JP2020084376A - Fiber sizing agent, fiber bundle, and fiber product - Google Patents

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JP2020084376A JP2018221072A JP2018221072A JP2020084376A JP 2020084376 A JP2020084376 A JP 2020084376A JP 2018221072 A JP2018221072 A JP 2018221072A JP 2018221072 A JP2018221072 A JP 2018221072A JP 2020084376 A JP2020084376 A JP 2020084376A
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幸矢佳 阪口
Sayaka Sakaguchi
幸矢佳 阪口
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Abstract

To provide a fiber sizing agent that can impart excellent adhesiveness between fiber and matrix resin and can realize both an excellent fiber sizing property and an excellent fiber opening property.SOLUTION: A fiber sizing agent contains a polyester (A), which has an aromatic ring and a functional group (a) represented by general formula (1). The number (m) of the functional groups (a) in each molecule of the polyester (A) is from 1 to 6, and the number of ester groups in each molecule of the polyester (A) is at least m+1.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、繊維用集束剤、繊維束及び繊維製品に関する。 The present invention relates to a fiber sizing agent, a fiber bundle, and a fiber product.

不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びポリプロピレン樹脂等のマトリックス樹脂と各種繊維との複合材料が、スポーツ用具、レジャー用品及び航空機等の分野で広く利用されている。
これらの複合材料に使用される繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維及びスラッグ繊維等の繊維が用いられている。これらの繊維は、前記の複合材料とする加工工程において、毛羽立ちや糸切れを防止するため、通常、集束剤が付与されている。
しかしながら、従来の集束剤では、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等のマトリックス樹脂において、繊維とマトリックス樹脂との接着性が不十分であるという問題があった。
この問題を解決するため、エポキシ樹脂がアルコキシポリオキシエチレン構造とエポキシ基とを有するウレタン樹脂によって水性媒体に分散された繊維集束剤(例えば特許文献1)や分子中にエポキシ基と不飽和基を有する化合物、ウレタンアクリレート及びポリウレタン樹脂を含有する繊維集束剤(例えば特許文献2)が知られている。
BACKGROUND ART Composite materials of various resins and matrix resins such as unsaturated polyester resins, phenol resins, epoxy resins and polypropylene resins are widely used in fields such as sports equipment, leisure goods and aircraft.
Fibers such as glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, metal fiber, mineral fiber and slug fiber are used as fibers used in these composite materials. A sizing agent is usually added to these fibers in order to prevent fuzzing and yarn breakage in the processing step of forming the composite material.
However, the conventional sizing agent has a problem that the adhesion between the fiber and the matrix resin is insufficient in the matrix resin such as the vinyl ester resin and the unsaturated polyester resin.
In order to solve this problem, a fiber sizing agent (for example, Patent Document 1) in which an epoxy resin is dispersed in an aqueous medium by a urethane resin having an alkoxypolyoxyethylene structure and an epoxy group, or an epoxy group and an unsaturated group are contained in a molecule. A fiber sizing agent containing a compound having the same, a urethane acrylate and a polyurethane resin (for example, Patent Document 2) is known.

複合材料の物性向上には、繊維の特性を有効に生かすという点から繊維とマトリックス樹脂との接着性が高いこと、マトリックス樹脂の含浸性を向上するために繊維束の開繊性が高いこと、及び繊維束の取扱い性の観点から集束性が良好であることが重要である。従って、繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れ、繊維束の開繊性が高く、繊維の取扱い性が良好である繊維束を形成できる集束剤が望まれている。
しかし、特許文献1で提案された集束剤は、繊維とマトリックス樹脂との接着性を十分に満たすものではなく、その結果、複合材料の強度も十分でないという課題があり、特許文献2は繊維とマトリックス樹脂との接着性は良好であるが、開繊性が不十分という課題があった。
In order to improve the physical properties of the composite material, the adhesiveness between the fiber and the matrix resin is high from the viewpoint of effectively utilizing the characteristics of the fiber, and the openability of the fiber bundle is high in order to improve the impregnating property of the matrix resin, Also, from the viewpoint of handleability of the fiber bundle, it is important that the bundle property is good. Therefore, there is a demand for a sizing agent capable of forming a fiber bundle having excellent adhesiveness between the fiber and the matrix resin, high openability of the fiber bundle, and good handleability of the fiber.
However, the sizing agent proposed in Patent Document 1 does not sufficiently satisfy the adhesiveness between the fiber and the matrix resin, and as a result, there is a problem that the strength of the composite material is not sufficient. Although the adhesiveness with the matrix resin is good, there is a problem that the openability is insufficient.

特開2013−249562号公報JP, 2013-249562, A 特許第5497908号公報Patent No. 5497908

本発明は、繊維とマトリックス樹脂との優れた接着性を付与でき、かつ優れた集束性及び開繊性を両立出来る繊維用集束剤を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a sizing agent for fibers, which can impart excellent adhesiveness between the fiber and the matrix resin and can have both excellent sizing property and openability.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、芳香環及び一般式(1)で示される官能基(a)を有するポリエステル(A)を含有する繊維用集束剤であって、
前記ポリエステル(A)1分子が有する官能基(a)の個数(m)が1〜6であり、
前記ポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数が、m+1以上である繊維用集束剤;炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維及びスラッグ繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維を、前記繊維用集束剤で処理してなる繊維束;前記繊維束を含有する繊維製品である。

Figure 2020084376
[一般式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、ポリエステル(A)が複数のRを有する場合は、同一でも異なっていても良い。] The present inventors have arrived at the present invention as a result of studies to achieve the above object.
That is, the present invention provides a fiber sizing agent containing an aromatic ring and a polyester (A) having a functional group (a) represented by the general formula (1),
The number (m) of the functional groups (a) contained in one molecule of the polyester (A) is 1 to 6,
The number of ester groups contained in one molecule of the polyester (A) is m+1 or more; selected from the group consisting of carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, metal fibers, mineral fibers and slug fibers. A fiber bundle obtained by treating at least one kind of fiber with the fiber sizing agent; a fiber product containing the fiber bundle.
Figure 2020084376
[In the general formula (1), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when the polyester (A) has a plurality of Rs, they may be the same or different. ]

本発明の繊維用集束剤は、繊維とマトリックス樹脂との優れた接着性を付与でき、かつ優れた集束性及び開繊性を両立できるという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The fiber sizing agent of the present invention has the effects of being able to impart excellent adhesiveness between the fiber and the matrix resin, and being able to achieve both excellent sizing property and fiber-spreading property.

開繊性の評価における炭素繊維束の配置を示した図である。It is a figure showing arrangement of a carbon fiber bundle in evaluation of openability.

本発明の繊維用集束剤は、芳香環及び上記の一般式(1)で示される官能基(a)を有するポリエステル(A)を含有する繊維用集束剤である。 The fiber sizing agent of the present invention is a fiber sizing agent containing an aromatic ring and a polyester (A) having a functional group (a) represented by the general formula (1).

前記のポリエステル(A)としては、ヒドロキシ基を有するエステルと、官能基(a)を有するカルボン酸とをエステル化反応させてなるポリエステル(A1)、及び、ヒドロキシ基を有するエステルと、ポリイソシアネート(γ)とをウレタン化反応させてなるイソシアネートと、官能基(a)及び水酸基を有する化合物とをウレタン化反応させてなるポリエステル(A2)等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有するエステルは、カルボン酸(α)とポリオール(β)とのエステル化物であり、カルボン酸(α)及びポリオール(β)を必須構成単量体とするポリエステルであってもよい[ポリエステルの場合、カルボン酸(α)としてポリカルボン酸を用いる]。
「ヒドロキシ基を有するエステル」が有するヒドロキシ基は、エステルの末端に位置するポリオール(β)由来のヒドロキシ基であっても良く、ポリエステルの場合は各構成単量体に由来する構成単位の側鎖由来のヒドロキシ基であっても良いが、マトリックス樹脂との接着性の観点から、ポリエステルの末端に位置するポリオール(β)由来のヒドロキシ基であることが好ましい。
なお、ポリエステル(A)が有する芳香環は、カルボン酸(α)由来の物であっても、ポリオール(β)由来の物であっても、官能基(a)を有するカルボン酸由来の物であっても、ポリイソシアネート(γ)由来の物であっても、官能基(a)及び水酸基を有する化合物由来の物であっても良い。
また、ポリエステル(A)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用しても良い。
Examples of the polyester (A) include a polyester (A1) obtained by subjecting an ester having a hydroxy group and a carboxylic acid having a functional group (a) to an esterification reaction, an ester having a hydroxy group, and a polyisocyanate ( Examples include polyester (A2) obtained by subjecting an isocyanate obtained by subjecting γ) to a urethane reaction with a compound having a functional group (a) and a hydroxyl group.
The ester having a hydroxy group is an esterified product of carboxylic acid (α) and polyol (β), and may be polyester having carboxylic acid (α) and polyol (β) as essential constituent monomers [polyester In the case of, a polycarboxylic acid is used as the carboxylic acid (α)].
The hydroxy group contained in the “ester having a hydroxy group” may be a hydroxyl group derived from a polyol (β) located at the terminal of the ester, and in the case of polyester, a side chain of a constituent unit derived from each constituent monomer. Although it may be a hydroxy group derived from a hydroxyl group, it is preferably a hydroxy group derived from a polyol (β) located at the terminal of the polyester from the viewpoint of adhesiveness to the matrix resin.
The aromatic ring of the polyester (A) may be derived from a carboxylic acid (α) or a polyol (β), or may be derived from a carboxylic acid having a functional group (a). Alternatively, it may be derived from polyisocyanate (γ) or a compound having a functional group (a) and a hydroxyl group.
The polyester (A) may be used alone or in combination of two or more.

前記のカルボン酸(α)としては、脂肪族カルボン酸(α1)及び芳香族カルボン酸(α2)等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid (α) include aliphatic carboxylic acid (α1) and aromatic carboxylic acid (α2).

脂肪族カルボン酸(α1)としては、鎖状飽和脂肪族カルボン酸(α11)、鎖状不飽和脂肪族カルボン酸(α12)、脂環式カルボン酸(α13)及びダイマー酸(α14)等が挙げられる。 Examples of the aliphatic carboxylic acid (α1) include chain saturated aliphatic carboxylic acid (α11), chain unsaturated aliphatic carboxylic acid (α12), alicyclic carboxylic acid (α13) and dimer acid (α14). Be done.

鎖状飽和脂肪族カルボン酸(α11)としては、炭素数2〜22の直鎖又は分岐の鎖状飽和脂肪族カルボン酸[炭素数2〜22の直鎖又は分岐の鎖状飽和脂肪族モノカルボン酸(酢酸、1−プロピオン酸、1−ブタン酸、1−ペンタン酸、1−ヘキサン酸、1−ヘプタン酸及び1−オクタン酸)及び炭素数2〜22の直鎖又は分岐の鎖状飽和脂肪族ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、ジメチルマロン酸、α−メチルグルタル酸、β−メチルグルタル酸、2,4−ジエチルグルタル酸、イソプロピルマロン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、イコサンジカルボン酸、デシルコハク酸、ドデシルコハク酸及びオクタデシルコハク酸等)等]等が挙げられる。 As the chain saturated aliphatic carboxylic acid (α11), a straight chain or branched chain saturated aliphatic carboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms [straight chain or branched chain saturated aliphatic monocarboxylic group having 2 to 22 carbon atoms] Acids (acetic acid, 1-propionic acid, 1-butanoic acid, 1-pentanoic acid, 1-hexanoic acid, 1-heptanoic acid and 1-octanoic acid) and straight or branched chain saturated fats having 2 to 22 carbon atoms Group polycarboxylic acids (oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, dimethylmalonic acid, α-methylglutaric acid, β-methylglutaric acid, 2,4-diethylglutaric acid, isopropylmalonic acid , Adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, tridecanedicarboxylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, hexadecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, icosanedicarboxylic acid, Decyl succinic acid, dodecyl succinic acid, octadecyl succinic acid, etc.)] and the like.

鎖状不飽和脂肪族カルボン酸(α12)としては、炭素数4〜22の直鎖又は分岐の鎖状不飽和脂肪族カルボン酸[炭素数4〜22の直鎖又は分岐の鎖状不飽和脂肪族モノカルボン酸(リノール酸、オレイン酸及びエルカ酸等)及び炭素数4〜22の直鎖又は分岐の鎖状不飽和脂肪族ポリカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸及びオクタデセニルコハク酸等)等]等が挙げられる。 The chain unsaturated aliphatic carboxylic acid (α12) is a straight chain or branched chain unsaturated aliphatic carboxylic acid having 4 to 22 carbon atoms [straight chain or branched chain unsaturated fatty acid having 4 to 22 carbon atoms]. Group monocarboxylic acids (linoleic acid, oleic acid, erucic acid, etc.) and linear or branched chain unsaturated aliphatic polycarboxylic acids having 4 to 22 carbon atoms (maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, dodecenylsuccinic acid) Acid, pentadecenyl succinic acid, octadecenyl succinic acid, etc.)] and the like.

