JP5275112B2 - Binder for glass chopped strand mat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスチョップドストランドマット用粉末状バインダーに関する。より詳細には、バインダー樹脂の粉砕時の生産効率を向上させるとともに、従来よりバインダー量を低減させてもマット強度(引張強さ等の機械的強度、以下同じ)が維持でき、かつこれにより柔軟なマットを作成することができるガラスチョップドストランドマット用粉末状バインダーに関する。 The present invention relates to a powdery binder for glass chopped strand mats. More specifically, while improving the production efficiency when the binder resin is pulverized, the mat strength (mechanical strength such as tensile strength, the same applies hereinafter) can be maintained even if the amount of the binder is reduced compared to the conventional one, and this makes it flexible. The present invention relates to a powdery binder for glass chopped strand mats capable of producing a simple mat.
ガラスチョップドストランドマットは、通常、以下の方法で得られる。
(1)数10〜数100本のガラス単繊維(繊維径約10μm前後)をサイジング剤で集束させガラスストランドを得る。
(2)該ガラスストランドを所定の長さに切断して束状のガラスチョップドストランドを得る。
(3)該ガラスチョップドストランドを搬送用ネット上に方向を無秩序に分散させて積層体とする。
(4)該積層体にバインダー粉末を散布し、オーブンチャンバーで加熱することによりガラスチョップドストランド間をバインダーで結合させてガラスチョップドストランドマットを得る。
このバインダーについては、従来から機械粉砕により粉末化された不飽和ポリエステル樹脂が多く使用されてきた(例えば、特許文献1)。これらはそのまま使用するには、粒度(以下において粒子径ということがある)分布が広過ぎ、かつ粗粒側に偏っているため、粉砕後にガラスチョップドストランドマットに付与するのに最も適するとされる体積平均粒子径150〜250μmに通常ふるい分けられる。
The glass chopped strand mat is usually obtained by the following method.
(1) A glass strand is obtained by bundling several 10 to several hundred glass single fibers (fiber diameter of about 10 μm) with a sizing agent.
(2) The glass strand is cut into a predetermined length to obtain a bundle of glass chopped strands.
(3) The glass chopped strands are randomly distributed in directions on the transfer net to form a laminate.
(4) The binder powder is sprayed on the laminate and heated in an oven chamber to bond the glass chopped strands with a binder to obtain a glass chopped strand mat.
As for this binder, conventionally, many unsaturated polyester resins pulverized by mechanical pulverization have been used (for example, Patent Document 1). In order to use them as they are, the distribution of particle size (sometimes referred to as the particle size in the following) is too wide and biased toward the coarse particles, so that it is most suitable for being applied to the glass chopped strand mat after pulverization. It is usually sieved to a volume average particle size of 150 to 250 μm.
しかしながら、ふるい分けにより得られるバインダー量は収量が十分でなく、生産効率が悪い上に従来のバインダーは、粒度分布幅が広いため、粒子のすべてがガラスチョップドストランドの積層体への付着に適しているわけではない。すなわち、粒子径のとくに小さいものは、該積層体上に散布しても積層体の専ら表面層のみに付着して内部および裏面層にまで達することは少なく、その結果、ガラス繊維の全体的な結着が不十分となり、かつ得られるマットは硬く、マットの品質が損なわれる;また、一方、粒子径のとくに大きいものは、該積層体に付着することなく積層体の隙間を落下する場合が多く、その結果、本来のマットの強度等の性能面から要求される必要量を超えるバインダーを供給しなければならないという欠点もあった。 However, the amount of binder obtained by sieving is not sufficient in yield, the production efficiency is poor, and the conventional binder has a wide particle size distribution range, so that all of the particles are suitable for adhesion to the laminate of glass chopped strands. Do not mean. In other words, particles having a particularly small particle diameter are less likely to adhere only to the surface layer of the laminate and reach the inner and back layers even when dispersed on the laminate, and as a result, the entire glass fiber. Insufficient binding and the resulting mat is hard and the quality of the mat is impaired; on the other hand, particularly large particles may fall through the gaps of the laminate without adhering to the laminate. As a result, there has been a drawback that the binder must be supplied in excess of the required amount in view of performance such as the strength of the original mat.
本発明の目的は、ポリエステル樹脂からなるバインダー中に、予め溶解度パラメーターの異なる熱可塑性樹脂を混合することで、バインダー樹脂の機械粉砕時の粉砕効率を向上させ、かつバインダーの粒度分布をコントロールすることにより、必要かつ均一な強度としなやかさ(柔軟性)を有するガラスチョップドストランドマットを与えるバインダーを提供することにある。 The object of the present invention is to improve the grinding efficiency during mechanical grinding of the binder resin and control the particle size distribution of the binder by mixing thermoplastic resins having different solubility parameters in advance with a binder made of polyester resin. Therefore, it is providing the binder which gives the glass chopped strand mat which has required and uniform intensity | strength and flexibility (flexibility).
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、下記の関係式(1)を満足する溶解度パラメーター(以下SP値と記載)(α)を有するポリエステル樹脂(A)とSP値(β)を有する熱可塑性樹脂(B)の溶融混合物の粉末を含有してなるガラスチョップドストランドマット用バインダー(C)である。
0.2 ≦ |(α)−(β)| ≦ 3.0 (1)
The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of intensive studies to achieve the above object. That is, the present invention provides a melt of a polyester resin (A) having a solubility parameter (hereinafter referred to as SP value) (α) and a thermoplastic resin (B) having an SP value (β) satisfying the following relational expression (1). It is a binder (C) for glass chopped strand mats containing powder of the mixture.
0.2 ≦ | (α) − (β) | ≦ 3.0 (1)
本発明のガラスチョップドストランドマット用バインダーは、下記の効果を奏する。
(1)機械粉砕時に粗大粒子が生じにくく、バインダー粉末製造時の生産性に優れる。
(2)ガラスチョップドストランドマットに均一な強度を付与できる。
(3)従来より少ない使用量でガラスチョップドストランドマットに均一な強度を付与できる。
(4)FRP成形時のマットの型枠への賦形性(柔軟性)が優れる等の加工作業性に優れるガラスチョップドストランドマットを与える。
The glass chopped strand mat binder of the present invention has the following effects.
(1) Coarse particles are less likely to be produced at the time of mechanical pulverization, and the productivity at the time of binder powder production is excellent.
(2) A uniform strength can be imparted to the glass chopped strand mat.
(3) Uniform strength can be imparted to the glass chopped strand mat with a smaller amount than in the past.
(4) A glass chopped strand mat having excellent workability such as excellent formability (flexibility) of the mat to the mold during FRP molding is provided.
[ガラスチョップドストランドマット用バインダー(C)]
本発明のガラスチョップドストランドマット用バインダー(C)は、ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)からなり、それぞれの溶解度パラメーター(以下SP値と記載)(α)とSP値(β)が下記の関係式(1)を満足する。
0.2 ≦ |(α)−(β)| ≦ 3.0 (1)
さらに、樹脂の安定性および粉砕効率の観点から下記の関係式(1’)を満足することが好ましい。
0.4 ≦ |(α)−(β)| ≦ 2.0 (1’)
[Binder for glass chopped strand mat (C)]
The binder for glass chopped strand mats (C) of the present invention comprises a polyester resin (A) and a thermoplastic resin (B), and has solubility parameters (hereinafter referred to as SP values) (α) and SP values (β). The following relational expression (1) is satisfied.
0.2 ≦ | (α) − (β) | ≦ 3.0 (1)
Furthermore, it is preferable to satisfy the following relational expression (1 ′) from the viewpoint of the stability of the resin and the grinding efficiency.
0.4 ≦ | (α) − (β) | ≦ 2.0 (1 ′)
ここで、SP値は、「Polymer Engineering and Science,February,1974,Vol.14,No.2,Robert F.Fedors」(147〜154頁)に記載のFedors法により次式(2)で計算される値(該文献ではδと表記)である。
SP値(δ)=(ΔH/V)×1/2 (2)
但し、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal)を、Vはモル体積(cm3)を表す。また、ΔHおよびVには、上記文献の151〜153頁に記載の原子団のモル蒸発熱の合計(ΔH)とモル体積の合計(V)を用いることができる。
該SP値が近いもの同士はお互いに混ざりやすく、この数値が離れているものは相溶性が低いためお互いに混ざりにくいというように、SP値の差は樹脂相互間の相溶性を示す指標となる。
Here, the SP value is calculated by the following formula (2) by the Fedors method described in “Polymer Engineering and Science, February, 1974, Vol. 14, No. 2, Robert F. Fedors” (pages 147 to 154). Value (denoted by δ in this document).
SP value (δ) = (ΔH / V) × 1/2 (2)
In the formula, ΔH represents the heat of molar evaporation (cal), and V represents the molar volume (cm 3 ). Further, as ΔH and V, the sum of molar evaporation heat (ΔH) and the sum of molar volumes (V) of atomic groups described in pages 151 to 153 of the above-mentioned document can be used.
Differences in SP values are indicators of compatibility between resins, such that those with close SP values are easy to mix with each other, and those with a distant numerical value are not compatible with each other because of low compatibility. .
本発明のバインダー(C)は、後述のように、ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)を溶融混合し、冷却後に機械粉砕で粉末化、さらに粉末粒子をふるい分けして製造される。該製造に際し、|(α)−(β)|の値が0.2未満であると、ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)が溶融混合で相溶化してしまうため、機械粉砕によるバインダー粉末製造時に粉砕効率が悪くなり、その結果、粒度分布が粗粒側に偏り、バインダーとして良好な体積平均粒子径100〜250μmが得られるふるい分けにおいて収率が低下し、好ましくない。一方、|(α)−(β)|の値が3.0を超えると溶融時および/または冷却時に相分離を起こしてしまうため好ましくない。 As described later, the binder (C) of the present invention is produced by melt-mixing a polyester resin (A) and a thermoplastic resin (B), pulverizing by mechanical pulverization after cooling, and further screening powder particles. In the production, if the value of | (α) − (β) | is less than 0.2, the polyester resin (A) and the thermoplastic resin (B) are compatibilized by melt mixing. When the binder powder is produced, the pulverization efficiency is deteriorated. As a result, the particle size distribution is biased toward the coarse particles, and the yield is lowered in sieving to obtain a volume average particle size of 100 to 250 μm as a binder. On the other hand, a value of | (α) − (β) | exceeding 3.0 is not preferable because phase separation occurs during melting and / or cooling.
なお、本発明においてポリエステル樹脂(A)が2種類以上のポリエステル樹脂からなる場合は、各ポリエステル樹脂のSP値の相加平均を(A)のSP値(α)とし、また、熱可塑性樹脂(B)が2種類以上の熱可塑性樹脂からなる場合も同様に、各熱可塑性樹脂のSP値の相加平均を熱可塑性樹脂(B)のSP値(β)とする。
熱可塑性樹脂(B)には、後述のとおりポリエステル樹脂が含まれることから、本発明におけるポリエステル樹脂(A)も含まれる。すなわち、前記関係式(1)を満足しさえすれば、(A)と(B)の組合せにおいて熱可塑性樹脂(B)が本発明におけるポリエステル樹脂(A)であっても何ら差し支えはない。
In the present invention, when the polyester resin (A) is composed of two or more kinds of polyester resins, the arithmetic average of the SP values of the respective polyester resins is set to the SP value (α) of (A), and the thermoplastic resin ( Similarly, when B) is made of two or more types of thermoplastic resins, the arithmetic average of the SP values of the respective thermoplastic resins is defined as the SP value (β) of the thermoplastic resin (B).
