for the surface treatment of the reinforcing fiber is not particularly limited, and can be appropriately selected from conventionally known ones. Examples of the coupling agent include silane compounds such as epoxy silane, mercapto silane, alkyl silane, and vinyl silane; titanate compounds.

カップリング剤を具体的に例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤;イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネートカップリング剤などが挙げられる。これらのカップリング剤は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。   Specific examples of the coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy. Silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, γ Silane coupling agents such as chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, vinyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane; isopropyl triisostearoyl tita , Isopropyltris (dioctylpyrophosphate) titanate, tetraoctylbis (ditridecylphosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecylphosphite) titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ) Oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl titanate, isopropyltridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropylisostearoyl diacryl titanate, isopropyltri (dioctylphosphate) titanate, isopropyl Tricumylphenyl titanate, tetraisopropylbis (dioctyl Phosphite), and the like titanate coupling agents such as titanates. These coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

カップリング剤による強化繊維の表面処理方法は特に限定されるものではなく、スプレー法、ディップ法等が挙げられる。   The surface treatment method of the reinforcing fiber with the coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include a spray method and a dip method.

熱可塑性樹脂成分は特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂成分としては、加熱加圧工程において加えられる温度よりも低いガラス転移温度を示す樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂成分としては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンケトン等を挙げることができる。
熱可塑性樹脂成分は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、耐熱性及び溶解性の観点から、ポリアミド又はポリプロピレンが望ましい。
The thermoplastic resin component is not particularly limited. The thermoplastic resin component is preferably a resin exhibiting a glass transition temperature lower than the temperature applied in the heating and pressing step.
Examples of the thermoplastic resin component include polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyurethane, polypropylene, polyethylene, polycarbonate, polyether ether ketone, polyamide imide, polyphenylene sulfide, polyether imide, polyether ketone ketone, and the like. it can.
A thermoplastic resin component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
Among these, polyamide or polypropylene is desirable from the viewpoint of heat resistance and solubility.

熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度は、加熱加圧工程において加えられる温度に鑑みて適宜設定することができ、350℃以下であることが好ましく、320℃以下であることがより好ましく、300℃以下であることがさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度は、50℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。   The glass transition temperature of the thermoplastic resin component can be appropriately set in view of the temperature applied in the heating and pressurizing step, is preferably 350 ° C. or less, more preferably 320 ° C. or less, and more preferably 300 ° C. or less. More preferably. Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of a thermoplastic resin component is 50 degreeC or more, It is more preferable that it is 100 degreeC or more, It is further more preferable that it is 150 degreeC or more.

本開示において、ガラス転移温度は、示差走査熱量装置(DSC)を用いて測定することができる。   In the present disclosure, the glass transition temperature can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC).

熱可塑性樹脂成分の形状は特に限定されるものではなく、粒子状、棒状、板状、繊維状等が挙げられる。これらの中でも、強化繊維と容易に混抄不織布を形成可能になることから、熱可塑性樹脂成分の形状は繊維状(熱可塑性樹脂繊維)であることが好ましい。   The shape of the thermoplastic resin component is not particularly limited, and examples thereof include particles, rods, plates, and fibers. Among these, the shape of the thermoplastic resin component is preferably fibrous (thermoplastic resin fiber) because it becomes possible to easily form a non-woven fabric with reinforcing fibers.

熱可塑性樹脂繊維の繊維長は特に限定されるものではなく、不織布強度の観点からは、1mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましく、5mm以上であることがさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、抄造性の観点からは、100mm以下であることが好ましく、80mm以下であることがより好ましく、50mm以下であることがさらに好ましい。   The fiber length of the thermoplastic resin fiber is not particularly limited, and is preferably 1 mm or more, more preferably 3 mm or more, and further preferably 5 mm or more from the viewpoint of the strength of the nonwoven fabric. The fiber length of the thermoplastic resin fiber is preferably 100 mm or less, more preferably 80 mm or less, and further preferably 50 mm or less from the viewpoint of papermaking property.

熱可塑性樹脂繊維の繊維径は限定されるものではなく、不織布強度の観点からは、1μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂繊維の繊維径は、抄造性の観点からは、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることがさらに好ましい。   The fiber diameter of the thermoplastic resin fiber is not limited, and is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, and further preferably 5 μm or more from the viewpoint of the strength of the nonwoven fabric. The fiber diameter of the thermoplastic resin fiber is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 30 μm or less from the viewpoint of papermaking properties.

混抄不織布に含まれる熱可塑性樹脂成分と強化繊維との質量基準の含有比率(熱可塑性樹脂成分/強化繊維)は特に限定されるものではなく、0.1/1〜20/1であることが好ましく、1/1〜10/1であることがより好ましく、2/1〜6/1であることがさらに好ましい。   The mass-based content ratio (thermoplastic resin component / reinforced fiber) of the thermoplastic resin component and the reinforcing fiber contained in the mixed nonwoven fabric is not particularly limited, and may be 0.1 / 1 to 20/1. Preferably, it is 1/1 to 10/1, more preferably 2/1 to 6/1.

混抄不織布に含まれる熱可塑性樹脂成分と強化繊維との合計に占める強化繊維の体積基準の含有比率(Vf(%))は、10体積%〜40体積%であることが好ましく、12体積%〜30体積%であることがより好ましい。
Vfが高いと繊維強化熱可塑性樹脂材料の強度が向上する傾向にある。
The volume-based content ratio (Vf (%)) of the reinforcing fibers in the total of the thermoplastic resin component and the reinforcing fibers contained in the mixed nonwoven fabric is preferably 10% by volume to 40% by volume, preferably 12% by volume to More preferably, it is 30% by volume.
When Vf is high, the strength of the fiber-reinforced thermoplastic resin material tends to be improved.

混抄不織布は、強化繊維及び熱可塑性樹脂成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分としては、例えば、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを結着して混抄不織布の強度を向上するためのバインダー成分が挙げられる。
バインダー成分としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂、熱水溶融するポリビニルアルコール、セルロースナノファイバーなどが挙げられる。
これらの中でも、バインダー成分としては、強化繊維の接着性の観点から、セルロースナノファイバーであることが好ましい。
なお、上述の熱可塑性樹脂成分は、混抄不織布に含まれる強化繊維の結着剤(バインダー成分)としての機能を兼ねてもよい。この場合、バインダー成分を混抄不織布に別途添加しなくともよい。
The mixed nonwoven fabric may contain other components other than the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component.
Examples of the other component include a binder component for binding the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component to improve the strength of the mixed nonwoven fabric.
As binder components, thermosetting resins such as phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester, epoxy resin, polypropylene, polyethylene, polyester, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer And thermoplastic resins such as polyurethane, polyvinyl alcohol that melts with hot water, and cellulose nanofibers.
Among these, as a binder component, it is preferable that it is a cellulose nanofiber from a viewpoint of the adhesiveness of a reinforced fiber.
The thermoplastic resin component described above may also function as a binder (binder component) for reinforcing fibers contained in the mixed nonwoven fabric. In this case, the binder component may not be added separately to the mixed nonwoven fabric.