脂環式カルボン酸(α13)としては、炭素数4〜14の脂環式カルボン酸[炭素数4〜14の脂環式モノカルボン酸(シクロプロパンカルボン酸及びシクロヘキサンカルボン酸)及び炭素数7〜14の脂環式ポリカルボン酸(1,3−又は1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジ酢酸及びジシクロヘキシル−4,4’−ジカルボン酸等)等]等が挙げられる。 Examples of the alicyclic carboxylic acid (α13) include alicyclic carboxylic acid having 4 to 14 carbon atoms [alicyclic monocarboxylic acid having 4 to 14 carbon atoms (cyclopropanecarboxylic acid and cyclohexanecarboxylic acid) and 7 to 7 carbon atoms]. 14 alicyclic polycarboxylic acids (1,3- or 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-, 1,3- Or 1,4-cyclohexanediacetic acid, dicyclohexyl-4,4′-dicarboxylic acid, etc.) and the like.

ダイマー酸(α14)としては、炭素数8〜24の鎖状不飽和脂肪族カルボン酸(オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸等)の二量体であるポリカルボン酸が挙げられる。 Examples of the dimer acid (α14) include polycarboxylic acids which are dimers of chain unsaturated aliphatic carboxylic acids having 8 to 24 carbon atoms (oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc.).

芳香族カルボン酸(α2)としては、炭素数7〜14の芳香族カルボン酸[炭素数7〜14の芳香族モノカルボン酸(安息香酸等)及び炭素数8〜14の芳香族ポリカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、フェニルマロン酸、フェニルコハク酸、β−フェニルグルタル酸、α−フェニルアジピン酸、β−フェニルアジピン酸、ビフェニル−2,2’−又は4,4’−ジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、5−スルホイソフタル酸ナトリウム及び5−スルホイソフタル酸カリウム等)等]等が挙げられる。 Examples of the aromatic carboxylic acid (α2) include an aromatic carboxylic acid having 7 to 14 carbon atoms [an aromatic monocarboxylic acid having 7 to 14 carbon atoms (benzoic acid, etc.) and an aromatic polycarboxylic acid having 8 to 14 carbon atoms ( Terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, phenylmalonic acid, phenylsuccinic acid, β-phenylglutaric acid, α-phenyladipic acid, β-phenyladipic acid, biphenyl-2,2′- or 4,4′-dicarboxylic acid , Naphthalenedicarboxylic acid, sodium 5-sulfoisophthalate, potassium 5-sulfoisophthalate, etc.]] and the like.

前記のカルボン酸(α)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、集束性の観点から、鎖状飽和脂肪族カルボン酸(α11)、鎖状不飽和脂肪族カルボン酸(α12)及び芳香族カルボン酸(α2)が好ましく、更に好ましいのは芳香族カルボン酸(α2)であり、特に好ましいのはテレフタル酸、イソフタル酸及びフタル酸であり、最も好ましいのはテレフタル酸及びイソフタル酸である。
The carboxylic acids (α) may be used alone or in combination of two or more.
Of these, a chain saturated aliphatic carboxylic acid (α11), a chain unsaturated aliphatic carboxylic acid (α12) and an aromatic carboxylic acid (α2) are preferable from the viewpoint of focusing property, and more preferable are aromatic carboxylic acids. Acids (α2), particularly preferred are terephthalic acid, isophthalic acid and phthalic acid, most preferred are terephthalic acid and isophthalic acid.

前記のポリオール(β)としては、脂肪族ポリオール(β1)及び芳香族ポリオール(β2)等が挙げられる。
脂肪族ポリオール(β1)としては、鎖状脂肪族ポリオール(β11)、脂環式ポリオール(β12)及びこれらのポリオールへのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
鎖状脂肪族ポリオール(β11)としては、炭素数2〜10の鎖状脂肪族ポリオール(エチレングリコール、1,2−又は1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、ネオペンチルグリコール及び2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、グリセリン及びトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)等が挙げられる。
脂環式ポリオール(β12)としては、炭素数5〜12の脂環式ポリオール[1,3−シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘプタンジオール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン及び1,3,5−シクロヘキサントリオール等]等が挙げられる。
Examples of the polyol (β) include aliphatic polyol (β1) and aromatic polyol (β2).
Examples of the aliphatic polyol (β1) include chain aliphatic polyol (β11), alicyclic polyol (β12), and alkylene oxide adducts of these polyols.
As the chain aliphatic polyol (β11), a chain aliphatic polyol having 2 to 10 carbon atoms (ethylene glycol, 1,2- or 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexane). And diol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, neopentyl glycol and 2,2-diethyl-1,3-propanediol, glycerin and trimethylolpropane, pentaerythritol).
Examples of the alicyclic polyol (β12) include alicyclic polyols having 5 to 12 carbon atoms [1,3-cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cycloheptane. Diol, 2,2-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane, 1,3,5-cyclohexanetriol and the like] and the like.

芳香族ポリオール(β2)としては、炭素数6〜15の芳香族ポリオール[ビスフェノール骨格を有するポリオール(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)及びヒドロキノン等]及びこのポリオールへのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyol (β2) include aromatic polyols having 6 to 15 carbon atoms [polyols having a bisphenol skeleton (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc. and hydroquinone, etc.], and alkylene oxide adducts of these polyols. Can be mentioned.

ポリオールに付加するアルキレンオキサイドとしては、前記の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、1,2−又は1,3−プロピレンオキサイド及び1,2−、1,3−、1,4−又は2,3−ブチレンオキサイド)等が挙げられる。
ポリオール1モルに対するアルキレンオキサイドの付加モル数としては、後述の水性溶液とした場合の水溶性、後述の水性エマルジョンとした場合の乳化性及びマトリックス樹脂との密着性の観点から、2〜50モルであること[即ち、ポリオール(β)がポリオキシアルキレン鎖を有すること]が好ましい。
As the alkylene oxide added to the polyol, the above-mentioned alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide, 1,2- or 1,3-propylene oxide and 1,2-, 1,3-, 1,4- or 2,3-butylene oxide) and the like.
The number of moles of the alkylene oxide added to 1 mole of the polyol is 2 to 50 moles from the viewpoint of water solubility in the case of the aqueous solution described below, emulsification in the case of the aqueous emulsion described below, and adhesion with the matrix resin. It is preferable that [that is, the polyol (β) has a polyoxyalkylene chain].

ポリオール(β)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
ポリオール(β)のうちで、集束性の観点から好ましいのは、芳香族ポリオール(β2)であり、ビスフェノール骨格を有していることが更に好ましい。また、芳香族ポリオール(β2)は、更に集束性を高める観点から、ビスフェノール骨格を有する芳香族ポリオールのアルキレンオキサイド付加物(好ましくは2〜50モル付加物)であり、特に好ましいのは、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物及びビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物である。
As the polyol (β), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the polyols (β), the aromatic polyol (β2) is preferable from the viewpoint of focusing property, and it is more preferable that the aromatic polyol (β2) has a bisphenol skeleton. Further, the aromatic polyol (β2) is an alkylene oxide adduct (preferably 2 to 50 mol adduct) of an aromatic polyol having a bisphenol skeleton from the viewpoint of further improving the focusing property, and bisphenol A is particularly preferable. And the alkylene oxide adduct of bisphenol F.

前記のヒドロキシ基を有するポリエステルの100℃での粘度は、0.1〜50Pa・sであることが好ましく、更に好ましくは0.2〜30Pa・s、特に好ましくは0.3〜20Pa・sである。
粘度が0.1〜50Pa・sの範囲であれば更に良い集束性が得られる。なお、ここでいうポリエステルの100℃での粘度は、JIS K7117−1:1999(ISO2555:1990に対応)に準拠して、ブルックフィールド型粘度計(BL型)により測定される。
The viscosity of the polyester having a hydroxy group at 100° C. is preferably 0.1 to 50 Pa·s, more preferably 0.2 to 30 Pa·s, and particularly preferably 0.3 to 20 Pa·s. is there.
If the viscosity is in the range of 0.1 to 50 Pa·s, better focusing properties can be obtained. The viscosity of the polyester at 100° C. is measured by a Brookfield type viscometer (BL type) in accordance with JIS K7117-1:1999 (corresponding to ISO2555:1990).

前記のヒドロキシ基を有するエステルがポリエステルである場合、ポリエステルを構成するカルボン酸(α)が有するカルボキシ基と、ポリエステルを構成するジオール(β)が有するヒドロキシ基との当量比[(α)が有するカルボキシ基/(β)が有する水酸基]は、集束性向上の観点から、好ましくは0.50〜0.95、更に好ましくは0.50〜0.85である。 When the ester having a hydroxy group is a polyester, the equivalent ratio [(α) of the carboxy group of the carboxylic acid (α) constituting the polyester and the hydroxy group of the diol (β) constituting the polyester has The carboxyl group/(hydroxy group contained in (β)] is preferably 0.50 to 0.95, more preferably 0.50 to 0.85, from the viewpoint of improving the focusing property.

前記のヒドロキシ基を有するエステルがポリエステルである場合、ポリエステルは、500〜30,000の数平均分子量(以下、Mnと略記)を有することが好ましい。Mnが500以上であると十分な集束性を有し、50,000以下であるとマトリックス樹脂との接着性に優れる。
なお、Mnは、ゲルパーミエイションクロマトクラフィー(以下、GPCと略記する)により測定される。Mnは600〜20,000が更に好ましく、700〜10,000が特に好ましい。この範囲であれば集束性及びマトリックス樹脂との接着性が更に優れる。
When the ester having a hydroxy group is a polyester, the polyester preferably has a number average molecular weight of 500 to 30,000 (hereinafter, abbreviated as Mn). When Mn is 500 or more, sufficient sizing properties are obtained, and when Mn is 50,000 or less, adhesiveness with the matrix resin is excellent.
The Mn is measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC). The Mn is more preferably 600 to 20,000, particularly preferably 700 to 10,000. Within this range, the bundling property and the adhesiveness with the matrix resin are further excellent.

なお、ポリエステルのMnの測定に使用されるGPCの条件は、例えば以下の条件である。
機種:Alliance(日本ウォーターズ(株)製液体クロマトグラフ)
カラム:Guardcolumn Super H−L
+TSK gel Super H4000
+TSK gel Super H3000
+TSK gel Super H2000
(いずれも東ソー(株)製)
カラム温度:40℃
検出器:RI(Refractive Index)
溶離液:テトラヒドロフラン
溶離液流量:0.6ml/分
試料濃度:0.25重量%
注入量:10μl
標準物質:ポリスチレン(東ソー(株)製;TSK STANDARD POLYSTYRENE)
In addition, the conditions of GPC used for the measurement of Mn of polyester are the following conditions, for example.
Model: Alliance (Nippon Waters Co., Ltd. liquid chromatograph)
Column: Guardcolumn Super HL
+TSK gel Super H4000
+TSK gel Super H3000
+TSK gel Super H2000
(All manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40°C
Detector: RI (Refractive Index)
Eluent: Tetrahydrofuran Eluent flow rate: 0.6 ml/min Sample concentration: 0.25% by weight
Injection volume: 10 μl
Standard substance: Polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation; TSK STANDARD POLYSTYRENE)

ヒドロキシ基を有するエステルを製造する方法としては、例えば、カルボン酸(α)及び/又はカルボン酸(α)の無水物(α’)とポリオール(β)とを所定モル比で仕込み、反応温度100〜250℃、圧力−0.1〜1.2MPaで撹拌下、水を溜去させる方法が挙げられる。
前記の無水物(α’)としては、前記の(α1)又は(α2)の無水物、具体的には、無水コハク酸、無水マレイン酸及び無水フタル酸等が挙げられる。
As a method for producing an ester having a hydroxy group, for example, a carboxylic acid (α) and/or an anhydride (α′) of the carboxylic acid (α) and a polyol (β) are charged at a predetermined molar ratio, and the reaction temperature is 100. A method may be mentioned in which water is distilled off under stirring at ˜250° C. and a pressure of −0.1 to 1.2 MPa.
Examples of the above-mentioned anhydride (α′) include the above-mentioned (α1) or (α2) anhydrides, specifically, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride and the like.