Since the thermoplastic resin (B) includes a polyester resin as described later, the polyester resin (A) in the present invention is also included. That is, as long as the relational expression (1) is satisfied, there is no problem even if the thermoplastic resin (B) is the polyester resin (A) in the present invention in the combination of (A) and (B).
ポリエステル樹脂(A)のSP値は、好ましくは9.5〜13.5、また、熱可塑性樹脂(B)のSP値は、好ましくは8〜16である。 The SP value of the polyester resin (A) is preferably 9.5 to 13.5, and the SP value of the thermoplastic resin (B) is preferably 8 to 16.
本発明のガラスチョップドストランドマット用バインダー(C)は、ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)からなる。(C)はさらに一定の領域の体積基準粒子径および体積基準の粒子径分布を有することが好ましい。
具体的には、(C)の体積平均粒子径DVは、得られるガラスチョップドストランドマットの均一強度、柔軟性、およびバインダー使用量、マット強度の観点から好ましくは100〜250μm、さらに好ましくは110〜230μm、とくに好ましくは120〜220μmである。
The glass chopped strand mat binder (C) of the present invention comprises a polyester resin (A) and a thermoplastic resin (B). (C) preferably further has a volume-based particle size and volume-based particle size distribution in a certain region.
Specifically, the volume average particle diameter D V of (C) is a uniform strength of the glass chopped strand mat obtained, flexibility, and the binder amount, preferably from the viewpoint of the mat strength 100 to 250 [mu] m, more preferably 110 It is -230 micrometers, Most preferably, it is 120-220 micrometers.
(C)の、300μm以上の体積基準粒子径を有する粒子の割合は、バインダー使用量、ガラスチョップドストランド積層体とバインダーとの接着点の観点から好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下、とくに好ましくは10重量%以下;また、100μm以下の体積基準粒子径を有する粒子の割合は、粉塵抑制、およびガラスチョップドストランドマットの均一強度、柔軟性の観点から好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下、とくに好ましくは10重量%以下である。 The proportion of the particles having a volume reference particle diameter of 300 μm or more in (C) is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight from the viewpoint of the amount of binder used and the point of adhesion between the glass chopped strand laminate and the binder. In the following, particularly preferably 10% by weight or less; the proportion of particles having a volume-based particle size of 100 μm or less is preferably 20% by weight or less from the viewpoints of dust suppression and the uniform strength and flexibility of the glass chopped strand mat. More preferably, it is 15 weight% or less, Most preferably, it is 10 weight% or less.
また、(C)の体積基準の粒子径分布の変動係数Cvは、バインダーの生産性および積層体への付着効率の観点から好ましくは0.1〜30%、さらに好ましくは1〜28%、とくに好ましくは10〜25%である。変動係数Cvは、後述の方法で求められる。 The variation coefficient C v of the particle size distribution on a volume basis of (C) is preferably 0.1 to 30 percent in view of the adhesion efficiency of the binder in the productivity and laminate, more preferably 1 to 28%, Especially preferably, it is 10 to 25%. The variation coefficient Cv is obtained by the method described later.
ここにおいて、体積平均粒子径Dv、体積基準粒子径、および変動係数Cvはいずれもレーザー回折散乱法により求めることができ、測定装置としては、例えば粒度分布測定機[「マイクロトラック9320HRA粒度分析計」、日機装(株)製]が挙げられる。 Here, the volume average particle diameter D v , the volume reference particle diameter, and the coefficient of variation C v can all be obtained by a laser diffraction scattering method. As a measuring apparatus, for example, a particle size distribution measuring instrument [“Microtrack 9320 HRA particle size analysis” Total ”, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.].
[ポリエステル樹脂(A)]
本発明における主成分であるポリエステル樹脂(A)としては、ポリカルボン酸(a1)と低分子ポリオール(a2)との重縮合物、およびカルボキシル基と水酸基を同一分子内に有する化合物(a3)の自己重縮合物、およびラクトン(a4)の開環重縮合物等が挙げられる。
[Polyester resin (A)]
Examples of the polyester resin (A) as the main component in the present invention include polycondensates of polycarboxylic acid (a1) and low molecular polyol (a2), and compound (a3) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule. Self-polycondensate, ring-opening polycondensate of lactone (a4) and the like can be mentioned.
ポリカルボン酸(a1)には、ポリカルボン酸自体だけでなく、そのエステル形成性誘導体が含まれる。
ポリカルボン酸(a1)の具体例としては、脂肪族ポリカルボン酸[官能基数2〜6、炭素数(以下Cと略記)3〜30、例えばコハク酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサヒドロフタル酸等]、芳香族ポリカルボン酸(官能基数2〜6、C8〜30、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラブロムフタル酸、テトラクロルフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)、脂環含有ポリカルボン酸(官能基数2〜6、C6〜50、例えば1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−および1,4−ジカルボキシメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシル−4,4’−ジカルボン酸およびダイマー酸等);これらのポリカルボン酸のエステル形成性誘導体[酸無水物(例えば無水マレイン酸、無水フタル酸等)、低級アルキル(C1〜4)エステル(ジメチルエステル、ジエチルエステル等)(例えばテレフタル酸ジメチル)、酸ハライド(酸クロライド等)等];およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらのうち、ポリエステル樹脂の着色防止の観点から好ましいのは、脂肪族ポリカルボン酸である。
The polycarboxylic acid (a1) includes not only the polycarboxylic acid itself but also an ester-forming derivative thereof.
Specific examples of the polycarboxylic acid (a1) include aliphatic polycarboxylic acids [functional group number 2-6, carbon number (hereinafter abbreviated as C) 3-30, such as succinic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid, adipine. Acid, azelaic acid, sebacic acid, hexahydrophthalic acid, etc.], aromatic polycarboxylic acid (functional number 2-6, C8-30, for example, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrabromophthalic acid, tetrachlorophthalic acid , Trimellitic acid, pyromellitic acid, etc.), alicyclic-containing polycarboxylic acid (functional number 2-6, C6-50, such as 1,3-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2- And 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3- and 1,4-dicarboxymethylcyclohexane, dicyclohexyl-4,4′-dicarbo Acid and dimer acids, etc.); ester-forming derivatives of these polycarboxylic acids [acid anhydrides (eg, maleic anhydride, phthalic anhydride, etc.), lower alkyl (C1-4) esters (dimethyl esters, diethyl esters, etc.) (For example, dimethyl terephthalate), acid halide (acid chloride, etc.)]; and a mixture of two or more thereof. Of these, aliphatic polycarboxylic acids are preferable from the viewpoint of preventing coloring of the polyester resin.
上記低分子ポリオール(a2)としては、水酸基1個当たりの数平均分子量[以下Mnと略記。測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。]が300未満(好ましくは分子量31以上かつMn250以下)の2価〜10価またはそれ以上(好ましくは2〜3価)のポリオールが使用できる。
(a2)としては、2価アルコール(a21)、3価〜10価またはそれ以上の多価アルコール(a22)およびこれらのアルコールまたは多価(2価〜3価またはそれ以上)フェノールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記。C2〜10)低モル(1〜10)付加物(a23);並びにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
The low molecular polyol (a2) is a number average molecular weight per hydroxyl group [hereinafter abbreviated as Mn. The measurement is based on a gel permeation chromatography (GPC) method. ] Is less than 300 (preferably a molecular weight of 31 or more and Mn 250 or less), and a divalent to 10-valent or higher (preferably 2-3) polyol can be used.
Examples of (a2) include dihydric alcohol (a21), trivalent to 10-valent or higher polyhydric alcohol (a22), and alkylene oxides of these alcohols or polyvalent (divalent to trivalent or higher) phenols ( Hereinafter, abbreviated as AO, C2 to 10) low molar (1 to 10) adduct (a23); and mixtures of two or more of these.
AOとしては、エチレンオキサイド(以下EOと略記)、プロピレンオキサイド(以下POと略記)、1,2−、1,3−および2,3−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン(以下THFと略記)、スチレンオキサイド、C5〜10またはそれ以上のα−オレフィンオキサイド、エピクロルヒドリン;およびこれらの2種以上の併用(ブロックおよび/またはランダム付加)が挙げられる。これらのAOのうちマット強度、およびマットのガラス繊維強化プラスチック(FRP)への適用におけるスチレンモノマー等のマットへの浸透性の観点から好ましいものは、EO、PO、およびこれらの併用である。 As AO, ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), 1,2-, 1,3- and 2,3-butylene oxide, tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), styrene oxide, C5-10 or more α-olefin oxide, epichlorohydrin; and combinations of two or more thereof (block and / or random addition). Among these AOs, EO, PO, and combinations thereof are preferable from the viewpoint of mat strength and permeability of the styrene monomer or the like to the mat in application of the mat to glass fiber reinforced plastic (FRP).
2価アルコール(a21)の具体例としては、脂肪族アルコール〔直鎖アルコール[エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール(以下それぞれEG、DEG、1,3−PG、1,4−BD、1,5−PD、1,6−HDと略記)]、分岐鎖を有するアルコール[1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール(以下それぞれ1,2−PG、NPGと略記)、3−メチル1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−および2,3−ブタンジオール等]等〕;および環を有するアルコール〔脂環含有アルコール[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等]、芳香脂肪族アルコール(m−およびp−キシリレングリコール等)等〕等が挙げられる。 Specific examples of the dihydric alcohol (a21) include aliphatic alcohol [linear alcohol [ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Hexanediol (hereinafter abbreviated as EG, DEG, 1,3-PG, 1,4-BD, 1,5-PD, 1,6-HD)], branched chain alcohol [1,2-propylene glycol, Neopentyl glycol (hereinafter abbreviated as 1,2-PG and NPG, respectively), 3-methyl 1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- and 2,3-butanediol etc.]; and an alcohol having a ring [alicyclic ring-containing alcohol [1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexa Etc.], araliphatic alcohols (m-and p- xylylene glycol and the like) and the like] and the like.
3価〜10価またはそれ以上の多価アルコール(a22)の具体例としては、アルカンポリオール[C3〜10、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール(以下それぞれGR、TMP、PE、SOと略記)等]、該アルカンポリオールの分子間もしくは分子内脱水物[ジPE、ポリGR(重合度2〜8)、ソルビタン等]、糖類およびその誘導体(配糖体)(蔗糖、メチルグルコシド等)が挙げられる。上記(a21)、(a22)のうちマット強度の観点から好ましいのは脂肪族アルコール、さらに好ましいのは1,4−BDおよびNPGである。 Specific examples of the trivalent to 10-valent or higher polyhydric alcohol (a22) include alkane polyols [C3 to 10 such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol (hereinafter referred to as GR, TMP, PE, SO, respectively). Abbreviation), etc.], intermolecular or intramolecular dehydrates of the alkane polyol [diPE, polyGR (polymerization degree 2-8), sorbitan, etc.], saccharides and derivatives thereof (glycosides) (sucrose, methylglucoside, etc.) Is mentioned. Of the above (a21) and (a22), aliphatic alcohols are preferable from the viewpoint of mat strength, and 1,4-BD and NPG are more preferable.