混抄不織布がバインダー成分を含む場合、バインダー成分の含有率は、強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の合計量に対して0.1質量%〜10質量%であることが好ましく、0.5質量%〜8質量%であることがより好ましく、1質量%〜5質量%であることがさらに好ましい。   When the mixed nonwoven fabric includes a binder component, the content of the binder component is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component, and 0.5% by mass to It is more preferably 8% by mass, and further preferably 1% by mass to 5% by mass.

準備工程において準備される混抄不織布の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、乾式法及び湿式法を用いることができる。
乾式法では、カード機又はエアランダム機を用いて強化繊維と繊維状の熱可塑性樹脂成分とからウエブ状の不織布が製造される。
湿式法では、強化繊維と熱可塑性樹脂成分と必要に応じてバインダー成分、分散剤、増粘剤、消泡剤等とを水等の分散媒体に分散させ、その後分散媒体を除去することでウエブ状の不織布が製造される。本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法で用いられる混抄不織布は、強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体と必要に応じてバインダー成分、分散剤、増粘剤、消泡剤等とを含む繊維スラリーを抄造して得られたものであってもよい。
湿式法による混抄不織布の製造方法は、後述の本開示の混抄不織布の製造方法の項で詳述する。
The manufacturing method of the mixed nonwoven fabric prepared in the preparation step is not particularly limited, and for example, a dry method and a wet method can be used.
In the dry method, a web-like nonwoven fabric is produced from reinforcing fibers and a fibrous thermoplastic resin component using a card machine or an air random machine.
In the wet process, the reinforcing fiber, the thermoplastic resin component and, if necessary, the binder component, dispersant, thickener, antifoaming agent, etc. are dispersed in a dispersion medium such as water, and then the dispersion medium is removed to remove the web. A non-woven fabric is produced. The mixed non-woven fabric used in the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure includes a reinforcing fiber, a thermoplastic resin component, a dispersion medium, and a binder component, a dispersant, a thickener, an antifoaming agent, and the like as necessary. It may be obtained by making a fiber slurry containing it.
The manufacturing method of the mixed paper nonwoven fabric by the wet method will be described in detail in the section of the manufacturing method of the mixed paper nonwoven fabric of the present disclosure described later.

混抄不織布の平均厚みは特に限定されるものではない。混抄不織布の平均厚みは、不織布の取り扱い性の観点から、10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることがさらに好ましい。また、混抄不織布の平均厚みの上限は特に限定されるものではなく、例えば、2000μm以下であってもよく、1000μm以下であってもよく、500μm以下であってもよい。
本開示において、平均厚みは、マイクロメーター(例えば、株式会社ミツトヨ、マイクロメーター IP65)を用いて、9点の厚みを測定し、その算術平均値として算出することができる。
The average thickness of the mixed nonwoven fabric is not particularly limited. The average thickness of the mixed nonwoven fabric is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, and further preferably 100 μm or more, from the viewpoint of the handleability of the nonwoven fabric. Moreover, the upper limit of the average thickness of a mixed nonwoven fabric is not specifically limited, For example, 2000 micrometers or less may be sufficient, 1000 micrometers or less may be sufficient, and 500 micrometers or less may be sufficient.
In the present disclosure, the average thickness can be calculated as an arithmetic average value by measuring the thickness of 9 points using a micrometer (for example, Mitutoyo Corporation, Micrometer IP65).

混抄不織布の単位面積当たりの質量(目付け)は特に限定されるものではない。混抄不織布の単位面積当たりの質量は、10g/m〜200g/mであることが好ましく、50g/m〜150g/mであることがより好ましく、80g/m〜120g/mであることがさらに好ましい。 The mass per unit area (weight per unit area) of the mixed nonwoven fabric is not particularly limited. Mass per unit area of混抄nonwoven is preferably 10g / m 2 ~200g / m 2 , more preferably from 50g / m 2 ~150g / m 2 , 80g / m 2 ~120g / m 2 More preferably.

−積層工程−
積層工程では、混抄不織布を積層して積層体が得られる。
混抄不織布を不織布の厚み方向に積層する際の積層枚数は特に限定されるものではなく、繊維強化熱可塑性樹脂材料の厚み及び混抄不織布の厚みを勘案して適宜設定することができる。
積層される混抄不織布の種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。ここで、混抄不織布の種類が異なるとは、混抄不織布に含まれる強化繊維、熱可塑性樹脂成分等の種類、混抄不織布の平均厚み、単位面積当たりの質量、密度等の値などが異なることをいう。
-Lamination process-
In the lamination step, a laminated body is obtained by laminating the mixed nonwoven fabrics.
The number of laminated layers when the mixed nonwoven fabric is laminated in the thickness direction of the nonwoven fabric is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of the thickness of the fiber reinforced thermoplastic resin material and the thickness of the mixed nonwoven fabric.
The types of laminated nonwoven fabrics to be laminated may be the same or different. Here, the different types of the mixed nonwoven fabric means that the types of reinforcing fibers and thermoplastic resin components contained in the mixed nonwoven fabric, the average thickness of the mixed nonwoven fabric, the mass per unit area, the value of density, etc. are different. .

−加熱加圧工程−
加熱加圧工程では、積層体を加熱及び加圧する。積層体を加熱及び加圧することで、混抄不織布中の熱可塑性樹脂成分が溶融し、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とが一体化して繊維強化熱可塑性樹脂材料が得られる。
-Heating and pressing process-
In the heating and pressing step, the laminate is heated and pressurized. By heating and pressurizing the laminate, the thermoplastic resin component in the mixed nonwoven fabric is melted, and the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component are integrated to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin material.

積層体の加熱条件は特に限定されるものではなく、混抄不織布に含まれる熱可塑性樹脂成分の含有率、ガラス転移温度等を勘案して設定することができる。
加熱加圧工程における加熱温度としては、使用する熱可塑性繊維種に依存するが、100℃〜350℃であることが好ましく、150℃〜300℃であることがより好ましく、200℃〜300℃であることがさらに好ましい。加熱温度が350℃以下であれば、加熱による樹脂の劣化が抑制される傾向にある。加熱温度が100℃以上であれば、成形不良の発生が抑制される傾向にある。
The heating conditions for the laminate are not particularly limited, and can be set in consideration of the content of the thermoplastic resin component contained in the mixed nonwoven fabric, the glass transition temperature, and the like.
The heating temperature in the heating and pressurizing step depends on the type of thermoplastic fiber used, but is preferably 100 ° C to 350 ° C, more preferably 150 ° C to 300 ° C, and 200 ° C to 300 ° C. More preferably it is. If heating temperature is 350 degrees C or less, it exists in the tendency for deterioration of the resin by heating to be suppressed. If the heating temperature is 100 ° C. or higher, the occurrence of molding defects tends to be suppressed.