ヒドロキシ基を有するエステルを製造するときには、触媒をエステルの重量に基づいて0.05〜0.5重量%加えることが好ましい。触媒としては、パラトルエンスルホン酸、ジブチルチンオキサイド、テトライソプロポキシチタネート及びシュウ酸チタン酸カリウム等が挙げられ、反応性及び環境への影響の観点からテトライソプロポキシチタネート及びシュウ酸チタン酸カリウムが好ましく、更に好ましいのはシュウ酸チタン酸カリウムである。 When producing an ester having a hydroxy group, it is preferable to add the catalyst in an amount of 0.05 to 0.5% by weight based on the weight of the ester. Examples of the catalyst include paratoluenesulfonic acid, dibutyltin oxide, tetraisopropoxy titanate and potassium oxalate titanate, and tetraisopropoxy titanate and potassium oxalate titanate are preferable from the viewpoint of reactivity and environmental influence. More preferred is potassium oxalate titanate.

前記のポリエステル(A)は、前述の通り、ヒドロキシ基を有するエステルと、一般式(1)で表される官能基(a)を有するカルボン酸とをエステル化させてなるポリエステル(A1)、及び、ヒドロキシ基を有するエステルと、ポリイソシアネート(γ)とをウレタン化反応させてなるイソシアネートと、一般式(1)で表される官能基(a)及び水酸基を有する化合物とをウレタン化反応させてなるポリエステル(A2)等が挙げられる。 As described above, the polyester (A) is a polyester (A1) obtained by esterifying an ester having a hydroxy group and a carboxylic acid having a functional group (a) represented by the general formula (1), and , An isocyanate having a hydroxy group ester and a polyisocyanate (γ) are subjected to a urethane reaction, and a compound having a functional group (a) and a hydroxyl group represented by the general formula (1) are subjected to a urethane reaction. Polyester (A2) and the like are included.

Figure 2020084376
Figure 2020084376

一般式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、ポリエステル(A)が複数のRを有する場合は、同一でも異なっていても良い。
また、Rはマトリックス樹脂との接着性の観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
In the general formula (1), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when the polyester (A) has a plurality of Rs, they may be the same or different.
Further, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of adhesiveness with the matrix resin.

前記のポリエステル(A1)を構成する官能基(a)を有するカルボン酸としては、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
なお、本願において「(メタ)アクリル」の表記は、「アクリル」及び/又は「メタクリル」を意味し、「(メタ)アクリレート」の表記は、「アクリレート」及び/又は「メタクリレート」を意味する。
Examples of the carboxylic acid having the functional group (a) that constitutes the polyester (A1) include (meth)acrylic acid.
In addition, in this application, the notation of "(meth)acrylic" means "acrylic" and/or "methacrylic", and the notation of "(meth)acrylate" means "acrylate" and/or "methacrylate".

前記のポリエステル(A1)を製造する方法としては、前記のヒドロキシ基を有するエステルと、官能基(a)を有するカルボン酸とを所定のモル比で仕込み、反応温度100〜250℃、圧力−0.1〜1.2MPaで撹拌下、水を溜去させる方法等が挙げられる。
ポリエステル(A1)を製造するときには、触媒をポリエステル(A1)の重量に基づいて0.05〜0.5重量%加えることが好ましい。触媒としては、ヒドロキシ基を有するエステルの説明で例示した触媒を用いることができ、好ましいものも同様である。
As the method for producing the polyester (A1), the ester having the hydroxy group and the carboxylic acid having the functional group (a) are charged at a predetermined molar ratio, the reaction temperature is 100 to 250° C., and the pressure is −0. A method of distilling off water while stirring at 1 to 1.2 MPa can be mentioned.
When producing the polyester (A1), it is preferable to add the catalyst in an amount of 0.05 to 0.5% by weight based on the weight of the polyester (A1). As the catalyst, the catalyst exemplified in the explanation of the ester having a hydroxy group can be used, and the preferable ones are also the same.

前記のポリエステル(A2)を構成するポリイソシアネート(γ)としては、脂肪族ポリイソシアネート(γ1)及び芳香族ポリイソシアネート(γ2)等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート(γ1)としては、炭素数4〜20の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート及び2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)及び炭素数8〜20の脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等)等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート(γ2)としては、炭素数8〜20の芳香族ポリイソシアネート(フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート及びトリレンジイソシアネート等)等が挙げられる。
Examples of the polyisocyanate (γ) constituting the polyester (A2) include aliphatic polyisocyanate (γ1) and aromatic polyisocyanate (γ2).
As the aliphatic polyisocyanate (γ1), a chain aliphatic polyisocyanate having 4 to 20 carbon atoms (ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, etc.) And alicyclic polyisocyanates having 8 to 20 carbon atoms (such as isophorone diisocyanate and dicyclohexylmethane diisocyanate).
Examples of the aromatic polyisocyanate (γ2) include aromatic polyisocyanates having 8 to 20 carbon atoms (phenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, etc.) and the like.

前記のポリエステル(A2)を構成する官能基(a)及び水酸基を有する化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the compound having a functional group (a) and a hydroxyl group forming the polyester (A2) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate and 3-hydroxypropyl (meth)acrylate. Can be mentioned.

前記のポリエステル(A2)を製造する方法としては、前記のヒドロキシ基を有するエステルと、ポリイソシアネート(γ)とを所定のモル比で仕込み、反応温度0〜150℃で、ウレタン化反応させてイソシアネートを得た後に、更に、官能基(a)及び水酸基を有する化合物とをウレタン化反応させる方法等が挙げられる。
上記の各ウレタン化反応の際には、触媒をポリエステル(A2)の重量に基づいて0〜1重量%加えることが好ましい。触媒としては、金属化合物(有機ビスマス化合物、有機スズ化合物及び有機チタン化合物等)及び4級アンモニウム塩等が挙げられる。
As the method for producing the polyester (A2), the above-mentioned ester having a hydroxy group and the polyisocyanate (γ) are charged in a predetermined molar ratio, and a urethanization reaction is carried out at a reaction temperature of 0 to 150° C. to obtain an isocyanate. After obtaining the compound, a method of subjecting the compound having a functional group (a) and a hydroxyl group to a urethanization reaction may be mentioned.
In each of the above urethanization reactions, it is preferable to add a catalyst in an amount of 0 to 1% by weight based on the weight of the polyester (A2). Examples of the catalyst include metal compounds (organic bismuth compounds, organic tin compounds, organic titanium compounds, etc.), quaternary ammonium salts, and the like.

前記のポリエステル(A)1分子が有する官能基(a)の個数(m)は1〜6である。mが6を超える場合、開繊性が悪化する。また、マトリックス樹脂との接着性及び開繊性の観点から、mは、2〜4であることが好ましい。
また、更に開繊性を向上させる観点からは、本発明の繊維用集束剤が含有する全てのポリエステル(A)におけるmの1分子あたりの数平均値(m)は、1.0〜5.8であることが好ましい。
The number (m) of the functional groups (a) contained in one molecule of the polyester (A) is 1 to 6. When m exceeds 6, the fiber-opening property deteriorates. In addition, from the viewpoint of adhesiveness with the matrix resin and openability, m is preferably 2 to 4.
Further, from the viewpoint of further improving the fiber-opening property, the number average value (m A ) per molecule of m in all polyesters (A) contained in the fiber sizing agent of the present invention is 1.0 to 5 It is preferably 0.8.

前記のポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数は、m+1以上である。
ポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数がm+1未満の場合、マトリックス樹脂との接着性が悪化する。また、集束性及び開繊性の観点から、ポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数は、m+2〜m+12であることが好ましい。
また、更にマトリックス樹脂との接着性を向上させる観点からは、本発明の繊維用集束剤が含有する全てのポリエステル(A)が有するエステル基の個数の1分子あたりの数平均値は、m+1.0以上であることが好ましい。
また、前記のポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数と、mの比率[エステル基の個数/m]は、マトリックス樹脂との接着性を向上させる観点から、1.3〜12であることが好ましく、1.5〜6.0であることが更に好ましい。
The number of ester groups contained in one molecule of the polyester (A) is m+1 or more.
When the number of ester groups contained in one molecule of polyester (A) is less than m+1, the adhesiveness with the matrix resin deteriorates. From the viewpoint of sizing property and fiber-opening property, the number of ester groups contained in one molecule of polyester (A) is preferably m+2 to m+12.
From the viewpoint of further improving the adhesion to the matrix resin, the number average per molecule of the number of all polyester (A) has ester groups contained in the fiber sizing agent of the present invention, m A It is preferably +1.0 or more.
Further, the ratio of the number of ester groups in one molecule of the polyester (A) to m [the number of ester groups/m] is 1.3 to 12 from the viewpoint of improving the adhesiveness with the matrix resin. Preferably, it is more preferably 1.5 to 6.0.

前記のポリエステル(A)のガラス転移温度は、集束性の観点から0℃以下であることが好ましい。なお、ポリエステル(A)を、2種以上併用する場合は、各種のポリエステルのガラス転移温度が0℃以下であることが好ましい。
本発明においてガラス転移温度は、セイコーインスツルメンツ社製「示差走査熱量計ModelRDC220」を用いて、JIS K7121(1987)記載のDSC法に従って測定することができる。
The glass transition temperature of the polyester (A) is preferably 0° C. or lower from the viewpoint of focusing property. When two or more polyesters (A) are used in combination, the glass transition temperature of each polyester is preferably 0°C or lower.
In the present invention, the glass transition temperature can be measured according to the DSC method described in JIS K7121 (1987) using "Differential scanning calorimeter ModelRDC220" manufactured by Seiko Instruments Inc.

本発明の繊維用集束剤は、エポキシ基を有する化合物、ポリウレタン樹脂及びポリビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)を含有することが好ましい。 The fiber sizing agent of the present invention preferably contains at least one compound (B) selected from the group consisting of a compound having an epoxy group, a polyurethane resin and a polyvinyl resin.

前記のエポキシ基を有する化合物としては、1分子中に1個又は2個以上のエポキシ基を有する化合物等が挙げられ、具体的には、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、ジグリシジルアミン及び脂環式ジエポキシド等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group include compounds having one or two or more epoxy groups in one molecule, and specific examples thereof include glycidyl ether, glycidyl ester, diglycidyl amine and alicyclic diepoxide. Etc.

グリシジルエーテルとしては、2価フェノールのジグリシジルエーテル、1価アルコールのグリシジルエーテル及び2価アルコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。 Examples of the glycidyl ether include diglycidyl ether of dihydric phenol, glycidyl ether of monohydric alcohol and diglycidyl ether of dihydric alcohol.

2価フェノールのジグリシジルエーテルとしては、炭素数6〜30の2価フェノールとエピクロルヒドリンとの縮合物(重縮合物を含む)で両末端がジグリシジルエーテルであるもの等が挙げられる。炭素数6〜30の2価フェノールとしては、ビスフェノール(ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS及びハロゲン化ビスフェノールA等)、カテキン、レゾルシノール、ヒドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシビフェニル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、テトラメチルビフェニル及び9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フロオレン等が挙げられる。 Examples of diglycidyl ethers of dihydric phenols include condensates (including polycondensates) of dihydric phenols having 6 to 30 carbon atoms and epichlorohydrin, both ends of which are diglycidyl ethers. Examples of the divalent phenol having 6 to 30 carbon atoms include bisphenol (bisphenol F, bisphenol A, bisphenol B, bisphenol AD, bisphenol S and halogenated bisphenol A), catechin, resorcinol, hydroquinone, 1,5-dihydroxynaphthalene, dihydroxy. Biphenyl, octachloro-4,4'-dihydroxybiphenyl, tetramethylbiphenyl, 9,9'-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene and the like can be mentioned.

1価アルコールのグリシジルエーテルとしては、炭素数1〜30の1価アルコールとエピクロルヒドリンとの縮合物(重縮合物を含む)で末端がグリシジルエーテルであるもの等が挙げられる。炭素数1〜30の1価アルコールとしては、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、オクタノール、ドデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ステアリルアルコール、イコシルアルコール、ベヘニルアルコール、テトラコシルアルコール及びトリアコンチルアルコール等が挙げられる。 Examples of glycidyl ethers of monohydric alcohols include condensates (including polycondensates) of monohydric alcohols having 1 to 30 carbon atoms and epichlorohydrin, the ends of which are glycidyl ethers. Examples of the monohydric alcohol having 1 to 30 carbon atoms include methanol, ethanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, octanol, dodecyl alcohol, tetradecyl alcohol, stearyl alcohol, icosyl alcohol, behenyl alcohol, tetracosyl alcohol and triacontyl alcohol. Etc.

