JP5655592B2 - Method for producing carbon fiber reinforced molding material - Google Patents

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Description

本発明は、炭素繊維強化成形材料の製造方法に関するものである。詳しくは、炭素繊維強化成形材料を、引き取り方式で製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a carbon fiber reinforced molding material. Specifically, the present invention relates to a method for producing a carbon fiber reinforced molding material by a take-up method.

炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維と熱可塑性樹脂からなる繊維強化成形材料は、比強度、比剛性に優れているため、様々な形態の強化繊維基材で補強された成形材料が電気・電子用途、土木・建築用途、自動車用途、航空機用途等に広く用いられている。この強化繊維基材の形態には、高強度化を主目的とした一方向連続繊維基材や織物基材のほか、成形品の力学特性を等方的にするために強化繊維が均一に分散した形態のもの、あるいは熱可塑性樹脂との混練用にチョップド化した形態のものなどが用いられる。さらには強化繊維を特定の処理剤で処理した成形材料を用いることで、より高強度を発現させれば適用可能な用途は非常に多くなる。従ってこのように力学特性に優れた繊維強化成形材料の製造条件についてはこれまで様々な検討がなされてきた。   Fiber reinforced molding materials made of reinforced fibers such as carbon fibers and glass fibers and thermoplastic resins are excellent in specific strength and specific rigidity. Therefore, molding materials reinforced with various forms of reinforced fiber base materials are electric and electronic. Widely used in applications, civil engineering / architecture applications, automobile applications, aircraft applications, etc. In addition to the unidirectional continuous fiber base material and textile base material mainly aimed at increasing strength, the reinforcing fiber base material has a uniform distribution of reinforcing fiber to make the mechanical properties of the molded product isotropic. A chopped form or a chopped form for kneading with a thermoplastic resin is used. Furthermore, by using a molding material obtained by treating reinforcing fibers with a specific treating agent, there are many applications that can be applied if higher strength is developed. Therefore, various studies have been made so far on the production conditions of the fiber-reinforced molding material having excellent mechanical properties.

特許文献1には、強化繊維に所定の重合体を付与して得られる強化繊維と溶融した熱可塑性樹脂とを、強化繊維、重合体および熱可塑性樹脂が所定の配合割合となるように複合化する、繊維強化熱可塑性樹脂の製造方法が開示されている。   In Patent Document 1, a reinforcing fiber obtained by applying a predetermined polymer to a reinforcing fiber and a molten thermoplastic resin are combined so that the reinforcing fiber, the polymer, and the thermoplastic resin have a predetermined blending ratio. A method for producing a fiber reinforced thermoplastic resin is disclosed.

特許文献2には、繊維強化熱可塑性樹脂成形体の強化繊維として、単繊維状の炭素繊維であって質量平均繊維長が0.5〜10mmであり、かつ、配向パラメータが−0.25〜0.25である炭素繊維を用いる繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法において、(I)成形材料に含まれる熱可塑性樹脂を加熱溶融する工程、(II)金型に成形材料を配置する工程、(III)金型で成形材料を加圧する工程、(IV)金型内で成形材料を固化する工程、(V)金型を開き、繊維強化熱可塑性樹脂成形体を脱型する工程を含む製造方法が開示されている。   In Patent Document 2, as a reinforcing fiber of a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body, it is a monofilamentous carbon fiber having a mass average fiber length of 0.5 to 10 mm, and an orientation parameter of −0.25 to In the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article using carbon fibers of 0.25, (I) a step of heating and melting the thermoplastic resin contained in the molding material, and (II) a step of arranging the molding material in the mold , (III) a step of pressurizing the molding material with a mold, (IV) a step of solidifying the molding material in the mold, and (V) a step of opening the mold and demolding the fiber-reinforced thermoplastic resin molded body. A manufacturing method is disclosed.

特許文献3には、不燃性繊維状物質と熱可塑性樹脂を主成分とするバインダーを主成分とし、他の所定の成分を含むスラリー原液を、走行もしくは回転する網状または多孔質状の基材に、基材の面と5〜60度の角度で供給した後脱水、乾燥させるシート状物の製造方法が開示されている。
国際公開第2007/37260号パンフレット 国際公開第2007/97436号パンフレット 特開昭58−69047号公報
In Patent Document 3, a slurry stock solution containing a binder mainly composed of a non-combustible fibrous material and a thermoplastic resin as a main component and containing other predetermined components is applied to a traveling or rotating network or porous substrate. A method for producing a sheet-like material is disclosed that is supplied at an angle of 5 to 60 degrees with the surface of the substrate and then dehydrated and dried.
International Publication No. 2007/37260 Pamphlet International Publication No. 2007/97436 Pamphlet JP 58-69047 A

特許文献1で開示された製造方法は、(メタ)アクリル系重合体成分を強化繊維ウェブに付与するのみであり、その後の引き取り性など生産性を考慮したものではなく、広く繊維強化複合材料として活用するためには、さらなる製造方法の改良が必要とされていた。   The production method disclosed in Patent Document 1 merely applies a (meth) acrylic polymer component to a reinforced fiber web, and does not consider productivity such as subsequent take-up property, but widely as a fiber reinforced composite material. In order to utilize it, the improvement of the further manufacturing method was needed.

特許文献2、3で開示された製造方法においては、いずれも、成形材料の引き取りに関して特別な手段が用いられている訳ではなく、そのため、製造に時間および手間を要し、繊維強化成形材料の効率的な製造への適用には、さらなる製造方法の改善が必要とされていた。   In the production methods disclosed in Patent Documents 2 and 3, no special means is used for taking-up of the molding material. Therefore, it takes time and labor to produce the fiber-reinforced molding material. For the efficient production application, further improvement of the production method was required.

本発明は、力学特性に優れる成形品が得られる繊維強化成形材料を効率良く製造することができる、炭素繊維強化成形材料の製造方法の提供を目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material which can manufacture efficiently the fiber reinforced molding material from which the molded article excellent in a mechanical characteristic is obtained.

かかる課題を解決するための本発明は、下記の[1]〜[16]の構成からなる。   The present invention for solving such problems comprises the following configurations [1] to [16].

[1]少なくとも、次の第1a、第2a、第3a、第4a工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法。
第1a:不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A1)に加工する工程
第2a:第1a工程で得られた炭素繊維基材(A1)1〜70質量%に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を0.1〜10質量%付与する工程
第3a:第2a工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)に、熱可塑性樹脂(C)が20〜98.9質量%となるように複合化して、炭素繊維強化成形材料を得る工程
第4a:第3a工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
[1] A method for producing a carbon fiber reinforced molding material comprising at least the following steps 1a, 2a, 3a and 4a.
1a: a process of processing a discontinuous carbon fiber bundle into a sheet-like carbon fiber substrate (A1) 2a: a side chain of 1 to 70% by mass of the carbon fiber substrate (A1) obtained in the step 1a Step (3a) for imparting 0.1 to 10% by mass of a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the step (a) The (meth) acrylic polymer (B) obtained in Step 2a was imparted. Step 4a: Carbon obtained in step 3a, wherein the carbon fiber base material (A2) is composited so that the thermoplastic resin (C) is 20 to 98.9% by mass to obtain a carbon fiber reinforced molding material. A step of drawing the fiber reinforced molding material at a speed of 1 m / min or more.

[2]少なくとも、次の第1b、第2b、第3b工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法。
第1b:側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)が0.1〜10質量%付着した、不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A2)に加工する工程
第2b:第1b工程で得られた炭素繊維基材(A2)1〜70質量%に、熱可塑性樹脂(C)が20〜98.9質量%となるように複合化して、炭素繊維強化成形材料を得る工程
第3b:第2b工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1〜30m/分の速度で引き取る工程。
[2] A method for producing a carbon fiber reinforced molding material including at least the following first 1b, 2b, and 3b steps.
1b: A discontinuous carbon fiber bundle with 0.1 to 10% by mass of a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the side chain is processed into a sheet-like carbon fiber substrate (A2). Step 2b: Carbon fiber reinforced by compounding the carbon fiber substrate (A2) 1-70% by mass obtained in step 1b so that the thermoplastic resin (C) is 20-98.9% by mass. Step 3b for obtaining a molding material: a step of drawing the carbon fiber reinforced molding material obtained in the step 2b at a speed of 1 to 30 m / min.

[3]少なくとも、次の第1c、第2c、第3c工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法。
第1c:不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A1)に加工すると同時に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を前記炭素繊維基材(A1)に0.1〜10質量%付与する工程
第2c:第1c工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)1〜70質量%に、熱可塑性樹脂(C)が20〜98.9質量%となるように複合化して、炭素繊維強化成形材料を得る工程
第3c:第2c工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1〜30m/分の速度で引き取る工程。
[3] A method for producing a carbon fiber reinforced molding material including at least the following first c, second c, and third c steps.
1c: A discontinuous carbon fiber bundle is processed into a sheet-like carbon fiber substrate (A1), and at the same time a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in a side chain is converted into the carbon fiber substrate (A1). Step 2c for imparting 0.1 to 10% by mass to 1% to 70% by mass of the carbon fiber substrate (A2) to which (meth) acrylic polymer (B) obtained in Step 1c is imparted, and composite as thermoplastic resin (C) is 20 to 98.9 wt%, the 3c obtaining a carbon fiber-reinforced molding material: carbon fiber reinforced molding material obtained in the 2c step 1-30 m / The process of picking up at a rate of minutes.

[4]前記炭素繊維基材(A1)が、以下の方法aにより加工された得られた短繊維ランダム配向基材である、[1]〜[3]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。
方法a:分散媒体に不連続な炭素繊維束を投入する工程(i)と、前記炭素繊維束を構成する炭素繊維が前記分散媒体中に分散したスラリーを調製する工程(ii)と、前記スラリーより分散媒体を除去して炭素繊維基材(A1)を得る工程(iii)とを少なくとも有し、前記工程(ii)で調製されるスラリー中の炭素繊維の質量含有率をC1とし、前記工程(iii)開始時のスラリー中の炭素繊維の質量含有率をC2とした場合に、C1/C2が0.8以上1.2以下とする。
[4] The carbon fiber reinforced molding according to any one of [1] to [3], wherein the carbon fiber substrate (A1) is a short fiber random orientation substrate obtained by the following method a. Material manufacturing method.
The method a: a step of introducing discontinuous carbon fiber bundle in the dispersion medium (i), and step (ii) the carbon fibers constituting the carbon fiber bundle to prepare a dispersion slurry in the dispersing medium, the slurry (Iii) to obtain a carbon fiber base material (A1) by removing the dispersion medium more, and the mass content of the carbon fiber in the slurry prepared in the step (ii) is C1, (Iii) C1 / C2 shall be 0.8 or more and 1.2 or less when the mass content of the carbon fiber in the slurry at the start is C2.

[5]前記第2a、1b、1cのいずれかの工程において得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)を、引張強力が1N/cm以上の状態として引き取る、[1]〜[4]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [5] The carbon fiber substrate (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) obtained in any one of the steps 2a, 1b and 1c has a tensile strength of 1 N / cm or more. The method for producing a carbon fiber reinforced molding material according to any one of [1] to [4], which is taken up as a state.

[6]前記工程(ii)で調製されるスラリー中の固形成分の質量含有率が0.001〜1質量%である、[4]または[5]に記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [6] The method for producing a carbon fiber-reinforced molding material according to [4] or [5], wherein the mass content of the solid component in the slurry prepared in the step (ii) is 0.001 to 1% by mass. .

[7]工程(i)において分散媒体と炭素繊維束とが分散槽に継続的に投入され、前記工程(i)から工程(iii)までが継続的に実施される、[4]〜[6]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [7] In the step (i), the dispersion medium and the carbon fiber bundle are continuously charged into the dispersion tank, and the steps (i) to (iii) are continuously performed. [4] to [6] ] The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of.

[8]全工程がオンラインで実施されてなる、[1]〜[7]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [8] The method for producing a carbon fiber reinforced molding material according to any one of [1] to [7], wherein all steps are performed online.

[9]前記炭素繊維基材(A2)における固形分の質量のうち、炭素繊維の割合が80質量%以上100質量%以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [9] Among the solid content of the mass in the carbon fiber substrate (A2), the proportion of the carbon fibers is less than 80 mass% to 100 mass%, the carbon fiber according to any one of [1] to [8] A method for producing a reinforced molding material.

[10]前記第1a、1b、1cのいずれかの工程において、炭素繊維基材(A1)を加工する際に、熱可塑性樹脂(C)を繊維状または粒子状の形態にて炭素繊維基材(A1)中に混合する、[1]〜[8]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [10] the first 1a, 1b, in any of the steps of 1c, when processing carbon fiber substrate (A1), carbon fiber substrate thermoplastic resin (C) in fibrous or particulate form (A1) The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of [1]-[8] mixed in.

[11]前記第4a、3b、3cのいずれかの工程の後に、得られた炭素繊維強化成形材料を長さ方向、幅方向ともに1〜30mmにカットする工程を有する、[1]〜[10]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [11] After any one of the steps 4a, 3b, and 3c, the obtained carbon fiber reinforced molding material has a step of cutting to 1 to 30 mm in both the length direction and the width direction. [1] to [10 ] The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of.

[12]前記(メタ)アクリル系重合体(B)の凝集エネルギー密度CEDが385MPa以上である、[1]〜[11]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [12] The method for producing a carbon fiber-reinforced molding material according to any one of [1] to [11], wherein the (meth) acrylic polymer (B) has a cohesive energy density CED of 385 MPa or more.

[13]前記(メタ)アクリル系重合体(B)を構成する(メタ)アクリル系単量体が、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した(メタ)アクリル系単量体が60質量%以上である、[1]〜[12]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [13] The (meth) acrylic monomer constituting the (meth) acrylic polymer (B) has an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group bonded to hydrogen and / or a primary carbon atom (meth) The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of [1]-[12] whose acrylic monomer is 60 mass% or more.

14]前記炭素繊維のX線光電子分光法により測定される表面酸素濃度O/Cが0.05〜0.5である、[1]〜[13]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [ 14 ] The carbon fiber reinforced molding according to any one of [1] to [13], wherein the surface oxygen concentration O / C measured by X-ray photoelectron spectroscopy of the carbon fiber is 0.05 to 0.5. Material manufacturing method.

15]前記熱可塑性樹脂(C)が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、PEEKより選ばれる少なくとも1種を含んでなる熱可塑性樹脂である、[1]〜[14]のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 [ 15 ] The thermoplastic resin (C) is a thermoplastic resin comprising at least one selected from polyolefin, polyamide, polycarbonate, polyester, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, and PEEK. [1] to [ 14 ] The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of.

本発明の炭素繊維強化成形材料の製造方法によれば、比強度、比剛性等の力学特性に優れ、炭素繊維の分散性が良好であり、かつ均一性の良好な成形品を成形することができる炭素繊維強化成形材料を効率良く得ることができる。 According to the method for producing a carbon fiber reinforced molding material of the present invention, it is possible to mold a molded product having excellent mechanical properties such as specific strength and specific rigidity, good dispersibility of carbon fiber, and good uniformity. The carbon fiber reinforced molding material which can be obtained can be obtained efficiently.

湿式法により強化繊維基材を抄造するために用いるスラリーの模式図である。It is a schematic diagram of the slurry used in order to make a reinforced fiber base material with a wet method. 強化繊維基材(A1)、(A2)を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1) and (A2). 繊維強化成形材料を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a fiber reinforced molding material. 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1) and (A2) and a fiber reinforced molding material. 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1) and (A2) and a fiber reinforced molding material. 強化繊維基材(A1)を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1). 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1) and (A2) and a fiber reinforced molding material. 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料を製造するための装置のモデル図である。It is a model figure of the apparatus for manufacturing a reinforced fiber base material (A1) and (A2) and a fiber reinforced molding material.

以下に、本発明の望ましい実施の形態について説明する。なお、本発明では、強化繊維として炭素繊維を用い、繊維強化成形材料とは、炭素繊維強化成形材料を意味する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. In the present invention, carbon fiber is used as the reinforcing fiber, and the fiber reinforced molding material means a carbon fiber reinforced molding material.

本発明の繊維強化成形材料の製造方法の第1の形態は、次の第1a工程、第2a工程、第3a工程および第4a工程を含む繊維強化成形材料の製造方法である。
第1a:不連続な強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A1)に加工する工程
第2a:第1a工程で得られた強化繊維基材(A1)1〜70質量部に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を0.1〜10質量部を付与する工程
第3a:第2a工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)1.1〜80質量%に、熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を複合化して、繊維強化成形材料を得る工程
第4a:第3a工程で得られた繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
The 1st form of the manufacturing method of the fiber reinforced molding material of this invention is a manufacturing method of the fiber reinforced molding material containing the following 1a process, 2a process, 3a process, and 4a process.
1a: Step of processing a discontinuous reinforcing fiber bundle into a sheet-like reinforcing fiber substrate (A1) 2a: Side chains on 1 to 70 parts by mass of reinforcing fiber substrate (A1) obtained in step 1a Step (3a) for imparting 0.1 to 10 parts by mass of a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group to the (meth) acrylic polymer (B) obtained in Step 2a is provided. Step 4a: obtained in Step 3a, in which fiber reinforced molding material is obtained by combining thermoplastic resin (C) 20 to 98.9% by mass with 1.1 to 80% by mass of reinforced fiber substrate (A2) A step of drawing the obtained fiber-reinforced molding material at a speed of 1 m / min or more.

ここで強化繊維束とは、強化繊維から構成される繊維束を意味する。また、強化繊維束を構成する単繊維の本数には、特に制限はないが、生産性の観点からは24,000本以上が好ましく、48,000本以上がさらに好ましい。単繊維の本数の上限については、特に制限はないが、分散性や取り扱い性とのバランスも考慮して、300,000本以下が好ましい。   Here, the reinforcing fiber bundle means a fiber bundle composed of reinforcing fibers. The number of single fibers constituting the reinforcing fiber bundle is not particularly limited, but is preferably 24,000 or more, more preferably 48,000 or more from the viewpoint of productivity. The upper limit of the number of single fibers is not particularly limited, but is preferably 300,000 or less in consideration of balance with dispersibility and handleability.