積層体の加圧条件は特に限定されるものではなく、混抄不織布に含まれる熱可塑性樹脂成分の含有率、ガラス転移温度等を勘案して設定することができる。
加熱加圧工程における加圧条件としては、0.5MPa〜30MPaであることが好ましく、1MPa〜15MPaであることがより好ましく、3MPa〜8MPaであることがさらに好ましい。
The pressure condition of the laminate is not particularly limited, and can be set in consideration of the content of the thermoplastic resin component contained in the mixed nonwoven fabric, the glass transition temperature, and the like.
The pressurizing condition in the heating and pressurizing step is preferably 0.5 MPa to 30 MPa, more preferably 1 MPa to 15 MPa, and further preferably 3 MPa to 8 MPa.

加熱加圧工程における処理時間としては、5分〜120分であることが好ましく、15分〜60分であることがより好ましく、20分〜40分であることがさらに好ましい。   The treatment time in the heating and pressing step is preferably 5 minutes to 120 minutes, more preferably 15 minutes to 60 minutes, and further preferably 20 minutes to 40 minutes.

<混抄不織布の製造方法>
本開示の混抄不織布の製造方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含む繊維スラリーを抄造する抄造工程を有する。本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法では、本開示の混抄不織布の製造方法で製造された混抄不織布を用いてもよい。
<Production method of blended nonwoven fabric>
The manufacturing method of the mixed paper nonwoven fabric of this indication has the papermaking process which makes the fiber slurry containing a reinforced fiber, a thermoplastic resin component, and a dispersion medium. In the manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure, a mixed nonwoven fabric manufactured by the manufacturing method of the mixed nonwoven fabric of the present disclosure may be used.

繊維スラリーは、強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含み、必要に応じてバインダー成分、分散剤、増粘剤、消泡剤等のその他の成分を含んでもよい。繊維スラリーに含まれる強化繊維、熱可塑性樹脂成分及びバインダー成分の詳細は上述のとおりである。   The fiber slurry includes reinforcing fibers, a thermoplastic resin component, and a dispersion medium, and may include other components such as a binder component, a dispersant, a thickener, and an antifoaming agent as necessary. The details of the reinforcing fiber, the thermoplastic resin component and the binder component contained in the fiber slurry are as described above.

繊維スラリーの抄造に用いられる抄造装置は、特に限定されるものではない。抄造装置は、ベルト状につなぎ合わされた抄紙ネットと、ベルト状の抄紙ネットを連続的に回転させるベルト駆動手段と、抄紙ネットに繊維スラリーを供給する供給手段と、抄紙ネット上に形成されたウエブを脱水する脱水手段と、必要に応じてその他の手段と、を有していてもよい。
なお、繊維スラリーを抄造する場合、繊維スラリーに含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の大部分は抄造の際に不織布として回収されるため、繊維スラリー中に含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の比率と不織布に含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の比率とは大凡一致する。一方、繊維スラリーに必要に応じて含まれるバインダー成分、分散剤、増粘剤、消泡剤等のその他の成分は、抄紙ネット上にその全てが回収されないことがある。そのため、繊維スラリー中に含まれるその他の成分の比率は、不織布に含まれるその他の成分の比率と一致しないことがある。
The paper making apparatus used for paper slurry production is not particularly limited. The papermaking apparatus includes a papermaking net connected in a belt shape, belt driving means for continuously rotating the beltlike papermaking net, a supply means for supplying fiber slurry to the papermaking net, and a web formed on the papermaking net. There may be provided a dehydrating means for dehydrating the water and other means if necessary.
When making a fiber slurry, most of the reinforcing fibers and thermoplastic resin components contained in the fiber slurry are recovered as non-woven fabrics at the time of making paper, so the reinforcing fibers and thermoplastic resin components contained in the fiber slurry The ratio and the ratio of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component contained in the nonwoven fabric are almost the same. On the other hand, other components such as a binder component, a dispersant, a thickener, and an antifoaming agent that are included in the fiber slurry as needed may not be recovered on the papermaking net. Therefore, the ratio of other components contained in the fiber slurry may not match the ratio of other components contained in the nonwoven fabric.

繊維スラリーに含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の合計の含有率は特に限定されるものではない。分散性と抄造効率の観点から、繊維スラリーに含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の合計の含有率は、0.001質量%〜1質量%であることが好ましく、0.01質量%〜0.5質量%であることがより好ましく、0.02質量%〜0.1質量%であることがさらに好ましい。   The total content of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component contained in the fiber slurry is not particularly limited. From the viewpoint of dispersibility and papermaking efficiency, the total content of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component contained in the fiber slurry is preferably 0.001% by mass to 1% by mass, and 0.01% by mass to 0%. More preferably, it is 0.5 mass%, and it is further more preferable that it is 0.02 mass%-0.1 mass%.

繊維スラリーに含まれる分散媒体は、水であることが好ましい。分散媒体には、必要に応じてアルコール類、ケトン類等の有機溶媒を添加してもよい。   The dispersion medium contained in the fiber slurry is preferably water. You may add organic solvents, such as alcohol and ketones, to a dispersion medium as needed.

繊維スラリーにバインダー成分が含まれる場合、バインダー成分の含有率は、0.00001質量%〜0.01質量%であることが好ましく、0.0001質量%〜0.005質量%であることがより好ましく、0.0002質量%〜0.001質量%であることがさらに好ましい。   When the fiber slurry contains a binder component, the content of the binder component is preferably 0.00001 mass% to 0.01 mass%, more preferably 0.0001 mass% to 0.005 mass%. Preferably, it is 0.0002 mass% to 0.001 mass%.