2価アルコールのジグリシジルエーテルとしては、炭素数2〜100の2価アルコールとエピクロルヒドリンとの縮合物(重縮合物を含む)で末端がジグリシジルエーテルであるもの等が挙げられる。炭素数2〜100の2価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、数平均分子量(以下、Mnと略記する。)が106〜1932のポリエチレングリコール、Mn=134〜5818のポリプロピレングリコール、Mn=162〜1818のポリテトラメチレンエーテルグリコール及びビスフェノールAの炭素数2〜4のアルキレンオキサイド(1〜21モル)付加物等が挙げられる。 Examples of the diglycidyl ether of a dihydric alcohol include a condensate (including a polycondensate) of a dihydric alcohol having 2 to 100 carbon atoms and epichlorohydrin, the end of which is diglycidyl ether. As the dihydric alcohol having 2 to 100 carbon atoms, ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and a number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of 106 to 1932. Examples thereof include polyethylene glycol, polypropylene glycol having Mn=134 to 5818, polytetramethylene ether glycol having Mn=162 to 1818, and an alkylene oxide (1 to 21 mol) adduct of bisphenol A having 2 to 4 carbon atoms.

ジグリシジルエステルとしては、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸のジグリシジルエステル及び炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸のジグリシジルエステル等が挙げられる。 Examples of the diglycidyl ester include a diglycidyl ester of an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms and a diglycidyl ester of an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms.

炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸のジグリシジルエステルとしては、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸とエピクロルヒドリンとの縮合物(重縮合物を含む)であって、グリシジル基を2個有するもの等が挙げられる。炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フェニルマロン酸、ホモフタル酸、フェニルコハク酸、フェニルグルタル酸、フェニルアジピン酸、ビフェニルジカルボン酸及びナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。 The diglycidyl ester of an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms is a condensate (including a polycondensate) of an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms and epichlorohydrin, and has two glycidyl groups. The thing etc. are mentioned. Examples of the aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phenylmalonic acid, homophthalic acid, phenylsuccinic acid, phenylglutaric acid, phenyladipic acid, biphenyldicarboxylic acid and naphthalenedicarboxylic acid. Can be mentioned.

炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸のジグリシジルエステルとしては、炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸とエピクロルヒドリンとの縮合物(重縮合物を含む)であって、グリシジル基を2個有するもの等が挙げられる。炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンニ酸、テトラデカンニ酸、ヘキサデカンニ酸、オクタデカンニ酸及びイコサンニ酸等が挙げられる。 The diglycidyl ester of an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms is a condensate (including a polycondensate) of an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms and epichlorohydrin, and has two glycidyl groups. The thing etc. are mentioned. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms include oxalic acid, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanenic acid, tetradecanoic acid, Hexadecanoic acid, octadecanoic acid, and icosanninic acid are mentioned.

ジグリシジルアミンとしては、炭素数6〜20で、2〜4個の活性水素原子をもつ芳香族アミンとエピクロルヒドリンとの反応で得られるN−グリシジル化物(N,N−ジグリシジルアニリン及びN,N−ジグリシジルトルイジン等)等が挙げられる。炭素数6〜20で、2〜4個の活性水素原子をもつ芳香族アミンとしては、アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン及びトルイジン等が挙げられる。 Examples of the diglycidyl amine include N-glycidyl compounds (N,N-diglycidylaniline and N,N) obtained by reacting an aromatic amine having 6 to 20 carbon atoms and having 2 to 4 active hydrogen atoms with epichlorohydrin. -Diglycidyl toluidine, etc.) and the like. Examples of the aromatic amine having 6 to 20 carbon atoms and 2 to 4 active hydrogen atoms include aniline, phenylenediamine, tolylenediamine and toluidine.

脂環式ジエポキシドとしては、炭素数6〜50で、エポキシ基を2つ有する脂環式エポキシド[ビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエーテル、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート及びビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン等]等が挙げられる。 Examples of the alicyclic diepoxide include alicyclic epoxide having 6 to 50 carbon atoms and two epoxy groups [vinylcyclohexene dioxide, limonene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, bis(2,3-epoxycyclopentyl) ether. , Ethylene glycol bisepoxydicyclopentyl ether, bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl)adipate, bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl)butylamine and the like] and the like.

前記のポリウレタン樹脂としては、ポリオールと、有機ジイソシアネートと、必要により鎖伸長剤及び/又は架橋剤とから誘導されてなるものが挙げられる。 Examples of the polyurethane resin include those derived from a polyol, an organic diisocyanate, and optionally a chain extender and/or a crosslinking agent.

上記ポリオールとしては、ポリエステルポリオール(ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリネオペンチルテレフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリヘキサメチレンカーボネートジオール等);ポリエーテルポリオール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びビスフェノール類の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド付加物等)等が挙げられる。
ポリオールの数平均分子量としては、40〜4000であることが好ましい
Examples of the polyol include polyester polyols (polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyneopentyl adipate diol, polyneopentyl terephthalate diol, polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, polyhexamethylene carbonate diol, etc.) And polyether polyols (polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene propylene glycol, polytetramethylene glycol, alkylene oxide adducts of bisphenols having 2 to 4 carbon atoms, etc.) and the like.
The number average molecular weight of the polyol is preferably 40 to 4000.

上記有機ジイソシアネートの具体例としては、炭素数8〜30の芳香族ジイソシアネート[2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等];炭素数4〜30の脂肪族ジイソシアネート[エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、リジンジイソシアネート等];炭素数6〜30の脂環式ジイソシアネート[イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等];及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Specific examples of the organic diisocyanate include aromatic diisocyanates having 8 to 30 carbon atoms [2,4'- or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI). ), 4,4'-dibenzyl diisocyanate, 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, etc.]; Aliphatic diisocyanate having 4 to 30 carbon atoms [ethylene diisocyanate, Hexamethylene diisocyanate (HDI), lysine diisocyanate and the like]; alicyclic diisocyanate having 6 to 30 carbon atoms [isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like]; and a mixture of two or more thereof. Be done.

前記のポリビニル樹脂としては、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−エチルアクリレート共重合体等)、ポリ(メタ)アクリル樹脂(ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸及びその中和物等)、ポリスチレン樹脂(ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/アクリル酸アルキル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体及びスチレン/メタクリル酸メチル共重合体等)等が挙げられる。 Examples of the polyvinyl resin include polyolefin resins (polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene-ethyl acrylate copolymers), poly(meth)acrylic resins (polymethylmethacrylate, polyacrylic acid and the like). Styrene), polystyrene resin (polystyrene, styrene/acrylonitrile copolymer, styrene/alkyl acrylate copolymer, acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer, methyl methacrylate/butadiene/styrene copolymer and styrene/methacrylic acid) Methyl copolymer, etc.) and the like.

前記の化合物(B)のガラス転移温度は、集束性の観点から10℃以下であることが好ましい。なお、化合物(B)を、2種以上併用する場合は、各種の化合物(B)のガラス転移温度が0℃以下であることが好ましい。 The glass transition temperature of the compound (B) is preferably 10° C. or lower from the viewpoint of focusing property. When two or more compounds (B) are used in combination, the glass transition temperature of each compound (B) is preferably 0° C. or lower.

また、本発明の繊維用集束剤は、(A)以外のポリエステル樹脂を含有していても良い。(A)以外のポリエステル樹脂としては、前記のカルボン酸(α)の内、ポリカルボン酸と、前記のジオール(β)とのエステル化物等が挙げられる。 The fiber sizing agent of the present invention may contain a polyester resin other than (A). Examples of the polyester resin other than (A) include esterification products of the above-mentioned carboxylic acid (α) with a polycarboxylic acid and the above-mentioned diol (β).

本発明の繊維用集束剤は、前記のポリエステル(A)、化合物(B)及び(A)以外のポリエステル樹脂以外にも、界面活性剤(E)及びその他の添加剤等を含有していても良い。 The fiber sizing agent of the present invention may contain a surfactant (E) and other additives in addition to the polyester resin other than the above polyester (A), compound (B) and (A). good.

界面活性剤(E)としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及び両性界面活性剤等の公知の界面活性剤(特開2006−124877号公報、及び、国際公開第2003/37964号記載のもの等)等が挙げられる。
界面活性剤(E)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
なお、界面活性剤(E)としては、具体的には下記の化合物が挙げられる。
アルキルフェノールのアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」を「AO」と略記することがある)付加物(Mn500〜5,000)、アリールアルキルフェノール{スチレン化フェノール(炭素数14〜62)、スチレン化クミルフェノール及びスチレン化クレゾール(炭素数15〜61)等}のAO付加物(Mn500〜5,000)、アルキルフェノール(炭素数10〜20)のAO付加物(Mn500〜5,000)の硫酸エステル塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩及びアルカノールアミン塩等)、アリールアルキルフェノール{スチレン化フェノール(炭素数14〜62)、スチレン化クミルフェノール及びスチレン化クレゾール(炭素数15〜61)等}のAO付加物(Mn500〜5,000)の硫酸エステル塩等が挙げられる。
なお、界面活性剤(E)において、AO付加とは、エチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」を「EO」と略記することがある)単独付加、並びに、プロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」を「PO」と略記することがある)及びブチレンオキサイド(以下、「ブチレンオキサイド」を「BO」と略記することがある)の少なくとも一方とEOを付加した物等が挙げられる。PO及びBOの少なくとも一方を含む場合、ランダム付加物、ブロック付加物及びこれらの混合付加物が含まれる。
界面活性剤(E)のMnの測定方法は、ポリエステル(A)で説明したポリエステルのMnの測定方法と同様である。
As the surfactant (E), known surfactants such as nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-124877, and International Publication No. Those described in 2003/37964) and the like.
As the surfactant (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Specific examples of the surfactant (E) include the following compounds.
Alkylenephenol alkylene oxide (hereinafter, “alkylene oxide” may be abbreviated as “AO”) adduct (Mn500 to 5,000), arylalkylphenol {styrenated phenol (carbon number 14 to 62), styrenated cumyl. Sulfate ester salt of AO adduct (Mn500 to 5,000) of phenol and styrenated cresol (C15 to C61), alkylphenol (C10 to C20) (Mn500 to 5,000) ( AO addition of sodium salt, potassium salt, ammonium salt, alkanolamine salt, etc.), arylalkylphenol {styrenated phenol (C14-62), styrenated cumylphenol, styrenated cresol (C15-61), etc.) (Mn500 to 5,000) sulfate ester salts and the like.
In addition, in the surfactant (E), AO addition means ethylene oxide (hereinafter, “ethylene oxide” may be abbreviated as “EO”) alone addition, and propylene oxide (hereinafter, “propylene oxide”). Examples thereof include at least one of “PO” and butylene oxide (hereinafter, “butylene oxide” may be abbreviated as “BO”) and EO. When at least one of PO and BO is included, a random adduct, a block adduct, and a mixed adduct thereof are included.
The method of measuring Mn of the surfactant (E) is the same as the method of measuring Mn of the polyester described in the polyester (A).

界面活性剤(E)のうち、アニオン界面活性剤及び非イオン界面活性剤が好ましく、更に好ましくはMn3,000以下であり融点25℃未満のアルキルフェノールのAO付加物、Mn3,000以下であり融点25℃未満のアリールアルキルフェノールのAO付加物、Mn3,000以下であり融点25℃未満のアルキルフェノールのAO付加物の硫酸エステル塩、Mn3,000以下であり融点25℃未満のアリールアルキルフェノールのAO付加物の硫酸エステル塩及びこれらの混合物、特に好ましくはMn3,000以下であり融点25℃未満のアリールアルキルフェノールのAO(EO及びPO)付加物及びMn3,000以下であり融点25℃未満のアリールアルキルフェノールのAO(EO及びPO)付加物の硫酸エステル塩及びこれらの混合物である。 Among the surfactants (E), anionic surfactants and nonionic surfactants are preferable, more preferably an AO adduct of an alkylphenol having a Mn of 3,000 or less and a melting point of less than 25° C. and a Mn of 3,000 or less and a melting point of 25. AO adduct of arylalkylphenol having a Mn of 3,000 or less and melting point of less than 25°C, sulfuric acid ester salt of AO adduct of alkylphenol having a Mn of 3,000 or less and melting point of less than 25°C Ester salts and mixtures thereof, particularly preferably AO (EO and PO) adducts of arylalkylphenols having a Mn of 3,000 or less and a melting point of less than 25° C. and AO (EO and EO of arylalkylphenols having a Mn of 3,000 or less and a melting point of less than 25° C. And PO) adducts of sulfuric acid ester salts and mixtures thereof.