強化繊維束の長さは、1〜50mmであることが好ましく、3〜30mmであることがより好ましい。1mm未満であると強化繊維による補強効果を効率良く発揮することが困難となるおそれがあり、50mmを超えると分散を良好に保つのが困難となるおそれがある。強化繊維束の長さとは、強化繊維束を構成する単繊維の長さをいい、強化繊維束の繊維軸方向の長さをノギスで測定する、あるいは強化繊維束から単繊維を取り出し顕微鏡で観察して測定され得る。また成形材料中の強化繊維の長さを測定するには、以下のようにして繊維強化成形材料から強化繊維を分離して測定することができる。繊維強化成形材料の一部を切り出し、結着している熱可塑性樹脂を溶解させる溶媒により、熱可塑性樹脂を充分溶解させる。その後濾過などの公知の操作により熱可塑性樹脂から強化繊維を分離する。あるいは、繊維強化成形材料の一部を切り出し、500℃の温度で2時間加熱し、熱可塑性樹脂を焼き飛ばして熱可塑性樹脂から強化繊維を分離する。分離された強化繊維を無作為に400本抽出し、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡にてその長さを10μm単位まで測定し、その平均値を繊維長とする。   The length of the reinforcing fiber bundle is preferably 1 to 50 mm, and more preferably 3 to 30 mm. If it is less than 1 mm, it may be difficult to efficiently exhibit the reinforcing effect of the reinforcing fiber, and if it exceeds 50 mm, it may be difficult to maintain good dispersion. The length of the reinforcing fiber bundle means the length of the single fiber constituting the reinforcing fiber bundle. The length of the reinforcing fiber bundle in the fiber axis direction is measured with a caliper, or the single fiber is taken out from the reinforcing fiber bundle and observed with a microscope. Can be measured. Moreover, in order to measure the length of the reinforcing fiber in the molding material, the reinforcing fiber can be separated from the fiber-reinforced molding material and measured as follows. A part of the fiber reinforced molding material is cut out, and the thermoplastic resin is sufficiently dissolved with a solvent that dissolves the bound thermoplastic resin. Thereafter, the reinforcing fibers are separated from the thermoplastic resin by a known operation such as filtration. Alternatively, a part of the fiber reinforced molding material is cut out and heated at a temperature of 500 ° C. for 2 hours to burn off the thermoplastic resin and separate the reinforced fibers from the thermoplastic resin. 400 separated reinforcing fibers are randomly extracted, and the length is measured to the unit of 10 μm with an optical microscope or a scanning electron microscope, and the average value is defined as the fiber length.

強化繊維としては、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維およびレーヨン系炭素繊維などの炭素繊維が用いられる。また、力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を併用することが好ましい。また、力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を併用することが好ましい。また、得られる成形品の導電性を高める観点から、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した炭素繊維を用いることもできる。 The reinforcing fibers, specific strength, in terms of higher weight reduction effect specific rigidity, PAN-based carbon fibers, carbon fibers such as pitch-based carbon fibers and rayon-based carbon fiber are needed use. Moreover, it is preferable to use together carbon fiber and glass fiber from the balance of mechanical characteristics and economical efficiency. Moreover, it is preferable to use carbon fiber and an aramid fiber together from the balance of mechanical properties and impact absorbability. Moreover, the carbon fiber which coat | covered metals, such as nickel, copper, and ytterbium, can also be used from a viewpoint of improving the electroconductivity of the molded article obtained.

なかでも炭素繊維は、そのX線光電子分光法により測定される表面酸素濃度O/Cが0.05〜0.5であるものが好ましく、0.06〜0.3であるものがより好ましく、0.07〜0.2であるものがさらにより好ましい。表面酸素濃度O/Cが0.05以上であることにより、炭素繊維表面の極性官能基量を確保し、熱可塑性樹脂との親和性が高くなるので、より強固な接着を得ることができる。また、表面酸素濃度O/Cが0.5以下であることにより、表面酸化による炭素繊維自身の強度の低下を少なくすることができる。   Among them, the carbon fiber preferably has a surface oxygen concentration O / C measured by X-ray photoelectron spectroscopy of 0.05 to 0.5, more preferably 0.06 to 0.3, What is 0.07-0.2 is still more preferable. When the surface oxygen concentration O / C is 0.05 or more, the amount of polar functional groups on the surface of the carbon fiber is ensured, and the affinity with the thermoplastic resin is increased, so that stronger adhesion can be obtained. In addition, when the surface oxygen concentration O / C is 0.5 or less, a decrease in strength of the carbon fiber itself due to surface oxidation can be reduced.

表面酸素濃度O/Cとは、繊維表面の酸素(O)と炭素(C)の原子数の比を意味する。表面酸素濃度O/CをX線光電子分光法により求める場合の手順を、以下に一例を挙げて説明する。まず、溶剤で炭素繊維表面に付着しているサイジング剤などを除去した炭素繊維を20mmにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べた後、試料チャンバー中を1×10Torrに保つ。X線源としてA1Kα1、2を用い、測定時の帯電に伴うピークの補正値としてC1Sの主ピークの運動エネルギー値(K.E.)を1202cVに合わせる。K.E.として1191〜1205eVの範囲で直線のベースラインを引くことによりC1Sピーク面積を求める。K.E.として947〜959eVの範囲で直線のベースラインを引くことによりO1Sピーク面積を求める。 The surface oxygen concentration O / C means the ratio of the number of oxygen (O) and carbon (C) atoms on the fiber surface. The procedure for obtaining the surface oxygen concentration O / C by X-ray photoelectron spectroscopy will be described below with an example. First, the carbon fiber from which the sizing agent adhering to the carbon fiber surface is removed with a solvent is cut into 20 mm, spread on a copper sample support base and arranged, and then the inside of the sample chamber is kept at 1 × 10 8 Torr. . A1Kα1 and 2 are used as the X-ray source, and the kinetic energy value (KE) of the main peak of C 1S is adjusted to 1202 cV as a peak correction value associated with charging during measurement. K. E. The C 1S peak area is obtained by drawing a straight base line in the range of 1191 to 1205 eV. K. E. As such, the O 1S peak area is obtained by drawing a straight base line in the range of 947 to 959 eV.

表面酸素濃度O/Cは、上記O1Sピーク面積とC1Sピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出したものである。X線光電子分光法装置として、国際電気社製モデルES−200を用いた場合は、感度補正値を1.74として算出し得る。 The surface oxygen concentration O / C is calculated from the ratio of the O 1S peak area and the C 1S peak area as an atomic ratio by using a sensitivity correction value unique to the apparatus. When model ES-200 manufactured by Kokusai Electric Inc. is used as the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus, the sensitivity correction value can be calculated as 1.74.

炭素繊維の表面酸素濃度O/Cを0.05〜0.5に制御する手段としては、特に限定されるものではないが、電界酸化処理、薬液酸化処理、気相酸化処理などの手法が例示される。中でも電界酸化処理が取り扱いやすく好ましい。   The means for controlling the surface oxygen concentration O / C of the carbon fiber to 0.05 to 0.5 is not particularly limited, and examples include techniques such as electric field oxidation treatment, chemical solution oxidation treatment, and gas phase oxidation treatment. Is done. Of these, electric field oxidation treatment is preferred because it is easy to handle.

電界酸化処理に用いられる電解液としては、以下に挙げる化合物の水溶液が好ましく用いられる。硫酸、硝酸、塩酸等の無機酸;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化バリウム等の無機水酸化物;アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機金属塩類;酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム等の有機塩類;ヒドラジンなどの有機化合物などである。これらの中でも電解液としては無機酸が好ましく、硫酸および硝酸が特に好ましく使用される。電界処理の程度は、電界処理で流れる電気量を設定することにより炭素繊維表面のO/Cを制御することができる。   As the electrolytic solution used for the electric field oxidation treatment, aqueous solutions of the following compounds are preferably used. Inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid; inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and barium hydroxide; inorganic metal salts such as ammonia, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate; sodium acetate, sodium benzoate and the like Organic salts; organic compounds such as hydrazine. Among these, an inorganic acid is preferable as the electrolytic solution, and sulfuric acid and nitric acid are particularly preferably used. The degree of the electric field treatment can control O / C on the surface of the carbon fiber by setting the amount of electricity flowing in the electric field treatment.

第1a工程では、不連続な強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A1)に加工するにあたり、乾式法、あるいは湿式法を用いることができる。等方的で力学特性の高い強化繊維基材(A1)を得るためには、強化繊維束を高度に分散させて均一に強化繊維が分散した基材とすることが好ましい。   In the step 1a, when a discontinuous reinforcing fiber bundle is processed into a sheet-like reinforcing fiber base (A1), a dry method or a wet method can be used. In order to obtain a reinforcing fiber base material (A1) that is isotropic and has high mechanical properties, it is preferable that the reinforcing fiber bundle is highly dispersed to obtain a base material in which the reinforcing fibers are uniformly dispersed.

乾式法により第1a工程を行う場合、強化繊維束を気相中で分散させて、分散後の強化繊維束を堆積させて、シート状の強化繊維基材(A1)を得ることができる。   When the step 1a is performed by a dry method, the reinforcing fiber bundle is dispersed in the gas phase, and the dispersed reinforcing fiber bundle is deposited, whereby the sheet-like reinforcing fiber substrate (A1) can be obtained.

強化繊維束の気相中での分散は、強化繊維束を非接触式で開繊し、開繊した強化繊維束を堆積させて行う方法(非接触式法)、および、強化繊維束を接触式で開繊し、開繊した強化繊維束を堆積させて行う方法(接触式法)がある。   Dispersion of reinforcing fiber bundles in the gas phase is performed by opening the reinforcing fiber bundles in a non-contact manner and depositing the opened reinforcing fiber bundles (non-contact method), and contacting the reinforcing fiber bundles. There is a method (contact type method) in which the fiber is opened by a formula and the opened reinforcing fiber bundles are deposited.

非接触式法は、強化繊維束に固体や開繊装置を接触させることなく開繊させる方法である。例えば、空気や不活性ガスなどの気体を強化繊維束に吹き付ける方法、なかでもコスト面で有利な空気を加圧して吹き付ける方法が好ましく挙げられる。   The non-contact method is a method of opening a fiber without bringing a solid or a fiber opening device into contact with the reinforcing fiber bundle. For example, a method of spraying a gas such as air or an inert gas onto the reinforcing fiber bundle, particularly a method of pressurizing and spraying air advantageous in terms of cost is preferable.

空気流を用いる方法において、強化繊維束に対し空気流を当てる条件は特に限定されない。一例を挙げると、加圧空気(通常0.1MPa以上10MPa以下、好ましくは0.5MPa以上5MPa以下の圧力がかかるような空気流)を強化繊維束が開繊するまで当てる。空気流を用いる方法において、使用し得る装置は特に限定されないが、空気管を備え、空気吸引が可能であり、強化繊維束を収容し得る容器が例示できる。かかる容器を用いることにより、強化繊維束の開繊と堆積を一つの容器内で行うことができる。   In the method using an air flow, the conditions for applying the air flow to the reinforcing fiber bundle are not particularly limited. For example, pressurized air (usually an air flow that applies a pressure of 0.1 MPa to 10 MPa, preferably 0.5 MPa to 5 MPa) is applied until the reinforcing fiber bundle is opened. In the method using an air flow, an apparatus that can be used is not particularly limited, and examples thereof include a container that includes an air tube and that can suck air and can contain a reinforcing fiber bundle. By using such a container, it is possible to open and deposit the reinforcing fiber bundle in one container.

接触式法とは、強化繊維束に固体や開繊装置を物理的に接触させて開繊させる方法である。接触式法としては、カーディング、ニードルパンチおよびローラー開繊が例示される。このうちカーディングまたはニードルパンチが好ましく、カーディングがより好ましい。接触式法の実施条件は特に限定されず、強化繊維束が開繊する条件を適宜定めることができる。   The contact method is a method in which a solid or a fiber opening device is brought into physical contact with a reinforcing fiber bundle for fiber opening. Examples of the contact method include carding, needle punching and roller opening. Of these, carding or needle punch is preferable, and carding is more preferable. The conditions for carrying out the contact method are not particularly limited, and conditions for opening the reinforcing fiber bundle can be determined as appropriate.

湿式法により第1a工程を行う場合、強化繊維束の分散を水中で行い、得られるスラリーを抄造してシート状の強化繊維基材(A1)を得ることができる。   When the step 1a is performed by a wet method, the reinforcing fiber bundle can be dispersed in water, and the resulting slurry can be made to obtain a sheet-like reinforcing fiber substrate (A1).

強化繊維束を分散させる水(分散液)は、通常の水道水のほか、蒸留水、精製水等の水を使用することができる。水には必要に応じて界面活性剤や増粘剤を混合し得る。界面活性剤は、陽イオン型、陰イオン型、非イオン型および両性の各種に分類されるが、このうち非イオン性界面活性剤が好ましく用いられ、中でもポリオキシエチレンラウリルエーテルがより好ましく用いられる。増粘剤はポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、でんぷんなどが好ましく用いられる。界面活性剤や増粘剤を水に混合する場合の濃度は、好ましくは0.0001質量%以上0.1質量%以下、より好ましくは0.0003質量%以上0.05質量%以下である。   As water (dispersion liquid) for dispersing the reinforcing fiber bundle, water such as distilled water and purified water can be used in addition to normal tap water. A surfactant or a thickener can be mixed with water as necessary. Surfactants are classified into a cation type, an anion type, a nonionic type and various amphoteric types. Among these, nonionic surfactants are preferably used, and polyoxyethylene lauryl ether is more preferably used. . As the thickener, polyacrylamide, polyethylene oxide, starch or the like is preferably used. The concentration when the surfactant or thickener is mixed with water is preferably 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, more preferably 0.0003% by mass or more and 0.05% by mass or less.

スラリーとは固体成分が分散している懸濁液をいう。スラリーにおける固体成分濃度は、0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.5質量%以下であることがより好ましい。ここで、スラリーにおける固体成分濃度とは、スラリー中に固体成分として強化繊維以外の成分が含まれていない場合には、スラリー中の強化繊維の質量含有率を意味し、スラリー中に強化繊維以外にも、例えば熱可塑性樹脂の繊維あるいは粒子などの固体成分を含む場合には、それら全ての固体成分のスラリー中の質量含有率のことを意味する。スラリーにおける固体成分濃度が0.01質量%以上1質量%以下であることにより、均一に分散したスラリーを短時間で得ることができ抄造を効率よく行うことができる。水(分散液)に対し強化繊維束を分散させる際には、必要に応じて撹拌を行う。   Slurry refers to a suspension in which solid components are dispersed. The solid component concentration in the slurry is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. Here, the solid component concentration in the slurry means the mass content of the reinforcing fiber in the slurry when the slurry does not contain any component other than the reinforcing fiber as the solid component, and other than the reinforcing fiber in the slurry. Furthermore, when a solid component such as fibers or particles of a thermoplastic resin is included, it means the mass content in the slurry of all the solid components. When the solid component concentration in the slurry is 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, a uniformly dispersed slurry can be obtained in a short time, and papermaking can be performed efficiently. When the reinforcing fiber bundle is dispersed in water (dispersion), stirring is performed as necessary.

スラリーの抄造は、上記スラリーから水を吸引して行うことができる。スラリーの抄造は、いわゆる抄紙法に倣って行うことができる。一例を挙げて説明すると、底部に抄紙面を有し水を底部から吸引できる槽に、スラリーを流し込み、水を吸引する。前記槽としては、熊谷理機工業株式会社製、No.2553−I(商品名)、底部に幅200mmの抄紙面を有するメッシュコンベアを備える槽が例示される。このようにして強化繊維基材(A1)が得られる。   The slurry can be made by sucking water from the slurry. Slurry papermaking can be performed according to a so-called papermaking method. For example, the slurry is poured into a tank having a papermaking surface at the bottom and capable of sucking water from the bottom, and sucks the water. As said tank, the Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd. make, No. 2553-I (trade name), and a tank provided with a mesh conveyor having a papermaking surface with a width of 200 mm at the bottom. In this way, the reinforcing fiber substrate (A1) is obtained.

固形成分が均一に配合された抄造体を製造するためには、原料スラリーを抄造工程に供給する前にスラリー濃度を希釈することが一般的である(例えば、特開2006−104608号公報参照)。具体的には、スラリーにおける強化繊維の分散性を保つために、まず強化繊維濃度の高いスラリーを作成し、次にこれを希釈して強化繊維濃度の低いスラリーとすることが提案されている。しかし、2段階を踏むことにより作業が煩雑となるとともに、スラリーの分散媒体への親和性の低い強化繊維の場合、強化繊維濃度の高いスラリーの作製は非常に難しいと言う問題点がある。   In order to produce a papermaking body in which solid components are uniformly blended, it is common to dilute the slurry concentration before supplying the raw material slurry to the papermaking process (see, for example, JP-A-2006-104608). . Specifically, in order to maintain the dispersibility of the reinforcing fibers in the slurry, it has been proposed to first create a slurry having a high reinforcing fiber concentration and then dilute it to obtain a slurry having a low reinforcing fiber concentration. However, taking two steps complicates the work, and in the case of reinforcing fibers having a low affinity for the dispersion medium of the slurry, it is very difficult to produce a slurry having a high reinforcing fiber concentration.

そこで、湿式法による強化繊維基材(A1)を製造する際には、次の方法で製造することがより好ましい。すなわち、分散媒体に不連続な強化繊維束を投入する工程(i)と、前記強化繊維束を構成する強化繊維が前記分散媒中に分散したスラリーを調製する工程(ii)と、前記スラリーより分散媒体を除去して強化繊維基材(A1)を得る工程(iii)とを含み、前記工程(ii)で調製されたスラリー中の強化繊維の質量含有率をC1とし、前記工程(iii)開始時のスラリー中の強化繊維の質量含有率をC2とした場合に、C1/C2が0.8以上1.2以下の範囲である強化繊維基材(A1)の製造方法である。この強化繊維基材(A1)の製造方法によれば、スラリー調整の際の分散媒体への親和性の低い強化繊維にも適用でき、抄造時の強化繊維の繊維分散性を保持し、樹脂等を配合し成形品とした場合に成形品の力学特性に優れる強化繊維基材(A1)を短時間で得ることができるため好ましい。C1/C2の好ましい範囲は0.8以上1.2以下であるが、0.9以上1.1以下の範囲であることがより好ましい。   Then, when manufacturing the reinforced fiber base material (A1) by a wet method, manufacturing with the following method is more preferable. That is, the step (i) of introducing a discontinuous reinforcing fiber bundle into the dispersion medium, the step (ii) of preparing a slurry in which the reinforcing fibers constituting the reinforcing fiber bundle are dispersed in the dispersion medium, and the slurry Removing the dispersion medium to obtain the reinforcing fiber substrate (A1) (iii), wherein the mass content of the reinforcing fibers in the slurry prepared in the step (ii) is C1, and the step (iii) This is a method for producing a reinforcing fiber substrate (A1) in which C1 / C2 is in the range of 0.8 to 1.2 when the mass content of reinforcing fibers in the slurry at the start is C2. According to the method for producing the reinforcing fiber substrate (A1), the reinforcing fiber base material (A1) can be applied to a reinforcing fiber having a low affinity for a dispersion medium at the time of slurry adjustment, retains the fiber dispersibility of the reinforcing fiber at the time of making paper, Is preferable because a reinforcing fiber substrate (A1) having excellent mechanical properties of the molded product can be obtained in a short time. The preferable range of C1 / C2 is 0.8 or more and 1.2 or less, but more preferably 0.9 or more and 1.1 or less.