繊維スラリーには、分散剤が含まれていてもよい。繊維スラリーが分散剤を含むことで、不織布中における強化繊維の分散性が向上する傾向にある。不織布中における強化繊維の分散性が向上することで、繊維強化熱可塑性樹脂材料の面内における弾性率のバラツキが抑制される傾向にある。
分散剤としては、強化繊維を分散可能であり、分散媒体に溶解可能であれば特に限定されず、界面活性剤、合成高分子又は天然高分子を用いることができる。
具体的には、界面活性剤としては、ドデシルスルホン酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
合成高分子としては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリビニルアルコール、部分けん化ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、アセタール基変性ポリビニルアルコール、ブチラール基変性ポリビニルアルコール、シラノール基変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、変性フェノキシ系樹脂、フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、フッ素系樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
天然高分子としては、多糖類であるデンプン、プルラン、デキストラン、デキストリン、グアーガム、キサンタンガム、アミロース、アミロペクチン、アルギン酸、アラビアガム、カラギーナン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、カードラン、キチン、キトサン、セルロース、これらの塩、これらの誘導体等が挙げられる。なお、「誘導体」とは、エステル、エーテル等の従来公知の化合物を意味する。
これらの分散剤は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
The fiber slurry may contain a dispersant. It exists in the tendency for the dispersibility of the reinforced fiber in a nonwoven fabric to improve because fiber slurry contains a dispersing agent. By improving the dispersibility of the reinforced fibers in the nonwoven fabric, variations in the elastic modulus within the surface of the fiber reinforced thermoplastic resin material tend to be suppressed.
The dispersant is not particularly limited as long as it can disperse reinforcing fibers and can be dissolved in a dispersion medium, and a surfactant, a synthetic polymer, or a natural polymer can be used.
Specifically, examples of the surfactant include sodium dodecyl sulfonate, sodium deoxycholate, sodium cholate, sodium dodecylbenzene sulfonate, and the like.
Synthetic polymers include polyether diol, polyester diol, polycarbonate diol, polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, acetoacetyl group modified polyvinyl alcohol, acetal group modified polyvinyl alcohol, butyral group modified polyvinyl alcohol, silanol group modified polyvinyl alcohol, ethylene -Vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylic resin, epoxy resin, modified epoxy resin, phenoxy resin, modified phenoxy resin, phenoxy ether Resin, phenoxy ester resin, fluorine resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, polyacrylamid , Polyacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, and the like.
Natural polymers include polysaccharides such as starch, pullulan, dextran, dextrin, guar gum, xanthan gum, amylose, amylopectin, alginic acid, gum arabic, carrageenan, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, curdlan, chitin, chitosan, cellulose, Examples thereof include salts and derivatives thereof. The “derivative” means a conventionally known compound such as ester or ether.
These dispersants may be used alone or in combination of two or more.

分散剤の含有率は、繊維スラリー中に含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の合計質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましい。また、分散剤の含有率は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましい。   The content of the dispersant is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 1% by mass or more, with respect to the total mass of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component contained in the fiber slurry. Moreover, it is preferable that the content rate of a dispersing agent is 15 mass% or less, and it is more preferable that it is 12 mass% or less.

繊維スラリーには、増粘剤が含まれていてもよい。繊維スラリーが増粘剤を含むことで、繊維スラリーの分散安定性が向上する傾向にある。
増粘剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、ノニオン性ポリエチレンオキシド等を挙げることができる。
The fiber slurry may contain a thickener. When the fiber slurry contains a thickener, the dispersion stability of the fiber slurry tends to be improved.
Examples of the thickener include anionic polyacrylamide and nonionic polyethylene oxide.

増粘剤の含有率は、繊維スラリー中に含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の合計質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましい。また、増粘剤の添加量は5質量%以下であることが好ましい。増粘剤の含有率が0.1質量%以上であれば、増粘剤の機能が発現されやすい傾向にある。増粘剤の含有率が5質量%以下であれば、繊維スラリー中にダマが発生しにくい傾向にある。   The content of the thickener is preferably 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or more with respect to the total mass of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component contained in the fiber slurry. More preferred. Moreover, it is preferable that the addition amount of a thickener is 5 mass% or less. If the content rate of a thickener is 0.1 mass% or more, it exists in the tendency for the function of a thickener to be expressed easily. If the content of the thickener is 5% by mass or less, there is a tendency that lumps are not easily generated in the fiber slurry.

繊維スラリーには、消泡剤が含まれていてもよい。繊維スラリーが消泡剤を含むことで、抄造性が向上する傾向にある。
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤、疎水性シリカ、疎水性シリコーン、ワックス、ポリシロキサン等が挙げられる。
The fiber slurry may contain an antifoaming agent. When the fiber slurry contains an antifoaming agent, the papermaking property tends to be improved.
Examples of the antifoaming agent include silicone-based antifoaming agents, hydrophobic silica, hydrophobic silicone, wax, polysiloxane and the like.

繊維スラリーを抄造する際の抄紙速度(繊維スラリー搬送速度)は、繊維スラリーに含まれる強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の量、抄造装置のタイプ、不織布の厚み等を考慮して適宜設定される。抄紙速度の一例としては、1m/min〜20m/minであることが好ましく、5m/min〜10m/minであることがより好ましい。   The paper making speed (fiber slurry conveying speed) when making the fiber slurry is appropriately set in consideration of the amount of reinforcing fiber and thermoplastic resin component contained in the fiber slurry, the type of the paper making apparatus, the thickness of the nonwoven fabric, and the like. An example of the papermaking speed is preferably 1 m / min to 20 m / min, and more preferably 5 m / min to 10 m / min.

繊維スラリーは、強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体と必要に応じて用いられるバインダー成分、分散剤、増粘剤、消泡剤等のその他の成分とを混合することで調製することができる。強化繊維、及び、熱可塑性樹脂成分が繊維状である場合には繊維状の熱可塑性樹脂成分は、離解機を用いて離解処理を施されたものであってもよい。
強化繊維及び繊維状の熱可塑性樹脂成分を離解処理する場合、強化繊維と繊維状の熱可塑性樹脂成分とを別々に離解処理した後に両者を混合してもよい。
The fiber slurry can be prepared by mixing the reinforcing fiber, the thermoplastic resin component, the dispersion medium, and other components such as a binder component, a dispersant, a thickener, and an antifoaming agent used as necessary. . When the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component are fibrous, the fibrous thermoplastic resin component may be subjected to disaggregation using a disaggregator.
In the case where the reinforcing fibers and the fibrous thermoplastic resin component are disaggregated, the reinforcing fibers and the fibrous thermoplastic resin component may be separately disaggregated and then mixed together.

繊維スラリーの粘度は特に限定されるものではなく、25℃において1Pa・s〜10Pa・sであることが好ましく、1Pa・s〜5Pa・sであることがより好ましい。
繊維スラリーの粘度は、強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の含有率、増粘剤の種類、増粘剤の含有率等を適宜調製することで所望の範囲とすることができる。
The viscosity of the fiber slurry is not particularly limited, and is preferably 1 Pa · s to 10 Pa · s at 25 ° C., more preferably 1 Pa · s to 5 Pa · s.
The viscosity of the fiber slurry can be set to a desired range by appropriately adjusting the content of reinforcing fibers and thermoplastic resin components, the type of thickener, the content of thickener, and the like.