その他の添加剤としては、平滑剤、防腐剤及び酸化防止剤等が挙げられる。
平滑剤としては、ワックス(ポリエチレン、ポリプロピレン、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、変性ポリエチレン及び変性ポリプロピレン等)、高級脂肪酸(脂肪酸の炭素数6〜30)アルキル(アルキルの炭素数1〜24)エステル(メチルステアレート、エチルステアレート、プロピルステアレート、ブチルステアレート、オクチルステアレート及びステアリルステアレート等)、高級脂肪酸(脂肪酸の炭素数6〜30)(ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸等)、天然油脂(ヤシ油、牛脂、オリーブ油及びナタネ油等)及び流動パラフィン等が挙げられる。
防腐剤としては、安息香酸、サリチル酸、ソルビン酸、第4級アンモニウム塩及びイミダゾール等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等)、チオジプロピオネート(ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート等)及びホスファイト(トリフェニルホスファイト等)等が挙げられる。
Examples of other additives include a leveling agent, a preservative and an antioxidant.
Examples of the leveling agent include wax (polyethylene, polypropylene, oxidized polyethylene, oxidized polypropylene, modified polyethylene, modified polypropylene, etc.), higher fatty acid (fatty acid having 6 to 30 carbon atoms) alkyl (alkyl having 1 to 24 carbon atoms) ester (methyl stearate). Rate, ethyl stearate, propyl stearate, butyl stearate, octyl stearate, stearyl stearate, etc.), higher fatty acids (fatty acid having 6 to 30 carbon atoms) (myristic acid, palmitic acid, stearic acid, etc.), natural fats and oils ( Palm oil, beef tallow, olive oil, rapeseed oil, etc.) and liquid paraffin.
Examples of antiseptics include benzoic acid, salicylic acid, sorbic acid, quaternary ammonium salts, imidazole and the like.
As the antioxidant, phenol (2,6-di-t-butyl-p-cresol etc.), thiodipropionate (dilauryl 3,3′-thiodipropionate etc.) and phosphite (triphenylphosphite etc.) ) And the like.

本発明の繊維用集束剤における前記のポリエステル(A)、化合物(B)、(A)以外のポリエステル樹脂、界面活性剤(E)及びその他の添加剤の含有量は、それぞれ下記の通りある。
(A)の重量割合は、マトリックス樹脂との接着性及び開繊性の観点から、繊維用集束剤が含有する固形分の重量に基づき、好ましくは1〜90重量%、更に好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは10〜75重量%である。
(B)の重量割合は、マトリックス樹脂との接着性の観点から、繊維用集束剤が含有する固形分の重量に基づき、好ましくは1〜90重量%、更に好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは10〜75重量%である。
(A)以外のポリエステル樹脂の重量割合は、乳化安定性の観点から、繊維用集束剤が含有する固形分の重量に基づき、好ましくは0〜90重量%、更に好ましくは10〜70重量%である。
界面活性剤(E)の重量割合は、乳化安定性の観点から、繊維用集束剤が含有する固形分の重量に基づき、好ましくは0.1〜40重量%、更に好ましくは0.5〜35重量%、特に好ましくは1〜30重量%である。
その他の添加剤としての平滑剤、防腐剤及び酸化防止剤の重量割合は、流動性及び経時安定性の観点から、繊維用集束剤が含有する固形分の重量に基づき、好ましくは0.01〜20重量%、更に好ましくは0.05〜15重量%、特に好ましくは0.1〜10重量%である。
ここで、固形分とは、試料1gを130℃45分間循風乾燥機で加熱乾燥した後の残渣である。
The contents of the polyester (A), the compound (B), the polyester resin other than (A), the surfactant (E) and other additives in the fiber sizing agent of the present invention are as follows.
The weight ratio of (A) is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 5 to 80% by weight based on the weight of the solid content contained in the fiber sizing agent from the viewpoint of adhesiveness to the matrix resin and fiber-spreading property. %, particularly preferably 10 to 75% by weight.
The weight ratio of (B) is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 5 to 80% by weight, particularly preferably 5 to 80% by weight, based on the weight of the solid content contained in the fiber sizing agent, from the viewpoint of adhesiveness to the matrix resin. It is preferably 10 to 75% by weight.
From the viewpoint of emulsion stability, the weight ratio of the polyester resin other than (A) is preferably 0 to 90% by weight, more preferably 10 to 70% by weight, based on the weight of the solid content contained in the fiber sizing agent. is there.
From the viewpoint of emulsion stability, the weight ratio of the surfactant (E) is preferably 0.1 to 40% by weight, more preferably 0.5 to 35, based on the weight of the solid content contained in the fiber sizing agent. %, particularly preferably 1 to 30% by weight.
From the viewpoint of fluidity and stability over time, the weight ratio of the leveling agent, the preservative, and the antioxidant as other additives is preferably 0.01 to, based on the weight of the solid content contained in the fiber sizing agent. It is 20% by weight, more preferably 0.05 to 15% by weight, and particularly preferably 0.1 to 10% by weight.
Here, the solid content is a residue obtained by heating and drying 1 g of the sample at 130° C. for 45 minutes with a circulating air dryer.

前記のポリエステル(A)と化合物(B)との重量比[(A)/(B)]は、接着性の観点から10/90〜90/10であることが好ましく、更に好ましくは20/80〜80/20である。 The weight ratio [(A)/(B)] of the polyester (A) to the compound (B) is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80, from the viewpoint of adhesiveness. ~80/20.

本発明の繊維用集束剤は、集束性の観点から、含有する固形分の内、ガラス転移温度が0℃以下である固形分の重量割合が、全ての固形分の重量を基準として、50重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることが更に好ましい。 From the viewpoint of sizing property, the fiber sizing agent of the present invention has a weight ratio of solids having a glass transition temperature of 0° C. or less of 50, based on the weight of all solids. % Or more, and more preferably 80% by weight or more.

本発明の繊維用集束剤は、水性溶液状又は水性エマルジョン状となるように水性媒体を含有することが好ましい。
水性媒体を含有すると、繊維用集束剤が含有する固形分の繊維への付着量を適量にすることが容易であるため、成形体としたときの強度が更に優れる繊維束を得ることができる。
水性媒体としては、公知の水性媒体等を用いることができ、具体的には、水及び親水性有機溶媒[炭素数1〜4の1価のアルコール(メタノール、エタノール及びイソプロパノール等)、炭素数3〜6のケトン(アセトン、エチルメチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)、炭素数2〜6のグリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコール等)及びそのモノアルキル(炭素数1〜2)エーテル、ジメチルホルムアミド並びに炭素数3〜5の酢酸アルキルエステル(酢酸メチル及び酢酸エチル等)等]が挙げられる。
これらは2種以上を併用してもよい。これらのうち、安全性等の観点から、水並びに親水性有機溶媒及び水の混合溶媒が好ましく、更に好ましいのは水である。
The fiber sizing agent of the present invention preferably contains an aqueous medium so as to be in the form of an aqueous solution or an aqueous emulsion.
When the aqueous medium is contained, it is easy to make the amount of the solid content contained in the fiber sizing agent adhered to the fibers, so that a fiber bundle having further excellent strength when formed into a molded product can be obtained.
As the aqueous medium, a known aqueous medium or the like can be used, and specifically, water and a hydrophilic organic solvent [monohydric alcohol having 1 to 4 carbon atoms (methanol, ethanol and isopropanol, etc.), 3 carbon atoms] To 6 ketones (acetone, ethyl methyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), glycols having 2 to 6 carbon atoms (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc.) and their monoalkyl (1 to 2 carbon atoms) ethers. , Dimethylformamide, and alkyl acetates having 3 to 5 carbon atoms (such as methyl acetate and ethyl acetate)].
You may use together 2 or more types of these. Among these, water and a mixed solvent of a hydrophilic organic solvent and water are preferable from the viewpoint of safety and the like, and water is more preferable.

本発明の繊維用集束剤は、コスト等の観点から、流通時は高濃度であって、繊維束の製造時は低濃度であることが好ましい。すなわち、高濃度で流通することで輸送コスト及び保管コスト等を低下させ、低濃度で繊維を処理することで、優れた成形体強度を与える繊維束を製造できる。
高濃度の水性溶液又は水性エマルジョンの濃度(繊維用集束剤に対する固形分の重量割合)は、保存安定性等の観点から、好ましくは20〜80重量%、更に好ましくは30〜70重量%である。
一方、低濃度の水性溶液又は水性エマルジョンの濃度(繊維用集束剤に対する固形分の重量割合)は、繊維束の製造時に集束剤の付着量を適量にする観点等から、好ましくは0.5〜15重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
From the viewpoint of cost and the like, the fiber sizing agent of the present invention preferably has a high concentration during distribution and a low concentration during production of the fiber bundle. That is, by distributing the resin at a high concentration, transportation costs and storage costs can be reduced, and by treating the fibers at a low concentration, it is possible to manufacture a fiber bundle that gives excellent molded body strength.
The concentration of the high-concentration aqueous solution or aqueous emulsion (weight ratio of the solid content to the fiber sizing agent) is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, from the viewpoint of storage stability and the like. ..
On the other hand, the concentration of the low-concentration aqueous solution or aqueous emulsion (the weight ratio of the solid content to the fiber sizing agent) is preferably 0.5 to 5 from the viewpoint of adjusting the amount of the sizing agent attached during the production of the fiber bundle. It is 15% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.

本発明の繊維用集束剤は、前記のポリエステル(A)並びに必要に応じて、化合物(B)、(A)以外のポリエステル樹脂、界面活性剤(E)、その他の添加剤及び水性媒体、等を混合して製造することができる。
上記の成分をいかなる順序で混合しても製造することができるが、好ましくは、水性媒体以外の成分を予め混合し、得られた混合物中に、水性媒体を投入して溶解又は乳化分散させる方法である。
The sizing agent for fibers of the present invention includes the polyester (A) and, if necessary, the compound (B), a polyester resin other than (A), a surfactant (E), other additives and an aqueous medium. Can be mixed and manufactured.
It can be produced by mixing the above components in any order, but preferably, the components other than the aqueous medium are mixed in advance, and the resulting mixture is added with an aqueous medium to dissolve or emulsify and disperse. Is.

水性媒体以外の成分を予め混合する場合の温度は、混合し易さの観点から、好ましくは20〜90℃、更に好ましくは40〜90℃であり、その後の溶解若しくは乳化分散の温度も同様である。
前記溶解若しくは乳化分散する時間は、好ましくは1〜20時間、更に好ましくは2〜10時間である。
The temperature in the case of mixing the components other than the aqueous medium in advance is preferably 20 to 90°C, more preferably 40 to 90°C from the viewpoint of easy mixing, and the temperature of the subsequent dissolution or emulsion dispersion is also the same. is there.
The dissolution or emulsion dispersion time is preferably 1 to 20 hours, more preferably 2 to 10 hours.

混合装置、溶解装置及び乳化分散装置に制限はなく、撹拌羽根(羽根形状:カイ型及び三段パドル等)、ナウターミキサー、リボンミキサー、コニカルブレンダー、モルタルミキサー、万能混合機(万能混合攪拌機5DM−L、(株)三英製作所製等)及びヘンシェルミキサー等が使用できる。 There is no limitation on the mixing device, the dissolving device and the emulsifying/dispersing device, and stirring blades (blade shape: chi-type and three-stage paddle etc.), Nauter mixer, ribbon mixer, conical blender, mortar mixer, universal mixer (universal mixing agitator 5DM -L, manufactured by Sanei Seisakusho Co., Ltd.) and Henschel mixer can be used.

本発明の繊維用集束剤を適用できる繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維及びスラッグ繊維等の公知の繊維(国際公開第2003/47830号に記載のもの等)等が挙げられ、成形体強度の観点から、好ましいのは炭素繊維である。これらの繊維は2種以上を併用してもよい。 As the fiber to which the fiber sizing agent of the present invention can be applied, known fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, ceramic fiber, metal fiber, mineral fiber and slug fiber (described in WO2003/47830). Etc.) and the like, and from the viewpoint of the strength of the molded body, carbon fiber is preferable. Two or more kinds of these fibers may be used in combination.

本発明の繊維束は、これらの繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維を、上記の繊維用集束剤で処理して得られる。
本発明の繊維束は、3,000〜3万本程度の繊維が束ねられていることが好ましい。
The fiber bundle of the present invention is obtained by treating at least one fiber selected from the group consisting of these fibers with the above-mentioned fiber sizing agent.
The fiber bundle of the present invention is preferably a bundle of about 3,000 to 30,000 fibers.