前記(a23)の具体例としては、上記(a21)、(a22)のAO低モル付加物、および環を有する多価(2価〜3価またはそれ以上)フェノールのAO低モル付加物が挙げられる。
該多価フェノールには、C6〜18の2価フェノール、例えば単環2価フェノール(ハイドロキノン、カテコール、レゾルシノール、ウルシオール等)、ビスフェノール(ビスフェノールA、−F、−C、−B、−ADおよび−S、ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニル−2,2−ブタン等)、および縮合多環2価フェノール[ジヒドロキシナフタレン(例えば1,5−ジヒドロキシナフタレン)、ビナフトール等];並びに3価〜8価またはそれ以上の多価フェノール、例えば単環多価フェノール(ピロガロール、フロログルシノール、および1価もしくは2価フェノール(フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール等)のアルデヒドもしくはケトン(ホルムアルデヒド、グルタールアルデヒド、グリオキザール、アセトン)低縮合物(例えばフェノールもしくはクレゾールノボラック樹脂、レゾールの中間体、フェノールとグリオキザールもしくはグルタールアルデヒドの縮合反応によって得られるポリフェノール、およびレゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノール)が含まれる。
Specific examples of the (a23) include the AO low molar adducts of the above (a21) and (a22), and the AO low molar adduct of polyvalent (divalent to trivalent or higher) phenol having a ring. It is done.
The polyhydric phenol includes C6-18 dihydric phenol, such as monocyclic dihydric phenol (hydroquinone, catechol, resorcinol, urushiol, etc.), bisphenol (bisphenol A, -F, -C, -B, -AD and -S, dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenyl-2,2-butane, etc.), and condensed polycyclic dihydric phenols [dihydroxynaphthalene (eg, 1,5-dihydroxynaphthalene), binaphthol, etc.]; Octavalent or higher polyhydric phenols such as monocyclic polyphenols (pyrogallol, phloroglucinol, and mono- or dihydric phenols (phenol, cresol, xylenol, resorcinol, etc.) aldehydes or ketones (formaldehyde, glutaraldehyde) , Guri Oxal, acetone) low condensates (eg phenol or cresol novolak resin, resole intermediate, polyphenol obtained by condensation reaction of phenol and glyoxal or glutaraldehyde, and polyphenol obtained by condensation reaction of resorcin and acetone) .
前記カルボキシル基と水酸基を同一分子内に有する化合物(a3)の具体例としては、C2〜10、例えば乳酸、グリコール酸、β−ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシ吉草酸、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Specific examples of the compound (a3) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule include C2-10, such as lactic acid, glycolic acid, β-hydroxybutyric acid, hydroxypivalic acid, hydroxyvaleric acid, and two or more thereof. Of the mixture.
ラクトン(a4)には、C4〜15(好ましくはC6〜12)のもの、例えばε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンが挙げられる。 Examples of the lactone (a4) include those having C4 to 15 (preferably C6 to 12), such as ε-caprolactone, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone.
上記のポリエステル樹脂のうち、迅速な重縮合反応の観点およびマットへの前記スチレン等の浸透性の観点から好ましいのはポリカルボン酸(a1)と低分子ポリオール(a2)との重縮合物、さらに好ましいのはポリカルボン酸と環を有する多価水酸基含有化合物のAO付加物との重縮合物、とくに好ましいのは脂肪族ポリカルボン酸と環を有する多価フェノールもしくは芳香脂肪族アルコールのAO低モル付加物との重縮合物である。 Of the above polyester resins, preferred are polycondensates of polycarboxylic acid (a1) and low molecular polyol (a2), from the viewpoint of rapid polycondensation reaction and permeability of styrene and the like into the mat, Preferred is a polycondensation product of a polycarboxylic acid and an AO adduct of a polyvalent hydroxyl group-containing compound having a ring, and particularly preferred is an AO low mole of an aliphatic polycarboxylic acid and a polyhydric phenol or araliphatic alcohol having a ring. It is a polycondensate with an adduct.
上記の重縮合時の反応温度は特に限定されないが、通常100〜300℃、好ましくは130〜220℃である。該重縮合反応は通常常圧または減圧下(例えば133Pa以下)で行われる。また、該反応はポリエステル樹脂の着色防止の観点から窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが望ましい。
該重縮合反応時の(a1)と(a2)の反応当量比(カルボキシル基/水酸基の当量比)は、迅速な重縮合反応および得られるポリエステル樹脂の物性の安定性の観点から好ましくは0.9〜1.4、さらに好ましくは0.9〜1.2である。該製造後の該ポリエステル樹脂の酸価は、耐水性の観点から好ましくは20以下、さらに好ましくは0〜15である。
The reaction temperature during the polycondensation is not particularly limited, but is usually 100 to 300 ° C, preferably 130 to 220 ° C. The polycondensation reaction is usually performed under normal pressure or reduced pressure (for example, 133 Pa or less). Moreover, it is desirable to perform this reaction in the atmosphere of inert gas, such as nitrogen gas, from a viewpoint of coloring prevention of a polyester resin.
The reaction equivalent ratio (carboxyl group / hydroxyl group equivalent ratio) of (a1) and (a2) during the polycondensation reaction is preferably from the viewpoint of rapid polycondensation reaction and stability of physical properties of the resulting polyester resin. It is 9 to 1.4, more preferably 0.9 to 1.2. The acid value of the polyester resin after the production is preferably 20 or less, more preferably 0 to 15 from the viewpoint of water resistance.
該縮合反応は、無触媒でも、エステル化触媒を使用してもいずれでもよい。
エステル化触媒としては、プロトン酸(リン酸等)、金属(アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、2B、4A、4Bおよび5B族金属等)の、カルボン酸(C2〜4)塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酸化物、塩化物、水酸化物、アルコキシド等が挙げられる。
これらのうち反応性の観点から好ましいのは2B、4A、4Bおよび5B属金属の、カルボン酸(C2〜4)塩、酸化物、アルコキシド、生成物の低着色性の観点からさらに好ましいのは三酸化アンチモン、モノブチル錫オキシド、テトラブチルチタネート、テトラブトキシチタネート、テトラブチルジルコネート、酢酸ジルコニル、酢酸亜鉛である。
エステル化触媒の使用量は、所望の分子量が得られる量であれば特に限定されないが、ポリカルボン酸(a1)と低分子ポリオール(a2)の合計重量に基づいて、反応性および低着色性の観点から好ましくは0.005〜3%、さらに好ましくは0.01〜1%である。
The condensation reaction may be either no catalyst or using an esterification catalyst.
Examples of esterification catalysts include protonic acids (phosphoric acid, etc.), metals (alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, 2B, 4A, 4B and 5B metals), carboxylic acid (C2-4) salts, carbonic acid Examples include salts, sulfates, phosphates, oxides, chlorides, hydroxides, alkoxides, and the like.
Of these, preferred from the viewpoint of reactivity are the carboxylic acid (C2-4) salts, oxides, alkoxides and products of the 2B, 4A, 4B and 5B metals, and more preferred from the viewpoint of low coloration of the product. Antimony oxide, monobutyltin oxide, tetrabutyl titanate, tetrabutoxy titanate, tetrabutyl zirconate, zirconyl acetate, and zinc acetate.
The amount of the esterification catalyst used is not particularly limited as long as a desired molecular weight can be obtained, but the reactivity and low colorability of the esterification catalyst are based on the total weight of the polycarboxylic acid (a1) and the low molecular polyol (a2). From the viewpoint, it is preferably 0.005 to 3%, more preferably 0.01 to 1%.
また、該反応を促進するため、有機溶剤を加えて還流させることもできる。反応終了後は有機溶剤を除去する。なお、有機溶剤としては、水酸基のように活性水素を有しないものであれば特に制限はなく、例えば炭化水素(トルエン、キシレン等)、ケトン(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル等)が挙げられる。 In order to accelerate the reaction, an organic solvent can be added and refluxed. After completion of the reaction, the organic solvent is removed. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not have active hydrogen such as a hydroxyl group. For example, hydrocarbon (toluene, xylene, etc.), ketone (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ester (ethyl acetate, Butyl acetate).
また、前記のカルボキシル基と水酸基を同一分子内に有する化合物(a3)の自己重縮合反応、およびラクトン(a4)の開環重合反応は、上記ポリカルボン酸(a1)と低分子ポリオール(a2)との重縮合反応における条件に準じて実施することができる。 The self-polycondensation reaction of the compound (a3) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule and the ring-opening polymerization reaction of the lactone (a4) are carried out by the polycarboxylic acid (a1) and the low molecular polyol (a2). It can carry out according to the conditions in the polycondensation reaction.
本発明におけるポリエステル樹脂(A)の重量平均分子量[以下Mwと略記。測定はGPC法による。]とMnは、ガラスチョップドストランドマットの強度および柔軟性の観点から、Mwは好ましくは5,000〜50,000、さらに好ましくは10,000〜45,000、Mnは好ましくは400〜4,500、さらに好ましくは800〜4,000である。 The weight average molecular weight of the polyester resin (A) in the present invention [hereinafter abbreviated as Mw. The measurement is based on the GPC method. ] And Mn are preferably 5,000 to 50,000, more preferably 10,000 to 45,000, and Mn is preferably 400 to 4,500 from the viewpoint of the strength and flexibility of the glass chopped strand mat. More preferably, it is 800-4,000.
該ポリエステル樹脂の環球法(JIS K2207、「石油アスファルト」の「6.4軟化点試験方法」、以下同じ。)による軟化点は、ガラスチョップドストランドマットの粘着性の発現防止と後加工の作業性の観点、およびバインダーによるガラスチョップドストランド間の結合性の観点から好ましくは80〜150℃、さらに好ましくは90〜140℃である。 The softening point of the polyester resin by the ring-and-ball method (JIS K2207, “Petroleum Asphalt” “6.4 Softening Point Test Method”, the same shall apply hereinafter) indicates that the glass chopped strand mat does not exhibit stickiness and is easy to work after processing. From the viewpoint of the above, and from the viewpoint of the bondability between the glass chopped strands by the binder, it is preferably 80 to 150 ° C, more preferably 90 to 140 ° C.
該ポリエステル樹脂(A)の示差熱分析によるガラス転移温度(以下Tgと略記。測定はJIS K7121、「プラスチックの転移温度測定法」に準拠。)は、バインダー貯蔵時のブロッキング防止およびガラスチョップドストランドマットの後加工の作業性の観点から好ましくは40〜60℃、さらに好ましくは45〜55℃である。 Glass transition temperature of the polyester resin (A) by differential thermal analysis (hereinafter abbreviated as Tg; measurement conforms to JIS K7121, “Method of measuring plastic transition temperature”) is used to prevent blocking during storage of the binder and glass chopped strand mat. From the viewpoint of workability in post-processing, the temperature is preferably 40 to 60 ° C, more preferably 45 to 55 ° C.
本発明におけるポリエステル樹脂(A)は、通常次のようにして製造することができる。
まず、冷却管、撹拌棒、温度計および窒素導入管を備えた反応容器中に、前記の、アルコール成分、酸成分および触媒(ジブチルチンオキサイド等)を仕込み、窒素雰囲気下で加熱し通常150〜170℃で4〜6時間、酸価を確認しながら反応させ、酸価(単位:mgKOH/g)が20以下となった後、180℃以下まで冷却して取り出すことでポリエステル樹脂(A)を得る。
The polyester resin (A) in the present invention can be usually produced as follows.