繊維スラリーの抄造により得られたウエブを乾燥することで、混抄不織布を得ることができる。ウエブの乾燥条件は特に限定されるものではない。乾燥温度としては、80℃〜150℃であることが好ましく、100℃〜120℃であることがより好ましく、100℃〜110℃であることがさらに好ましい。乾燥時間としては、2分〜120分であることが好ましく、5分〜45分であることがより好ましく、10分〜40分であることがさらに好ましい。   A mixed nonwoven fabric can be obtained by drying the web obtained by making the fiber slurry. The conditions for drying the web are not particularly limited. The drying temperature is preferably 80 ° C to 150 ° C, more preferably 100 ° C to 120 ° C, and further preferably 100 ° C to 110 ° C. The drying time is preferably 2 minutes to 120 minutes, more preferably 5 minutes to 45 minutes, and even more preferably 10 minutes to 40 minutes.

<繊維強化熱可塑性樹脂材料>
本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料は、破断面を観察したときに、熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維の本数Aと熱可塑性樹脂成分の付着していない強化繊維の本数Bとから下記式に基づいて得られる付着率が、30%以上である。
付着率(%)=[A/(A+B)]×100
本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料は、本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法により製造されたものであってもよい。
<Fiber-reinforced thermoplastic resin material>
The fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure has the following formula from the number A of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is attached and the number B of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is not attached when the fracture surface is observed. The adhesion rate obtained based on is 30% or more.
Adhesion rate (%) = [A / (A + B)] × 100
The fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure may be manufactured by the method for manufacturing the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure.

本開示では、2.5cm×4.0cmに切断した繊維強化熱可塑性樹脂材料を、オリエンテック社製5トンテンシロン(RTC−1350A)を用いて、室温(25℃)下、クロスヘッド速度3.8mm/分の条件で3点曲げ試験を行い露出した破断面について、付着率を算出した。
付着率の算出方法の詳細は、以下の通りである。
繊維強化熱可塑性樹脂材料を折り曲げて、破断面を露出させる。この破断面を走査型電子顕微鏡で観察する。観察画像には、熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維及び熱可塑性樹脂成分の付着していない強化繊維の少なくとも一方が投影像として観察される。観察された全強化繊維の本数(A+B)に占める、熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維の本数Aの比率[A/(A+B)]を、付着率として算出する。
強化繊維に熱可塑性樹脂成分が「付着している」とは、観察画像(投影像)の面積基準で、強化繊維の表面の30%以上に熱可塑性樹脂成分が存在していることをいう。一方、強化繊維に熱可塑性樹脂成分が「付着していない」とは、観察画像(投影像)の面積基準で、強化繊維の表面の30%未満に熱可塑性樹脂成分が存在しているか、又は、強化繊維の表面に熱可塑性樹脂成分が存在していないことをいう。
In the present disclosure, a fiber-reinforced thermoplastic resin material cut to 2.5 cm × 4.0 cm is used with a 5-ton tensilon (RTC-1350A) manufactured by Orientec Corporation at room temperature (25 ° C.) and a crosshead speed of 3. A three-point bending test was performed under the condition of 8 mm / min, and the adhesion rate was calculated for the exposed fracture surface.
Details of the method for calculating the adhesion rate are as follows.
The fiber reinforced thermoplastic resin material is folded to expose the fracture surface. This fracture surface is observed with a scanning electron microscope. In the observation image, at least one of the reinforcing fiber to which the thermoplastic resin component is attached and the reinforcing fiber to which the thermoplastic resin component is not attached is observed as a projected image. The ratio [A / (A + B)] of the number A of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component adheres in the total number (A + B) of all reinforcing fibers observed is calculated as the adhesion rate.
“The thermoplastic resin component is“ attached ”to the reinforcing fiber” means that the thermoplastic resin component is present in 30% or more of the surface of the reinforcing fiber on the basis of the area of the observation image (projected image). On the other hand, “the thermoplastic resin component is not attached” to the reinforcing fiber means that the thermoplastic resin component is present in less than 30% of the surface of the reinforcing fiber on the basis of the area of the observation image (projected image), or This means that no thermoplastic resin component is present on the surface of the reinforcing fiber.

繊維強化熱可塑性樹脂材料を折り曲げて露出した破断面では、二通りの破壊モードが生ずると考えられる。一つは、強化繊維と熱可塑性樹脂成分との界面で、強化繊維と熱可塑性樹脂成分とが剥離する状態である。他の一つは、熱可塑性樹脂成分の内部で熱可塑性樹脂成分自身が破壊される状態である。強化繊維と熱可塑性樹脂成分とが剥離した場合、強化繊維の表面はむき出しになるため、この強化繊維は熱可塑性樹脂成分の付着していない強化繊維に該当することとなる。一方、熱可塑性樹脂成分の内部で熱可塑性樹脂成分自身が破壊された場合、強化繊維の表面には熱可塑性樹脂成分が付着したままとなるため、この強化繊維は熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維に該当することとなる。つまり、付着率は、破断面における全ての破壊モードに占める熱可塑性樹脂成分の内部で熱可塑性樹脂成分自身が破壊される状態の割合に比例する値であると考えられる。
強化繊維と熱可塑性樹脂成分との界面で、強化繊維と熱可塑性樹脂成分との剥離が生じている状態は、熱可塑性樹脂成分の内部で熱可塑性樹脂成分自身が破壊される状態に比較して、強化繊維と熱可塑性樹脂成分との間の接着性が劣っていることを示唆する。
本発明者等は鋭意検討の結果、繊維強化熱可塑性樹脂材料の弾性率と付着率との間に相関関係があり、強化繊維と熱可塑性樹脂成分との間の接着性(つまりは、付着率)が低いと、繊維強化熱可塑性樹脂材料の弾性率が悪化することを見いだした。そして、付着率が30%以上であれば、繊維強化熱可塑性樹脂材料として十分な弾性率を確保可能であるとの結論に至った。
Two fracture modes are considered to occur at the fractured surface exposed by bending the fiber reinforced thermoplastic resin material. One is a state in which the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component peel at the interface between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component. The other is a state in which the thermoplastic resin component itself is destroyed inside the thermoplastic resin component. When the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component are peeled off, the surface of the reinforcing fiber is exposed, so that the reinforcing fiber corresponds to a reinforcing fiber to which the thermoplastic resin component is not attached. On the other hand, when the thermoplastic resin component itself is destroyed inside the thermoplastic resin component, the thermoplastic resin component remains attached to the surface of the reinforcing fiber, so this reinforcing fiber is reinforced with the thermoplastic resin component attached. It corresponds to fiber. That is, the adhesion rate is considered to be a value proportional to the ratio of the state in which the thermoplastic resin component itself is destroyed within the thermoplastic resin component occupying all the fracture modes in the fracture surface.
The state where the separation between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component occurs at the interface between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component is compared to the state where the thermoplastic resin component itself is destroyed inside the thermoplastic resin component. This suggests that the adhesion between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component is poor.
As a result of intensive studies, the inventors have a correlation between the elastic modulus and the adhesion rate of the fiber-reinforced thermoplastic resin material, and the adhesion between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin component (that is, the adhesion rate). ) Is low, the elastic modulus of the fiber-reinforced thermoplastic resin material is found to deteriorate. And if the adhesion rate was 30% or more, it came to the conclusion that sufficient elasticity modulus can be ensured as a fiber reinforced thermoplastic resin material.