また工程(ii)の所要時間は10分以内であることが好ましく、より好ましくは5分以内であり、さらに好ましくは3分以内である。10分を超えると、強化繊維の種類によっては、スラリー中で分散した強化繊維が再凝集するおそれがある。工程(ii)の所要時間の下限は特に限定されないが、通常は1分以上である。   The time required for step (ii) is preferably within 10 minutes, more preferably within 5 minutes, and even more preferably within 3 minutes. If it exceeds 10 minutes, depending on the type of reinforcing fiber, the reinforcing fiber dispersed in the slurry may reaggregate. Although the minimum of the time required for process (ii) is not specifically limited, Usually, it is 1 minute or more.

工程(iii)へのスラリーの流量は、0.001m/秒以上0.1m/秒以下であることが好ましく、0.005m/秒以上0.05m/秒以下であることがより好ましい。0.001m/秒未満であると供給量が少なく、プロセスに時間がかかるために生産性が悪くなるおそれがあり、0.1m/秒を超えるとスラリーの流速が速いため、スラリーに剪断がかかりやすくなり分散状態が不十分となるおそれがある。 Slurry flow rate to the step (iii), 0.001 m 3 / is preferably sec or higher 0.1m is 3 / sec or less, more that 0.005 m 3 / sec or more 0.05 m 3 / sec or less preferable. If the flow rate is less than 0.001 m 3 / sec, the supply amount is small and the process takes time, and therefore the productivity may be deteriorated. If the flow rate exceeds 0.1 m 3 / sec, the flow rate of the slurry is high. Tends to be applied and the dispersion state may be insufficient.

工程(ii)〜(iii)において、繊維濃度パラメータnLを(0<)nL<L/Dの範囲として抄造することが好ましい。ここで各パラメータは以下の通りである。
n:スラリー単位体積当たりに含まれる強化繊維の本数
L:強化繊維の長さ
D:強化繊維の直径。
In the steps (ii) to (iii), it is preferable that the fiber density parameter nL 3 is made in the range of (0 <) nL 3 <L / D. Here, each parameter is as follows.
n: Number of reinforcing fibers contained per unit volume of slurry L: Length of reinforcing fibers D: Diameter of reinforcing fibers.

図1に強化繊維1を分散媒体2に含むスラリーの模式図を示す。Doi, M..and Edwards, S.F., The Theory of Polymer Dynamics 324(1986)では繊維濃度パラメータnLが、nL<1の場合に希薄状態、1<nL<L/Dの場合に準希薄状態と記載されている。繊維濃度パラメータnLがL/D未満であると、スラリー中に分散した各強化繊維1同士が力学的に干渉しにくくなるため、強化繊維1の再凝集を抑え、スラリー中での強化繊維1の分散性を高めるうえで好ましい。強化繊維1の濃度は低いほど強化繊維1の分散性を高めることができるので好ましいが、得られる強化繊維基材(A1)の目付や厚みを確保したい場合や、強化繊維基材(A1)の生産性を高めたい場合には、強化繊維1の濃度が高い方が有利である。したがって、準希薄状態である1<nL<L/Dの強化繊維濃度で抄造することが好ましい。 FIG. 1 shows a schematic diagram of a slurry containing reinforcing fibers 1 in a dispersion medium 2. In Doi, M .. and Edwards, SF, The Theory of Polymer Dynamics 324 (1986), the fiber concentration parameter nL 3 is dilute when nL 3 <1, and is semi-lean when 1 <nL 3 <L / D. The state is described. When the fiber concentration parameter nL 3 is less than L / D, the reinforcing fibers 1 dispersed in the slurry are difficult to mechanically interfere with each other. Therefore, reaggregation of the reinforcing fibers 1 is suppressed, and the reinforcing fibers 1 in the slurry. It is preferable for increasing the dispersibility of the resin. The lower the concentration of the reinforcing fiber 1, the higher the dispersibility of the reinforcing fiber 1, which is preferable. However, when it is desired to secure the basis weight and thickness of the resulting reinforcing fiber base (A1), the reinforcing fiber base (A1) In order to increase productivity, it is advantageous that the concentration of the reinforcing fiber 1 is high. Therefore, it is preferable to make paper with a reinforcing fiber concentration of 1 <nL 3 <L / D, which is a quasi-dilute state.

また、得られる強化繊維基材(A1)の含水率は、第2a工程の(メタ)アクリル系重合体の付与工程において、(メタ)アクリル系重合体(B)を付与する前に、脱水や乾燥工程により、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下に調整されることが好ましい。これにより、第2a工程に要する時間を短縮し、プリプレグを短時間で得ることができる
強化繊維の分散が阻害されにくく、強化繊維を良好に分散させる観点および、強化繊維基材(A1)を熱可塑性樹脂と複合させた場合に効率的に補強効果を発現することができる観点からは、強化繊維基材(A1)に占める強化繊維の割合は、80質量%以上100質量%以下であることが好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。この場合、後の工程において強化繊維基材に、熱可塑性樹脂を含浸させる割合が多くなる。
In addition, the water content of the obtained reinforcing fiber base (A1) is determined by dehydration or (meth) acrylic polymer (B) before applying (meth) acrylic polymer (B) in the step (2a). It is preferably adjusted to 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less by the drying step. Thereby, the time required for the step 2a can be shortened and the prepreg can be obtained in a short time. The dispersion of the reinforcing fibers is hardly inhibited, the viewpoint of dispersing the reinforcing fibers satisfactorily, and the reinforcing fiber base (A1) is heated. From the viewpoint of efficiently producing a reinforcing effect when combined with a plastic resin, the proportion of reinforcing fibers in the reinforcing fiber base (A1) is 80% by mass or more and 100% by mass or less. Preferably, it is 90 mass% or more and 100 mass% or less. In this case, a ratio of impregnating the reinforcing fiber base material with the thermoplastic resin in a later step increases.

一方、強化繊維基材(A1)に熱可塑性樹脂を容易に含浸しやすくする観点からは、強化繊維基材(A1)を製造する際に、熱可塑性樹脂を繊維状または粒子状の形態にて強化繊維基材(A1)中に混合させることが好ましい。この結果、強化繊維基材(A1)の内部に熱可塑性樹脂が配置されるため、熱可塑性樹脂を加熱溶融して複合化する工程において容易に強化繊維基材(A1)に熱可塑性樹脂が含浸できる。この場合、熱可塑性樹脂は強化繊維基材(A1)に予備的に複合化された状態である。乾式法では、例えば、第1a工程において強化繊維束と繊維状の熱可塑性樹脂とを混合カーディングすることにより実施することができる。湿式法では、例えば第1a工程において、強化繊維束と繊維状または粒子状の熱可塑性樹脂とを混抄することにより実施することができる。   On the other hand, from the viewpoint of easily impregnating the reinforcing fiber base (A1) with the thermoplastic resin, when the reinforcing fiber base (A1) is produced, the thermoplastic resin is in a fibrous or particulate form. It is preferable to mix in the reinforcing fiber base (A1). As a result, since the thermoplastic resin is arranged inside the reinforcing fiber base (A1), the reinforcing fiber base (A1) is easily impregnated with the thermoplastic resin in the step of heating and melting the composite. it can. In this case, the thermoplastic resin is preliminarily combined with the reinforcing fiber base (A1). In the dry method, for example, the reinforcing fiber bundle and the fibrous thermoplastic resin can be mixed and carded in the step 1a. The wet method can be carried out, for example, by mixing the reinforcing fiber bundle and the fibrous or particulate thermoplastic resin in the step 1a.

繊維強化成形材料を、射出成形に使用する成形材料とするために、前記第4a、3b、3cのいずれかの工程の後に、得られた繊維強化成形材料を長さ方向、幅方向ともに1〜30mmにカットする工程を設けてもよい。成形材料の取り扱い性(射出成形機への供給安定性など)および得られる成形品の力学特性を考慮すると、長さ方向、幅方向ともに3〜10mmにカットすることが好ましい。   In order to make the fiber reinforced molding material a molding material used for injection molding, the fiber reinforced molding material obtained in any of the length direction and the width direction is 1 to 4 after any of the steps 4a, 3b, 3c. You may provide the process cut to 30 mm. In consideration of the handling property of the molding material (such as supply stability to an injection molding machine) and the mechanical properties of the obtained molded product, it is preferable to cut the sheet in the length direction and the width direction in 3 to 10 mm.

強化繊維基材(A1)の目付は、10g/m以上500g/m以下であることが好ましく、50g/m以上300g/m以下あることがより好ましい。目付が10g/m未満であると基材の破れなどの取り扱い性に不具合を生じるおそれがある。目付が500g/mを超えると、湿式法では基材の乾燥に長時間かかることや、乾式法ではウェブが厚くなる場合があり、その後のプロセスで取り扱い性が難しくなるおそれがある。 The basis weight of the reinforcing fiber base (A1) is preferably 10 g / m 2 or more and 500 g / m 2 or less, and more preferably 50 g / m 2 or more and 300 g / m 2 or less. If the weight per unit area is less than 10 g / m 2 , there is a risk of problems in handling such as tearing of the substrate. If the basis weight exceeds 500 g / m 2 , it may take a long time to dry the substrate in the wet method, or the web may become thick in the dry method, and the handling property may be difficult in the subsequent process.

第2a工程では、第1a工程において得られる強化繊維基材(A1)1〜70質量部に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を0.1〜10質量部付与する。(メタ)アクリル系重合体(B)は、工程中における強化繊維基材(A2)の取り扱い性を高める観点および強化繊維と熱可塑性樹脂との界面接着性に対して重要である。(メタ)アクリル系重合体(B)が0.1質量部よりも少なくなると、強化繊維基材(A2)を引き取ることが困難となり、繊維強化成形材料の生産効率が悪くなる。また、10質量部よりも多くなると、強化繊維と熱可塑性樹脂との界面接着性に劣ることになる。   In step 2a, 0.1 to 10 parts by weight of (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the side chain is added to 1 to 70 parts by weight of the reinforcing fiber base (A1) obtained in step 1a. To do. The (meth) acrylic polymer (B) is important for enhancing the handleability of the reinforcing fiber substrate (A2) in the process and for interfacial adhesion between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin. When the (meth) acrylic polymer (B) is less than 0.1 parts by mass, it becomes difficult to take up the reinforcing fiber base (A2), and the production efficiency of the fiber-reinforced molding material is deteriorated. Moreover, when it exceeds 10 mass parts, it will be inferior to the interface adhesiveness of a reinforced fiber and a thermoplastic resin.

(メタ)アクリル系重合体(B)が水酸基を有することで、(メタ)アクリル系重合体(B)同士の相互作用を高め、強化繊維基材(A2)の取り扱い性を高める効果がみられる。また、強化繊維と熱可塑性樹脂との界面接着性を高める効果も有する。   Since the (meth) acrylic polymer (B) has a hydroxyl group, an effect of increasing the interaction between the (meth) acrylic polymers (B) and improving the handleability of the reinforcing fiber base (A2) is seen. . Moreover, it also has an effect of increasing the interfacial adhesion between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin.

側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を形成する水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体単位としては、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸4−ヒドロキシブチル、グリセリンモノメタクリレート、グリセリル−1−メタクリロイルオキシエチルウレタン、3,4−ジヒドロキシブチル−1−メタクリロイルオキシエチルウレタン、α−ヒドロキシメチルアクリレート、α−ヒドロキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、トリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールノアクリレート、ジプロピレングリコールモノアクリレート、トリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ジブタンジオールモノアクリレート、トリブタンジオールモノアクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、トリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ジプロピレングリコールモノメタクリレート、トリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ジブタンジオールモノメタクリレート、トリブタンジオールモノメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノメタクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル単量体単位が挙げられる。なかでも、入手が容易なアクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルが好ましい。これら単量体は単独または混合で使用してもよい。   As the (meth) acrylic monomer unit having a hydroxyl group forming a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group in the side chain, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxy acrylate Butyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, glyceryl-1-methacryloyloxyethyl urethane, 3,4-dihydroxybutyl-1-methacryloyloxyethyl urethane, α-hydroxymethyl acrylate, α-hydroxyethyl acrylate, diethylene glycol monoacrylate, triethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol noacrylate, dipropylene glycol mono Acrylate, tripropylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monoacrylate, dibutanediol monoacrylate, tributanediol monoacrylate, polytetramethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, triethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, dipropylene glycol Examples include hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer units such as monomethacrylate, tripropylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, dibutanediol monomethacrylate, tributanediol monomethacrylate, and polytetramethylene glycol monomethacrylate. Of these, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, which are easily available, are preferred. These monomers may be used alone or in combination.

側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を形成するその他の(メタ)アクリル系単量体単位としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、β−カルボキシエチルアクリレートなどのカルボキシル基含有(メタ)アクリル系単量体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ベンジル、イソボルニルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ベンジル、イソボルニルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸(フルオロ)アルキルエステル;ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートなどのジシクロペンテニル基を有する(メタ)アクリル系単量体単位;N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリル系単量体単位;グリシジルアクリレート、メチルグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル系単量体単位;アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピルアクリルアミド)、N−(4−ヒドロキシブチル)アクリルアミドなどのアミド基含有(メタ)アクリル系単量体単位;N−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレンウレア、N−(2−メタクリルアミドエチル)エチレンウレアなどのウレア基含有(メタ)アクリル系単量体単位;アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸2−エトキシエチル、メタクリル酸2−メトキシエチル、メタクリル酸2−エトキシエチルなどのメトキシ基またはエトキシ基を有する(メタ)アクリル系単量体単位;N−ビニル−2−ピロリドン、ダイアセトンアクリルアミドなどのカルボニル基含有(メタ)アクリル系単量体単位;アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛、ハイブリッドポリエステルアクリレートオリゴマー「サートマー(登録商標)CN−2402」(サートマー(株)社のZn含有アクリルオリゴマー)、ハイブリッドポリウレタンオリゴマー「サートマー(登録商標)2405」(サートマー(株)社のZn含有アクリルオリゴマー)などの分子中に金属原子(Zn、Al、Ca、Mg、Zr、Cuなど)を含有するモノマー、オリゴマーなどが例示される。これらは単独で使用しても2種類以上を混合して使用してもよい。   Other (meth) acrylic monomer units that form a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group in the side chain include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, β-carboxyethyl Carboxyl group-containing (meth) acrylic monomer such as acrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic Lauryl acid, stearyl acrylate, benzyl acrylate, isobornyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, (Meth) acrylic acid (fluoro) alkyl esters such as lauryl tacrylate, stearyl methacrylate, benzyl methacrylate, isobornyl methacrylate, trifluoroethyl methacrylate; dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, dicyclopentenyl methacrylate (Meth) acrylic monomer units having a dicyclopentenyl group such as dicyclopentenyloxyethyl methacrylate; amino group-containing (meth) acrylic such as N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and N, N-diethylaminoethyl methacrylate Monomer units; glycidyl acrylate, methyl glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, methyl glycidyl methacrylate, vinyl benzyl glycidyl Epoxy group-containing (meth) acrylic monomer units such as ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate; acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N- Amides such as dimethylaminopropylacrylamide, N, N-diethylaminopropylacrylamide, N-methylolacrylamide, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (3-hydroxypropylacrylamide), N- (4-hydroxybutyl) acrylamide Group-containing (meth) acrylic monomer units; urea group-containing (meth) acrylic units such as N- (2-methacryloyloxyethyl) ethyleneurea and N- (2-methacrylamidoethyl) ethyleneurea Body unit; (meth) acrylic monomer unit having methoxy group or ethoxy group such as 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, etc .; N -Carbonyl group-containing (meth) acrylic monomer units such as vinyl-2-pyrrolidone and diacetone acrylamide; zinc acrylate, zinc methacrylate, hybrid polyester acrylate oligomer "Sartomer (registered trademark) CN-2402" (Sartomer ( Co., Ltd. Zn-containing acrylic oligomer), hybrid polyurethane oligomer “Sartomer (registered trademark) 2405” (Sartomer Co., Ltd. Zn-containing acrylic oligomer), and the like in metal molecules (Zn, Al, Ca, Mg, Zr) , Cu, etc.) Nomar, such oligomers are exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.

側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系共重合体の凝集エネルギー密度CEDは、好ましくは、385〜500MPa、より好ましくは、395〜450MPa、さらに好ましくは、405〜420MPaであるのが望ましい。凝集エネルギー密度CEDが385MPa以上であれば、強化繊維基材(A1)や熱可塑性樹脂に対する浸透性、ヌレ性および親和性が良好となり、良好な界面接着性が発揮される傾向が見られる。凝集エネルギー密度が高すぎても、低すぎても、親和性のバランスが崩れて、界面接着性が低下する。   The cohesive energy density CED of the (meth) acrylic copolymer having a hydroxyl group in the side chain is preferably 385 to 500 MPa, more preferably 395 to 450 MPa, and still more preferably 405 to 420 MPa. When the cohesive energy density CED is 385 MPa or more, there is a tendency that good permeability, wettability and affinity to the reinforcing fiber substrate (A1) and the thermoplastic resin are obtained and good interfacial adhesion is exhibited. If the cohesive energy density is too high or too low, the affinity balance is lost and the interfacial adhesion is reduced.

ここで、(メタ)アクリル系共重合体の凝集エネルギー密度CED(単位MPa)の算出方法について説明する。(メタ)アクリル系重合体に含まれる(メタ)アクリル単量体単位の種類をm種類として、各(メタ)アクリル系単量体単位をそれぞれ(メタ)アクリル系単量体単位(n)(nは1〜mの整数)としたとき、CEDは以下の式で算出する。ただしΣP(n)=1である。
CED=1.15×Σ{P(n)×CE(n)}/Σ(P(n)×M(n))(n=1〜m)
CE(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造CS(n)から計算された凝集エネルギーを意味する。また同様に、M(n)は(メタ)アクリル系単量体単位(n)の分子量を、P(n)は(メタ)アクリル系重合体中の(メタ)アクリル系単量体単位(n)のモル分率を意味する。ここで、CS(n)は、(メタ)アクリル系単量体単位(n)の化学構造、すなわち単量体のC=C二重結合が開いた状態の化学構造である。また、係数1.15は、(メタ)アクリル系単量体単位の比重を表す。
Here, a method for calculating the cohesive energy density CED (unit: MPa) of the (meth) acrylic copolymer will be described. The type of (meth) acrylic monomer unit contained in the (meth) acrylic polymer is m, and each (meth) acrylic monomer unit is (meth) acrylic monomer unit (n) ( When n is an integer from 1 to m, CED is calculated by the following formula. However, ΣP (n) = 1.
CED = 1.15 * [Sigma] {P (n) * CE (n)} / [Sigma] (P (n) * M (n)) (n = 1 to m)
CE (n) means the cohesive energy calculated from the chemical structure CS (n) of the (meth) acrylic monomer unit (n). Similarly, M (n) is the molecular weight of the (meth) acrylic monomer unit (n), and P (n) is the (meth) acrylic monomer unit (n in the (meth) acrylic polymer. ) Mole fraction. Here, CS (n) is the chemical structure of the (meth) acrylic monomer unit (n), that is, the chemical structure in which the C═C double bond of the monomer is opened. The coefficient 1.15 represents the specific gravity of the (meth) acrylic monomer unit.