繊維の処理方法としては、スプレー法又は浸漬法等が挙げられる。繊維用集束剤が含有する固形分の繊維への付着量(重量%)は、繊維の重量に基づいて、0.05〜5重量%が好ましく、更に好ましくは0.2〜2.5重量%である。この範囲であると、成形体強度が更に優れる。 Examples of the fiber treatment method include a spray method and a dipping method. The amount (% by weight) of the solid content contained in the sizing agent for fibers to the fibers is preferably 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 2.5% by weight, based on the weight of the fibers. Is. Within this range, the strength of the molded product will be even better.

本発明の繊維製品は、前記繊維束を加工して繊維製品としたものであり、発明の繊維束及びマトリックス樹脂を含有する。本発明の繊維製品は、必要により、触媒を含有してもよい。
前記の繊維製品としては、織物、編み物、不織布(フェルト、マット及びペーパー等)、チョップドファイバー及びミルドファイバー等が含まれる。
A fiber product of the present invention is a fiber product obtained by processing the fiber bundle, and contains the fiber bundle of the invention and a matrix resin. The textile product of the present invention may optionally contain a catalyst.
The above-mentioned fiber products include woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics (such as felt, mat and paper), chopped fibers and milled fibers.

マトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂(ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド等)及び熱硬化性樹脂[前記のエポキシ基を有する化合物、不飽和ポリエステル樹脂(特許第3723462号に記載のもの等)、前記のビニルエステル樹脂及びフェノール樹脂(特許第3723462号に記載のもの等)等]等が挙げられる。 As the matrix resin, thermoplastic resins (polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyphenylene sulfide, etc.) and thermosetting resins [compounds having the above-mentioned epoxy group, unsaturated polyester resins (such as those described in Japanese Patent No. 3723462, etc. ), the above-mentioned vinyl ester resin and phenol resin (such as those described in Japanese Patent No. 3723462)] and the like.

エポキシ基を有する化合物用の触媒としては、公知(特開2005−213337号公報に記載のもの等)のエポキシ樹脂用硬化剤及び硬化促進剤等が挙げられる。また、不飽和ポリエステル樹脂及びビニルエステル樹脂用の触媒としては、過酸化物(ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエイト、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等)及びアゾ系化合物(アゾビスイソバレロニトリル等)等が挙げられる。 Examples of the catalyst for the compound having an epoxy group include known curing agents for epoxy resins (such as those described in JP-A-2005-213337) and curing accelerators. Further, as a catalyst for unsaturated polyester resin and vinyl ester resin, peroxides (benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, t-butyl cumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 1,1-di(t- Butyl peroxy)butane, di(4-t-butylcyclohexyl)peroxy dicarbonate, etc., and azo compounds (azobisisovaleronitrile, etc.) and the like.

本発明の繊維製品において、マトリックス樹脂と繊維束との重量比(マトリックス樹脂/繊維束)は、成形体強度等の観点から、好ましくは10/90〜90/10であり、更に好ましくは20/80〜70/30であり、特に好ましくは30/70〜60/40である。繊維製品が触媒を含有する場合、触媒の含有率は、成形体強度等の観点から、マトリックス樹脂に対して好ましくは0.01〜10重量%であり、更に好ましくは0.1〜5重量%であり、特に好ましくは1〜3重量%である。 In the fiber product of the present invention, the weight ratio of the matrix resin and the fiber bundle (matrix resin/fiber bundle) is preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/90 from the viewpoint of the strength of the molded body. It is 80 to 70/30, and particularly preferably 30/70 to 60/40. When the fiber product contains a catalyst, the content of the catalyst is preferably 0.01 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the matrix resin from the viewpoint of the strength of the molded body. And particularly preferably 1 to 3% by weight.

繊維製品は、熱溶融(好ましい溶融温度:60〜350℃)したマトリックス樹脂、又は溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン及び酢酸エチル等)で希釈したマトリックス樹脂を、繊維束に含浸させることで製造できる。溶剤を使用した場合、プリプレグを乾燥させて溶剤を除去することが好ましい。 For fiber products, fiber bundles are impregnated with a matrix resin that is heat-melted (preferred melting temperature: 60 to 350° C.) or diluted with a solvent (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, ethyl acetate, etc.). Can be manufactured. When a solvent is used, it is preferable to dry the prepreg to remove the solvent.

本発明の繊維製品を成形することによって、繊維強化複合材料が得られる。マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である場合、プリプレグを加熱成形し、常温で固化することで成形体とすることができる。マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合、プリプレグを加熱成形し、硬化することで成形体とすることができる。硬化は完結している必要はないが、成形体が形状を維持できる程度に硬化していることが好ましい。成形後、更に加熱して完全に硬化させてもよい。
加熱成形の方法は特に限定されず、フィラメントワインディング成形法(回転するマンドレルに張力をかけながら巻き付け、加熱成形する方法)、プレス成形法(プリプレグシートを積層して加熱成形する方法)、オートクレーブ法(プリプレグシートを型に圧力をかけ押しつけて加熱成形する方法)及びチョップドファイバー又はミルドファイバーをマトリックス樹脂と混合して射出成形する方法等が挙げられる。
By molding the fiber product of the present invention, a fiber-reinforced composite material is obtained. When the matrix resin is a thermoplastic resin, a molded product can be obtained by heat-molding the prepreg and solidifying at room temperature. When the matrix resin is a thermosetting resin, the prepreg can be heat-molded and cured to form a molded body. The curing does not have to be completed, but it is preferable that the molded body is cured to such an extent that the shape can be maintained. After molding, it may be further heated to be completely cured.
The method of heat molding is not particularly limited, and includes filament winding molding method (a method in which a rotating mandrel is wound while applying tension and heat molding), press molding method (a method in which prepreg sheets are laminated and heat molded), and an autoclave method ( Examples of the method include heat-molding by pressing a prepreg sheet against a mold) and a method of mixing chopped fibers or milled fibers with a matrix resin and injection-molding.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, unless otherwise specified,% means% by weight and part means part by weight.

ポリエステル(A−1)〜(A−7)及び比較用のポリエステル(A’−1)〜(A’−4)並びに(B−1)〜(B−3)のガラス転移温度は、セイコーインスツルメンツ社製「示差走査熱量計ModelRDC220」を用いて、JIS K7121(1987)記載のDSC法に従って測定した。 The glass transition temperatures of polyesters (A-1) to (A-7) and comparative polyesters (A'-1) to (A'-4) and (B-1) to (B-3) are Seiko Instruments. It was measured according to the DSC method described in JIS K7121 (1987) using "Differential Scanning Calorimeter Model RDC220" manufactured by the same company.

製造例1 <ポリエステル(A−1)の製造>
ビスフェノールAのEO2モル付加物「ニューポールBPE−20」[三洋化成工業(株)製]316部(1モル部)、フマル酸77.7部(0.67モル部)及びシュウ酸チタン酸カリウム4部を、ガラス製反応容器中、230℃で0.001MPaまで減圧し水を留去しながら15時間反応させたのち、パラトルエンスルホン酸10部、トルエン200部、ハイドロキノン2部及びアクリル酸48.7部(0.677モル部)を加え、空気を通気しながら90℃で0.04MPaまで減圧し水を留去しながら水酸基価が1.0以下になるまで反応した後、25℃まで冷却した。さらにトルエン200部及び10%水酸化ナトリウム水溶液200部を加えて分液し、下層の水層を留去後、90℃で0.01MPaまで減圧しトルエンを留去し、m=2、エステル基数6のポリエステル(A−1)を得た。なお、ポリエステル(A−1)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 1 <Production of Polyester (A-1)>
EO2 mol adduct of bisphenol A "Newpol BPE-20" [manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.] 316 parts (1 mol part), 77.7 parts fumaric acid (0.67 mol part) and potassium oxalate titanate. After reacting 4 parts in a glass reaction container at 230° C. under reduced pressure to 0.001 MPa for 15 hours while distilling off water, 10 parts of paratoluenesulfonic acid, 200 parts of toluene, 2 parts of hydroquinone and 48 parts of acrylic acid. 0.7 parts (0.677 parts by mole) was added, the pressure was reduced to 0.04 MPa at 90° C. while ventilating the air, water was distilled off, and the reaction was continued until the hydroxyl value became 1.0 or less, then to 25° C. Cooled. Further, 200 parts of toluene and 200 parts of a 10% sodium hydroxide aqueous solution are added for liquid separation, the lower aqueous layer is distilled off, and then the pressure is reduced to 0.01 MPa at 90° C. to distill off the toluene, m=2, the number of ester groups Polyester (A-1) of 6 was obtained. The glass transition temperature of polyester (A-1) was 0°C or lower.

製造例2 <ポリエステル(A−2)の製造>
製造例1において、フマル酸77.7部(0.67モル部)を87.0部(0.75モル部)に、アクリル酸48.7部(0.677モル部)を36.4部(0.505モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=2、エステル基数8のポリエステル(A−2)を得た。なお、ポリエステル(A−2)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 2 <Production of Polyester (A-2)>
In Production Example 1, 77.7 parts (0.67 mol part) of fumaric acid was added to 87.0 parts (0.75 mol part), and 48.7 parts (0.677 mol part) of acrylic acid was 36.4 parts. A polyester (A-2) having m=2 and 8 ester groups was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount was changed to (0.505 mol part). The glass transition temperature of the polyester (A-2) was 0°C or lower.

製造例3 <ポリエステル(A−3)の製造>
製造例1において、ビスフェノールAのEO2モル付加物316部(1モル部)をジエチレングリコール212(2モル部)に、フマル酸77.7部(0.67モル部)をテレフタル酸222.4(1.34モル部)に、アクリル酸48.7部(0.677モル部)を97.2部(1.35モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=2、エステル基数6のポリエステル(A−3)を得た。なお、ポリエステル(A−3)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 3 <Production of Polyester (A-3)>
In Production Example 1, 316 parts (1 part by mol) of EO2 mol adduct of bisphenol A was added to diethylene glycol 212 (2 parts by mol), and 77.7 parts (0.67 parts by mol) of fumaric acid was added to terephthalic acid 222.4 (1). .34 mol parts) and acrylic acid 48.7 parts (0.677 mol parts) were changed to 97.2 parts (1.35 mol parts) in the same manner as in Production Example 1, m=2, and the number of ester groups was changed. Polyester (A-3) of 6 was obtained. The glass transition temperature of the polyester (A-3) was 0°C or lower.

製造例4 <ポリエステル(A−4)の製造>
製造例1において、ビスフェノールAのEO2モル付加物316部(1モル部)をビスフェノールAのEO10モル付加物「ニューポールBPE−100」[三洋化成工業(株)製]334(0.5モル部)に、フマル酸77.7部(0.67モル部)をテレフタル酸41.5(0.25モル部)に、アクリル酸48.7部(0.677モル部)を36.4部(0.505モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=2、エステル基数4のポリエステル(A−4)を得た。なお、ポリエステル(A−4)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 4 <Production of Polyester (A-4)>
In Production Example 1, 316 parts (1 part by mole) of EO2 mole adduct of bisphenol A was added to EO10 moles of bisphenol A "Newpol BPE-100" [manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.] 334 (0.5 mole part). ), fumaric acid 77.7 parts (0.67 parts by mole) to terephthalic acid 41.5 (0.25 parts by mole), and acrylic acid 48.7 parts (0.677 parts by mole) to 36.4 parts ( Polyester (A-4) having m=2 and 4 ester groups was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount was changed to 0.505 mol part). The glass transition temperature of polyester (A-4) was 0°C or lower.