付着率は、45%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。付着率の上限は100%である。   The adhesion rate is preferably 45% or more, and more preferably 60% or more. The upper limit of the adhesion rate is 100%.

繊維強化熱可塑性樹脂材料の平均厚み及び目付けは、例えば、混抄不織布の平均厚み及び目付け、混抄不織布の積層枚数、並びに、積層体の加熱条件及び加圧条件を調整することで、調整可能である。   The average thickness and basis weight of the fiber-reinforced thermoplastic resin material can be adjusted, for example, by adjusting the average thickness and basis weight of the blended nonwoven fabric, the number of layers of the blended nonwoven fabric, and the heating and pressing conditions of the laminate. .

<構造体>
本開示の構造体は、本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法により製造された繊維強化熱可塑性樹脂材料又は本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料で一部又は全部が構成されたものである。
本開示の構造体は、その一部又は全部が本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法により製造された繊維強化熱可塑性樹脂材料又は本開示の繊維強化熱可塑性樹脂材料で構成されるため、弾性率に優れる。
<Structure>
The structure of the present disclosure is configured by a part or all of the fiber reinforced thermoplastic resin material manufactured by the method of manufacturing the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure or the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure. is there.
Since the structure of the present disclosure is partially or entirely composed of the fiber reinforced thermoplastic resin material manufactured by the method of manufacturing the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure or the fiber reinforced thermoplastic resin material of the present disclosure. Excellent elasticity.

繊維強化熱可塑性樹脂材料を用いて構造体を形成する場合、繊維強化熱可塑性樹脂材料を、熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度以上の温度で成形することが好ましい。加熱加圧成形に用いられる装置としては、例えば、プレス機等が挙げられる。加熱条件としては、熱可塑性樹脂成分の種類にもよるが、50℃〜350℃であることが好ましく、200℃〜300℃であることがより好ましい。加圧条件としては、熱可塑性樹脂成分の種類にもよるが、1MPa以上であることが好ましい。また、加熱加圧時間としては、熱可塑性樹脂成分の種類にもよるが、1分〜60分であることが好ましく、3分〜40分であることがより好ましく、10分〜30分であることがさらに好ましい。所定の加熱温度に到達するまでの昇温速度は、熱可塑性樹脂成分の種類にもよるが、1℃/分〜30℃/分であることが好ましく、5℃/分〜30℃/分であることがより好ましい。加熱加圧処理の終了後における冷却温度は、熱可塑性樹脂成分の種類にもよるが、5℃/分〜30℃/分であることが好ましく、10℃/分〜20℃/分であることがより好ましい。冷却の際には、繊維強化熱可塑性樹脂材料を加圧した状態を維持していることが好ましい。   When forming a structure using a fiber reinforced thermoplastic resin material, it is preferable to mold the fiber reinforced thermoplastic resin material at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin component. As an apparatus used for heat-pressure molding, a press machine etc. are mentioned, for example. Although it depends on the kind of the thermoplastic resin component, the heating condition is preferably 50 ° C to 350 ° C, more preferably 200 ° C to 300 ° C. Although it depends on the kind of the thermoplastic resin component, the pressurizing condition is preferably 1 MPa or more. Further, the heating and pressing time is preferably 1 minute to 60 minutes, more preferably 3 minutes to 40 minutes, and more preferably 10 minutes to 30 minutes, although it depends on the type of the thermoplastic resin component. More preferably. The rate of temperature increase until reaching a predetermined heating temperature is preferably 1 ° C./min to 30 ° C./min, although it depends on the type of thermoplastic resin component, and is 5 ° C./min to 30 ° C./min. More preferably. The cooling temperature after completion of the heating and pressing treatment is preferably 5 ° C./min to 30 ° C./min, preferably 10 ° C./min to 20 ° C./min, although it depends on the type of thermoplastic resin component. Is more preferable. During cooling, it is preferable to maintain a pressurized state of the fiber reinforced thermoplastic resin material.

本開示の構造体は、自動車関連部品、家電部品等を構成する構造体として好適に使用可能である。   The structure of the present disclosure can be suitably used as a structure constituting an automobile-related part, a home appliance part, or the like.

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
(混抄不織布の調製)
−繊維スラリーの調製−
繊維径が10μmで繊維長が10mmの炭素繊維を0.4質量部と、繊維径が10μmで繊維長が10mmのポリアミド繊維(ナイロン繊維、ガラス転移温度:280℃)を1.6質量部と、繊維径が0.1μmで繊維長が10μmのセルロースナノファイバーを0.02質量部と、明成化学株式会社製CP−B2(分散剤)を0.1質量部と、明成化学株式会社製パムオールS−300(増粘剤)を0.04質量部とを水中に投入し、さらに明成化学株式会社製フォームレスP−98(消泡剤)を、消泡効果を発揮するのに必要な量添加し、撹拌し、繊維成分を水中に分散させた繊維スラリーを調製した。水の量は、炭素繊維とナイロン繊維の合計量に対し質量基準で3500倍となるようにした(炭素繊維及びナイロン繊維の合計の濃度として0.03質量%)。
[Example 1]
(Preparation of mixed nonwoven fabric)
-Preparation of fiber slurry-
0.4 parts by mass of carbon fiber having a fiber diameter of 10 μm and a fiber length of 10 mm, and 1.6 parts by mass of polyamide fiber (nylon fiber, glass transition temperature: 280 ° C.) having a fiber diameter of 10 μm and a fiber length of 10 mm 0.02 parts by mass of cellulose nanofibers having a fiber diameter of 0.1 μm and a fiber length of 10 μm, 0.1 parts by mass of CP-B2 (dispersing agent) manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd. 0.04 parts by mass of S-300 (thickening agent) is added to water, and Fossil P-98 (antifoaming agent) manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd. is an amount necessary to exert an antifoaming effect. A fiber slurry was prepared by adding and stirring to disperse the fiber component in water. The amount of water was 3500 times on a mass basis with respect to the total amount of carbon fiber and nylon fiber (0.03% by mass as the total concentration of carbon fiber and nylon fiber).