CE(n)はCE(n)=ΣEcoh(n)で算出する。ここで、ΣEcoh(n)は化学構造CS(n)を構成する、例えば、−CH、−CH−、>C<、−COOH、−OHなどの原子団の凝集エネルギーEcoh(n)の総和を表す。 CE (n) is calculated by CE (n) = ΣEcoh (n). Here, ΣEcoh (n) constitutes the chemical structure CS (n). For example, the cohesive energy Ecoh (n) of atomic groups such as —CH 3 , —CH 2 —,> C <, —COOH, —OH, etc. Represents the sum.

ここで、各原子団の凝集エネルギーは、参考文献:(1)R.F.Fedors:「A Method for Estimating Both the Solubility Parameters and Molar Volumes of Liquids」, Polm. Eng. Sci., 14(2).147-154(1974)、および、参考文献:(2)「SP値 基礎・応用と計算方法」((株)情報機構)、第6刷、p69、2008を参照し、R.F.Fedors が提案している原子団の凝集エネルギーEcoh (J/mol)を使用した。   Here, the cohesive energy of each atomic group is as follows: (1) RFFedors: “A Method for Estimating Both the Solubility Parameters and Molar Volumes of Liquids”, Polm. Eng. Sci., 14 (2) .147- 154 (1974) and reference: (2) “SP value basics / applications and calculation methods” (Information Organization Co., Ltd.), 6th edition, p69, 2008, the atoms proposed by RFFedors The cluster cohesive energy Ecoh (J / mol) was used.

一例として、メタクリル酸、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチルなどがラジカル重合した化学構造の凝集エネルギー算出例を表1に示した。   As an example, Table 1 shows an example of calculating the cohesive energy of a chemical structure in which methacrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate and the like are radically polymerized.

表1中、MAAはメタクリル酸単位を表し、HEMAはメタクリル酸2−ヒドロキシエチル単位を表し、4HBMAはメタクリル酸4−ヒドロキシブチル単位を表し、MMAはメタクリル酸メチル単位を表し、BMAはメタクリル酸n−ブチル単位を表し、EHMAはメタクリル酸2−エチルへキシル単位を表す。これらの略号は、以下の説明でも使用する。   In Table 1, MAA represents a methacrylic acid unit, HEMA represents a 2-hydroxyethyl methacrylate unit, 4HBMA represents a 4-hydroxybutyl methacrylate unit, MMA represents a methyl methacrylate unit, and BMA represents a methacrylate n. -Represents a butyl unit, EHMA represents a 2-ethylhexyl methacrylate unit. These abbreviations are also used in the following description.

Figure 0005655592
Figure 0005655592

MAAを例に取り、(メタ)アクリル単量体単位(n)の凝集エネルギーCE(n)の算出方法を説明する。原子団のEcoh(J/mol)の欄には−CH−などの各原子団の凝集エネルギー(J/mol)を示し、MAA欄左の枠には、MAAがラジカル重合した化学構造が有する原子団の数を示し、右の枠には原子団の凝集エネルギー(J/mol)と原子団の数の積を示した。MAA欄、右枠を縦に合計したものがMAAの凝集エネルギーCE(n)である。 Taking MAA as an example, a method for calculating the cohesive energy CE (n) of the (meth) acrylic monomer unit (n) will be described. The column of Ecoh (J / mol) of the atomic group shows the cohesive energy (J / mol) of each atomic group such as —CH 3 —, and the left frame of the MAA column has a chemical structure obtained by radical polymerization of MAA. The number of atomic groups is shown, and the product in the right frame shows the product of the cohesive energy (J / mol) of the atomic group and the number of atomic groups. The total sum of the MAA column and the right frame is the MAA cohesive energy CE (n).

(メタ)アクリル単量体単位としてMAA、HEMA、MMAおよびBMAを使用する(メタ)アクリル系重合体を例に取り、凝集エネルギー密度CEDの算出方法を説明する。   A method for calculating the cohesive energy density CED will be described by taking as an example a (meth) acrylic polymer using MAA, HEMA, MMA and BMA as the (meth) acrylic monomer unit.

ここで、本例では、MMA/BMA/MAA/HEMA=35/54/1/10(=100)(質量%)=0.427/0.464/0.014/0.095(=1.000)(モル分率)とする。   Here, in this example, MMA / BMA / MAA / HEMA = 35/54/1/10 (= 100) (mass%) = 0.427 / 0.464 / 0.014 / 0.095 (= 1. 000) (molar fraction).

MMAの単量体単位構造(C=C二重結合が開いた状態)の分子量は100、凝集エネルギーは33830J/mol、BMAの単量体単位の分子量は142、凝集エネルギーは48650J/mol、MAAの単量体単位の分子量は86、凝集エネルギーは38750J/mol、HEMAの単量体単位の分子量は130、凝集エネルギーは60850J/molであるから、(メタ)アクリル系重合体の凝集エネルギー密度CED=1.15×(0.427×33830+0.464×48650+0.014×38750+0.095×60850)/(0.427×100+0.464×142+0.014×86+0.095×130)=408MPaとなる。   The molecular weight of the MMA monomer unit structure (with C = C double bond open) is 100, the cohesive energy is 33830 J / mol, the molecular weight of the monomer unit of BMA is 142, the cohesive energy is 48650 J / mol, MAA The molecular weight of the monomer unit is 86, the aggregation energy is 38750 J / mol, the molecular weight of the monomer unit of HEMA is 130, and the aggregation energy is 60850 J / mol. Therefore, the aggregation energy density CED of the (meth) acrylic polymer is = 1.15 x (0.427 x 33830 + 0.464 x 48650 + 0.014 x 38750 + 0.095 x 60850) / (0.427 x 100 + 0.464 x 142 + 0.014 x 86 + 0.095 x 130) = 408 MPa.

上記水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体単位および、その他の(メタ)アクリル系単量体単位は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した前記(メタ)アクリル系重合体を構成する全ての(メタ)アクリル系単量体単位のうち、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した(メタ)アクリル系単量体単位が60質量%以上であることが好ましい。より好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。この範囲とすることで、(メタ)アクリル系重合体(B)が比較的柔軟になり、強化繊維基材(A2)の取り扱い性を向上させることができること、および(メタ)アクリル系重合体が比較的柔軟になることによって、強化繊維と(メタ)アクリル系重合体および、(メタ)アクリル系重合体と熱可塑性樹脂との接着において、界面部分すなわち接着部分を柔軟に保つことができ、接着性を高めることができる。   In the (meth) acrylic monomer unit having a hydroxyl group and the other (meth) acrylic monomer units, the acryloyloxy group or the methacryloyloxy group is bonded to hydrogen and / or a primary carbon atom ( Of all the (meth) acrylic monomer units constituting the (meth) acrylic polymer, an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group is bonded to hydrogen and / or a primary carbon atom (meth) acrylic monomer It is preferable that a body unit is 60 mass% or more. More preferably, it is 75 mass% or more, More preferably, it is 90 mass% or more. By setting it as this range, the (meth) acrylic polymer (B) becomes relatively flexible, the handling property of the reinforcing fiber base (A2) can be improved, and the (meth) acrylic polymer By being relatively flexible, the interface part, that is, the adhesive part can be kept flexible in the adhesion between the reinforcing fiber and the (meth) acrylic polymer and between the (meth) acrylic polymer and the thermoplastic resin. Can increase the sex.

強化繊維基材(A1)への(メタ)アクリル系重合体(B)の付与は、(メタ)アクリル系重合体(B)を含む水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを用いて行うことが好ましい。水溶液とは、(メタ)アクリル系重合体(B)が水にほぼ完全に溶解した状態の溶液を意味する。エマルジョンとは、分散媒である液体中に(メタ)アクリル系重合体を含む液体が微細粒子を形成して分散している状態を意味する。サスペンジョンとは、固体の(メタ)アクリル系重合体が水に懸濁した状態を意味する。液中の成分粒径の大きさは、水溶液<エマルジョン<サスペンジョンの順である。(メタ)アクリル系重合体を強化繊維基材(A1)に付与する方法は、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル系重合体を含む水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンに強化繊維基材(A1)を浸漬する方法、(メタ)アクリル系重合体を含む水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを強化繊維基材(A1)にシャワーする方法等によることができる。付与後は、例えば吸引除去する方法または吸収紙などの吸収材へ吸収させる方法などで、過剰分の水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを除去しておくことが好ましい。   The application of the (meth) acrylic polymer (B) to the reinforcing fiber base (A1) is preferably performed using an aqueous solution, emulsion or suspension containing the (meth) acrylic polymer (B). The aqueous solution means a solution in which the (meth) acrylic polymer (B) is almost completely dissolved in water. The emulsion means a state in which a liquid containing a (meth) acrylic polymer is dispersed by forming fine particles in a liquid as a dispersion medium. Suspension means a state in which a solid (meth) acrylic polymer is suspended in water. The component particle sizes in the liquid are in the order of aqueous solution <emulsion <suspension. The method for applying the (meth) acrylic polymer to the reinforcing fiber base (A1) is not particularly limited. For example, the reinforcing fiber base (A1) is applied to an aqueous solution, emulsion or suspension containing the (meth) acrylic polymer. , An aqueous solution containing a (meth) acrylic polymer, an emulsion or a suspension can be used for showering the reinforcing fiber substrate (A1). After the application, it is preferable to remove the excess aqueous solution, emulsion, or suspension by, for example, a method of removing by suction or a method of absorbing into an absorbent material such as absorbent paper.

さらにこの場合、前記第2a工程において、強化繊維基材(A1)は、(メタ)アクリル系重合体(B)の付与後に加熱されることが好ましい。これにより、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された後の強化繊維基材(A1)に含まれる水分を除去し、第3a工程に要する時間を短縮し、繊維強化成形材料を短時間で得ることができる。加熱温度は、適宜設定することができ、100℃以上300℃以下であることが好ましく、120℃以上250℃以下であることがより好ましい。   Furthermore, in this case, in the step 2a, the reinforcing fiber base (A1) is preferably heated after the application of the (meth) acrylic polymer (B). This removes moisture contained in the reinforcing fiber base (A1) after the (meth) acrylic polymer (B) is applied, shortens the time required for the step 3a, and shortens the fiber-reinforced molding material. Can get in time. The heating temperature can be appropriately set and is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

前記第2a工程において得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)は、短時間に多く製造するためには、引き取りを行うことが好ましい。またその際、強化繊維基材(A2)にしわ、たるみが発生しないよう引張強力が1N/cm以上の状態として引き取ることが好ましい。引張強力は、より好ましくは3N/cm以上、さらに好ましくは5N/cm以上である。強化繊維基材(A2)にかけることができる引張強力は、(メタ)アクリル系重合体(B)の種類や付与量を調整することで制御でき、付与量が多くすると引張強力を高くすることができる。また、かけられる引張強力が1N/cm未満の状態となると、強化繊維基材(A2)がちぎれ易い状態であり、強化繊維基材(A2)の取り扱い性の観点からも、引張強力が1N/cm以上あることが好ましい。引張強力の上限は特に限定されないが、100N/cmもあれば、強化繊維基材(A2)の取り扱い性も十分に満足できる状態である。   The reinforcing fiber base (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) obtained in the step 2a is preferably taken up in order to produce a large amount in a short time. At that time, it is preferable that the tensile strength is 1 N / cm or more so that the reinforcing fiber base (A2) does not wrinkle or sag. The tensile strength is more preferably 3 N / cm or more, and further preferably 5 N / cm or more. The tensile strength that can be applied to the reinforcing fiber base (A2) can be controlled by adjusting the type and amount of the (meth) acrylic polymer (B). Can do. In addition, when the tensile strength applied is less than 1 N / cm, the reinforcing fiber base (A2) is easily broken, and from the viewpoint of handling of the reinforcing fiber base (A2), the tensile strength is 1 N / cm. It is preferable that it is cm or more. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but if it is 100 N / cm, the handleability of the reinforcing fiber substrate (A2) is sufficiently satisfactory.

第3a工程では、第2a工程において得られる(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)に熱可塑性樹脂(C)を含浸させ、強化繊維基材(A2)と熱可塑性樹脂とを複合化し、繊維強化成形材料を得る。ここで熱可塑性樹脂(C)としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、液晶ポリエステル等のポリエステルや;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン等のポリオレフィンや;ポリオキシメチレン(POM);ポリアミド(PA);ポリフェニレンスルフィド(PPS)などのポリアリーレンスルフィド;ポリケトン(PK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルニトリル(PEN);ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂;液晶ポリマー(LCP)」などの結晶性樹脂;「スチレン系樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリサルホン(PSU)、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート(PAR)」などの非晶性樹脂;フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂;更にポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソプレン系エラストマー、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系エラストマー等の各種熱可塑エラストマー等;これらの共重合体および変性体等から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。中でも、得られる成形品の軽量性の観点からは、ポリオレフィンが好ましい。強度の観点からは、ポリアミドが好ましい。表面外観の観点からは、ポリカーボネートやスチレン系樹脂のような非晶性樹脂が好ましい。耐熱性の観点からは、ポリアリーレンスルフィドが好ましい。連続使用温度の観点からは、ポリエーテルエーテルケトンが好ましい。耐薬品性の観点からは、フッ素系樹脂が好ましい。なお、熱可塑性樹脂(C)には、本発明の目的を損なわない範囲で、これらの熱可塑性樹脂を複数種含む熱可塑性樹脂組成物が用いられても良い。   In step 3a, the reinforcing fiber substrate (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) obtained in step 2a is impregnated with the thermoplastic resin (C), and the reinforcing fiber substrate (A2). And a thermoplastic resin are combined to obtain a fiber-reinforced molding material. Here, as the thermoplastic resin (C), for example, “polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate (PEN), liquid crystal polyester, and the like; polyethylene Polyolefins such as (PE), polypropylene (PP), and polybutylene; polyoxymethylene (POM); polyamide (PA); polyarylene sulfides such as polyphenylene sulfide (PPS); polyketone (PK), polyetherketone (PEK), Polyetheretherketone (PEEK), Polyetherketoneketone (PEKK), Polyethernitrile (PEN); Fluorine resin such as polytetrafluoroethylene; Liquid crystal polymer (LCP) " Crystalline resin; “Styrenic resin, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPE), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI) ), Polysulfone (PSU), polyethersulfone, polyarylate (PAR) ", etc .; phenolic resin, phenoxy resin; polystyrene elastomer, polyolefin elastomer, polyurethane elastomer, polyester elastomer, polyamide -Type elastomers, polybutadiene-based elastomers, polyisoprene-based elastomers, fluororesins, and various thermoplastic elastomers such as acrylonitrile-based elastomers; copolymers and modifications thereof At least one thermoplastic resin is preferably used selected from the like. Among these, polyolefin is preferable from the viewpoint of light weight of the obtained molded product. From the viewpoint of strength, polyamide is preferred. From the viewpoint of surface appearance, an amorphous resin such as polycarbonate or styrene resin is preferred. From the viewpoint of heat resistance, polyarylene sulfide is preferred. From the viewpoint of continuous use temperature, polyether ether ketone is preferred. From the viewpoint of chemical resistance, a fluororesin is preferred. As the thermoplastic resin (C), a thermoplastic resin composition containing a plurality of types of these thermoplastic resins may be used as long as the object of the present invention is not impaired.

繊維強化成形材料に対する強化繊維、(メタ)アクリル系重合体(B)および熱可塑性樹脂(C)の含有量は、強化繊維が1〜70質量%、(メタ)アクリル系重合体(B)が0.1〜10質量%、熱可塑性樹脂(C)が20〜98.9質量%である。この範囲とすることにより、強化繊維の補強を効率良く発揮可能な成形材料が得られ易い。より好ましくは、強化繊維が10〜60質量%、(メタ)アクリル系重合体(B)が0.5〜10質量%、熱可塑性樹脂が30〜89.5質量%である。さらに好ましくは、強化繊維が20〜60質量%、(メタ)アクリル系重合体(B)が1〜8質量%、熱可塑性樹脂が32〜79質量%である。   The content of the reinforcing fiber, the (meth) acrylic polymer (B) and the thermoplastic resin (C) with respect to the fiber-reinforced molding material is 1 to 70% by mass of the reinforcing fiber, and the (meth) acrylic polymer (B). 0.1-10 mass% and a thermoplastic resin (C) are 20-98.9 mass%. By setting it as this range, it is easy to obtain a molding material that can efficiently reinforce reinforcing fibers. More preferably, the reinforcing fiber is 10 to 60% by mass, the (meth) acrylic polymer (B) is 0.5 to 10% by mass, and the thermoplastic resin is 30 to 89.5% by mass. More preferably, the reinforcing fiber is 20 to 60% by mass, the (meth) acrylic polymer (B) is 1 to 8% by mass, and the thermoplastic resin is 32 to 79% by mass.

熱可塑性樹脂(C)と、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)との複合化は、熱可塑性樹脂(C)を強化繊維基材(A2)に接触させることにより行うことができる。この場合の熱可塑性樹脂(C)の形態は、特に限定されないが、例えば布帛、不織布およびフィルムから選択される少なくとも1種の形態であることが好ましい。接触の方式は特に限定されないが、熱可塑性樹脂の布帛、不織布またはフィルムを2枚用意し、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)の上下両面に配置する方式が例示される。   The composite of the thermoplastic resin (C) and the reinforcing fiber base (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) is applied is obtained by converting the thermoplastic resin (C) into the reinforcing fiber base (A2). This can be done by contacting them. The form of the thermoplastic resin (C) in this case is not particularly limited, but is preferably at least one form selected from, for example, a fabric, a nonwoven fabric, and a film. The method of contact is not particularly limited, but two thermoplastic fabrics, non-woven fabrics or films are prepared and placed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber substrate (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) is applied. The method of doing is illustrated.

熱可塑性樹脂(C)と、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)との複合化は、加圧および/または加熱により行われることが好ましく、加圧と加熱の両方が同時に行われることがより好ましい。加圧の条件は0.01MPa以上10MPa以下であることが好ましく、0.05MPa以上5MPa以下であることがより好ましい。加熱の条件は、用いる熱可塑性樹脂が溶融または流動可能な温度であることが好ましく、温度領域では50℃以上400℃以下であることが好ましく、80℃以上350℃以下であることがより好ましい。加圧および/または加熱は、熱可塑性樹脂(C)を(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)に接触させた状態で行うことができる。例えば、熱可塑性樹脂(C)の布帛、不織布またはフィルムを2枚用意し、(メタ)アクリル系重合体(B)の付与された強化繊維基材(A2)の上下両面に配置し、両面から加熱および/または加熱を行う(ダブルベルトプレス装置で挟み込む方法等)方法が挙げられる。   The composite of the thermoplastic resin (C) and the reinforcing fiber base (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) is preferably performed by pressurization and / or heating. More preferably, both heating and heating are performed simultaneously. The pressurization condition is preferably 0.01 MPa or more and 10 MPa or less, and more preferably 0.05 MPa or more and 5 MPa or less. The heating condition is preferably a temperature at which the thermoplastic resin to be used can be melted or flowed, and is preferably 50 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in the temperature range. The pressurization and / or heating can be performed in a state where the thermoplastic resin (C) is brought into contact with the reinforcing fiber base (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) is applied. For example, two fabrics, nonwoven fabrics or films of thermoplastic resin (C) are prepared and placed on the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber substrate (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) is applied. Examples thereof include a method of heating and / or heating (a method of sandwiching with a double belt press device).