First, the above-mentioned alcohol component, acid component and catalyst (dibutyltin oxide, etc.) are charged into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirring rod, a thermometer and a nitrogen introduction tube, and heated under a nitrogen atmosphere, usually 150 to After reacting at 170 ° C. for 4 to 6 hours while confirming the acid value, the acid value (unit: mgKOH / g) became 20 or less, the polyester resin (A) was removed by cooling to 180 ° C. or less and taking out. obtain.
[熱可塑性樹脂(B)]
一方、もう1つの必須成分である熱可塑性樹脂(B)を構成する合成樹脂の組成としては、その種類は特に限定されない。
例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂(B1)、ビニル樹脂(B2)、ポリエステル樹脂(B3)、ポリアミド樹脂(B4)、ポリカーボネート樹脂(B5)、ポリアセタール樹脂(B6)、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
[Thermoplastic resin (B)]
On the other hand, the type of the synthetic resin constituting the thermoplastic resin (B), which is another essential component, is not particularly limited.
Examples thereof include polyphenylene ether resin (B1), vinyl resin (B2), polyester resin (B3), polyamide resin (B4), polycarbonate resin (B5), polyacetal resin (B6), and a mixture of two or more of these. .
ポリフェニレンエーテル樹脂(B1)の具体例としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジメトキシ−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジクロロメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジブロモ−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジフェニル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジクロロ−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、6−ジベンジル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2、5−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル等が挙げられる。
また、これらの(B1)にスチレンおよび/またはその誘導体のモノマーをグラフトしたもの(変性ポリフェニレンエーテル)も(B1)に含まれる。
Specific examples of the polyphenylene ether resin (B1) include poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, and poly (2-methyl- 6-ethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dipropyl-1,4-phenylene) ether, poly (2- Ethyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dimethoxy-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dichloromethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2 , 6-dibromo-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dichloro-1,4-phenylene) ) Ether, poly (2,6-dibenzyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,5-dimethyl-1,4-phenylene) ether.
Further, (B1) includes those obtained by grafting monomers of styrene and / or derivatives thereof (modified polyphenylene ether) to (B1).
ビニル樹脂(B2)としては、ポリオレフィン樹脂(B21)、ポリアクリル樹脂(B22)、ポリスチレン樹脂(B23)等が挙げられる。 Examples of the vinyl resin (B2) include polyolefin resin (B21), polyacrylic resin (B22), and polystyrene resin (B23).
ポリオレフィン樹脂(B21)としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン(以下それぞれPP、PEと略記)、プロピレン−エチレン共重合体[共重合比(重量比)=0.1/99.9〜99.9/0.1]、プロピレンおよび/またはエチレンと他のα−オレフィン(C4〜12)の1種以上との共重合体(ランダムおよび/またはブロック付加)[共重合比(重量比)=99/1〜5/95]、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)[共重合比(重量比)=95/5〜60/40]、エチレン/エチルアクリレート共重合体(EEA)[共重合比(重量比)=95/5〜60/40]が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、PP、PE、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレンおよび/またはエチレンとC4〜12のα−オレフィンの1種以上との共重合体[共重合比(重量比)=90/10〜10/90、ランダムおよび/またはブロック付加]である。
Examples of the polyolefin resin (B21) include polypropylene, polyethylene (hereinafter abbreviated as PP and PE, respectively), propylene-ethylene copolymer [copolymerization ratio (weight ratio) = 0.1 / 99.9 to 99.9 / 0. .1], copolymers of propylene and / or ethylene and one or more other α-olefins (C4-12) (random and / or block addition) [copolymerization ratio (weight ratio) = 99/1 5/95], ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) [copolymerization ratio (weight ratio) = 95 / 5-60 / 40], ethylene / ethyl acrylate copolymer (EEA) [copolymerization ratio (weight ratio) ) = 95 / 5-60 / 40].
Among these, PP, PE, propylene-ethylene copolymer, propylene and / or a copolymer of ethylene and one or more of C4-12 α-olefin [copolymerization ratio (weight ratio) = 90 / 10 to 10/90, random and / or block addition].
ポリアクリル樹脂(B22)としては、例えば前記アクリルモノマー[アルキル(C1〜20)(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等]の1種以上の(共)重合体[ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル等]およびこれらのモノマーの1種以上と共重合可能な前記ビニルモノマーの1種以上との共重合体[アクリルモノマー/ビニルモノマー共重合比(重量比)は樹脂物性の観点から好ましくは5/95〜95/5、さらに好ましくは50/50〜90/10][但し、(B21)に含まれるものは除く]が含まれる。 As the polyacrylic resin (B22), for example, one or more (co) polymers of the above acrylic monomer [alkyl (C1-20) (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, etc.] [methyl poly (meth) acrylate, Poly (meth) butyl acrylate, etc.] and copolymers with one or more of the above-mentioned vinyl monomers copolymerizable with one or more of these monomers [acrylic monomer / vinyl monomer copolymerization ratio (weight ratio) is a resin physical property In view of the above, preferably 5/95 to 95/5, more preferably 50/50 to 90/10] [however, those included in (B21) are excluded] are included.
ポリスチレン樹脂(B23)としては、ビニル基含有芳香族炭化水素単独またはビニル基含有芳香族炭化水素と、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリルおよびブタジエンからなる群から選ばれる少なくとも1種とを構成単位とする共重合体が挙げられる。 As the polystyrene resin (B23), vinyl group-containing aromatic hydrocarbons alone or vinyl group-containing aromatic hydrocarbons and at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylonitrile and butadiene Examples thereof include a copolymer as a structural unit.
ビニル基含有芳香族炭化水素としては、C8〜30の、スチレンおよびその誘導体 、
例えばo−、m−およびp−アルキル(C1〜10)スチレン(ビニルトルエン等)、α−アルキル(C1〜10)スチレン(α−メチルスチレン等)およびハロゲン化スチレン(クロロスチレン等)が挙げられる。
(B23)の具体例としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン/アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)[共重合比(重量比)=70/30〜80/20]、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体(MS樹脂)[共重合比(重量比)=60/40〜90/10]、スチレン/ブタジエン共重合体[共重合比(重量比)=60/40〜95/5]、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)[共重合比(重量比)=(20〜30)/(5〜40)/(40〜70)]、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体(MBS樹脂)[共重合比(重量比)=(20〜30)/(5〜40)/(40〜70)]等が挙げられる。
Examples of vinyl group-containing aromatic hydrocarbons include C8-30 styrene and its derivatives,
For example, o-, m-, and p-alkyl (C1-10) styrene (vinyl toluene, etc.), α-alkyl (C1-10) styrene (α-methylstyrene, etc.) and halogenated styrene (chlorostyrene, etc.) can be mentioned. .
Specific examples of (B23) include polystyrene, polyvinyltoluene, styrene / acrylonitrile copolymer (AS resin) [copolymerization ratio (weight ratio) = 70/30 to 80/20], styrene / methyl methacrylate copolymer. (MS resin) [copolymerization ratio (weight ratio) = 60/40 to 90/10], styrene / butadiene copolymer [copolymerization ratio (weight ratio) = 60/40 to 95/5], acrylonitrile / butadiene / Styrene copolymer (ABS resin) [copolymerization ratio (weight ratio) = (20-30) / (5-40) / (40-70)], methyl methacrylate / butadiene / styrene copolymer (MBS resin) [Copolymerization ratio (weight ratio) = (20-30) / (5-40) / (40-70)].
ポリエステル樹脂(B3)としては、芳香環含有ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等)および脂肪族ポリエステル(ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート、ポリ−ε−カプロラクトン等)が挙げられる。 Examples of the polyester resin (B3) include aromatic ring-containing polyesters (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, etc.) and aliphatic polyesters (polybutylene adipate, polyethylene adipate, poly-ε-caprolactone, etc.).
ポリアミド樹脂(B4)としては、ラクタム開環重合体(B41)、ジアミンとジカルボン酸の脱水重縮合体(B42)、アミノカルボン酸の自己重縮合体(B43)およびこれらの重(縮)合体を構成するモノマー単位が2種類以上である共重合ナイロン等が挙げられる。
(B41)におけるラクタム(b411)としては、C6〜12、例えばカプロラクタム、エナントラクタム、ラウロラクタム、ウンデカノラクタムが挙げられ、(B41)としては、ナイロン4、ナイロン5、ナイロン6、ナイロン8、ナイロン12等が挙げられる。
(B42)におけるジアミン(b421)としては、C6〜12、例えばヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン等が挙げられる。
また、ジカルボン酸(b422)のうち、脂肪族ジカルボン酸として(C4〜20)、例えばコハク酸、グルタル酸、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸が挙げられる。
芳香(脂肪)族ジカルボン酸としては、C8〜20、例えばオルト−、イソ−およびテレフタル酸、ナフタレン−2,6−および−2,7−ジカルボン酸、ジフェニル−4,4’ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸および3−スルホイソフタル酸のアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)塩が挙げられる。
また脂環式ジカルボン酸としては、C7〜14、例えばシクロプロパンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、ジシクロヘキシル−4,4−ジカルボン酸が挙げられる。
アミド形成性誘導体のうち酸無水物としては、上記ジカルボン酸の無水物、例えば無水
マレイン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸が挙げられ、低級(C1〜4)アルキルエステルとしては上記ジカルボン酸の低級アルキルエステル、例えばアジピン酸ジメチル、オルト−、イソ−およびテレフタル酸ジメチルが挙げられる。
(B42)としては、ヘキサンメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によるナイロン66、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の重縮合によるナイロン610等が挙げられる。
As the polyamide resin (B4), a lactam ring-opening polymer (B41), a dehydration polycondensation product (B42) of a diamine and a dicarboxylic acid, a self-polycondensation product (B43) of an aminocarboxylic acid, and a poly (condensation) combination thereof are used. Examples thereof include copolymer nylon having two or more types of monomer units.
Examples of the lactam (b411) in (B41) include C6-12, such as caprolactam, enantolactam, laurolactam, and undecanolactam, and (B41) includes nylon 4, nylon 5, nylon 6, nylon 8, and nylon. 12 etc. are mentioned.
Examples of the diamine (b421) in (B42) include C6-12, such as hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, and the like.
Of the dicarboxylic acids (b422), as aliphatic dicarboxylic acids (C4-20), for example, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid. , Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid.
Aromatic (aliphatic) dicarboxylic acids include C8-20, such as ortho-, iso- and terephthalic acid, naphthalene-2,6- and -2,7-dicarboxylic acid, diphenyl-4,4'dicarboxylic acid, diphenoxy Examples include alkali metal (lithium, sodium, potassium, etc.) salts of ethanedicarboxylic acid and 3-sulfoisophthalic acid.
Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include C7-14, such as cyclopropanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, cyclohexenedicarboxylic acid, and dicyclohexyl-4,4-dicarboxylic acid.
Among the amide-forming derivatives, examples of the acid anhydride include anhydrides of the above dicarboxylic acids, such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and phthalic anhydride. Lower (C1-4) alkyl esters include those of the above dicarboxylic acids. Alkyl esters such as dimethyl adipate, ortho-, iso- and dimethyl terephthalate are mentioned.