−抄造−
上述のようにして得られた繊維スラリーを用いて湿式法にてウエブを形成し、105℃で加熱乾燥することにより目付けが100g/mである混抄不織布を作製した。混抄不織布のVfは15体積%であった。
-Papermaking-
Using the fiber slurry obtained as described above, a web was formed by a wet method, and heat-dried at 105 ° C. to produce a mixed nonwoven fabric having a basis weight of 100 g / m 2 . Vf of the mixed nonwoven fabric was 15% by volume.

(繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造)
得られた混抄不織布を20枚積層して積層体を得た。この積層体を260℃、5MPaの条件で30分プレスし、繊維強化熱可塑性樹脂材料を得た。
得られた繊維強化熱可塑性樹脂材料を用いて、以下の評価を実施した。
(Manufacture of fiber reinforced thermoplastic resin materials)
20 sheets of the obtained mixed nonwoven fabric were laminated to obtain a laminate. This laminate was pressed at 260 ° C. and 5 MPa for 30 minutes to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin material.
The following evaluation was implemented using the obtained fiber reinforced thermoplastic resin material.

(弾性率の測定)
2.5cm×4.0cmに切断した繊維強化熱可塑性樹脂材料を、オリエンテック社製5トンテンシロン(RTC−1350A)を用いて、室温(25℃)下、クロスヘッド速度3.8mm/分の条件で3点曲げ試験を行い、弾性率を測定した。なお、測定は10点行い、その平均値を弾性率とし、最大及び最小の値の差を弾性率バラツキとした。
(Measurement of elastic modulus)
A fiber-reinforced thermoplastic resin material cut to 2.5 cm × 4.0 cm is used with a 5-ton tensilon (RTC-1350A) manufactured by Orientec Co., Ltd., at room temperature (25 ° C.), and a crosshead speed of 3.8 mm / min. A three-point bending test was performed under the conditions, and the elastic modulus was measured. The measurement was performed at 10 points, the average value being the elastic modulus, and the difference between the maximum and minimum values being the elastic modulus variation.

(破断面の観察)
3点曲げ試験後の繊維強化熱可塑性樹脂材料の破断面の電子顕微鏡写真(1000倍)を、日本電子株式会社社の走査電子顕微鏡JSM―7800F−Primeを用いて撮影した。得られた破断面の電子顕微鏡写真の一例を図1に示す。図1では、表面に熱可塑性樹脂成分が付着している炭素繊維(A)と、表面に熱可塑性樹脂成分が付着していない炭素繊維(B)とが観測された。
上記方法により、実施例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料についての付着率は、60%であると算出された。
(Observation of fracture surface)
An electron micrograph (1000 times) of the fracture surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin material after the three-point bending test was taken using a scanning electron microscope JSM-7800F-Prime manufactured by JEOL Ltd. An example of the electron micrograph of the obtained fracture surface is shown in FIG. In FIG. 1, carbon fibers (A) having a thermoplastic resin component attached to the surface and carbon fibers (B) having no thermoplastic resin component attached to the surface were observed.
By the above method, the adhesion rate for the fiber-reinforced thermoplastic resin material of Example 1 was calculated to be 60%.

[実施例2]
分散剤を不使用とした以外は実施例1と同様にして、混抄不織布及び繊維強化熱可塑性樹脂材料を得た。混抄不織布の目付けは100g/mでVfは15体積%であった。
得られた繊維強化熱可塑性樹脂材料を用いて実施例1と同様にして評価した。図2に、実施例2の繊維強化熱可塑性樹脂材料についての破断面の電子顕微鏡写真の一例を示す。
上記方法により、実施例2の繊維強化熱可塑性樹脂材料についての付着率は、60%であると算出された。
[Example 2]
A mixed nonwoven fabric and a fiber reinforced thermoplastic resin material were obtained in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was not used. The basis weight of the mixed nonwoven fabric was 100 g / m 2 and Vf was 15% by volume.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained fiber-reinforced thermoplastic resin material. In FIG. 2, an example of the electron micrograph of the torn surface about the fiber reinforced thermoplastic resin material of Example 2 is shown.
By the said method, the adhesion rate about the fiber reinforced thermoplastic resin material of Example 2 was calculated to be 60%.

[比較例1]
(炭素繊維不織布の調製)
−炭素繊維スラリーの調製−
繊維径が10μmで繊維長が10mmの炭素繊維を2.0質量部と、繊維径が0.1μmで繊維長が10μmのセルロースナノファイバーを0.02質量部と、明成化学株式会社製CP−B2(分散剤)を0.1質量部と、明成化学株式会社製パムオールS−300(増粘剤)を0.05質量部とを水中に投入し、さらに明成化学株式会社製フォームレスP−98(消泡剤)を、消泡効果を発揮するのに必要な量添加し、撹拌し、繊維成分を水中に分散させた炭素繊維スラリーを調製した。水の量は、炭素繊維に対し質量基準で3500倍となるようにした(炭素繊維の濃度として0.03質量%)。
[Comparative Example 1]
(Preparation of carbon fiber nonwoven fabric)
-Preparation of carbon fiber slurry-
2.0 mass parts of carbon fibers having a fiber diameter of 10 μm and a fiber length of 10 mm, 0.02 mass parts of cellulose nanofibers having a fiber diameter of 0.1 μm and a fiber length of 10 μm, CP- manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd. 0.12 parts by mass of B2 (dispersing agent) and 0.05 part by mass of Pamall S-300 (thickener) manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd. are added to water, and Foamless P- produced by Meisei Chemical Co., Ltd. 98 (antifoaming agent) was added in an amount necessary for exhibiting the defoaming effect, and stirred to prepare a carbon fiber slurry in which fiber components were dispersed in water. The amount of water was 3500 times on a mass basis with respect to the carbon fiber (0.03% by mass as the concentration of carbon fiber).

−抄造−
上述のようにして得られた炭素繊維スラリーを用いて湿式法にてウエブを形成し、105℃で加熱乾燥することにより目付けが100g/mである炭素繊維不織布を作製した。
-Papermaking-
A carbon fiber nonwoven fabric having a basis weight of 100 g / m 2 was prepared by forming a web by a wet method using the carbon fiber slurry obtained as described above and drying by heating at 105 ° C.