製造例5 <ポリエステル(A−5)の製造>
ビスフェノールAのEO2モル付加物「ニューポールBPE−20」[三洋化成工業(株)製]316部(1モル部)、フマル酸77.7部(0.67モル部)及びシュウ酸チタン酸カリウム4部を、ガラス反応容器中、230℃で0.001MPaまで減圧し水を留去しながら15時間反応して得られたエステル化物(エステル基数4)を得た。このエステル化物122部(0.1モル部)、3官能イソシアネート「デュラネート24A−100」[ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット変性体、旭化成(株)製]108部(0.202モル部)、触媒としてビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)の2−エチルヘキサン酸50%溶液を1部仕込み、撹拌均一化後、80℃で6時間反応させた。さらにハイドロキノン2部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート46.4部(0.4モル部)を加え、空気を通気しながら75℃でイソシアネート含量が0.01%以下になるまで反応し、m=4、エステル基数8のポリエステル(A−5)を得た。なお、ポリエステル(A−5)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 5 <Production of Polyester (A-5)>
EO2 mol adduct of bisphenol A "Newpol BPE-20" [manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.] 316 parts (1 mol part), fumaric acid 77.7 parts (0.67 mol part) and potassium oxalate titanate. An esterified product (number of ester groups: 4) was obtained by reacting 4 parts in a glass reaction vessel at 230°C under reduced pressure to 0.001 MPa for 15 hours while distilling off water. 122 parts (0.1 mol part) of this esterified product, trifunctional isocyanate "Duranate 24A-100" [burette modified product of hexamethylene diisocyanate, manufactured by Asahi Kasei Corporation] 108 parts (0.202 mol part), bismuth as a catalyst 1 part of a 50% solution of 2-ethylhexanoic acid of tris(2-ethylhexanoate) was charged, the mixture was stirred and homogenized, and then reacted at 80° C. for 6 hours. Further, 2 parts of hydroquinone and 46.4 parts (0.4 mol part) of 2-hydroxyethyl acrylate were added, and the mixture was reacted at 75° C. while aeration of air until the isocyanate content became 0.01% or less, m=4, A polyester (A-5) having 8 ester groups was obtained. The glass transition temperature of polyester (A-5) was 0°C or lower.

製造例6 <ポリエステル(A−6)の製造>
製造例1において、アクリル酸48.7部(0.677モル部)を24.4部(0.338モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=1、エステル基数5のポリエステル(A−6)を得た。なお、ポリエステル(A−6)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 6 <Production of Polyester (A-6)>
Manufacturing Example 1 was repeated except that 48.7 parts (0.677 mol part) of acrylic acid was changed to 24.4 parts (0.338 mol part), and m=1 and the number of ester groups was 5. Polyester (A-6) was obtained. The glass transition temperature of polyester (A-6) was 0°C or lower.

製造例7 <ポリエステル(A−7)の製造>
製造例1において、アクリル酸48.7部(0.677モル部)をメタクリル酸58.2部(0.677モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=2、エステル基数6のポリエステル(A−7)を得た。なお、ポリエステル(A−7)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Production Example 7 <Production of Polyester (A-7)>
The same procedure as in Production Example 1 except that 48.7 parts (0.677 mole parts) of acrylic acid was changed to 58.2 parts (0.677 mole parts) of methacrylic acid, and m=2, the number of ester groups was changed. A polyester (A-7) of 6 was obtained. The glass transition temperature of polyester (A-7) was 0°C or lower.

比較製造例1 <ポリエステル(A’−1)の製造>
ビスフェノールAのEO2モル付加物「ニューポールBPE−20」[三洋化成工業(株)製]316部(1モル部)、パラトルエンスルホン酸10部、トルエン200部、ハイドロキノン2部及びアクリル酸145部(2.02モル部)を加え、空気を通気しながら90℃で0.04MPaまで減圧し水を留去しながら水酸基価が1.0以下になるまで反応した後、25℃まで冷却した。さらにトルエン200部及び10%水酸化ナトリウム水溶液200部を加えて分液し、下層の水層を留去後、90℃で0.01MPaまで減圧しトルエンを留去し、m=2、エステル基数2のポリエステル(A’−1)を得た。なお、ポリエステル(A’−1)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Comparative Production Example 1 <Production of Polyester (A′-1)>
EO2 mol addition product of bisphenol A "Newpol BPE-20" [manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 316 parts (1 mol part), paratoluenesulfonic acid 10 parts, toluene 200 parts, hydroquinone 2 parts and acrylic acid 145 parts (2.02 parts by mole) was added, the pressure was reduced to 0.04 MPa at 90° C. while ventilating air, the reaction was carried out while distilling water off until the hydroxyl value became 1.0 or less, and then cooled to 25° C. Further, 200 parts of toluene and 200 parts of a 10% sodium hydroxide aqueous solution are added for liquid separation, the lower aqueous layer is distilled off, and then the pressure is reduced to 0.01 MPa at 90° C. to distill off the toluene, m=2, the number of ester groups 2 polyester (A'-1) was obtained. The glass transition temperature of the polyester (A′-1) was 0° C. or lower.

比較製造例2 <ポリエステル(A’−2)の製造>
比較製造例1において、アクリル酸145部(2.02モル部)を72.7部(1.01モル部)に変更した以外は比較製造例1と同様にし、m=1、エステル基数1のポリエステル(A’−2)を得た。なお、ポリエステル(A’−2)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Comparative Production Example 2 <Production of Polyester (A′-2)>
Comparative Comparative Example 1 was the same as Comparative Example 1 except that 145 parts (2.02 parts by mole) of acrylic acid was changed to 72.7 parts (1.01 parts by mole), and m=1 and the number of ester groups was 1. Polyester (A'-2) was obtained. The glass transition temperature of the polyester (A′-2) was 0° C. or lower.

比較製造例3 <ポリエステル(A’−3)の製造>
トリメチロールプロパン134部(1モル部)、パラトルエンスルホン酸7部、トルエン200部、ハイドロキノン2部及びアクリル酸145部(2.02モル部)を加え、空気を通気しながら90℃で0.04MPaまで減圧し水を留去しながら水酸基価が420になるまで反応した後、25℃まで冷却した。さらにトルエン200部及び10%水酸化ナトリウム水溶液200部を加えて分液し、下層の水層を留去後、90℃で0.01MPaまで減圧しトルエンを留去し、さらにカラムクロマトグラフィー(溶離液:ジクロロメタン/アセトン=97/3)で精製し、トリメチロールプロパンジアクリレートを分取した。
その後、別のガラス製反応容器に、ビスフェノールAのEO2モル付加物「ニューポールBPE−20」[三洋化成工業(株)製]316部(1モル部)、フマル酸77.7部(0.67モル部)及びシュウ酸チタン酸カリウム4部を投入し、230℃で0.001MPaまで減圧し水を留去しながら15時間反応して得られたエステル化物(エステル基数4)を得た。
このエステル化物122部(0.1モル部)、3官能イソシアネート「デュラネート24A−100」[旭化成(株)製]108部(0.202モル部)、触媒としてビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)の2−エチルヘキサン酸50%溶液を1部仕込み、撹拌均一化後、80℃で6時間反応させた後、ハイドロキノン2部及び前記トリメチロールプロパンジアクリレート96.8部(0.4モル部)を加え、空気を通気しながら75℃でイソシアネート含量が0.01%以下になるまで反応し、m=8、エステル基数12のポリエステル(A’−3)を得た。なお、ポリエステル(A’−3)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Comparative Production Example 3 <Production of Polyester (A′-3)>
134 parts of trimethylolpropane (1 mol part), 7 parts of paratoluenesulfonic acid, 200 parts of toluene, 2 parts of hydroquinone and 145 parts of acrylic acid (2.02 parts by mol) were added thereto, and at 0. The pressure was reduced to 04 MPa, the water was distilled off, the reaction was carried out until the hydroxyl value reached 420, and the mixture was cooled to 25°C. Further, 200 parts of toluene and 200 parts of 10% sodium hydroxide aqueous solution are added for liquid separation, the lower aqueous layer is distilled off, and the pressure is reduced to 0.01 MPa at 90° C. to distill off toluene, followed by column chromatography (elution). Liquid: dichloromethane/acetone=97/3) for purification, and trimethylolpropane diacrylate was collected.
Then, in another glass-made reaction container, 316 parts (1 mol part) of EO2 mol addition product of bisphenol A "New Pole BPE-20" [manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.] and 77.7 parts of fumaric acid (0. 67 parts by mole) and 4 parts of potassium oxalate titanate were added, and the reaction mixture was allowed to react for 15 hours while reducing the pressure to 0.001 MPa at 230° C. and distilling water to obtain an esterified product (ester group number 4).
122 parts (0.1 mol part) of this esterified product, 108 parts (0.202 mol part) of trifunctional isocyanate "Duranate 24A-100" [manufactured by Asahi Kasei Corporation], and bismuth tris(2-ethylhexanoate) as a catalyst. 1 part of a 50% solution of 2-ethylhexanoic acid was charged and homogenized with stirring, and after reacting at 80° C. for 6 hours, 2 parts of hydroquinone and 96.8 parts of trimethylolpropane diacrylate (0.4 mol part) ) Was added, and the mixture was reacted at 75° C. while ventilating air until the isocyanate content became 0.01% or less to obtain a polyester (A′-3) having m=8 and 12 ester groups. The glass transition temperature of polyester (A′-3) was 0° C. or lower.

比較製造例4 <ポリエステル(A’−4)の製造>
製造例1において、ビスフェノールAのEO2モル付加物316部(1モル部)をジエチレングリコール212(2モル部)に、フマル酸77.7部(0.67モル部)を155.4(1.34モル部)に、アクリル酸48.7部(0.677モル部)を97.2部(1.35モル部)に変更した以外は製造例1と同様にし、m=2、エステル基数6の芳香環を有しないポリエステル(A’−4)を得た。なお、ポリエステル(A’−4)のガラス転移温度は、0℃以下であった。
Comparative Production Example 4 <Production of polyester (A′-4)>
In Production Example 1, 316 parts (1 part by mol) of an EO2 mol adduct of bisphenol A was added to 212 (2 parts by mol) of diethylene glycol, and 77.7 parts (0.67 parts by mol) of fumaric acid was added to 155.4 (1.34 parts). (Mole part), except that acrylic acid 48.7 parts (0.677 part by mole) was changed to 97.2 parts (1.35 parts by mole), the same procedure as in Production Example 1 was repeated except that m=2 and the number of ester groups was 6 A polyester (A′-4) having no aromatic ring was obtained. The glass transition temperature of the polyester (A′-4) was 0° C. or lower.

<実施例1〜10及び比較例1〜5>
水以外の表1に記載の部数の原料を、万能混合機[万能混合攪拌機、(株)三英製作所製]中で60℃に温調しながら30分均一溶解させた後、そこに水を6時間かけて滴下し、水分散濃度が40重量%の本発明の繊維用集束剤(C−1)〜(C−10)及び比較用の繊維用集束剤(C’−1)〜(C’−5)をそれぞれ2500部得た。
<Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5>
Except for water, the raw materials of the number shown in Table 1 were uniformly dissolved for 30 minutes in a universal mixer [universal mixing stirrer (manufactured by Sanei Seisakusho Co., Ltd.)] while controlling the temperature at 60°C, and then water was added thereto. The fiber sizing agents (C-1) to (C-10) of the present invention having a water dispersion concentration of 40% by weight and the comparative fiber sizing agents (C'-1) to (C) were added dropwise over 6 hours. 2500 parts of each of'-5) were obtained.

Figure 2020084376
Figure 2020084376

なお、表1に記載した記号の原料の化学組成は以下の通りである。
(B−1):エポキシ基を有する化合物[ビスフェノールAのジグリシジルエーテルとエピクロルヒドリンとの縮合物、商品名「JER1001」、三菱ケミカル(株)製、(B−1)のガラス転移温度:10℃以下]
(B−2):ポリウレタン樹脂を含有する溶液[ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂エマルションを含有する溶液(固形分濃度:50質量%)、商品名「パーマリンUA−368」、三洋化成工業(株)製、(B−2)のガラス転移温度:10℃以下]
(B−3):ポリアクリル樹脂を含有する溶液[ポリアクリル酸ナトリウムを含有する溶液(固形分濃度:43質量%)、商品名「アロンT−50」、東亜合成(株)製、(B−3)のガラス転移温度:10℃以下]
(E−1):スチレン化フェノールのプロピレンオキサイドエチレンオキサイド付加物[商品名「Soprophor 796/P」、ソルベイ日華(株)製]
The chemical compositions of the raw materials with the symbols shown in Table 1 are as follows.
(B-1): Compound having epoxy group [condensation product of diglycidyl ether of bisphenol A and epichlorohydrin, trade name "JER1001", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, (B-1) glass transition temperature: 10°C Less than]
(B-2): solution containing polyurethane resin [solution containing polycarbonate polyurethane resin emulsion (solid content concentration: 50% by mass), trade name "Permarin UA-368", manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., ( Glass transition temperature of B-2): 10° C. or lower]
(B-3): solution containing polyacrylic resin [solution containing sodium polyacrylate (solid content concentration: 43% by mass), trade name "Aron T-50", manufactured by Toagosei Co., Ltd., (B -3) glass transition temperature: 10°C or lower]
(E-1): Propylene oxide ethylene oxide adduct of styrenated phenol [trade name "Soprophor 796/P", manufactured by Solvay Nika Co., Ltd.]