Examples of (B42) include nylon 66 by condensation polymerization of hexanemethylenediamine and adipic acid, nylon 610 by polycondensation of hexamethylenediamine and sebacic acid, and the like.
(B43)におけるアミノカルボン酸(b431)としては、C2〜12、例えばグリ
シン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、ω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノペルゴン酸、ω−アミノカプリン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸が挙げられ、(B43)としては、アミノエナント酸の重縮合によるナイロン7、ω−アミノウンデカン酸の重縮合によるナイロン11、12−アミノドデカン酸の重縮合によるナイロン12等が挙げられる。
As aminocarboxylic acid (b431) in (B43), C2-12, for example, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, ω-aminocaproic acid, ω-aminoenanthic acid, ω-aminocaprylic acid, ω-aminopergon Acid, ω-aminocapric acid, 11-aminoundecanoic acid, and 12-aminododecanoic acid. Examples of (B43) include nylon 7 by polycondensation of aminoenanthate, nylon 11 by polycondensation of ω-aminoundecanoic acid. And nylon 12 by polycondensation of 12-aminododecanoic acid.
(B4)の製造に際しては、分子量調整剤を使用してもよく、分子量調整剤としては、(b421)、(b422)で例示したジカルボン酸および/またはジアミンが挙げられる。分子量調整剤としてのジカルボン酸のうち、好ましいのは脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸および3−スルホイソフタル酸アルカリ金属塩であり、さらに好ましいのはアジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸および3−スルホイソフタル酸ナトリウムである。また、分子量調整剤としてのジアミンのうち、好ましいのはヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミンである。 In the production of (B4), a molecular weight modifier may be used, and examples of the molecular weight modifier include the dicarboxylic acids and / or diamines exemplified in (b421) and (b422). Of the dicarboxylic acids as molecular weight modifiers, preferred are aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids and alkali metal salts of 3-sulfoisophthalic acid, and more preferred are adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid and It is sodium 3-sulfoisophthalate. Of the diamines as molecular weight regulators, hexamethylene diamine and decamethylene diamine are preferable.
ポリカーボネート樹脂(B5)としては、ビスフェノール(C12〜20、例えばビスフェノールA、−Fおよび−S、4,4’−ジヒドロキシジフェニル−2,2−ブタン)系およびジヒドロキシビフェニル系ポリカーボネート(例えば上記ビスフェノールとホスゲンまたは炭酸ジエステルとの縮合物)、およびアロイ樹脂(ポリカーボネート/ABSのアロイ樹脂等)等が挙げられる。 Examples of the polycarbonate resin (B5) include bisphenols (C12-20, such as bisphenol A, -F and -S, 4,4'-dihydroxydiphenyl-2,2-butane) and dihydroxybiphenyl polycarbonates (for example, the above bisphenol and phosgene). Or a condensate with a carbonic acid diester) and alloy resins (polycarbonate / ABS alloy resin, etc.).
ポリアセタール樹脂(B6)としては、ホルムアルデヒドまたはトリオキサンのホモポリマー(ポリオキシメチレンホモポリマー等)、およびホルムアルデヒドまたはトリオキサンと環状エーテル[前記AO(EO、PO、ジオキソラン等)等]との共重合体[ポリオキシメチレン/ポリオキシエチレン(重量比=90/10〜99/1)のブロック共重合体等]等が挙げられる。 Examples of the polyacetal resin (B6) include formaldehyde or trioxane homopolymers (polyoxymethylene homopolymer, etc.), and copolymers of formaldehyde or trioxane and cyclic ethers [AO (EO, PO, dioxolane, etc.)] Oxymethylene / polyoxyethylene (weight copolymer = 90/10 to 99/1 block copolymer)] and the like.
これらの(B)のうち、バインダー(C)がガラスチョップドストランド間を融着するという観点から好ましいのはビニル樹脂(B2)、さらに好ましいのはポリオレフィン樹脂(B21)とポリスチレン樹脂(B23)である。 Among these (B), from the viewpoint that the binder (C) fuses between the glass chopped strands, the vinyl resin (B2) is preferable, and the polyolefin resin (B21) and the polystyrene resin (B23) are more preferable. .
熱可塑性樹脂(B)の環球法による軟化点は、ガラスチョップドストランドマットの粘着性の発現防止と後加工の作業性の観点、およびバインダー(C)によるガラスチョップドストランド間の融着結合性、マット強度の観点から好ましくは80〜150℃、さらに好ましくは90〜140℃である。 The softening point of the thermoplastic resin (B) by the ring-and-ball method is based on the prevention of adhesiveness of the glass chopped strand mat and the viewpoint of workability in post-processing, and the fusion bonding property between the glass chopped strands by the binder (C), the mat From a viewpoint of intensity | strength, Preferably it is 80-150 degreeC, More preferably, it is 90-140 degreeC.
(B)のMnは、ガラスチョップドストランドマットの強度および柔軟性の観点から好ましくは400〜4,500、さらに好ましくは800〜4,000、Mwは同様の観点から好ましくは5,000〜50,000、さらに好ましくは10,000〜45,000である。 Mn of (B) is preferably 400 to 4,500, more preferably 800 to 4,000 from the viewpoint of strength and flexibility of the glass chopped strand mat, and Mw is preferably 5,000 to 50, from the same viewpoint. 000, more preferably 10,000 to 45,000.
バインダー(C)中のポリエステル樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)の重量比は、粉砕効率およびガラスチョップドストランドへの付着、該ガラスチョップドストランド間の融着結合の観点から好ましくは50/50〜99.9/0.1、さらに好ましくは70/30〜99.9/0.1、とくに好ましくは80/20〜99.5/0.5である。 The weight ratio of the polyester resin (A) to the thermoplastic resin (B) in the binder (C) is preferably 50/50 from the viewpoint of grinding efficiency, adhesion to the glass chopped strands, and fusion bonding between the glass chopped strands. To 99.9 / 0.1, more preferably 70/30 to 99.9 / 0.1, and particularly preferably 80/20 to 99.5 / 0.5.
[添加剤(D)]
また本発明のバインダー(C)は、必要により、ブロッキング防止剤、滑剤、親水性付与剤等の添加剤(D)を別途併用してもよい。これらの添加剤(D)は、溶融した後、粉砕前に添加してもよいし、粉砕後に添加してもよい。
(D)の合計の使用量は、(A)と(B)の合計重量に基づいて通常8%以下、好ましくは0.01〜5%、さらに好ましくは0.1〜3%である。
[Additive (D)]
Further, the binder (C) of the present invention may be used in combination with an additive (D) such as an antiblocking agent, a lubricant, and a hydrophilicity imparting agent, if necessary. These additives (D) may be added after melting and before pulverization or after pulverization.
The total amount of (D) used is usually 8% or less, preferably 0.01 to 5%, more preferably 0.1 to 3%, based on the total weight of (A) and (B).
ブロッキング防止剤(D1)としては、高級脂肪酸もしくはその塩、珪素もしくは金属の酸化物、珪素もしくは金属の炭化物、炭酸カルシウム、タルク、有機樹脂、およびこれらの混合物からなる微粒子等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、C8〜24、例えばラウリン酸、ステアリン酸;
高級脂肪酸の塩としては、上記高級脂肪酸のアルカリ金属(Na、K、Li等)、アルカリ土類金属(Ca、Ba、Mg等)、Zn、Cu、Ni、CoおよびAl等の塩;
珪素もしくは金属の酸化物としては、二酸化珪素、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等、該炭化物としては、炭化珪素および炭化アルミニウム等;
有機樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、セルロースパウダー等が挙げられる。
これらのうち、粉体流動性の観点から好ましいのは高級脂肪酸の金属塩、および珪素もしくは金属の酸化物である。
Examples of the anti-blocking agent (D1) include fine fatty acids or salts thereof, silicon or metal oxides, silicon or metal carbides, calcium carbonate, talc, organic resins, and mixtures thereof.
As higher fatty acids, C8-24, such as lauric acid, stearic acid;
Examples of salts of higher fatty acids include salts of alkali metals (Na, K, Li, etc.), alkaline earth metals (Ca, Ba, Mg, etc.), Zn, Cu, Ni, Co and Al of the above higher fatty acids;
Examples of silicon or metal oxides include silicon dioxide, silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide, titanium oxide, magnesium oxide, and zirconium oxide. Examples of the carbide include silicon carbide and aluminum carbide;
Examples of the organic resin include polyolefin resin, polyamide resin, poly (meth) acrylic resin, silicon resin, polyurethane resin, phenol resin, polytetrafluoroethylene resin, and cellulose powder.
Of these, metal salts of higher fatty acids and silicon or metal oxides are preferable from the viewpoint of powder flowability.
(D1)の使用量は、(A)と(B)の合計重量に基づいて通常5%以下、バインダーのブロッキング防止およびガラス繊維の結合性の観点から好ましくは0.01〜2.0、さらに好ましくは0.1〜1.0%である。 The amount of (D1) used is usually 5% or less based on the total weight of (A) and (B), preferably from 0.01 to 2.0 from the viewpoint of preventing blocking of the binder and binding properties of the glass fiber. Preferably it is 0.1 to 1.0%.
滑剤(D2)としては、ワックス、低分子量ポリエチレン、高級アルコール、高級脂肪酸(金属塩)、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられる。
ワックスとしては、カルナウバワックス等;低分子量ポリエチレンとしては、Mn1,000〜10,000のポリエチレン等;高級アルコールとしては、C10〜24、例えばステアリン酸;高級脂肪酸エステルとしては、C10〜36、例えばステアリン酸ブチル、高級脂肪酸(C10〜24)の多価(2〜4)アルコールAO(C2〜3)付加物エステル(EGのEO5モル付加物のモノステアレート等);高級脂肪酸アミドとしては、C10〜40、例えばステアリン酸アミドが挙げられる。
これらのうち、ガラス繊維の結合性の観点から好ましいのは高級脂肪酸(C10〜24)の多価(2〜4)アルコールAO(C2〜3)付加物エステルおよび高級脂肪酸アミドである。
Examples of the lubricant (D2) include wax, low molecular weight polyethylene, higher alcohol, higher fatty acid (metal salt), higher fatty acid ester, and higher fatty acid amide.
As the wax, carnauba wax and the like; As the low molecular weight polyethylene, polyethylene of Mn 1,000 to 10,000, etc .; As the higher alcohol, C10-24, for example, stearic acid; As the higher fatty acid ester, C10-36, for example, Butyl stearate, polyhydric (2-4) alcohol AO (C2-3) adduct ester of higher fatty acid (C10-24) (monostearate of EG EO 5 mol adduct, etc.); ˜40, such as stearamide.
Among these, preferred from the viewpoint of glass fiber binding properties are higher fatty acid (C10-24) polyvalent (2-4) alcohol AO (C2-3) adduct esters and higher fatty acid amides.
(D2)の使用量は、(A)と(B)の合計重量に基づいて通常5%以下、粉体流動性およびガラス繊維の結合性の観点から好ましくは0.01〜2.0%、さらに好ましくは0.1〜1.0%である。 The amount of (D2) used is usually 5% or less based on the total weight of (A) and (B), preferably 0.01 to 2.0% from the viewpoint of powder flowability and glass fiber bonding, More preferably, it is 0.1 to 1.0%.