本発明は、上記第1a工程〜第3a工程のほかに、さらに第4a工程を含む。第4a工程は、前記第3a工程で得られた繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程である。側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)と熱可塑性樹脂(C)を複合化することにより、強化繊維基材(A2)が熱可塑性樹脂(C)によってより強固に補強されることとなり、上記速度で繊維強化成形材料を引き取ることが可能となる。繊維強化成形材料の引き取りは、ロールに巻き取って行うことができる。引取速度は3m/分であることが好ましく、より好ましくは5m/分、さらに好ましくは10m/分以上である。引取速度の上限は好ましくは、100m/分以下、より好ましくは30m/分以下である。   The present invention further includes a step 4a in addition to the steps 1a to 3a. The 4a step is a step of taking up the fiber reinforced molding material obtained in the 3a step at a speed of 1 m / min or more. The reinforcing fiber base (A2) is heated by combining the reinforcing fiber base (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the side chain is provided and the thermoplastic resin (C). It will be reinforced more strongly by the plastic resin (C), and the fiber-reinforced molding material can be taken up at the above speed. The fiber-reinforced molding material can be taken up on a roll. The take-up speed is preferably 3 m / min, more preferably 5 m / min, still more preferably 10 m / min or more. The upper limit of the take-up speed is preferably 100 m / min or less, more preferably 30 m / min or less.

繊維強化成形材料を短時間で得ることができるため、第1a工程〜第4a工程のすべてがオンラインで実施されることがより好ましい。オンラインとは、各工程が連続的に一連の流れとして実施されるプロセスであり、各工程が独立して実施されるオフラインの反対語である。   Since the fiber-reinforced molding material can be obtained in a short time, it is more preferable that all of the steps 1a to 4a are performed online. On-line is a process in which each step is continuously performed as a series of flows, and is the opposite of off-line in which each step is performed independently.

さらに、第1a工程において、分散媒体と強化繊維束とが継続的に投入され、前記工程(i)から工程(iii)までが継続的に実施されることが好ましい。これにより、強化繊維基材(A1)をより短時間でより多く得ることができる。また、一度にスラリーを大量に投入すると、スラリーの一部は抄紙されるまでに長時間かかり分散状態が不良になってしまう可能性があるが、前記工程(i)から工程(iii)までを継続的に行うことにより、スラリーを少量ずつ投入し、効率よく、かつ、分散状態を保持しつつ抄紙することが可能である。ここで、「継続的に行う」とは、工程(i)において原料を間欠的に、あるいは連続的に投入し、引き続き工程(ii)〜(iii)を実施することを意味する。言い換えれば一連の工程において、分散スラリーの原料の供給、および後工程へのスラリー供給を継続しながら実施する状態を意味し、量産を考慮したプロセスである。継続的に投入を行う方法としては、一定の速度で投入する方法、所定の間隔に略一定量を投入する方法が例示される。一定の速度で投入する条件としては、分散媒体を1×10g/分以上1×10g/分以下、強化繊維束を0.1g/分以上1×10g/分以下の速度で投入する条件が例示される。所定の間隔に略一定量を投入する条件としては、1〜5分おきに分散媒体を1×10g以上1×10g以下ずつ、強化繊維束を0.1g以上1×10g以下ずつ投入する条件が例示される。 Furthermore, in the step 1a, it is preferable that the dispersion medium and the reinforcing fiber bundle are continuously added and the steps (i) to (iii) are continuously performed. Thereby, more reinforcing fiber base materials (A1) can be obtained in a shorter time. In addition, if a large amount of slurry is added at once, a part of the slurry may take a long time to be paper-made, resulting in a poor dispersion state. However, from step (i) to step (iii) By carrying out continuously, it is possible to feed the slurry little by little, and to make paper efficiently and while maintaining the dispersed state. Here, “continuously” means that the raw materials are intermittently or continuously added in the step (i), and the steps (ii) to (iii) are subsequently performed. In other words, in a series of steps, it means a state in which the supply of the raw material of the dispersed slurry and the slurry supply to the subsequent step are continued, and is a process considering mass production. Examples of the method of continuously charging include a method of charging at a constant speed and a method of charging a substantially constant amount at a predetermined interval. The conditions for charging at a constant speed are a speed of 1 × 10 3 g / min to 1 × 10 7 g / min for the dispersion medium, and a speed of 0.1 g / min to 1 × 10 5 g / min for the reinforcing fiber bundle. The conditions to be input are exemplified. The conditions for introducing a substantially constant amount at a predetermined interval are 1 × 10 3 g or more and 1 × 10 7 g or less for the dispersion medium every 1 to 5 minutes, and 0.1 g or more and 1 × 10 5 g for the reinforcing fiber bundle. The following conditions are exemplified.

本発明の繊維強化成形材料の製造方法の第2の形態は、次の第1b工程、第2b工程、第3b工程を含む繊維強化成形材料の製造方法である。
第1b:強化繊維束1〜70質量部に対して、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)が0.1〜10質量部付着した不連続な強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A2)に加工する工程
第2b:第1b工程で得られた(メタ)アクリル系重合体が付与された強化繊維基材(A2)1.1〜80質量%と、熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を複合化して、繊維強化成形材料を得る工程
第3b:第2b工程で得られた繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
The 2nd form of the manufacturing method of the fiber reinforced molding material of this invention is a manufacturing method of the fiber reinforced molding material containing the following 1b process, 2b process, and 3b process.
1b: A sheet of a discontinuous reinforcing fiber bundle in which 0.1 to 10 parts by mass of a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in a side chain is attached to 1 to 70 parts by mass of the reinforcing fiber bundle. Step 2b to process the reinforcing fiber substrate (A2): 1.1 to 80% by mass of the reinforcing fiber substrate (A2) to which the (meth) acrylic polymer obtained in the step 1b was applied, and heat Step of obtaining a fiber-reinforced molding material by compounding 20 to 98.9% by mass of the plastic resin (C) 3b: A step of drawing the fiber-reinforced molding material obtained in the step 2b at a speed of 1 m / min or more.

第1の形態と異なる部分は、第1b工程において、(メタ)アクリル系重合体(B)がすでに付与されている強化繊維束を用いる部分である。(メタ)アクリル系重合体(B)がすでに付与されている強化繊維束は、具体的には(メタ)アクリル系重合体(B)の水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンに、強化繊維束を浸漬するか、あるいは強化繊維束にそれらをシャワー式、カーテンコート式等で含浸させてから、乾燥させることで、準備することができる。   The part different from the first embodiment is a part using a reinforcing fiber bundle to which the (meth) acrylic polymer (B) has already been applied in the step 1b. Whether the reinforcing fiber bundle to which the (meth) acrylic polymer (B) has already been applied is specifically immersed in an aqueous solution, emulsion or suspension of the (meth) acrylic polymer (B). Alternatively, the reinforcing fiber bundle can be prepared by impregnating them with a shower type, curtain coat type or the like and then drying.

第2b工程および第3b工程は、第1の形態の第3a工程および第4a工程とそれぞれ同じである。   Steps 2b and 3b are the same as steps 3a and 4a of the first embodiment, respectively.

本発明の繊維強化成形材料の製造方法の第3の形態は、次の第1c工程、第2c工程、第3c工程を含む繊維強化成形材料の製造方法である。
第1c:不連続な強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A1)に加工すると同時に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を前記強化繊維基材(A1)に、強化繊維基材(A1)1〜70質量部に対して0.1〜10質量部付与し、(メタ)アクリル系重合体が付与された強化繊維基材(A2)を得る工程
第2c:第1c工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材(A2)1.1〜80質量%と、熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を複合化して、繊維強化成形材料を得る工程
第3c:第2c工程で得られた繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
The 3rd form of the manufacturing method of the fiber reinforced molding material of this invention is a manufacturing method of the fiber reinforced molding material containing the following 1c process, 2c process, and 3c process.
1c: The discontinuous reinforcing fiber bundle is processed into a sheet-like reinforcing fiber base (A1), and at the same time, the (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the side chain is added to the reinforcing fiber base (A1). Step 2c for obtaining a reinforcing fiber substrate (A2) to which 0.1 to 10 parts by mass of the reinforcing fiber substrate (A1) is added to 1 to 70 parts by mass to which a (meth) acrylic polymer is added. : 1.1 to 80% by mass of the reinforcing fiber base (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) obtained in the step 1c was applied, and 20 to 98.9 thermoplastic resin (C). Step 3c for obtaining a fiber-reinforced molding material by compounding mass%: Step for drawing the fiber-reinforced molding material obtained in step 2c at a speed of 1 m / min or more.

第1の形態と異なる部分は、第1c工程において、不連続な強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A1)に加工すると同時に(メタ)アクリル系重合体(B)を付与する部分である。具体的には、乾式法により第1c工程を行う場合は、強化繊維束に空気や不活性ガスなどの気体を吹き付けで開繊させるときに、同時に(メタ)アクリル系重合体(B)の水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを、強化繊維束に塗布または噴霧することで付与する方法や、強化繊維束をカーディング、ニードルパンチ、ローラー開繊などの接触式法で開繊する際には、同時に(メタ)アクリル系重合体(B)の水溶液、エマルジョンまたはサスペンジョンを、強化繊維束に浸漬、塗布あるいは噴霧することで付与する方法が適用できる。湿式法により第1c工程を行う場合は、強化繊維束を分散させる分散槽に(メタ)アクリル系重合体(B)を投入しておき、強化繊維束を分散して強化繊維基材(A1)にすると同時に(メタ)アクリル系重合体(B)を強化繊維基材(A1)に付与する方法が適用できる。   The part different from the first embodiment is a part that, in the step 1c, processes the discontinuous reinforcing fiber bundle into a sheet-like reinforcing fiber base (A1) and simultaneously gives the (meth) acrylic polymer (B). is there. Specifically, when the step 1c is performed by a dry method, an aqueous solution of (meth) acrylic polymer (B) is simultaneously used when the reinforcing fiber bundle is opened by blowing a gas such as air or an inert gas. In addition, when the emulsion or suspension is applied by spraying or spraying on the reinforcing fiber bundle, or when the reinforcing fiber bundle is opened by a contact method such as carding, needle punching, roller opening, etc. ) A method of applying an aqueous solution, emulsion or suspension of the acrylic polymer (B) by dipping, coating or spraying the reinforcing fiber bundle is applicable. When the step 1c is performed by a wet method, the (meth) acrylic polymer (B) is introduced into a dispersion tank in which the reinforcing fiber bundle is dispersed, and the reinforcing fiber bundle is dispersed to reinforce the reinforcing fiber substrate (A1). At the same time, a method of applying the (meth) acrylic polymer (B) to the reinforcing fiber base (A1) can be applied.

第2c工程および第3c工程は、第1の形態の第3a工程および第4a工程とそれぞれ同じである。   Step 2c and step 3c are the same as step 3a and step 4a of the first embodiment, respectively.

第1の形態では、(メタ)アクリル系重合体(B)を後工程で付与するため、強化繊維束に予め(メタ)アクリル系重合体(B)が付与されて集束されている第2の形態よりも強化繊維束を容易に分散させやすくなる。また同様に、第1の形態は、強化繊維束をシート状の強化繊維基材(A1)に加工すると同時に(メタ)アクリル系重合体(B)を付与する第3の形態よりも、強化繊維束を容易に分散させやすくなる。例えば湿式法では、第3の形態では分散槽に多量の(メタ)アクリル系重合体(B)を投入するのに対し、第1の形態では、分散槽に(メタ)アクリル系重合体(B)を投入する必要がないので、強化繊維束の分散を容易にすることができる。したがって、第1の形態が最も好ましい。   In the first embodiment, since the (meth) acrylic polymer (B) is applied in a subsequent process, the (meth) acrylic polymer (B) is applied in advance to the reinforcing fiber bundle, and the second is concentrated. It becomes easier to disperse the reinforcing fiber bundle than the form. Similarly, in the first embodiment, the reinforcing fiber bundle is processed into the sheet-like reinforcing fiber base material (A1), and at the same time, the reinforcing fiber is provided as compared with the third embodiment in which the (meth) acrylic polymer (B) is applied. The bundle is easily dispersed. For example, in the wet method, a large amount of (meth) acrylic polymer (B) is charged into the dispersion tank in the third embodiment, whereas in the first embodiment, the (meth) acrylic polymer (B) is introduced into the dispersion tank. ), It is possible to facilitate dispersion of the reinforcing fiber bundle. Therefore, the first form is most preferable.

本発明において得られる繊維強化成形材料を用いて得られる成形品は、電気・電子機器部品;土木・建築用部品;自動車・二輪車用部品;航空機用部品等の各種用途に用いることができる。なかでも電子機器部品、自動車用の構造部品により好ましく用いられる。   The molded product obtained by using the fiber-reinforced molding material obtained in the present invention can be used for various applications such as electrical / electronic equipment parts; civil engineering / architectural parts; automobile / motorcycle parts; aircraft parts. Among them, it is preferably used for electronic equipment parts and structural parts for automobiles.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例に用いた原料は以下のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the raw material used for the Example is as follows.

(原料1)強化繊維束A1(PAN系炭素繊維)
強化繊維束A1は、下記のようにして製造した。
(Raw material 1) Reinforcing fiber bundle A1 (PAN-based carbon fiber)
The reinforcing fiber bundle A1 was manufactured as follows.

アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数24,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に硫酸を電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり3クーロンの電解表面処理を行った後、さらに浸漬法によりサイジング剤を付与し、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A1(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A1の物性を下記に示す。   Using a copolymer composed of 99.4 mol% of acrylonitrile (AN) and 0.6 mol% of methacrylic acid, an acrylic fiber bundle having a single fiber denier 1d and a filament number of 24,000 was obtained by a dry and wet spinning method. The obtained acrylic fiber bundle was heated at a draw ratio of 1.05 in air at a temperature of 240 to 280 ° C. to convert to a flameproof fiber. Next, the rate of temperature increase was set to 200 ° C./min, and after 10% stretching in a temperature range of 300 to 900 ° C. in a nitrogen atmosphere, the temperature was increased to 1,300 ° C. and fired to obtain a carbon fiber bundle. It was. After performing an electrolytic surface treatment of 3 coulombs per gram of carbon fiber with an aqueous solution containing sulfuric acid as an electrolyte for this carbon fiber bundle, further applying a sizing agent by an immersion method, drying in heated air at a temperature of 120 ° C., Reinforcing fiber bundle A1 (PAN-based carbon fiber) was obtained. The physical properties of the reinforcing fiber bundle A1 are shown below.

総フィラメント数:24,000本
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.10
サイジング剤種類:ポリオキシエチレンオレイルエーテル
サイジング剤付着量(注4):1.5質量%。
Total number of filaments: 24,000 Single fiber diameter: 7 μm
Mass per unit length: 0.8 g / m
Specific gravity: 1.8 g / cm 3
Tensile strength: 4.2 GPa
Tensile modulus: 230 GPa
O / C: 0.10
Sizing agent type: polyoxyethylene oleyl ether Sizing agent adhesion amount (Note 4): 1.5% by mass.

(原料2)強化繊維束A2(PAN系炭素繊維)
強化繊維束A2は、下記のようにして製造した。
(Raw material 2) Reinforcing fiber bundle A2 (PAN-based carbon fiber)
The reinforcing fiber bundle A2 was manufactured as follows.

アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数12,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に硫酸を電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり3クーロンの電解表面処理を行った後、さらに浸漬法によりサイジング剤を付与し、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A2(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A2の物性を下記に示す。   Using a copolymer composed of 99.4 mol% of acrylonitrile (AN) and 0.6 mol% of methacrylic acid, an acrylic fiber bundle having a single fiber denier 1d and a filament number of 12,000 was obtained by a dry and wet spinning method. The obtained acrylic fiber bundle was heated at a draw ratio of 1.05 in air at a temperature of 240 to 280 ° C. to convert to a flameproof fiber. Next, the rate of temperature increase was set to 200 ° C./min, and after 10% stretching in a temperature range of 300 to 900 ° C. in a nitrogen atmosphere, the temperature was increased to 1,300 ° C. and fired to obtain a carbon fiber bundle. It was. After performing an electrolytic surface treatment of 3 coulombs per gram of carbon fiber with an aqueous solution containing sulfuric acid as an electrolyte for this carbon fiber bundle, further applying a sizing agent by an immersion method, drying in heated air at a temperature of 120 ° C., Reinforcing fiber bundle A2 (PAN-based carbon fiber) was obtained. The physical properties of the reinforcing fiber bundle A2 are shown below.

総フィラメント数:12,000本
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.10
サイジング剤種類:ポリオキシエチレンオレイルエーテル
サイジング剤付着量:0.6質量%。
Total number of filaments: 12,000 Single fiber diameter: 7 μm
Mass per unit length: 0.8 g / m
Specific gravity: 1.8 g / cm 3
Tensile strength: 4.2 GPa
Tensile modulus: 230 GPa
O / C: 0.10
Sizing agent type: polyoxyethylene oleyl ether Sizing agent adhesion amount: 0.6% by mass.

(原料3)強化繊維束A3(PAN系炭素繊維)
強化繊維束A3は、下記のようにして製造した。
(Raw material 3) Reinforced fiber bundle A3 (PAN-based carbon fiber)
The reinforcing fiber bundle A3 was manufactured as follows.

アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数24,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に重炭酸アンモニウムを電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり80クーロンの電解表面処理を行った後、さらに浸漬法によりサイジング剤を付与し、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A3(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A3の物性を下記に示す。
総フィラメント数:24,000本
Using a copolymer composed of 99.4 mol% of acrylonitrile (AN) and 0.6 mol% of methacrylic acid, an acrylic fiber bundle having a single fiber denier 1d and a filament number of 24,000 was obtained by a dry and wet spinning method. The obtained acrylic fiber bundle was heated at a draw ratio of 1.05 in air at a temperature of 240 to 280 ° C. to convert to a flameproof fiber. Next, the rate of temperature increase was set to 200 ° C./min, and after 10% stretching in a temperature range of 300 to 900 ° C. in a nitrogen atmosphere, the temperature was increased to 1,300 ° C. and fired to obtain a carbon fiber bundle. It was. This carbon fiber bundle was subjected to an electrolytic surface treatment of 80 coulomb per gram of carbon fiber with an aqueous solution containing ammonium bicarbonate as an electrolyte, and then a sizing agent was applied by a dipping method and dried in heated air at a temperature of 120 ° C. Thus, a reinforcing fiber bundle A3 (PAN-based carbon fiber) was obtained. The physical properties of the reinforcing fiber bundle A3 are shown below.
Total number of filaments: 24,000

単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.20
サイジング剤種類 :ポリオキシエチレンオレイルエーテル
サイジング剤付着量:1.5質量%。
Single fiber diameter: 7μm
Mass per unit length: 0.8 g / m
Specific gravity: 1.8 g / cm 3
Tensile strength: 4.2 GPa
Tensile modulus: 230 GPa
O / C: 0.20
Sizing agent type: Polyoxyethylene oleyl ether Sizing agent adhesion amount: 1.5 mass%.