実施例及び比較例の繊維用集束剤を用いて、以下の評価方法で、炭素繊維束の集束性、開繊性及び接着性を評価した。 Using the sizing agents for fibers of Examples and Comparative Examples, the sizing properties, fiber-opening properties and adhesive properties of carbon fiber bundles were evaluated by the following evaluation methods.

<集束性の評価>
(1)固形分濃度が1.5重量%となるように繊維用集束剤組成物をさらに水で希釈した水溶液に、未処理炭素繊維(繊度800tex、フィラメント数12,000本)を浸漬して集束剤を含浸させ、180℃で3分間熱風乾燥させて炭素繊維束を作製した。
(2)得られた炭素繊維束の集束性を、JIS L1096−2010 8.21.1 A法(45°カンチレバー法)に準じて評価した。
数値(cm)が大きいほど集束性に優れることを意味する。
この処理条件で得られた炭素繊維束をカンチレバーで評価した集束性の値は、一般に13cm以上が好ましい。
<Evaluation of focusing property>
(1) Immersing untreated carbon fibers (fineness: 800 tex, number of filaments: 12,000) in an aqueous solution obtained by further diluting the fiber sizing composition with a solid content concentration of 1.5% by weight. A sizing agent was impregnated and dried with hot air at 180° C. for 3 minutes to prepare a carbon fiber bundle.
(2) The bundling property of the obtained carbon fiber bundle was evaluated according to JIS L1096-2010 8.21.1 A method (45° cantilever method).
The larger the value (cm), the better the focusing property.
In general, the carbon fiber bundle obtained under these treatment conditions has a focusing property evaluated by a cantilever of 13 cm or more.

<開繊性の評価>
70℃に温めた表面が平滑な直径10mmのステンレス棒5本を、ステンレス棒同士の水平方向の間隔が50mmとなるようにそれぞれ平行に、かつ、炭素繊維束がステンレス棒と接触しながらジグザグに通過するように配置した(図1)。なお、炭素繊維束が1番目と3番目と5番目に通過するステンレス棒の中心を結ぶ直線、及び、炭素繊維束が2番目と4番目に通過するステンレス棒の中心を結ぶ直線は、水平面と平行になるように配置した。また、前記の2〜4番目のステンレス棒の通過前後で、通過前の炭素繊維束の進行方向となる直線と、通過後の炭素繊維束の進行方向となる直線とが、120度の角度をなすように(例えば、前記の1番目と2番目のステンレス棒の間を通過する炭素繊維束の進行方向となる直線と、前記の2番目と3番目のステンレス棒の間を通過する炭素繊維束の進行方向となる直線とが、120度の角度をなすように)配置した。
このステンレス棒間に各集束剤で処理をした炭素繊維束をジグザグにかけ、巻取ロールと巻出ロールとの間の張力1000g、速度3m/分で炭素繊維束を巻出ロールから巻取ロールへ巻き取り、5本のステンレス棒を通過した後の、炭素繊維束の拡がり幅(mm)を測定した{(株)浅野機械製作所製 糸走行試験装置を使用した}。
この条件で測定した炭素繊維束の拡がり幅は、一般に8mm以上が好ましい。
<Evaluation of openability>
Five stainless steel rods with a smooth surface heated to 70°C and having a diameter of 10 mm are arranged in parallel so that the horizontal spacing between the stainless steel rods is 50 mm, and the carbon fiber bundle is in zigzag while contacting the stainless steel rod. It was placed so that it would pass (Fig. 1). The straight line connecting the centers of the stainless steel rods through which the carbon fiber bundle passes first, third and fifth, and the straight line connecting the centers of the stainless steel rods through which the carbon fiber bundle passes second and fourth intersect with the horizontal plane. Arranged to be parallel. In addition, before and after passing the second to fourth stainless rods, a straight line that is the traveling direction of the carbon fiber bundle before passing and a straight line that is the traveling direction of the carbon fiber bundle after passing have an angle of 120 degrees. As it is (for example, a straight line that is the traveling direction of the carbon fiber bundle that passes between the first and second stainless rods and a carbon fiber bundle that passes between the second and third stainless rods). And a straight line which is the traveling direction of () make an angle of 120 degrees.
A carbon fiber bundle treated with each sizing agent was zigzag-between the stainless rods, and the carbon fiber bundle was transferred from the unwinding roll to the winding roll at a tension of 1000 g between the winding roll and the unwinding roll at a speed of 3 m/min. The spread width (mm) of the carbon fiber bundle after winding and passing through five stainless steel bars was measured {using a yarn running test device manufactured by Asano Machinery Co., Ltd.}.
Generally, the spread width of the carbon fiber bundle measured under these conditions is preferably 8 mm or more.

<接着性の評価>
マイクロドロップレット法により接着性を評価した。
(1)上記の方法にて得られた炭素繊維束から、炭素繊維フィラメントを取り出し、試料ホルダーにセットした。
(2)ビニルエステル樹脂「リポキシR−804」[昭和電工(株)製]100重量部、硬化剤「パーメックN」[日本油脂(株)製]25重量部からなるマトリックス樹脂のマイクロドロップレットを炭素繊維フィラメント上に形成し、25℃×24時間、120℃×5時間加熱し硬化させ接着性の測定用の試料を得た。
(3)測定試料を複合材料界面特性評価装置HM410[東栄産業株式会社製]にセットし、炭素繊維フィラメントからマイクロドロップレットを引き抜く際の最大引き抜き荷重Fを測定した。
(4)界面剪断強度τを次式により算出した。
界面剪断強度τ(単位:MPa)=F/πdL
[但し、Fは最大引き抜き荷重(N)、dは炭素繊維フィラメント直径(μm)、Lはマイクロドロップレットの引き抜き方向の粒子径(μm)を表す。]
この界面剪断強度τが大きいほど接着性が高いことを意味し、一般に45MPa以上が好ましい。
<Adhesion evaluation>
Adhesion was evaluated by the microdroplet method.
(1) A carbon fiber filament was taken out from the carbon fiber bundle obtained by the above method and set in a sample holder.
(2) A microdroplet of a matrix resin composed of 100 parts by weight of a vinyl ester resin "Lipoxy R-804" [manufactured by Showa Denko KK] and 25 parts by weight of a curing agent "Permec N" [manufactured by NOF CORPORATION]. It was formed on a carbon fiber filament, heated at 25° C. for 24 hours and heated at 120° C. for 5 hours to be cured to obtain a sample for measuring the adhesiveness.
(3) The measurement sample was set in the composite material interface characteristic evaluation device HM410 [manufactured by Toei Sangyo Co., Ltd.], and the maximum pulling load F when pulling out the microdroplets from the carbon fiber filament was measured.
(4) The interfacial shear strength τ was calculated by the following formula.
Interfacial shear strength τ (unit: MPa)=F/πdL
[However, F represents the maximum drawing load (N), d represents the carbon fiber filament diameter (μm), and L represents the particle size (μm) in the drawing direction of the microdroplets. ]
The larger the interfacial shear strength τ, the higher the adhesiveness, and in general, 45 MPa or more is preferable.

本発明の実施例1〜10の繊維用集束剤は、高い集束性を保持しながら、開繊性に優れた繊維束を作ることができ、かつ繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れている。
一方、エステル基数が少ない比較例1及び2は密着性が低く、官能基(a)の個数が多すぎる比較例3は開繊性が低い。
また、芳香環を有するポリエステルを含有しない比較例4は集束性及び密着性が低く、官能基(a)を有するポリエステルを含有しない比較例5は開繊性及び密着性が低い。
The fiber sizing agents of Examples 1 to 10 of the present invention can form a fiber bundle having excellent openability while maintaining a high sizing property, and have excellent adhesiveness between the fiber and the matrix resin. ..
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 having a small number of ester groups have low adhesiveness, and Comparative Example 3 having too many functional groups (a) has a low fiber-opening property.
Further, Comparative Example 4 which does not contain the polyester having an aromatic ring has low bundling property and adhesiveness, and Comparative Example 5 which does not contain the polyester having the functional group (a) has low openability and adhesiveness.

本発明の繊維用集束剤は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維又はスラッグ繊維用の集束剤として利用できる。
また、本発明の繊維用集束剤組成物で処理して得られた繊維束又は繊維製品を強化繊維とし、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をマトリックスとしてプリプレグを得ることができる。
The fiber sizing agent of the present invention can be used as a sizing agent for glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, ceramic fiber, metal fiber, mineral fiber or slug fiber.
Further, a prepreg can be obtained by using a fiber bundle or a fiber product obtained by treating with the fiber sizing composition of the present invention as a reinforcing fiber and using a thermoplastic resin or a thermosetting resin as a matrix.

1.ステンレス棒
2.巻出ロール
3.巻取ロール
4.炭素繊維束
5.開繊性の測定位置
1. Stainless rod 2. Unwinding roll 3. Take-up roll 4. Carbon fiber bundle 5. Opening measurement position

Claims (12)

芳香環及び一般式(1)で示される官能基(a)を有するポリエステル(A)を含有する繊維用集束剤であって、
前記ポリエステル(A)1分子が有する官能基(a)の個数(m)が1〜6であり、
前記ポリエステル(A)1分子が有するエステル基の個数が、m+1以上である繊維用集束剤。
Figure 2020084376
[一般式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、ポリエステル(A)が複数のRを有する場合は、同一でも異なっていても良い。]
A sizing agent for fibers, comprising a polyester (A) having an aromatic ring and a functional group (a) represented by the general formula (1),
The number (m) of the functional groups (a) contained in one molecule of the polyester (A) is 1 to 6,
A fiber sizing agent in which the number of ester groups contained in one molecule of the polyester (A) is m+1 or more.
Figure 2020084376
[In the general formula (1), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when the polyester (A) has a plurality of Rs, they may be the same or different. ]
前記繊維用集束剤が含有する全てのポリエステル(A)におけるmの1分子あたりの数平均値(m)が1.0〜5.8であり、前記繊維用集束剤が含有する全てのポリエステル(A)が有するエステル基の個数の1分子あたりの数平均値が、m+1.0以上である請求項1に記載の繊維用集束剤。 The number average value (m A ) per molecule of m in all polyesters (A) contained in the fiber sizing agent is 1.0 to 5.8, and all polyesters contained in the fiber sizing agent the number average value per molecule of the number of ester groups (a) has found fiber sizing agent according to claim 1 is m a +1.0 or more. 前記ポリエステル(A)が、芳香族ポリカルボン酸及び芳香族ポリオールを必須構成単量体とするポリエステルである請求項1又は2に記載の繊維用集束剤。 The fiber sizing agent according to claim 1 or 2, wherein the polyester (A) is a polyester containing an aromatic polycarboxylic acid and an aromatic polyol as essential constituent monomers. 一般式(1)におけるRが、水素原子又はメチル基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維用集束剤。 The sizing agent for fibers according to any one of claims 1 to 3, wherein R in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group. 前記芳香族ポリオールがビスフェノール骨格を有する請求項3又は4に記載の繊維用集束剤。 The fiber sizing agent according to claim 3 or 4, wherein the aromatic polyol has a bisphenol skeleton. 前記芳香族ポリオールがポリオキシアルキレン鎖を有する請求項3〜5のいずれか1項に記載の繊維用集束剤。 The fiber sizing agent according to claim 3, wherein the aromatic polyol has a polyoxyalkylene chain. 前記ポリエステル(A)のガラス転移温度が0℃以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の繊維用集束剤。 The fiber sizing agent according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyester (A) has a glass transition temperature of 0°C or lower. 更に、エポキシ基を有する化合物、ポリウレタン樹脂及びポリビニル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)を含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の繊維用集束剤。 Further, the fiber sizing agent according to any one of claims 1 to 7, further comprising at least one compound (B) selected from the group consisting of a compound having an epoxy group, a polyurethane resin and a polyvinyl resin. 前記化合物(B)のガラス転移温度が10℃以下である請求項8に記載の繊維用集束剤。 The sizing agent for fibers according to claim 8, wherein the glass transition temperature of the compound (B) is 10°C or lower. 前記ポリエステル(A)と化合物(B)との重量比[(A)/(B)]が、10/90〜90/10である請求項8又は9に記載の繊維用集束剤。 The weight ratio [(A)/(B)] of the polyester (A) and the compound (B) is 10/90 to 90/10, and the fiber sizing agent according to claim 8 or 9. 炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維及びスラッグ繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維を、請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊維用集束剤で処理してなる繊維束。 The fiber sizing agent according to any one of claims 1 to 10, wherein at least one fiber selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, ceramic fiber, metal fiber, mineral fiber and slug fiber is used. Fiber bundles that have been treated with. 請求項11に記載の繊維束を含有する繊維製品。
A fiber product containing the fiber bundle according to claim 11.
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