親水性付与剤(D3)としては、ポリビニルアルコール(Mn1,000〜100,00)、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ポリエチレングリコール(以下PEGと略記)(Mn200〜20,000)、PEG(Mn100〜2,000)含有オルガノポリシロキサン(Mn200〜50,000)、デンプン、ポリアクリル酸ソーダ(Mn500〜20,000)、第4級アンモニウム塩基含有の(メタ)アクリロイル基含有ポリマー等が挙げられる。
これらのうち、ガラス繊維の結合性の観点から好ましいのはPEGおよびPEG鎖含有オルガノポリシロキサンである。
As the hydrophilicity imparting agent (D3), polyvinyl alcohol (Mn 1,000 to 100,000), carboxymethyl cellulose, sodium alginate, polyethylene glycol (hereinafter abbreviated as PEG) (Mn 200 to 20,000), PEG (Mn 100 to 2, 000) -containing organopolysiloxane (Mn 200 to 50,000), starch, sodium polyacrylate (Mn 500 to 20,000), quaternary ammonium base-containing (meth) acryloyl group-containing polymer, and the like.
Of these, PEG and PEG chain-containing organopolysiloxane are preferred from the viewpoint of glass fiber bonding.
(D3)の使用量は、(A)と(B)の合計重量に基づいて通常5%以下、後述のガラスチョップドストランド積層上に噴霧される水との親和性およびガラス繊維の結合性の観点から好ましくは0.01〜2.0%、さらに好ましくは0.1〜1.0%である。 The amount of (D3) used is usually 5% or less based on the total weight of (A) and (B). Affinity with water sprayed on the glass chopped strand laminate described below and the viewpoint of glass fiber binding To preferably 0.01 to 2.0%, more preferably 0.1 to 1.0%.
本発明のバインダー(C)は、通常以下の手順で製造することができる。
(1)溶融混合
前記ポリエステル樹脂(A)、熱可塑性樹脂(B)を130〜200(好ましくは140〜180)℃で溶融、混合し、得られる溶融混合物(M)を15〜40(好ましくは20〜30)℃に冷却する。
(2)機械粉砕
冷却された該混合物(M)を機械粉砕して粉末状にする。前記添加剤(D)は、機械粉砕の前および/または後の任意の段階で添加される。
(3)粉末粒子のふるい分け
JIS標準ふるい(目開き355μm)を用いて粉末粒子をふるい分けし、該ふるいを通過した粉末粒子をバインダー(C)とする。
The binder (C) of the present invention can be usually produced by the following procedure.
(1) Melt mixing The polyester resin (A) and the thermoplastic resin (B) are melted and mixed at 130 to 200 (preferably 140 to 180) ° C., and the resulting molten mixture (M) is 15 to 40 (preferably 20-30) Cool to ° C.
(2) Mechanical pulverization The cooled mixture (M) is mechanically pulverized into powder. The additive (D) is added at any stage before and / or after mechanical grinding.
(3) Screening of powder particles Powder particles are screened using a JIS standard screen (mesh 355 μm), and the powder particles that have passed through the screen are defined as a binder (C).
溶融混合装置としては、プラストミル[型番「ラボプラストミルR型」、(株)東洋精機製作所製、以下同じ。]、卓上型ニーダー[型番「PBV−0.1型」、(株)入江商会製]、小型ニーダー[型番「LDS−50」、(株)タナカテック製]等が挙げられる。
また粉砕機としては、サンプルミル[型番「SK−M10」、協立理工(株)製]、ウイングミル[三庄インダストリー(株)製]、ニューパワーミル[型番「PM−2005」、大阪ケミカル(株)製]等が挙げられる。
As a melt mixing apparatus, a plast mill [model number “Lab plast mill R type”, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, the same shall apply hereinafter. ], A table type kneader [model number “PBV-0.1 type”, manufactured by Irie Shokai Co., Ltd.], a small kneader [model number “LDS-50”, manufactured by Tanaka Tech Co., Ltd.], and the like.
Sample mills [model number “SK-M10”, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.], wing mills [manufactured by Sanjo Industry Co., Ltd.], new power mills [model number “PM-2005”, Osaka Chemical Co., Ltd.] Etc.].
[ガラスチョップドストランドマット]
本発明のガラスチョップドストランドマットは、ガラスチョップドストランド積層体とバインダー(C)から構成され、例えば以下の工程で製造することができる。
(1)離型処理した平板金型内にガラスチョップドストランドを方向性無秩序に均一厚み
になるよう散布してガラスチョップドストランド積層体を得る。
(2)散布したガラスチョップドストランドとほぼ同量の水道水をガラスチョップドスト
ランドの表面が十分湿るように霧吹きにて噴霧する。
(3)所定量のバインダー(C)を均一付着させる。
(4)上記(1)〜(3)の操作を1〜3回またはそれ以上繰り返して積層体を得る。
(5)150〜170℃に加熱したプレス機によりプレスしてバインダーにより結合され
たガラスチョップドストランドマットを得る。
[Glass chopped strand mat]
The glass chopped strand mat of the present invention is composed of a glass chopped strand laminate and a binder (C) and can be produced, for example, by the following steps.
(1) A glass chopped strand laminate is obtained by spraying glass chopped strands in a directionally disordered and uniform thickness in a release-treated flat plate mold.
(2) Spray approximately the same amount of tap water as the sprayed glass chopped strands with a spray bottle so that the surface of the glass chopped strands is sufficiently wet.
(3) A predetermined amount of binder (C) is uniformly deposited.
(4) The operations of (1) to (3) are repeated 1 to 3 times or more to obtain a laminate.
(5) A glass chopped strand mat bonded with a binder is obtained by pressing with a press heated to 150 to 170 ° C.
ガラスチョップドストランド積層体の重量に基づくバインダーの結合量は、マットの機械強度およびハンドリング性(柔軟性、後述するガラス繊維強化プラスチック成形品作成時の成形型へのフィット性等、以下同じ。)の観点から好ましくは1〜30%、さらに好ましくは3〜25%である。 The binding amount of the binder based on the weight of the glass chopped strand laminate is that of the mechanical strength and handling properties of the mat (flexibility, fit to a mold when forming a glass fiber reinforced plastic molded product described later, etc.). From the viewpoint, it is preferably 1 to 30%, more preferably 3 to 25%.
上記(5)で得られるガラスチョップドストランドマットの重量(g/m2)は、マットの機械強度およびハンドリング性の観点から好ましくは50〜600、さらに好ましくは100〜500である。 The weight (g / m 2 ) of the glass chopped strand mat obtained in the above (5) is preferably 50 to 600, more preferably 100 to 500 from the viewpoint of the mechanical strength and handling properties of the mat.
該ガラスチョップドストランドマットの引張強さの最大値と最小値の差は、マットのハンドリング性の観点から好ましくは40N未満、さらに好ましくは35N以下、とくに好ましくは30N以下である。
ここにおいて、引張強さは後述のJIS R3420に準拠して測定され、上記引張強さの最大値と最小値の差は、10枚の試験片について得られた値の最大値と最小値の差で評価される。
The difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength of the glass chopped strand mat is preferably less than 40N, more preferably 35N or less, and particularly preferably 30N or less, from the viewpoint of handling properties of the mat.
Here, the tensile strength is measured according to JIS R3420, which will be described later, and the difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength is the difference between the maximum value and the minimum value obtained for 10 test pieces. It is evaluated with.
また、本発明のガラス繊維強化プラスチック成形品は、その成形法については特に限定されることはなく、ハンドレイアップ法、スプレーアップ法、プリフォーム法、マッチドドダイ法、SMC法等が挙げられる。これらのうち例えばハンドレイアップ法は通常以下の手順で行われる。
(1)成形型表面に離型剤を塗布する。
(2)ローラーなどを用いて均一な厚みになるよう室温(15〜25℃)でマトリックス
樹脂(不飽和ポリエステル樹脂等)を塗布する。
(3)約40℃に温度調整した温風炉内で該樹脂をゲル化させる。
(4)ガラスチョップドストランドマットを成形型表面にフィットさせ、マトリックス樹
脂をスチレンモノマー等で薄めた溶液をローラー等によりガラスチョップドストラ
ンドマット上に積層し、ローラーにより空気抜きを行う。
(5)積層体を温風炉内で硬化させる。
(6)型から取り出し成形品を得る。
Moreover, the glass fiber reinforced plastic molded article of the present invention is not particularly limited with respect to the molding method, and examples thereof include a hand lay-up method, a spray-up method, a preform method, a matched die method, and an SMC method. Among these, for example, the hand lay-up method is usually performed in the following procedure.
(1) A release agent is applied to the surface of the mold.
(2) Apply a matrix resin (unsaturated polyester resin or the like) at room temperature (15 to 25 ° C.) using a roller or the like so as to obtain a uniform thickness.
(3) The resin is gelled in a warm air oven adjusted to about 40 ° C.
(4) A glass chopped strand mat is fitted to the mold surface, a solution obtained by diluting the matrix resin with a styrene monomer or the like is laminated on the glass chopped strand mat with a roller or the like, and air is removed with a roller.
(5) The laminate is cured in a warm air oven.
(6) Take out from the mold to obtain a molded product.
ハンドレイアップ法を含む前記成形法で用いられるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂(不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、変性アクリル樹脂、フラン樹脂等)、および熱可塑性樹脂(ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂等)が挙げられる。
これらのうち、例えば上記ハンドレイアップ法の場合は、熱硬化性樹脂が用いられ、成形時の作業性の観点から好ましいのは、不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂である。
As the matrix resin used in the molding method including the hand lay-up method, a thermosetting resin (unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, silicone resin, modified acrylic resin, furan resin, etc.) ) And thermoplastic resins (ABS resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyamide resin, polyetherimide resin, polyimide resin, etc.).
Among these, for example, in the case of the hand lay-up method, a thermosetting resin is used, and unsaturated polyester resins and vinyl ester resins are preferable from the viewpoint of workability during molding.
以下、実施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ない。以下において部および%はそれぞれ重量部および重量%を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these. In the following, parts and% represent parts by weight and% by weight, respectively.
製造例1<ポリエステル樹脂(A−1)の製造>
冷却管、撹拌棒、温度計および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAのEO2.2モル付加物3,365部、フマル酸1,123部、ジブチル錫オキサイド6部を仕込み、窒素雰囲気中180℃で4時間反応させた。その後、200℃まで昇温し、3〜4kPaの減圧下で5.5時間反応させた後、さらに210℃まで昇温し反応生成物の酸価が16.0になったところで180℃まで冷却して取り出し、ポリエステル樹脂(A−1)を得た。(A−1)のSP値(α)は10.9であり、Mw30,000、Mn2,800、Tg53℃、軟化点116℃であった。
Production Example 1 <Production of Polyester Resin (A-1)>
Into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stir bar, a thermometer and a nitrogen introduction tube was charged 3,365 parts of EO 2.2 mol adduct of bisphenol A, 1,123 parts of fumaric acid, and 6 parts of dibutyltin oxide, and nitrogen was added. The reaction was carried out in an atmosphere at 180 ° C. for 4 hours. Thereafter, the temperature was raised to 200 ° C. and reacted for 5.5 hours under a reduced pressure of 3 to 4 kPa, then further raised to 210 ° C. and cooled to 180 ° C. when the acid value of the reaction product reached 16.0. To obtain a polyester resin (A-1). SP value ((alpha)) of (A-1) was 10.9, Mw30,000, Mn2,800, Tg53 degreeC, and the softening point 116 degreeC.