(原料4)強化繊維束A4(ガラス繊維)
強化繊維束A4には、日東紡製、商品名 PF−E001を用いた。
(Raw material 4) Reinforced fiber bundle A4 (glass fiber)
The product name PF-E001 manufactured by Nittobo was used for the reinforcing fiber bundle A4.

(原料5)強化繊維束A5(PAN系炭素繊維)
強化繊維束A5は、下記のようにして製造した。
(Raw material 5) Reinforcing fiber bundle A5 (PAN-based carbon fiber)
The reinforcing fiber bundle A5 was produced as follows.

アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸方法により単繊維デニール1d、フィラメント数24,000のアクリル系繊維束を得た。得られたアクリル系繊維束を240〜280℃の温度の空気中で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換した。次いで、昇温速度を200℃/分とし、窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域で10%の延伸を行った後、1,300℃の温度まで昇温し焼成し、炭素繊維束を得た。この炭素繊維束に硫酸を電解質とした水溶液で、炭素繊維1gあたり3クーロンの電解表面処理を行った後、さらに浸漬法によりサイジング剤を付与し、120℃の温度の加熱空気中で乾燥し、強化繊維束A5(PAN系炭素繊維)を得た。強化繊維束A5の物性を下記に示す。   Using a copolymer composed of 99.4 mol% of acrylonitrile (AN) and 0.6 mol% of methacrylic acid, an acrylic fiber bundle having a single fiber denier 1d and a filament number of 24,000 was obtained by a dry and wet spinning method. The obtained acrylic fiber bundle was heated at a draw ratio of 1.05 in air at a temperature of 240 to 280 ° C. to convert to a flameproof fiber. Next, the rate of temperature increase was set to 200 ° C./min, and after 10% stretching in a temperature range of 300 to 900 ° C. in a nitrogen atmosphere, the temperature was increased to 1,300 ° C. and fired to obtain a carbon fiber bundle. It was. After performing an electrolytic surface treatment of 3 coulombs per gram of carbon fiber with an aqueous solution containing sulfuric acid as an electrolyte for this carbon fiber bundle, further applying a sizing agent by an immersion method, drying in heated air at a temperature of 120 ° C., Reinforcing fiber bundle A5 (PAN-based carbon fiber) was obtained. The physical properties of the reinforcing fiber bundle A5 are shown below.

総フィラメント数:24,000本
単繊維直径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8g/cm
引張強度:4.2GPa
引張弾性率:230GPa
O/C:0.10
サイジング種類剤:(メタ)アクリル系重合体B1
サイジング付着量:0.5質量%。
Total number of filaments: 24,000 Single fiber diameter: 7 μm
Mass per unit length: 0.8 g / m
Specific gravity: 1.8 g / cm 3
Tensile strength: 4.2 GPa
Tensile modulus: 230 GPa
O / C: 0.10
Sizing agent: (Meth) acrylic polymer B1
Sizing adhesion amount: 0.5 mass%.

(原料6)(メタ)アクリル系重合体B1
撹拌装置、温度センサー、還流冷却器およびモノマー滴下口がついた1L四つ口フラスコに、イオン交換水137.4gを仕込み、脱気および窒素ガスのバブリングを数回繰り返し溶存酸素濃度が2mg/L以下になるまで脱酸素した後、昇温を開始した。以後の乳化重合工程では、窒素ガスの吹き込みを継続した。
(Raw material 6) (Meth) acrylic polymer B1
Into a 1 L four-necked flask equipped with a stirrer, temperature sensor, reflux condenser and monomer dropping port, 137.4 g of ion-exchanged water was charged, and degassing and bubbling of nitrogen gas were repeated several times to obtain a dissolved oxygen concentration of 2 mg / L. After deoxygenating until it became below, temperature rising was started. In the subsequent emulsion polymerization process, nitrogen gas blowing was continued.

メタクリル酸メチル35.0g、メタクリル酸n−ブチル54.0g、アクリル酸1.0gおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル10.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100g、「アデカリアソーブ(登録商標)SR−1025」(アデカ(株)社製の反応性乳化剤、25%水溶液)8.0g、およびプレエマルジョン製造用イオン交換水39.7gを混合し、乳化機にかけ10000回転で10分間乳化し、プレエマルジョンを製造した。   100 g of a (meth) acrylic monomer mixture consisting of 35.0 g of methyl methacrylate, 54.0 g of n-butyl methacrylate, 1.0 g of acrylic acid and 10.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, “Adekaliasorb® SR” -1025 "(Adeka Co., Ltd., reactive emulsifier, 25% aqueous solution) and 39.7 g of ion-exchanged water for pre-emulsion production were mixed and emulsified for 10 minutes at 10,000 rotations in an emulsifier. An emulsion was prepared.

フラスコ内温度が重合温度の75℃になった時点で、前記プレエマルジョンの10wt%(14.8g)を投入した。フラスコ内温度が重合温度の75℃に回復した時点で、重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.2gを添加し、この後75℃で1時間乳化重合を行った。   When the temperature in the flask reached 75 ° C. of the polymerization temperature, 10 wt% (14.8 g) of the pre-emulsion was added. When the temperature in the flask recovered to 75 ° C., the polymerization temperature, 0.2 g of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added, and then emulsion polymerization was performed at 75 ° C. for 1 hour.

プレエマルジョンの残り90wt%(132.9g)を3時間かけてフラスコ内に滴下し、滴下終了後75℃でさらに30分間重合を行った後、30分で80℃に昇温して熟成反応を行った。昇温30分後に過硫酸アンモニウム0.020gおよびイオン交換水0.400gを添加し、この後30分後に、さらに過硫酸アンモニウム0.010gおよびイオン交換水0.200gを添加し、添加終了後さらに30分間熟成反応を行った後、冷却した。   The remaining 90 wt% (132.9 g) of the pre-emulsion was dropped into the flask over 3 hours, and after completion of the dropwise addition, polymerization was performed at 75 ° C. for another 30 minutes, and then the temperature was raised to 80 ° C. in 30 minutes to effect the aging reaction. went. After 30 minutes of temperature increase, 0.020 g of ammonium persulfate and 0.400 g of ion-exchanged water were added. After 30 minutes, 0.010 g of ammonium persulfate and 0.200 g of ion-exchanged water were further added. After carrying out the aging reaction, it was cooled.

40℃以下になるまで冷却して、「アデカネート(登録商標)B−1016」(アデカ(株)の消泡剤)0.05gを添加し、さらに30分間撹拌混合し、25%アンモニア水0.47gおよび希釈用イオン交換水393.5gを添加して(メタ)アクリル系重合体B1を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。   After cooling to 40 ° C. or lower, 0.05 g of “Adecanate (registered trademark) B-1016” (Adeka Co., Ltd. antifoaming agent) was added, and the mixture was further stirred and mixed for 30 minutes. 47 g and 393.5 g of ion exchange water for dilution were added to prepare an emulsion containing 15.0% by mass of (meth) acrylic polymer B1.

以下、表中の記載を含め、(メタ)アクリル系単量体を次のように略記する場合がある。メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸n−ブチル(BMA)、アクリル酸シクロヘキシル(CHA)、メタクリル酸イソボルニル(IBOMA)、アクリル酸(AA)、メタクリル酸(MAA)、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレンウレア(MEEU)、N−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA)。   Hereinafter, the (meth) acrylic monomer may be abbreviated as follows, including the description in the table. Methyl methacrylate (MMA), n-butyl methacrylate (BMA), cyclohexyl acrylate (CHA), isobornyl methacrylate (IBOMA), acrylic acid (AA), methacrylic acid (MAA), 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) ), N- (2-methacryloyloxyethyl) ethylene urea (MEEU), N-2-hydroxyethyl acrylamide (HEAA).

(原料7)(メタ)アクリル系重合体B2
メタクリル酸n−ブチル60.0g、メタクリル酸イソボルニル36.0g、アクリル酸1.0gおよびメタクリル酸2−エチルヘキシル3.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100gを用いた以外は、(メタ)アクリル系重合体B1と同様にして、(メタ)アクリル系重合体B2を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
(Raw material 7) (Meth) acrylic polymer B2
(Meth) except that 100 g of (meth) acrylic monomer mixture consisting of 60.0 g of n-butyl methacrylate, 36.0 g of isobornyl methacrylate, 1.0 g of acrylic acid and 3.0 g of 2-ethylhexyl methacrylate was used. An emulsion containing 15.0% by mass of (meth) acrylic polymer B2 was produced in the same manner as acrylic polymer B1.

(原料8)(メタ)アクリル系重合体B3
メタクリル酸メチル29.0g、アクリル酸シクロヘキシル60.0g、アクリル酸1.0gおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル10.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100gを用いた以外は、(メタ)アクリル系重合体B1と同様にして、(メタ)アクリル系重合体B3を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
(Raw material 8) (Meth) acrylic polymer B3
(Meth) acrylic except that 100 g of (meth) acrylic monomer mixture consisting of 29.0 g of methyl methacrylate, 60.0 g of cyclohexyl acrylate, 1.0 g of acrylic acid and 10.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate was used. In the same manner as the polymer B1, an emulsion containing 15.0% by mass of the (meth) acrylic polymer B3 was produced.

(原料9)(メタ)アクリル系重合体B4
メタクリル酸メチル30.0g、アクリル酸シクロヘキシル50.0g、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル10.0gおよびN−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレンウレア10.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100gを用いた以外は、(メタ)アクリル系重合体B1と同様にして、(メタ)アクリル系重合体B4を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
(Raw material 9) (Meth) acrylic polymer B4
100 g of a (meth) acrylic monomer mixture consisting of 30.0 g of methyl methacrylate, 50.0 g of cyclohexyl acrylate, 10.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate and 10.0 g of N- (2-methacryloyloxyethyl) ethylene urea An emulsion containing 15.0% by mass of (meth) acrylic polymer B4 was produced in the same manner as (meth) acrylic polymer B1 except that it was used.

(原料10)(メタ)アクリル系重合体B5
メタクリル酸メチル30.0g、アクリル酸シクロヘキシル50.0gおよびN−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド20.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100gを用いた以外は、(メタ)アクリル系重合体B1と同様にして、(メタ)アクリル系重合体B5を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
(Raw material 10) (Meth) acrylic polymer B5
(Meth) acrylic polymer B1 except that 100 g of (meth) acrylic monomer mixture consisting of 30.0 g of methyl methacrylate, 50.0 g of cyclohexyl acrylate and 20.0 g of N-2-hydroxyethylacrylamide was used. Similarly, an emulsion containing 15.0% by mass of (meth) acrylic polymer B5 was produced.

(原料11)(メタ)アクリル系重合体B6
メタクリル酸メチル35.0g、メタクリル酸n−ブチル54.0g、アクリル酸1.0gおよびメタクリル酸2−エチルヘキシル10.0gからなる(メタ)アクリル単量体混合物100gを用いた以外は、(メタ)アクリル系重合体B1と同様にして、(メタ)アクリル系重合体B6を15.0質量%含むエマルジョンを製造した。
(Raw material 11) (Meth) acrylic polymer B6
(Meth) except that 35.0 g of methyl methacrylate, 54.0 g of n-butyl methacrylate, 1.0 g of acrylic acid and 10.0 g of (meth) acrylic monomer mixture consisting of 10.0 g of 2-ethylhexyl methacrylate were used. An emulsion containing 15.0% by mass of (meth) acrylic polymer B6 was produced in the same manner as acrylic polymer B1.

(原料12)ポリビニルアルコールB7
ナカライテスク製のポリビニルアルコール(重合度2000)を用いた。
(Raw material 12) Polyvinyl alcohol B7
Polyvinyl alcohol (degree of polymerization 2000) manufactured by Nacalai Tesque was used.

(原料13)熱可塑性樹脂C1(酸変性ポリプロピレン樹脂)
三井化学(株)製、“アドマー(登録商標)”QE510を用いた。その物性は下記の通りである。
比重:0.91
融点:160℃。
(Raw material 13) Thermoplastic resin C1 (acid-modified polypropylene resin)
“Admer (registered trademark)” QE510 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used. The physical properties are as follows.
Specific gravity: 0.91
Melting point: 160 ° C.

(原料14)熱可塑性樹脂C2(ポリアミド6樹脂)
東レ(株)製、“アミラン(登録商標)”CM1001を用いた。その物性は下記の通りである。
比重:1.13
融点:225℃。
(Raw material 14) Thermoplastic resin C2 (polyamide 6 resin)
“Amilan (registered trademark)” CM1001 manufactured by Toray Industries, Inc. was used. The physical properties are as follows.
Specific gravity: 1.13
Melting point: 225 ° C.

(原料15)熱可塑性樹脂C3(PPS樹脂)
東レ(株)製、“トレリナ(登録商標)”A900を用いた。その物性は下記の通りである。
比重:1.34
融点:278℃。
(Raw material 15) Thermoplastic resin C3 (PPS resin)
“Torelina (registered trademark)” A900 manufactured by Toray Industries, Inc. was used. The physical properties are as follows.
Specific gravity: 1.34
Melting point: 278 ° C.

<強化繊維束の引張強度および引張弾性率の測定>
強化繊維束の引張強度および引張弾性率は、日本工業規格(JIS)−R−7601「樹脂含浸ストランド試験法」に記載された手法により、求めた。ただし、測定する炭素繊維の樹脂含浸ストランドは、“BAKELITE(登録商標)”ERL4221(100質量部)/3フッ化ホウ素モノエチルアミン(3質量部)/アセトン(4質量部)を、炭素繊維に含浸させ、130℃、30分で硬化させて形成した。また、ストランドの測定本数は、6本とし、各測定結果の平均値を、その炭素繊維の引張強度、引張弾性率とした。
<Measurement of tensile strength and tensile modulus of reinforcing fiber bundle>
The tensile strength and tensile modulus of the reinforcing fiber bundle were determined by the method described in Japanese Industrial Standard (JIS) -R-7601 “Resin-impregnated strand test method”. However, the carbon fiber resin-impregnated strand to be measured is impregnated with “BAKELITE (registered trademark)” ERL 4221 (100 parts by mass) / 3 boron fluoride monoethylamine (3 parts by mass) / acetone (4 parts by mass). And cured at 130 ° C. for 30 minutes. The number of strands measured was 6, and the average value of each measurement result was the tensile strength and tensile modulus of the carbon fiber.

<強化繊維束のO/Cの測定の測定>
強化繊維束の表面酸素濃度(O/C)は、X線光電子分光法により次の手順に従って求めた。まず、溶剤で炭素繊維表面の付着物などを除去した炭素繊維を20mmにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べた。X線源としてA1Kα1、2を用い、試料チャンバー中を1×10Torrに保った。測定時の帯電に伴うピークの補正値としてC1Sの主ピークの運動エネルギー値(K.E.)を1202cVに合わせた。K.E.として1191〜1205eVの範囲で直線のベースラインを引くことによりC1Sピーク面積を求めた。K.E.として947〜959eVの範囲で直線のベースラインを引くことによりO1Sピーク面積を求めた。
<Measurement of O / C measurement of reinforcing fiber bundle>
The surface oxygen concentration (O / C) of the reinforcing fiber bundle was determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure. First, carbon fibers from which the carbon fiber surface deposits and the like were removed with a solvent were cut into 20 mm, and spread on a copper sample support. A1Kα1 and 2 were used as the X-ray source, and the inside of the sample chamber was kept at 1 × 10 8 Torr. The kinetic energy value (KE) of the main peak of C 1S was adjusted to 1202 cV as a peak correction value associated with charging during measurement. K. E. As a result, a C 1S peak area was obtained by drawing a straight base line within a range of 1191 to 1205 eV. K. E. As a result, an O 1S peak area was obtained by drawing a straight base line in the range of 947 to 959 eV.

表面酸素濃度O/Cを、上記O1Sピーク面積とC1Sピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出した。X線光電子分光法装置として、国際電気社製モデルES−200を用い、感度補正値を1.74とした。 The surface oxygen concentration O / C was calculated as an atomic number ratio from the ratio of the O 1S peak area to the C 1S peak area using a sensitivity correction value unique to the apparatus. As an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus, Kokusai Denki Co., Ltd. model ES-200 was used, and the sensitivity correction value was set to 1.74.

<強化繊維束へのサイジング剤の付着量の測定>
試料として、サイジング剤が付着している炭素繊維約5gを採取し、耐熱性の容器に投入した。次にこの容器を120℃で3時間乾燥した。吸湿しないようにデシケーター中で注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW(g)とした。続いて、容器ごと、窒素雰囲気中で、450℃で15分間加熱後、同様にデシケーター中で吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤量した質量をW(g)とした。以上の処理を経て、炭素繊維へのサイジング剤の付着量を次の式により求めた。
付着量(質量%)=100×{(W−W)/W
なお、測定は3回行い、その平均値を付着量として採用した。
<Measurement of amount of sizing agent attached to reinforcing fiber bundle>
As a sample, about 5 g of carbon fiber with a sizing agent attached thereto was collected and put into a heat-resistant container. The container was then dried at 120 ° C. for 3 hours. After being cooled to room temperature while taking care in a desiccator so as not to absorb moisture, the weighed mass was defined as W 1 (g). Subsequently, the whole container was heated in a nitrogen atmosphere at 450 ° C. for 15 minutes, and then cooled to room temperature while taking care not to absorb moisture in a desiccator, and the weighed mass was defined as W 2 (g). Through the above treatment, the amount of the sizing agent attached to the carbon fiber was determined by the following equation.
Adhering amount (% by mass) = 100 × {(W 1 −W 2 ) / W 2 }
In addition, the measurement was performed 3 times and the average value was employ | adopted as adhesion amount.

各実施例で得られる評価基準は次の通りである。   The evaluation criteria obtained in each example are as follows.

(繊維強化成形材料の生産効率の評価)
繊維強化成形材料10kgを製造するのに要する時間を測定し、以下の基準で判定した。
A:30分未満
B:30分以上60分未満
C:60分以上120分未満
D:120分以上。
(Evaluation of production efficiency of fiber reinforced molding materials)
The time required to produce 10 kg of fiber reinforced molding material was measured and judged according to the following criteria.
A: Less than 30 minutes B: 30 minutes or more and less than 60 minutes C: 60 minutes or more and less than 120 minutes D: 120 minutes or more.

