JP5167925B2 - ガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法 - Google Patents
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R1−NH−R2−Si−(OR3)3 (I)
(式(I)中、R1は、水素原子、又は、アミノ基を含有していてもよい有機基を表し、R2は、炭化水素基を表し、R3は、同一又は異なって、炭素数1〜3のアルキル基を表す。)で表されるアミノ基含有シラン化合物又はその塩:(C)
の酸性水性液と接触させる工程(A−1)、及び、前記工程(A−1)を経たガラス繊維基材をアルカリ液で処理する工程(A−2)、を含むガラス繊維基材の処理工程(A)、並びに、
(2)前記処理工程(A)を経たガラス繊維基材に、ε−カプロラクタムを含有する重合性組成物を含浸させ、アニオン重合させる工程(B)
を含む、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法である。
(1)本発明のガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法によれば、アミノ基含有シラン化合物又はその塩の酸性水性液によるガラス繊維基材の処理により、ガラス繊維表面に存在する水酸基をマスクするとともに、その後に、アルカリ液で処理することにより、ポリアミド樹脂のアニオン重合における重合反応を良好に行うことができる。従って、ガラス繊維基材の前処理を行うだけで、簡便かつ良好に、従来困難であった、吸水率が低く、曲げ強度等の機械的特性に優れたガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材を製造することができる。
(2)発明のガラス繊維基材の処理方法によれば、簡便かつ比較的短時間の工程でガラス繊維基材を処理するだけで、吸水率が低く、曲げ強度等の機械的特性に優れたガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材用ガラス繊維基材を得ることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
工程(A−1)においては、ガラス繊維基材を上記(C)の酸性水性液と、浸漬等の方法で接触させ、ガラス繊維基材にアミノ基含有シラン化合物又はその塩を付着又は被覆させる。
R1−NH−R2−Si−(OR3)3 (I)
で表される化合物又はその塩を用いる。式(I)中、R1は、水素原子、又は、アミノ基を含有していてもよい有機基(例えば、アミノ基含有炭化水素基、カルボニル基含有炭化水素基等)を表し、R2は、炭化水素基を表し、R3は、同一又は異なって、炭素数1〜3のアルキル基を表す。なお、本明細書中、アミノ基は、アンモニア、1級アミン又は2級アミンから水素を除去した基を意味し、例えば、−NH2、−NHR−等を表す。一般式(I)で表される化合物の塩としては、無機酸(塩酸、硫酸、硝酸等)との塩、有機酸(蟻酸、酢酸、プロピオン酸等)との塩が挙げられる。
工程(A−2)においては、工程(A−1)で酸性水性液で処理されたガラス繊維基材をアルカリ液で処理することによりその酸性を中和する。上記処理方法としては、とくに限定されないが、例えば、浸漬等の方法が好ましく挙げられる。
(1)ガラス繊維基材の処理方法
表1に示した各シラン化合物(a)〜(d)を用いて、0.5重量%のシラン化合物水溶液(酢酸でpH4に調整)に、熱脱油処理したガラス繊維織物(平織り組織、日東紡積株式会社製7628、厚さ:0.18mm、重量:208g/m2)を浸漬し、絞液後110℃、10分間乾燥し、シラン化合物0.1重量%をガラス繊維織物に付着させた。
シラン化合物処理したガラス繊維織物を水酸化ナトリウム0.2重量%メタノール液に5分間浸漬し、110℃で1時間乾燥した。
なお、表1中のシラン化合物の略号の意味は以下のとおり。
(a)NH2−C3H6−Si−(OCH3)3
(b)NH2−C2H4−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3
(c)CH2=CH−C6H4−CH2−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3・HCl
(d)CH3−C4H8−CO−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3・HCl
十分に乾燥させたε−カプロラクタム100重量部を100℃に加温溶融し、金属ナトリウム0.4重量部を溶解させてA液を調製した。更に、別に、十分に乾燥したε−カプロラクタム100重量部に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート1.6重量部を配合して110℃に加熱溶融させて、B液を調製した。A液とB液を金型内部に注型する直前に混合した。
160℃に加熱保持した凹金型の内部(雄雌型のクリアランスt=1.8mm)に、強化用繊維である夫々の処理ガラス繊維織物を10枚セットし、型締めを行なった。上記で得られた重合性組成物を金型内部に注入した。注入は約1分で完了した。注入終了後、金型温度を160℃に保ったまま、30分間保持した後に脱型し、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂成形体を得た。
試験片(イ)、(ロ)について、JIS K 7055に準じて3点曲げ試験により曲げ強度を測定した。
また、それぞれの重量を測定し、以下の式で吸水率を求めた。
吸水率=[試験片(ロ)の重量−試験片(イ)の重量]/試験片(イ)の重量×100(%)
結果を表1に示した。
Claims (7)
- (1)ガラス繊維基材を、下記一般式(I):
R1−NH−R2−Si−(OR3)3 (I)
(式(I)中、R1は、水素原子、又は、アミノ基を含有していてもよい有機基を表し、R2は、炭化水素基を表し、R3は、同一又は異なって、炭素数1〜3のアルキル基を表す。)で表されるアミノ基含有シラン化合物又はその塩:(C)
の酸性水性液と接触させる工程(A−1)、及び、前記工程(A−1)を経たガラス繊維基材をアルカリ液で処理する工程(A−2)、を含むガラス繊維基材の処理工程(A)、並びに、
(2)前記処理工程(A)を経たガラス繊維基材に、ε−カプロラクタムを含有する重合性組成物を含浸させ、アニオン重合させる工程(B)
を含む、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法。 - 前記(C)が、NH2−C3H6−Si−(OCH3)3、NH2−C2H4−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3、CH2=CH−C6H4−CH2−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3、及び、CH3−C4H8−CO−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3からなる群から選択される少なくとも1種又はその塩である請求項1記載の製造方法。
- 前記(C)が、CH2=CH−C6H4−CH2−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3・HCl、及び、CH3−C4H8−CO−NH−C3H6−Si−(OC2H5)3・HClからなる群から選択される少なくとも1種である請求項2記載の製造方法。
- アルカリ液は、濃度が0.001〜0.5重量%のアルカリ金属水酸化物溶液である請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。
- アルカリ金属水酸化物溶液は、水、メタノール、エタノール及びテトラヒドロフランからなる群から選択される少なくとも1種を溶媒とする請求項4記載の製造方法。
- アニオン重合の重合触媒として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらの金属の水素化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩、カルボン酸塩、アルキル化物、アルコキシド、及び、グリニャール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用いる請求項1〜5のいずれか記載の製造方法。
- ガラス繊維基材は、ガラス繊維の織物、編み物又は編織物である請求項1〜6のいずれか記載の製造方法。
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