製造例2<溶融混合物(M−1)の製造>
(A−1)40部とポリスチレン樹脂(B−1)[「ハイマーST−120」、商品名、三洋化成工業(株)製、SP値(β)は10.6、Tgは61℃、軟化点は120℃、以下同じ。]10部をプラストミル[型番「ラボプラストミルR型」、(株)東洋精機製作所製、以下同じ。]にて、130℃で10分間溶融混練し、溶融混合物(M−1)を得た。
Production Example 2 <Production of Melt Mixture (M-1)>
(A-1) 40 parts and polystyrene resin (B-1) ["Himmer ST-120", trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, SP value (β) is 10.6, Tg is 61 ° C, softening The point is 120 ° C., and so on. ] 10 parts plast mill [model number "Lab plast mill R type", manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, the same below. ] Was melt-kneaded at 130 ° C. for 10 minutes to obtain a molten mixture (M-1).
製造例3<溶融混合物(M−2)の製造>
(A−1)40部とポリエチレン樹脂(B−2)[「J−REX LD J40」、商品名、日本ポリオレフィン(株)製、SP値(β)は8.1、Tgは−120℃、軟化点は107℃]10部をプラストミルにて、150℃で10分間溶融混練し、溶融混合物(M−2)を得た。
Production Example 3 <Production of Melt Mixture (M-2)>
(A-1) 40 parts and polyethylene resin (B-2) [“J-REX LD J40”, trade name, manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd., SP value (β) is 8.1, Tg is −120 ° C., The softening point was 107 ° C.] 10 parts were melt kneaded at 150 ° C. for 10 minutes with a plast mill to obtain a molten mixture (M-2).
製造例4<溶融混合物(M−3)の製造>
(A−1)45部と(B−1)5部をプラストミルにて、130℃で10分間溶融混練し、溶融混合物(M−3)を得た。
Production Example 4 <Production of Melt Mixture (M-3)>
45 parts of (A-1) and 5 parts of (B-1) were melt kneaded at 130 ° C. for 10 minutes with a plast mill to obtain a molten mixture (M-3).
製造例5<溶融混合物(M−4)の製造>
(A−1)30部と(B−2)20部をプラストミルにて、150℃で10分間溶融混練し、溶融混合物(M−4)を得た。
Production Example 5 <Production of Molten Mixture (M-4)>
30 parts of (A-1) and 20 parts of (B-2) were melt kneaded at 150 ° C. for 10 minutes using a plast mill to obtain a molten mixture (M-4).
比較製造例1<溶融混合物(比M−1)の製造>
(A−1)40部とエチレン/酢酸ビニル共重合体(B−3)[「J−REX EVA BM05−80」、商品名、日本ポリオレフィン(株)製、SP値(β)は10.8、Tgは−80℃、軟化点は103℃]10部をプラストミルにて、150℃で10分間溶融混練し、溶融混合物(比M−1)を得た。
Comparative Production Example 1 <Production of Molten Mixture (Ratio M-1)>
(A-1) 40 parts and ethylene / vinyl acetate copolymer (B-3) [“J-REX EVA BM05-80”, trade name, manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd., SP value (β) is 10.8 , Tg is −80 ° C., softening point is 103 ° C.] 10 parts are melt-kneaded at 150 ° C. for 10 minutes using a plast mill to obtain a molten mixture (ratio M-1).
実施例1
溶融混合物(M−1)をサンプルミル[型番「SK−M10」、協立理工(株)製]を用いて12,500rpmで3分間機械粉砕し、得られた樹脂粉末を目開き355μmのふるいでふるい分け、該ふるいを通過した粉末、バインダー(C−1)を得た。この時の収率は82%であった。
Example 1
The molten mixture (M-1) was mechanically pulverized at 12,500 rpm for 3 minutes using a sample mill [model number “SK-M10”, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.], and the resulting resin powder was sieved with an opening of 355 μm. The powder which passed through the sieve and the binder (C-1) were obtained. The yield at this time was 82%.
実施例2
溶融混合物(M−1)を溶融混合物(M−2)に代えたこと以外は実施例1と同様にしてバインダー(C−2)を得た。この時の収率は75%であった。
Example 2
A binder (C-2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molten mixture (M-1) was replaced with the molten mixture (M-2). The yield at this time was 75%.
実施例3
溶融混合物(M−1)を溶融混合物(M−3)に代えたこと以外は実施例1と同様にしてバインダー(C−3)を得た。この時の収率は100%であった。
Example 3
A binder (C-3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molten mixture (M-1) was replaced with the molten mixture (M-3). The yield at this time was 100%.
実施例4
溶融混合物(M−1)を溶融混合物(M−4)に代えたこと以外は実施例1と同様にしてバインダー(C−4)を得た。この時の収率は74%であった。
Example 4
A binder (C-4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molten mixture (M-1) was replaced with the molten mixture (M-4). The yield at this time was 74%.
比較例1
溶融混合物(M−1)を溶融混合物(比M−1)に代えたこと以外は実施例1と同様にしてバインダー(C’−1)を得た。このときの収率は58%であった。
Comparative Example 1
A binder (C′-1) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molten mixture (M-1) was replaced with a molten mixture (ratio M-1). The yield at this time was 58%.
比較例2
溶融混合物(M−1)をポリエステル樹脂(A−1)に代えたこと以外は実施例1と同様にしてバインダー(C’−2)を得た。このときの収率は65%であった。
Comparative Example 2
A binder (C′-2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molten mixture (M-1) was replaced with the polyester resin (A-1). The yield at this time was 65%.
実施例5
ガラスチョップドストランド用のガラスストランド(平均ストランド番手30tex、ガラス繊維の密度2.5g/cm3)をガラスチョッパー[東技研(株)製]を用いて切断し、2インチ長のガラスチョップドストランドとした。
離型処理した25cm×40cm×3cmの平板金型内に該ガラスチョップドストランド22gを方向が無秩序になるように均一分散させて積層し、次にガラスチョップドストランドの積層体の表面が湿る程度まで霧吹きにて水道水を噴霧した。
次にガラスチョップドストランド積層体の重量の3.75%相当量である0.825gのバインダー(C−1)を該積層体上に均一散布した。この操作を1回繰り返し、ガラスチョップドストランドの合計重量44gに対してその3.75%相当量の1.65gのバインダーを均一散布した2層構造の積層体を形成した。
該積層体を200℃の循風乾燥機内に金型ごと3分間入れた後、170℃に加熱したロールプレス機で1分間プレスすることで、厚さ1.2mm、強熱減量(後述)3.60重量%のガラスチョップドストランドマット(GM−1)を得た。
Example 5
Glass strands for glass chopped strands (average strand count 30 tex, glass fiber density 2.5 g / cm 3 ) were cut using a glass chopper [manufactured by Togiken Co., Ltd.] to obtain a 2-inch long glass chopped strand. .
The glass chopped strand 22g is uniformly dispersed and laminated so that the direction becomes disordered in a 25 cm × 40 cm × 3 cm flat plate mold subjected to the mold release treatment, and then the surface of the laminated body of the glass chopped strand is wetted. Tap water was sprayed with a spray bottle.
Next, 0.825 g of binder (C-1) corresponding to 3.75% of the weight of the glass chopped strand laminate was uniformly sprayed on the laminate. This operation was repeated once to form a laminate having a two-layer structure in which 1.65 g of a binder equivalent to 3.75% of the total weight of glass chopped strands was uniformly sprayed.
The laminate was placed in a circulating dryer at 200 ° C. for 3 minutes together with the mold, and then pressed for 1 minute with a roll press heated to 170 ° C., resulting in a thickness of 1.2 mm and loss on ignition (described later) 3 A 60% by weight glass chopped strand mat (GM-1) was obtained.
実施例6
バインダー(C−1)を(C−2)に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、強熱減量3.50重量%のガラスチョップドストランドマット(GM−2)を得た。
Example 6
A glass chopped strand mat (GM-2) having a thickness of 1.2 mm and an ignition loss of 3.50% by weight, except that the binder (C-1) was replaced with (C-2). )
実施例7
バインダー(C−1)を(C−3)に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、強熱減量3.50重量%のガラスチョップドストランドマット(GM−3)を得た。
Example 7
A glass chopped strand mat (GM-3) having a thickness of 1.2 mm and an ignition loss of 3.50% by weight, except that the binder (C-1) was replaced with (C-3). )
実施例8
バインダー(C−1)を(C−4)に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、強熱減量3.45重量%のガラスチョップドストランドマット(GM−4)を得た。
Example 8
A glass chopped strand mat (GM-4) having a thickness of 1.2 mm and a loss on ignition of 3.45% by weight was obtained in the same manner as in Example 5 except that the binder (C-1) was replaced with (C-4). )
比較例3
バインダー(C−1)を(C’−1)に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、強熱減量3.25重量%のガラスチョップドストランドマット(GM’−1)を得た。
Comparative Example 3
A glass chopped strand mat (GM ′) having a thickness of 1.2 mm and an ignition loss of 3.25% by weight, except that the binder (C-1) was replaced with (C′-1). -1) was obtained.
比較例4
バインダー(C−1)を(C’−2)に代えたこと以外は、実施例5と同様にして、厚さ1.2mm、強熱減量3.35重量%のガラスチョップドストランドマット(GM’−2)を得た。
Comparative Example 4
A glass chopped strand mat (GM ′) having a thickness of 1.2 mm and a loss on ignition of 3.35 wt% was obtained in the same manner as in Example 5 except that the binder (C-1) was replaced with (C′-2). -2) was obtained.
上記得られたバインダーおよびガラスチョップドストランドマットの評価は下記の方法に従った。結果は表1、2に示す。 The evaluation of the obtained binder and glass chopped strand mat was performed according to the following method. The results are shown in Tables 1 and 2.
<評価項目>
(1)軟化点(℃)
JIS K2207「石油アスファルト」の「6.4軟化点試験方法(環球法)」に準拠して、自動軟化点試験器[機器名「ASP−5」、田中科学機器製作(株)製]により測定した。
<Evaluation items>
(1) Softening point (° C)
Measured with an automatic softening point tester [equipment name “ASP-5”, manufactured by Tanaka Scientific Instruments Manufacturing Co., Ltd.] in accordance with “6.4 Softening Point Test Method (Ring and Ball Method)” of JIS K2207 “Petroleum Asphalt” did.
(2)ガラス転移温度(Tg)(℃)
JIS K7121「プラスチックの転移温度測定法」に準拠して、[機器名「RDC−220」、セイコー電子工業(株)製]により測定した。
(2) Glass transition temperature (Tg) (° C)
In accordance with JIS K7121 “Plastic Transition Temperature Measurement Method”, the measurement was performed according to [device name “RDC-220”, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.].