(繊維強化成形材料における強化繊維分散状態の評価)
得られた強化繊維基材(A2)の任意の部位より、50mm×50mmの正方形状に基材を切り出して顕微鏡にて観察した。10本以上の炭素繊維の単繊維が束状になった状態、すなわち分散が不十分な炭素繊維の束の個数を測定した。この手順で20回の測定をおこない、その平均値をもって、分散が不十分な炭素繊維の束の個数を評価した。判定は以下の基準で判定した。
A:分散が不十分な炭素繊維の束の個数1個未満
B:分散が不十分な炭素繊維の束の個数1個以上5個未満
C:分散が不十分な炭素繊維の束の個数5個以上10個未満
D:分散が不十分な炭素繊維の束の個数10個以上。
(Evaluation of dispersed state of reinforcing fiber in fiber reinforced molding material)
The base material was cut into a square shape of 50 mm × 50 mm from an arbitrary part of the obtained reinforcing fiber base material (A2), and observed with a microscope. A state where 10 or more carbon fibers were bundled, that is, the number of carbon fiber bundles with insufficient dispersion was measured. The measurement was performed 20 times in this procedure, and the number of carbon fiber bundles with insufficient dispersion was evaluated based on the average value. Judgment was made according to the following criteria.
A: Number of bundles of carbon fibers insufficiently dispersed is less than 1 B: Number of bundles of carbon fibers insufficiently dispersed is 1 or more and less than 5 C: Number of bundles of carbon fibers insufficiently dispersed is 5 Less than 10 D: The number of carbon fiber bundles with insufficient dispersion is 10 or more.

(繊維強化成形材料の比強度の評価)
得られた繊維強化成形材料を200mm×200mmに切り出して、120℃で1時間乾燥させた。乾燥後の繊維強化成形材料を4枚積層し、熱可塑性樹脂(C)が酸変性ポリプロピレン樹脂の場合は温度230℃、ポリアミド6樹脂の場合は温度250℃、PPS樹脂の場合は温度300℃とし、圧力30MPaで5分間プレス成形し、圧力を保持したまま50℃まで冷却して厚み1.0mmの成形品を得た。成形品から試験片を切り出し、ISO1183(1987)に基づいて成形品の比重ρを測定した。次いで成形品から試験片を切り出し、ISO527−3法(1995)に従い引張強度を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に、0°、+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出して試験片を作製した。それぞれの方向について測定数はn=5とし、全ての測定値(n=20)の平均値を引張強度σcとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。得られた結果より次式により、成形品の比強度を算出した。
成形品の比強度=σc/ρ
判定は成形品の比強度をもとに以下の基準で判定した。
AAA:比強度350MPa以上
AA:比強度325MPa以上350MPa未満
A:比強度300MPa以上325MPa未満
B:比強度275MPa以上300MPa未満
C:比強度250MPa以上275MPa未満
D:比強度250MPa未満。
(Evaluation of specific strength of fiber reinforced molding material)
The obtained fiber-reinforced molding material was cut into 200 mm × 200 mm and dried at 120 ° C. for 1 hour. Four fiber-reinforced molding materials after drying are laminated, and the temperature is 230 ° C. when the thermoplastic resin (C) is an acid-modified polypropylene resin, the temperature is 250 ° C. when the polyamide 6 resin is used, and the temperature is 300 ° C. when the resin is a PPS resin. Then, press molding was performed at a pressure of 30 MPa for 5 minutes, and the molded product having a thickness of 1.0 mm was obtained by cooling to 50 ° C. while maintaining the pressure. A test piece was cut out from the molded article, and the specific gravity ρ of the molded article was measured based on ISO 1183 (1987). Then, a test piece was cut out from the molded article, and the tensile strength was measured according to ISO527-3 method (1995). The test piece was cut out in four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was taken as the 0 ° direction to produce a test piece. The number of measurements in each direction was n = 5, and the average value of all measured values (n = 20) was taken as the tensile strength σc. As the measuring apparatus, “Instron (registered trademark)” 5565 type universal material testing machine (manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) was used. From the obtained result, the specific strength of the molded product was calculated by the following formula.
Specific strength of molded product = σc / ρ
The determination was made according to the following criteria based on the specific strength of the molded product.
AAA: Specific strength 350 MPa or more
A: Specific strength 325 MPa or more and less than 350 MPa A: Specific strength 300 MPa or more and less than 325 MPa B: Specific strength 275 MPa or more and less than 300 MPa C: Specific strength 250 MPa or more and less than 275 MPa D: Specific strength less than 250 MPa.

(繊維強化成形材料の比剛性の評価)
得られた繊維強化成形材料を200mm×200mmに切り出して、120℃で1時間乾燥させた。乾燥後の繊維強化成形材料を4枚積層し、熱可塑性樹脂(C)が酸変性ポリプロピレン樹脂の場合は温度230℃、ポリアミド6樹脂の場合は温度250℃、PPS樹脂の場合は温度300℃とし、圧力30MPaで5分間プレス成形し、圧力を保持したまま50℃まで冷却して厚み1.0mmの成形品を得た。成形品から試験片を切り出し、ISO178法(1993)に従い曲げ弾性率を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に、0°、+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出して試験片を作製した。それぞれの方向について測定数はn=5とし、全ての測定値(n=20)の平均値を曲げ弾性率Ecとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。得られた結果より次式により、成形品の比剛性を算出した。
成形品の比剛性 =Ec1/3/ρ(ρ:成形品の比重)
判定は成形品の比剛性をもとに以下の基準で判定した。
A:比剛性2.20以上
B:比剛性2.00以上2.20未満
C:比剛性1.50以上2.00未満
D:比剛性1.50未満。
(Evaluation of specific rigidity of fiber reinforced molding materials)
The obtained fiber-reinforced molding material was cut into 200 mm × 200 mm and dried at 120 ° C. for 1 hour. Four fiber-reinforced molding materials after drying are laminated, and the temperature is 230 ° C. when the thermoplastic resin (C) is an acid-modified polypropylene resin, the temperature is 250 ° C. when the polyamide 6 resin is used, and the temperature is 300 ° C. when the resin is a PPS resin. Then, press molding was performed at a pressure of 30 MPa for 5 minutes, and the molded product having a thickness of 1.0 mm was obtained by cooling to 50 ° C. while maintaining the pressure. A test piece was cut out from the molded article, and the flexural modulus was measured according to ISO 178 method (1993). The test piece was cut out in four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was taken as the 0 ° direction to produce a test piece. The number of measurements in each direction was n = 5, and the average value of all measured values (n = 20) was defined as the flexural modulus Ec. As the measuring apparatus, “Instron (registered trademark)” 5565 type universal material testing machine (manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) was used. From the obtained results, the specific rigidity of the molded product was calculated according to the following equation.
Specific rigidity of molded product = Ec 1/3 / ρ (ρ: specific gravity of molded product)
The determination was based on the following criteria based on the specific rigidity of the molded product.
A: Specific rigidity 2.20 or more B: Specific rigidity 2.00 or more and less than 2.20 C: Specific rigidity 1.50 or more and less than 2.00 D: Specific rigidity less than 1.50.

(成形品の均一性の評価)
成形品の引張強度の評価結果の変動係数(CV値)を評価した。判定は変動係数(CV値)をもとに以下の基準で判定した。
A:変動係数5未満
B:変動係数5以上10未満
C:変動係数10以上15未満
D:変動係数15以上。
(Evaluation of uniformity of molded products)
The coefficient of variation (CV value) of the evaluation result of the tensile strength of the molded product was evaluated. The determination was made according to the following criteria based on the coefficient of variation (CV value).
A: Variation coefficient less than 5 B: Variation coefficient 5 or more and less than 10 C: Variation coefficient 10 or more and less than 15 D: Variation coefficient 15 or more.

(強化繊維基材(A2)の引張強力の評価)
強化繊維基材(A2)より、任意の方向を0°方向とした場合に、0°、+45°、−45°、90°方向の4方向について幅12.5mm、長さ200mmの試験片を作製した。速度1.6mm/分の引張速度で引張試験し、強化繊維基材(A2)の破断時の荷重を幅12.5mmで除して、引張強力(N/cm)を測定した。それぞれの方向について測定数はn=5とし、全ての測定値(n=20)の平均値を引張強力とした。
(Evaluation of tensile strength of reinforcing fiber substrate (A2))
From the reinforcing fiber base (A2), when an arbitrary direction is set to 0 °, test pieces having a width of 12.5 mm and a length of 200 mm in four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° are obtained. Produced. A tensile test was conducted at a tensile rate of 1.6 mm / min, and the tensile strength (N / cm) was measured by dividing the load at the time of breaking the reinforcing fiber base (A2) by the width of 12.5 mm. The number of measurements in each direction was n = 5, and the average value of all measured values (n = 20) was taken as the tensile strength.

(実施例1)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図2に示す装置3を用いて、強化繊維基材(A2)を製造した。装置3は、分散槽4、抄紙槽6、および、供給槽9を備えている。分散槽4は、直径500mmの円筒形状の容器であり、容器下部に開口コック5を備える。抄紙槽6は、底部に幅300mmの抄紙面7を有するメッシュコンベア8を備える。供給槽9は、(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョンを強化繊維基材(A1)11に供給する。供給槽9には開口コック5を備える。(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョン付与部10はカーテンコート式であり、強化繊維基材(A1)11上に均一に(メタ)アクリル系重合体のエマルジョンを散布可能である。分散槽4の上面の開口部には撹拌機12が付属し、開口部から強化繊維束13および分散媒体2を投入可能である。
Example 1 Production of Fiber Reinforced Molding Material Using Wet Process A reinforced fiber substrate (A2) was produced using the apparatus 3 shown in FIG. The apparatus 3 includes a dispersion tank 4, a papermaking tank 6, and a supply tank 9. The dispersion tank 4 is a cylindrical container having a diameter of 500 mm, and includes an opening cock 5 at the bottom of the container. The papermaking tank 6 includes a mesh conveyor 8 having a papermaking surface 7 having a width of 300 mm at the bottom. The supply tank 9 supplies the emulsion of the (meth) acrylic polymer (B) to the reinforcing fiber base (A1) 11. The supply tank 9 is provided with an opening cock 5. The emulsion applying part 10 of the (meth) acrylic polymer (B) is a curtain coat type, and the emulsion of the (meth) acrylic polymer can be uniformly distributed on the reinforcing fiber base (A1) 11. A stirrer 12 is attached to the opening on the upper surface of the dispersion tank 4, and the reinforcing fiber bundle 13 and the dispersion medium 2 can be introduced from the opening.

まず、強化繊維束A1(炭素繊維)をカートリッジカッターで6mmにカットし、チョップド炭素繊維を得た。   First, the reinforcing fiber bundle A1 (carbon fiber) was cut into 6 mm with a cartridge cutter to obtain chopped carbon fiber.

分散槽4に水と界面活性剤(ナカライテクス(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名))からなる濃度0.1質量%の分散液を入れ、そこに、前記チョップド炭素繊維を繊維の質量含有率が0.02質量%となるように投入した。5分間撹拌してスラリーを調製後、容器下部の開口コック5を開放し、該スラリーを幅300mmの抄紙面7を有するメッシュコンベア8の上に流し込み、水を吸引して引き取り、長さ15m、幅300mmの強化繊維基材(A1)11を得た。次いで、供給槽9の開口コック5を開放して、該強化繊維基材(A1)の上面に、(メタ)アクリル系重合体B1の1質量%エマルジョン液を散布した。余剰分のエマルジョン液を吸引したのち、強化繊維基材を200℃の乾燥炉14に3分間で通過させ、巻取機18で巻き取ることで、(メタ)アクリル系重合体B1が付与された強化繊維基材(A2)15を得た。   A dispersion liquid having a concentration of 0.1% by mass composed of water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) is placed in the dispersion tank 4, and the chopped carbon fiber is used as a fiber. Was added so that the mass content of was 0.02 mass%. After preparing the slurry by stirring for 5 minutes, the opening cock 5 at the bottom of the container is opened, the slurry is poured onto a mesh conveyor 8 having a papermaking surface 7 having a width of 300 mm, and the water is sucked and taken up. A reinforcing fiber substrate (A1) 11 having a width of 300 mm was obtained. Subsequently, the opening cock 5 of the supply tank 9 was opened, and a 1% by mass emulsion solution of the (meth) acrylic polymer B1 was sprayed on the upper surface of the reinforcing fiber base (A1). After the excess emulsion liquid was sucked, the reinforcing fiber base material was passed through a drying furnace 14 at 200 ° C. for 3 minutes and wound up by a winder 18 to give the (meth) acrylic polymer B1. A reinforcing fiber substrate (A2) 15 was obtained.

得られた強化繊維基材(A2)15を製造装置3から取り出し、加圧、加熱および冷却が可能なダブルベルトプレス装置19が設けられた図3の装置20へセットした。装置20は、ダブルベルトプレス装置19の導入部の上下2カ所に熱可塑性樹脂としてC1の不織布(樹脂目付100g/m)を収容するためのクリール16を備え、強化繊維基材(A2)15に熱可塑性樹脂C1が含浸した繊維強化成形材料17を引き取るための巻取機18を備える。 The obtained reinforcing fiber substrate (A2) 15 was taken out from the production apparatus 3 and set in the apparatus 20 of FIG. 3 provided with a double belt press apparatus 19 capable of pressurization, heating and cooling. The apparatus 20 includes creels 16 for containing C1 non-woven fabric (resin basis weight 100 g / m 2 ) as a thermoplastic resin at two places above and below the introduction part of the double belt press apparatus 19, and includes a reinforcing fiber base (A 2) 15. Is provided with a winder 18 for taking up the fiber-reinforced molding material 17 impregnated with the thermoplastic resin C1.

強化繊維基材(A2)にクリール16より供給される熱可塑性樹脂C1の不織布(目付:100g/m)を上下方向から狭持し、ダブルベルトプレス装置19に導入した。ダブルベルトプレス装置19では、前半部にて230℃、3.5MPaで加熱加圧し、後半部にて60℃、3.5MPaで冷却加圧して、強化繊維基材(A2)と熱可塑性樹脂C1が複合化された繊維強化成形材料17を得た。 The nonwoven fabric (weight per unit area: 100 g / m 2 ) of the thermoplastic resin C1 supplied from the creel 16 to the reinforcing fiber substrate (A2) was sandwiched from above and below and introduced into the double belt press device 19. In the double belt press 19, the first half is heated and pressurized at 230 ° C. and 3.5 MPa, the second half is cooled and pressurized at 60 ° C. and 3.5 MPa, and the reinforcing fiber substrate (A 2) and the thermoplastic resin C 1. As a result, a fiber reinforced molding material 17 was obtained.

強化繊維束、(メタ)アクリル系重合体(B)および熱可塑性樹脂(C)の配合量は表2に示したとおりである。こまた、各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。   The compounding amounts of the reinforcing fiber bundle, the (meth) acrylic polymer (B), and the thermoplastic resin (C) are as shown in Table 2. In addition, Table 2 shows implementation conditions in each step and evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例2)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図4に示す装置21を用いて、繊維強化成形基材を製造した。装置21は、装置3に装置20が一体化された装置である。装置21を用いて、強化繊維束と分散媒体を継続的に投入し、全工程をオンラインで実施した以外は、実施例1と同様にして、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。
Example 2 Production of Fiber Reinforced Molding Material Using Wet Process A fiber reinforced molded substrate was produced using the apparatus 21 shown in FIG. The device 21 is a device in which the device 20 is integrated with the device 3. A fiber reinforced molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing fiber bundle and the dispersion medium were continuously added using the apparatus 21 and the entire process was performed online. Table 2 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber reinforced molding material.

(実施例3)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)の配合量を0.4質量%とした以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。
(Example 3) Production of fiber reinforced molding material using wet process
A fiber reinforced molding material was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of the (meth) acrylic polymer (B) was 0.4% by mass. Table 2 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber reinforced molding material.

(実施例4)乾式プロセスによる繊維強化成形材料の製造
図5の装置22を用いて、繊維強化成形基材を製造した。装置22は、装置21の抄紙部分の構造がカード機23に置き換わった装置である。装置22を用いて、カード機23部分に強化繊維束として強化繊維束A2を継続的に投入し、全工程をオンラインで実施した以外は、実施例2と同様にして、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。
Example 4 Production of Fiber Reinforced Molding Material by Dry Process A fiber reinforced molded substrate was produced using the apparatus 22 of FIG. The device 22 is a device in which the structure of the papermaking portion of the device 21 is replaced with a card machine 23. A fiber reinforced molding material is obtained in the same manner as in Example 2 except that the reinforcing fiber bundle A2 is continuously charged as a reinforcing fiber bundle into the card machine 23 using the apparatus 22 and the entire process is performed online. It was. Table 2 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber reinforced molding material.

(実施例5)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
分散槽4におけるスラリー中の強化繊維の濃度を0.04質量%とし、抄紙槽6において分散媒体2を継続供給してスラリー中の強化繊維の濃度を0.02質量%に薄めた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。
(Example 5) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process The concentration of the reinforcing fiber in the slurry in the dispersion tank 4 is 0.04 mass%, and the dispersion medium 2 is continuously supplied in the papermaking tank 6 The treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the concentration of the reinforcing fiber was reduced to 0.02% by mass to obtain a fiber-reinforced molding material. Table 2 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber reinforced molding material.

(実施例6)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
分散槽4におけるスラリー中の強化繊維の濃度を1.5質量%とした以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表2に示した。
(Example 6) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Except that the concentration of the reinforcing fiber in the slurry in the dispersion tank 4 was 1.5% by mass, the same treatment as in Example 2 was performed, and the fiber reinforced A molding material was obtained. Table 2 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber reinforced molding material.