−ナイロン繊維スラリーの調製−
繊維径が10μmで繊維長が10mmのポリアミド繊維(ナイロン繊維、ガラス転移温度:280℃)を2.0質量部と、繊維径が0.1μmで繊維長が10μmのセルロースナノファイバーを0.02質量部と、明成化学株式会社製パムオールS−300(増粘剤)を0.4質量部とを水中に投入し、さらに明成化学株式会社製フォームレスP−98(消泡剤)を、消泡効果を発揮するのに必要な量添加し、撹拌し、繊維成分を水中に分散させたナイロン繊維スラリーを調製した。水の量は、ナイロン繊維に対し質量基準で3500倍となるようにした(ナイロン繊維の濃度として0.03質量%)。
-Preparation of nylon fiber slurry-
2.0 parts by mass of a polyamide fiber (nylon fiber, glass transition temperature: 280 ° C.) having a fiber diameter of 10 μm and a fiber length of 10 mm, and 0.02 of cellulose nanofiber having a fiber diameter of 0.1 μm and a fiber length of 10 μm Part by mass and 0.4 part by mass of Meisei Chemical Co., Ltd. Pamall S-300 (thickener) are added to the water, and Foamless P-98 (foaming agent) made by Meisei Chemical Co., Ltd. is turned off. A nylon fiber slurry was prepared by adding an amount necessary for exhibiting the foam effect, stirring, and dispersing the fiber component in water. The amount of water was 3500 times based on the mass of nylon fibers (0.03% by mass as the concentration of nylon fibers).

−抄造−
上述のようにして得られたナイロン繊維スラリーを用いて湿式法にてウエブを形成し、105℃で加熱乾燥することにより目付けが100g/mであるナイロン繊維不織布を作製した。
-Papermaking-
A nylon fiber nonwoven fabric having a basis weight of 100 g / m 2 was produced by forming a web by a wet method using the nylon fiber slurry obtained as described above and drying by heating at 105 ° C.

(繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造)
得られた炭素繊維不織布4枚及びナイロン繊維不織布16枚を、ナイロン繊維不織布―ナイロン繊維不織布―炭素繊維不織布―ナイロン繊維不織布―ナイロン繊維不織布の順の繰り返しを1セットとし、合計で4セット積層して積層体を得た。この積層体を260℃、5MPaの条件で30分プレスし、繊維強化熱可塑性樹脂材料を得た。得られた繊維強化熱可塑性樹脂材料を用いて実施例1と同様にして評価した。図3に、比較例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料についての破断面の電子顕微鏡写真の一例を示す。
上記方法により、比較例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料についての付着率は、10%であると算出された。
(Manufacture of fiber reinforced thermoplastic resin materials)
Four carbon fiber non-woven fabrics and 16 nylon fiber non-woven fabrics were laminated in the order of nylon fiber non-woven fabric-nylon fiber non-woven fabric-carbon fiber non-woven fabric-nylon fiber non-woven fabric-nylon fiber non-woven fabric, and a total of 4 sets were laminated. To obtain a laminate. This laminate was pressed at 260 ° C. and 5 MPa for 30 minutes to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin material. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained fiber-reinforced thermoplastic resin material. In FIG. 3, an example of the electron micrograph of the torn surface about the fiber reinforced thermoplastic resin material of the comparative example 1 is shown.
By the above method, the adhesion rate for the fiber-reinforced thermoplastic resin material of Comparative Example 1 was calculated to be 10%.

表1から、混抄不織布用いて製造された実施例の繊維強化熱可塑性樹脂材料は、炭素繊維不織布とナイロン繊維不織布とを交互に重ね合わせて製造された比較例の繊維強化熱可塑性樹脂材料に比較して、弾性率が優れる。また、繊維スラリーの調製の際に分散剤を用いた実施例1の繊維強化熱可塑性樹脂材料は、繊維スラリーの調製の際に分散剤を用いなかった実施例2の繊維強化熱可塑性樹脂材料に比較して、弾性率のバラツキが小さかった。なお、繊維スラリーの調製の際に分散剤を使用したか否かに関わらず、混抄不織布用いて製造された実施例の繊維強化熱可塑性樹脂材料の弾性率は同等であった。   From Table 1, the fiber reinforced thermoplastic resin material of the example manufactured using the mixed nonwoven fabric is compared with the fiber reinforced thermoplastic resin material of the comparative example manufactured by alternately stacking the carbon fiber nonwoven fabric and the nylon fiber nonwoven fabric. And the elastic modulus is excellent. In addition, the fiber reinforced thermoplastic resin material of Example 1 using the dispersant in the preparation of the fiber slurry was replaced with the fiber reinforced thermoplastic resin material of Example 2 in which the dispersant was not used in the preparation of the fiber slurry. In comparison, the variation in elastic modulus was small. In addition, the elasticity modulus of the fiber reinforced thermoplastic resin material of the Example manufactured using the mixed nonwoven fabric was equivalent irrespective of whether the dispersing agent was used in the preparation of the fiber slurry.

Claims (6)

強化繊維と熱可塑性樹脂成分とを含む混抄不織布を準備する準備工程と、
前記混抄不織布を積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を加熱及び加圧する加熱加圧工程と、
を有する繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。
A preparation step of preparing a non-woven fabric containing a reinforcing fiber and a thermoplastic resin component;
Laminating step of laminating the mixed nonwoven fabric to obtain a laminate,
A heating and pressurizing step of heating and pressurizing the laminate;
The manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin material which has this.
前記混抄不織布が、前記強化繊維と前記熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含む繊維スラリーを抄造して得られたものである請求項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。   The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material according to claim 1, wherein the mixed nonwoven fabric is obtained by making a fiber slurry containing the reinforcing fibers, the thermoplastic resin component, and a dispersion medium. 前記熱可塑性樹脂成分が、繊維状である請求項1又は請求項2に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法。   The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin material according to claim 1, wherein the thermoplastic resin component is fibrous. 強化繊維と熱可塑性樹脂成分と分散媒体とを含む繊維スラリーを抄造する抄造工程を有する混抄不織布の製造方法。   A method for producing a mixed non-woven fabric comprising a paper making step for making a fiber slurry containing reinforcing fibers, a thermoplastic resin component and a dispersion medium. 破断面を観察したときに、熱可塑性樹脂成分の付着した強化繊維の本数Aと熱可塑性樹脂成分の付着していない強化繊維の本数Bとから下記式に基づいて得られる付着率が、30%以上である繊維強化熱可塑性樹脂材料。
付着率(%)=[A/(A+B)]×100
When the fracture surface is observed, the adhesion rate obtained from the following formula from the number A of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is attached and the number B of reinforcing fibers to which the thermoplastic resin component is not attached is 30%. This is the fiber reinforced thermoplastic resin material.
Adhesion rate (%) = [A / (A + B)] × 100
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料の製造方法により製造された繊維強化熱可塑性樹脂材料又は請求項5に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料で一部又は全部が構成された構造体。   A part of the fiber reinforced thermoplastic resin material produced by the method for producing a fiber reinforced thermoplastic resin material according to any one of claims 1 to 3 or the fiber reinforced thermoplastic resin material according to claim 5. Or a structure that is entirely constructed.
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