(3)バインダー粉末の体積平均粒子径(DV)(μm)、該粉末の全粒子中の300μm以上、および75μm以下の体積基準粒子径を有する各粒子の割合(重量%)
「マイクロトラック9320HRA粒度分析計」[機器名、日機装(株)製]を用いたレーザー回折散乱法により測定した。
(4)体積基準の粒子径分布の変動係数(CV)(%)
変動係数(CV)は、以下の計算式より算出される値であり、標準偏差、および体積平均粒子径(DV)は「マイクロトラック9320HRA粒度分析計」を用いたレーザー回折散乱法により測定した。
変動係数(CV)=[標準偏差/体積平均粒子径(DV)]×100
(3) Volume average particle diameter (D V ) (μm) of the binder powder, ratio of each particle having a volume reference particle diameter of 300 μm or more and 75 μm or less in all particles of the powder (% by weight)
It was measured by a laser diffraction / scattering method using a “Microtrack 9320 HRA particle size analyzer” [device name, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.].
(4) Coefficient of variation of volume-based particle size distribution (C V ) (%)
The coefficient of variation (C V ) is a value calculated from the following formula, and the standard deviation and volume average particle diameter (D V ) are measured by a laser diffraction scattering method using a “Microtrack 9320 HRA particle size analyzer”. did.
Coefficient of variation (C V ) = [standard deviation / volume average particle diameter (D V )] × 100
(5)機械粉砕収率(%)
機械粉砕したバインダーを目開き355μmのふるいでふるった時の収率であり下記式で求める。
収率(%)=[355μmのふるいを通過したバインダー重量(g)/
ふるいにかけたバインダー総重量(g)]×100
(5) Machine grinding yield (%)
This is the yield when the machine-pulverized binder is sieved with a sieve having an opening of 355 μm, and is determined by the following formula.
Yield (%) = [weight of binder passed through a 355 μm sieve (g) /
Total weight of binder on sieve (g)] × 100
(6)マットの強熱減量(重量%)
JIS R3420「ガラス繊維一般試験方法」の「7.3.2強熱減量」に準拠して測定される値で、マット重量に基づく、ガラス繊維を除く付着バインダー量の割合(重量%)を表す。具体的な測定手順は以下のとおりである。
[1]試験片約5gを磁性るつぼに入れ、105℃で30分間乾燥させた後、デシケータ内で室温まで放冷し、0.1mg単位まで重量(m1)を測定する。該乾燥した試験片入り磁性るつぼを625℃に温度調整した電気炉内に入れ、扉を開いたまま5分間燃焼させた後、扉を閉め、さらに10分間燃焼させた。その後試験片入り磁性るつぼを取り出しデシケータ内で室温まで放冷し、0.1mg単位まで重量(m2)を測定する。
[2]試験片を入れない空の上記磁性るつぼについて、105℃で30分間乾燥させた後、デシケータ内で室温まで放冷し、0.1mg単位まで重量(m0)を測定する。
[3]下記式から強熱減量を算出する。
強熱減量(重量%)=100×[(m1)−(m2)]/[(m1)−(m0)]
(6) Loss on ignition of mat (wt%)
This is a value measured in accordance with “7.3.2 Loss on ignition” of JIS R3420 “General test method for glass fiber” and represents the ratio (% by weight) of the binder adhering to the mat based on the weight of the mat. . The specific measurement procedure is as follows.
[1] About 5 g of a test piece is placed in a magnetic crucible, dried at 105 ° C. for 30 minutes, then allowed to cool to room temperature in a desiccator, and the weight (m1) is measured to the nearest 0.1 mg. The dried magnetic crucible containing a test piece was placed in an electric furnace adjusted to a temperature of 625 ° C., burned for 5 minutes with the door open, then closed, and burned for another 10 minutes. Thereafter, the magnetic crucible containing the test piece is taken out and allowed to cool to room temperature in a desiccator, and the weight (m2) is measured to the nearest 0.1 mg.
[2] The empty magnetic crucible without a test piece is dried at 105 ° C. for 30 minutes, then allowed to cool to room temperature in a desiccator, and the weight (m0) is measured to the 0.1 mg unit.
[3] The ignition loss is calculated from the following formula.
Loss on ignition (% by weight) = 100 × [(m1) − (m2)] / [(m1) − (m0)]
(7)マットの引張強さ(N)
作成したガラスチョップドストランドマットから、幅50mm×長さ150mmの試験片を10枚ずつ切り出し、これらをJIS R3420「ガラス繊維一般試験方法」の「7.4引張強さ」に準拠して測定し、試験片10枚の平均値をガラスチョップドストランドマットの引張強さとした。なお、バインダーの付着量は、前記(6)の強熱減量により求めた。引張強さの測定は具体的には次の手順で行った。
(i)試験片を25℃、湿度65%(JIS K7100で規定される標準雰囲気)の条件で1時間、静置する。
(ii)試験片の長さ方向の両端部を上下の各クランプで掴み、クランプ間の距離を100mmに調整する。
(ii)「オートグラフAGS−500D」[機器名、(株)島津製作所製]を用い、引張速度100mm/分で引張試験を行い、試験片が破断するまでに要した力を引張強さとする。
(7) Mat tensile strength (N)
Ten pieces of test pieces each having a width of 50 mm and a length of 150 mm were cut out from the prepared glass chopped strand mat, and these were measured in accordance with “7.4 Tensile Strength” of JIS R3420 “Glass Fiber General Test Method” The average value of 10 test pieces was taken as the tensile strength of the glass chopped strand mat. In addition, the adhesion amount of the binder was calculated | required by the ignition loss of said (6). Specifically, the tensile strength was measured by the following procedure.
(I) The test piece is allowed to stand for 1 hour under conditions of 25 ° C. and humidity 65% (standard atmosphere defined by JIS K7100).
(Ii) Grab both ends in the length direction of the test piece with the upper and lower clamps, and adjust the distance between the clamps to 100 mm.
(Ii) Using “Autograph AGS-500D” [device name, manufactured by Shimadzu Corporation], a tensile test is performed at a tensile speed of 100 mm / min, and the force required until the test piece breaks is defined as the tensile strength. .
(8)ガラスチョップドストランドマット曲げ弾性率(柔軟性評価)(MPa)
作成したガラスチョップドストランドマットから、幅20mm×長さ100mmの試験片を10枚ずつ切り出し、これらをASTM D256に準拠して測定し、試験片10枚の平均値をガラスチョップドストランドマットの曲げ弾性率とした。
(8) Glass chopped strand mat flexural modulus (flexibility evaluation) (MPa)
Ten test pieces each having a width of 20 mm and a length of 100 mm were cut out from the glass chopped strand mat thus prepared, measured in accordance with ASTM D256, and the average value of the ten test pieces was determined as the bending elastic modulus of the glass chopped strand mat. It was.
<評価基準>
[1]引張強さの平均値
試験片10枚の引張強さの平均値を求め、下記の基準で評価した。
○ 130N超
△ 70N以上130N未満
× 70N未満
<Evaluation criteria>
[1] Average value of tensile strength The average value of the tensile strength of 10 test pieces was determined and evaluated according to the following criteria.
○ Over 130N △ 70N or more and less than 130N × less than 70N
[2]引張強さの最大値と最小値の差
試験片10枚の引張強さの最大値と最小値の差を求め、下記の基準で評価した。
○ 40N未満
△ 40N以上80N未満
× 80N以上
[2] Difference between maximum value and minimum value of tensile strength The difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength of 10 test pieces was determined and evaluated according to the following criteria.
○ Less than 40N △ 40N or more and less than 80N × 80N or more
[3]強熱減量(重量%)当たりの引張強さ
試験片10枚の引張強さの平均値を強熱減量(重量%)で除し下記の基準で評価した。
○ 50N超
△ 30N以上50N未満
× 30N未満
[3] Tensile strength per ignition loss (% by weight) The average tensile strength of 10 test pieces was divided by the ignition loss (% by weight) and evaluated according to the following criteria.
○ Over 50N △ 30N or more and less than 50N × less than 30N
[4]曲げ弾性率の平均値(柔軟性の評価)
○ 1.5×10-3MPa未満
△ 1.5×10-3MPa以上2.0×10-3MPa未満
× 2.0×10-3MPa以上
[4] Average flexural modulus (evaluation of flexibility)
○ Less than 1.5 × 10 −3 MPa Δ 1.5 × 10 −3 MPa or more and less than 2.0 × 10 −3 MPa × 2.0 × 10 −3 MPa or more
表1から明らかなように、本発明のバインダー(実施例1、2)は、比較のバインダー(比較例1、2)に比べ、機械粉砕時の収率が高く、粒度分布が狭いことがわかる。
さらに、表2から明らかなように得られたガラスチョップドストランドマットは引張強さに優れ、かつそのバラツキも小さいことがわかる。また、マット強度に劣る比較のマットではバインダー供給量を増やす必要があるのに対して、本発明のマットでは強熱減量当たりの引張強さがより優れることから、本発明のバインダーは従来より少ない使用量でマットに必要な強度を均一に付与でき、しかも柔軟性に優れるマットが得られることもわかる。
As is clear from Table 1, the binders of the present invention (Examples 1 and 2) have higher yields during mechanical grinding and narrow particle size distribution than the comparative binders (Comparative Examples 1 and 2). .
Further, as apparent from Table 2, it can be seen that the obtained glass chopped strand mat is excellent in tensile strength and its variation is small. Further, in comparison mats inferior in mat strength, it is necessary to increase the binder supply amount, but in the mat of the present invention, the tensile strength per ignition loss is more excellent, so the binder of the present invention is less than the conventional one. It can also be seen that the mat can be provided with the required strength uniformly by the amount used, and that the mat is excellent in flexibility.
本発明のガラスチョップドストランドマット用バインダーは、強度が均一で柔軟性があり、後の加工作業性に優れたガラスチョップドストランドマットを与える。得られるマットはガラス繊維強化プラスチック(FRP)成形品用の強化材等として用いることができ、該成形品は、自動車用部材(成形天井材等)、小型船舶(カヌー、ボート、ヨット、モーターボート等)の船体、住宅用部材(バスタブ、浄化槽等)等幅広い分野に適用できることから、極めて有用である。 The binder for glass chopped strand mats of the present invention provides a glass chopped strand mat having a uniform strength and flexibility and excellent workability afterwards. The obtained mat can be used as a reinforcing material for a glass fiber reinforced plastic (FRP) molded product, and the molded product is an automobile member (molded ceiling material, etc.), a small vessel (canoe, boat, yacht, motor boat, etc.) ) Hulls, housing components (bathtubs, septic tanks, etc.), and so on.
Claims (9)
0.2 ≦ |(α)−(β)| ≦ 3.0 (1)
Polycondensation product of polycarboxylic acid (a1) and low molecular weight polyol (a2), self-polycondensation product of compound (a3) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule, and ring-opening polycondensation of lactone (a4) A polyester resin (A) having a solubility parameter (hereinafter referred to as SP value) (α) selected from the group consisting of a product , polyphenylene ether resin (B1), and vinyl resin (B2). ), A polyester resin (B3), a polyamide resin (B4), a polycarbonate resin (B5), and a polyacetal resin (B6), at least one thermoplastic resin (B) having an SP value (β) Ri Na containing a powder of the molten mixture, the (alpha) is 9.5 to 13.5, a glass chopped strand map the (beta) is 8 to 16 Use binder (C).
0.2 ≦ | (α) − (β) | ≦ 3.0 (1)
The binder according to any one of claims 1 to 4, wherein a glass chopped strand mat is produced by hot press molding a glass chopped strand laminate formed through the steps of glass chopped strand dispersion, water dispersion and binder dispersion. A method for producing a glass chopped strand mat, characterized in that
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