(実施例7)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
分散槽4におけるスラリー中の強化繊維の濃度を0.1質量%とした以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
(Example 7) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Except that the concentration of the reinforcing fiber in the slurry in the dispersion tank 4 was 0.1% by mass, the same treatment as in Example 2 was performed, and the fiber reinforced A molding material was obtained. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例8)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
分散槽4におけるスラリー中に強化繊維と熱可塑性樹脂のカット繊維とを投入し、強化繊維の濃度を0.02質量%、熱可塑性樹脂のカット繊維(単繊維繊度3dtex、カット長6mm)の濃度を0.03質量%とし、固形成分の合計濃度を0.05質量%とし、クリール16より供給される熱可塑性樹脂C1の不織布を用いずに、ダブルベルトプレス装置19に導入した以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
(Example 8) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process The reinforcing fiber and the cut fiber of the thermoplastic resin are put into the slurry in the dispersion tank 4, and the concentration of the reinforcing fiber is 0.02% by mass, thermoplasticity. A non-woven fabric of the thermoplastic resin C1 supplied from the creel 16 with a concentration of resin cut fibers (single fiber fineness 3 dtex, cut length 6 mm) of 0.03% by mass and a total concentration of solid components of 0.05% by mass. A fiber reinforced molding material was obtained in the same manner as in Example 2 except that it was introduced into the double belt press device 19 without being used. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例9)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)として(メタ)アクリル系重合体B2を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
(Example 9) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process The same procedure as in Example 2 was performed except that (meth) acrylic polymer B2 was used as (meth) acrylic polymer (B). A fiber reinforced molding material was obtained. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例10)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)として(メタ)アクリル系重合体B3を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
(Example 10) Manufacture of fiber-reinforced molding material using a wet process The same treatment as in Example 2 was performed except that (meth) acrylic polymer B3 was used as (meth) acrylic polymer (B). A fiber reinforced molding material was obtained. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例11)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
強化繊維束として強化繊維束A3を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
(Example 11) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Except having used reinforcing fiber bundle A3 as a reinforcing fiber bundle, it processed similarly to Example 2 and obtained the fiber reinforced molding material. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

比較実施例)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
強化繊維束として強化繊維束A4を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表3に示した。
( Comparative Example 1 ) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Except for using reinforced fiber bundle A4 as the reinforcing fiber bundle, the same treatment as in Example 2 was performed to obtain a fiber reinforced molding material. Table 3 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例13)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)として(メタ)アクリル系重合体B4を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表4に示した。
(Example 13) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process The same procedure as in Example 2 was performed except that (meth) acrylic polymer B4 was used as (meth) acrylic polymer (B). A fiber reinforced molding material was obtained. Table 4 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例14)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)として(メタ)アクリル系重合体B5を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表4に示した。
(Example 14) Manufacture of fiber-reinforced molding material using wet process The same procedure as in Example 2 was performed except that (meth) acrylic polymer B5 was used as (meth) acrylic polymer (B). A fiber reinforced molding material was obtained. Table 4 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例15)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
熱可塑性樹脂(C)として熱可塑性樹脂C2を用い、ダブルベルトプレス装置19では、前半部にて温度を250℃とした以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表4に示した。
(Example 15) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Using thermoplastic resin C2 as the thermoplastic resin (C), in the double belt press device 19, except that the temperature was 250 ° C in the first half, The same treatment as in Example 2 was performed to obtain a fiber reinforced molding material. Table 4 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例16)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
熱可塑性樹脂(C)として熱可塑性樹脂C3を用い、ダブルベルトプレス装置19では、前半部にて温度を300℃とした以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表4に示した。
(Example 16) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Using thermoplastic resin C3 as the thermoplastic resin (C), in the double belt press device 19, except that the temperature was 300 ° C in the first half, The same treatment as in Example 2 was performed to obtain a fiber reinforced molding material. Table 4 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例17)乾式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図5の装置22において、(メタ)アクリル系重合体(B)の供給槽9を用いずに、予め(メタ)アクリル系重合体(B)を付与した強化繊維束A5を、カード機23部分に継続的に投入した以外は、実施例4と同様にして、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表5に示した。
(Example 17) Manufacture of fiber reinforced molding material using dry process In the apparatus 22 of FIG. 5, without using the supply tank 9 of the (meth) acrylic polymer (B), the (meth) acrylic polymer was previously prepared. A fiber-reinforced molding material was obtained in the same manner as in Example 4 except that the reinforcing fiber bundle A5 provided with (B) was continuously added to the card machine 23 portion. Table 5 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例18)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図4の装置21において、(メタ)アクリル系重合体(B)の供給槽9を用いずに、予め(メタ)アクリル系重合体(B)を付与した強化繊維束A5を用いた以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表5に示した。
(Example 18) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process In the apparatus 21 of FIG. 4, without using the supply tank 9 of the (meth) acrylic polymer (B), the (meth) acrylic polymer was previously prepared. The treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the reinforcing fiber bundle A5 provided with (B) was used, and a fiber-reinforced molding material was obtained. Table 5 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例19)乾式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図7の装置26を用いて、繊維強化成形基材を製造した。装置26は、装置22の(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョンの供給槽9が、カード機23部分に設置され、強化繊維基材(A1)の作製と同時に(メタ)アクリル系重合体(B)を強化繊維基材(A1)に付与することができる装置である。装置26を用いて、カード機23部分に強化繊維束として強化繊維束A1を継続的に投入した以外は、実施例4と同様にして、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。
Example 19 Production of Fiber Reinforced Molding Material Using Dry Process A fiber reinforced molded substrate was produced using the apparatus 26 of FIG. In the apparatus 26, the emulsion tank (9) of the (meth) acrylic polymer (B) of the apparatus 22 is installed in the card machine 23, and the (meth) acrylic heavy weight is produced simultaneously with the production of the reinforcing fiber base (A1). It is an apparatus that can apply the combined body (B) to the reinforcing fiber substrate (A1). A fiber-reinforced molding material was obtained in the same manner as in Example 4 except that the reinforcing fiber bundle A1 was continuously charged as a reinforcing fiber bundle into the card machine 23 using the device 26. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(実施例20)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図8の装置27を用いて、繊維強化成形基材を製造した。装置27は、装置21の(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョンの供給槽9が、分散槽4部分に設置されている装置である。分散槽4に(メタ)アクリル系重合体(B)を継続的に供給することが可能であり、強化繊維基材(A1)の作製と同時に(メタ)アクリル系重合体(B)を強化繊維基材(A1)に付与することができる。装置26を用いて、分散槽4に(メタ)アクリル系重合体(B)を継続的に供給したこと以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。
Example 20 Production of Fiber Reinforced Molding Material Using Wet Process A fiber reinforced molded substrate was produced using the apparatus 27 of FIG. The device 27 is a device in which the emulsion tank 9 of the (meth) acrylic polymer (B) of the device 21 is installed in the dispersion tank 4 portion. It is possible to continuously supply the (meth) acrylic polymer (B) to the dispersion tank 4, and at the same time as the production of the reinforcing fiber base (A1), the (meth) acrylic polymer (B) is used as the reinforcing fiber. It can give to a base material (A1). Except having supplied the (meth) acrylic-type polymer (B) continuously to the dispersion tank 4 using the apparatus 26, it processed similarly to Example 2 and obtained the fiber reinforced molding material. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(比較例1)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
図6の装置25を用いて、強化繊維基材(A2)を製造した。装置6は、分散槽4、抄紙槽6および供給槽9を備えている。分散槽4は、容器下部に開口コック5を備える直径500mmの円筒形状の容器である。抄紙槽6は、底部に300mm角の正方形の抄紙面7を有するメッシュシート24を備える槽である。供給槽9は、(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョンを強化繊維基材(A1)11に供給する。供給槽9には開口コック5を備える。(メタ)アクリル系重合体(B)のエマルジョン付与部10は開口コック出口が可動式であり、強化繊維基材(A1)11上に均一に(メタ)アクリル系重合体のエマルジョンが散布可能である。分散槽4の上面の開口部には撹拌機12が付属し、開口部から強化繊維束13および分散媒体2を投入可能である。なお、装置6は、バッチ式の製造装置であり、強化繊維基材(A1)の引き取りはできない。メッシュシート24の抄紙面7上に強化繊維基材(A1)11が形成された後、(メタ)アクリル系重合体(B)を付与する。(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された強化繊維基材を装置25から取り出し、乾燥機に入れて乾燥させることで、強化繊維基材(A2)を得る。
(Comparative example 1) Manufacture of the fiber reinforced molding material using a wet process The reinforced fiber base material (A2) was manufactured using the apparatus 25 of FIG. The apparatus 6 includes a dispersion tank 4, a papermaking tank 6, and a supply tank 9. The dispersion tank 4 is a cylindrical container having a diameter of 500 mm provided with an opening cock 5 at the lower part of the container. The papermaking tank 6 is a tank provided with a mesh sheet 24 having a square papermaking surface 7 of 300 mm square at the bottom. The supply tank 9 supplies the emulsion of the (meth) acrylic polymer (B) to the reinforcing fiber base (A1) 11. The supply tank 9 is provided with an opening cock 5. The emulsion application part 10 of the (meth) acrylic polymer (B) has a movable opening cock outlet, and the emulsion of the (meth) acrylic polymer can be uniformly distributed on the reinforcing fiber substrate (A1) 11. is there. A stirrer 12 is attached to the opening on the upper surface of the dispersion tank 4, and the reinforcing fiber bundle 13 and the dispersion medium 2 can be introduced from the opening. In addition, the apparatus 6 is a batch type manufacturing apparatus and cannot take up the reinforcing fiber base (A1). After the reinforcing fiber base (A1) 11 is formed on the papermaking surface 7 of the mesh sheet 24, the (meth) acrylic polymer (B) is applied. The reinforcing fiber substrate to which the (meth) acrylic polymer (B) is applied is taken out from the device 25, put into a dryer and dried to obtain the reinforcing fiber substrate (A2).

熱可塑性樹脂(C)として熱可塑性樹脂C1の不織布(樹脂目付100g/m)を、強化繊維基材(A2)の上下に1枚ずつ配置し、温度230℃、3.5MPaで5分間加熱加圧し、次いで60℃、3.5MPaで5分間冷却加圧して、強化繊維基材(A2)と熱可塑性樹脂C1が複合化された繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。 As the thermoplastic resin (C), a nonwoven fabric of thermoplastic resin C1 (resin weight 100 g / m 2 ) is placed one by one above and below the reinforcing fiber substrate (A2) and heated at a temperature of 230 ° C. and 3.5 MPa for 5 minutes. Pressurized, and then cooled and pressurized at 60 ° C. and 3.5 MPa for 5 minutes to obtain a fiber-reinforced molding material in which the reinforcing fiber substrate (A2) and the thermoplastic resin C1 were combined. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(比較例2)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)を付与しなかったこと以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。
(Comparative example 2) Manufacture of the fiber reinforced molding material using a wet process Except not having provided the (meth) acrylic-type polymer (B), it processed similarly to Example 2, and produced the fiber reinforced molding material. Obtained. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(比較例3)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)として(メタ)アクリル系重合体B6を用いたこと以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。
(Comparative example 3) Manufacture of the fiber reinforced molding material using a wet process It processed like Example 2 except having used (meth) acrylic-type polymer B6 as (meth) acrylic-type polymer (B). The fiber reinforced molding material was obtained. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

(比較例4)湿式プロセスを用いた繊維強化成形材料の製造
(メタ)アクリル系重合体(B)のかわりにポリビニルアルコールB7を用いたこと以外は、実施例2と同様に処理を行い、繊維強化成形材料を得た。材料の配合量と各工程における実施条件および得られた強化繊維基材と繊維強化成形材料との評価結果を、表6に示した。
(Comparative example 4) Manufacture of fiber reinforced molding material using wet process Except having used polyvinyl alcohol B7 instead of (meth) acrylic polymer (B), it processed like Example 2, and fiber A reinforced molding material was obtained. Table 6 shows the blending amounts of the materials, the implementation conditions in each step, and the evaluation results of the obtained reinforcing fiber base material and fiber-reinforced molding material.

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表2〜7から明らかなように、実施例1〜11および13〜20ではいずれも短時間で炭素繊維の分散状態に優れ、成形品とした場合にも高い力学特性を保つことのできる繊維強化成形材料を得ることができた。特に原料を継続的に投入して全工程をオンラインで行い、(メタ)アクリル系重合体(B)の付与を後から行うことにより、成形品とした場合に力学特性に優れる繊維強化成形材料を効率的に製造することができた(実施例2、18、20および比較例1参照)。また、C1/C2を0.8〜1.2の範囲とすることで、より優れた強化繊維の分散状態を確保でき、得られる成形品の力学特性も向上することが判明した(実施例2、実施例5参照)。 As is clear from Tables 2 to 7, in Examples 1 to 11 and 13 to 20, all are excellent in the dispersion state of carbon fibers in a short time, and fiber reinforcement capable of maintaining high mechanical properties even when formed into a molded product. A molding material could be obtained. In particular, the raw materials are continuously added, the entire process is performed online, and the application of the (meth) acrylic polymer (B) is performed later, so that a fiber-reinforced molding material having excellent mechanical properties when formed into a molded product. It could be produced efficiently (see Examples 2, 18, 20 and Comparative Example 1). Further, it was found that by setting C1 / C2 in the range of 0.8 to 1.2, a more excellent dispersion state of the reinforcing fibers can be secured, and the mechanical properties of the obtained molded article are improved (Example 2). See Example 5).

また、(メタ)アクリル系重合体(B)を用いなかった場合には、強化繊維基材の引き取りが不可能であった(比較例2)。さらには、(メタ)アクリル系重合体(B)が側差に水酸基をもたない場合(比較例3)や、(メタ)アクリル系重合体(B)のかわりにポリビニルアルコールを用いた場合(比較例4)には、得られる成形品の力学特性が大きく劣る結果となった。   Further, when the (meth) acrylic polymer (B) was not used, it was impossible to take up the reinforcing fiber base (Comparative Example 2). Furthermore, when the (meth) acrylic polymer (B) does not have a hydroxyl group on the side difference (Comparative Example 3), or when polyvinyl alcohol is used instead of the (meth) acrylic polymer (B) ( In Comparative Example 4), the mechanical properties of the obtained molded product were greatly inferior.

1 強化繊維
2 分散媒体
3 強化繊維基材(A1)、(A2)の製造装置
4 分散槽
5 開口コック
6 抄紙槽
7 抄紙面
8 メッシュコンベア
9 (メタ)アクリル系重合体(B)の供給槽
10 (メタ)アクリル系重合体のエマルジョン付与部
11 強化繊維基材(A1)
12 撹拌機
13 強化繊維束
14 乾燥機
15 強化繊維基材(A2)
16 クリール
17 繊維強化成形材料
18 巻取機
19 ダブルベルトプレス装置
20 繊維強化成形材料の製造装置
21 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料の製造装置
22 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料の製造装置
23 カード機
24 メッシュシート
25 強化繊維基材(A1)、(A2)、繊維強化成形材料の製造装置
26 強化繊維基材(A1)の製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reinforcing fiber 2 Dispersion medium 3 Reinforcing fiber substrate (A1), (A2) manufacturing apparatus 4 Dispersion tank 5 Opening cock 6 Papermaking tank 7 Papermaking surface 8 Mesh conveyor 9 Supply tank for (meth) acrylic polymer (B) 10 (meth) acrylic polymer emulsion applying part 11 Reinforcing fiber substrate (A1)
12 Stirrer 13 Reinforcing fiber bundle 14 Dryer 15 Reinforcing fiber substrate (A2)
16 Creel 17 Fiber Reinforced Molding Material 18 Winding Machine 19 Double Belt Press Device 20 Fiber Reinforced Molding Material Manufacturing Device 21 Reinforced Fiber Base Material (A1), (A2), Fiber Reinforced Molded Material Manufacturing Device 22 Reinforced Fiber Base Material ( A1), (A2), fiber reinforced molding material manufacturing device 23 card machine 24 mesh sheet 25 reinforced fiber base material (A1), (A2), fiber reinforced molding material manufacturing device 26 manufacturing of reinforced fiber base material (A1) apparatus

Claims (15)

次の第1a工程、第2a工程、第3a工程および第4a工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法;
第1a:不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A1)に加工する工程;
第2a:第1a工程で得られた炭素繊維基材(A1)1〜70質量部に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を0.1〜10質量部を付与する工程;
第3a:第2a工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)に、熱可塑性樹脂(C)を複合化して、炭素繊維基材(A2)1.1〜80質量%および熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を含む炭素繊維強化成形材料を得る工程;
第4a:第3a工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
A method for producing a carbon fiber reinforced molding material comprising the following steps 1a, 2a, 3a and 4a;
1a: a step of processing a discontinuous carbon fiber bundle into a sheet-like carbon fiber substrate (A1);
2a: 0.1 to 10 parts by mass of (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in the side chain is added to 1 to 70 parts by mass of the carbon fiber base material (A1) obtained in step 1a. The step of:
3a: The carbon fiber substrate (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) obtained in the step 2a was added is combined with the thermoplastic resin (C) to obtain a carbon fiber substrate ( A2) a step of obtaining a carbon fiber reinforced molding material containing 1.1 to 80% by mass and thermoplastic resin (C) 20 to 98.9% by mass;
4a: A step of drawing the carbon fiber reinforced molding material obtained in the step 3a at a speed of 1 m / min or more.
次の第1b工程、第2b工程および第3b工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法;
第1b:炭素繊維束1〜70質量部に対して、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)が0.1〜10質量部付着した、不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A2)に加工する工程;
第2b:第1b工程で得られた(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)1.1〜80質量%に、熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を複合化して、炭素繊維強化成形材料を得る工程;
第3b:第2b工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
A method for producing a carbon fiber reinforced molding material comprising the following step 1b, step 2b and step 3b;
The 1b: to the carbon fiber bundle 1 to 70 parts by weight, having a hydroxyl group in the side chain (meth) acrylic polymer (B) is adhered 0.1-10 parts by weight, the discontinuous carbon fiber bundle sheet A step of processing into a carbon fiber substrate (A2) having a shape;
2b: The thermoplastic resin (C) 20 to 98.% is added to 1.1 to 80% by mass of the carbon fiber substrate (A2) to which the (meth) acrylic polymer (B) obtained in the step 1b is applied. A step of compounding 9% by mass to obtain a carbon fiber reinforced molding material;
3b: A step of drawing the carbon fiber reinforced molding material obtained in the 2b step at a speed of 1 m / min or more.
次の第1c工程、第2c工程および第3c工程を含む炭素繊維強化成形材料の製造方法;
第1c:不連続な炭素繊維束をシート状の炭素繊維基材(A1)に加工すると同時に、側鎖に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体(B)を前記炭素繊維基材(A1)に、炭素繊維基材(A1)1〜70質量部に対して0.1〜10質量部付与し、(メタ)アクリル系重合体が付与された炭素繊維基材(A2)を得る工程;
第2c:第1c工程で得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)1.1〜80質量%に、熱可塑性樹脂(C)20〜98.9質量%を複合化して、炭素繊維強化成形材料を得る工程;
第3c:第2c工程で得られた炭素繊維強化成形材料を1m/分以上の速度で引き取る工程。
A method for producing a carbon fiber reinforced molding material, comprising the following first c step, second c step and third c step;
1c: A discontinuous carbon fiber bundle is processed into a sheet-like carbon fiber substrate (A1), and at the same time a (meth) acrylic polymer (B) having a hydroxyl group in a side chain is converted into the carbon fiber substrate (A1). the carbon fiber substrate (A1) 0.1 to 10 parts by weight given to 1 to 70 parts by weight, to obtain a (meth) acrylic-based carbon fiber substrate polymer has been applied (A2) step;
2c: The carbon fiber substrate (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) obtained in the step 1c, 1.1 to 80% by mass, the thermoplastic resin (C) 20 to 98. .Combining 9% by mass to obtain a carbon fiber reinforced molding material;
3c: A step of drawing the carbon fiber reinforced molding material obtained in the 2c step at a speed of 1 m / min or more.
前記炭素繊維基材(A1)が、以下の方法aにより加工された得られた短繊維ランダム配向基材である、請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法;
方法a:分散媒体に不連続な炭素繊維束を投入する工程(i)と;
前記炭素繊維束を構成する炭素繊維が前記分散媒体中に分散したスラリーを調製する工程(ii)と;
前記スラリーより分散媒体を除去して炭素繊維基材(A1)を得る工程(iii)とを含み;かつ、
前記工程(ii)で調製されたスラリー中の炭素繊維の質量含有率をC1とし、前記工程(iii)開始時のスラリー中の炭素繊維の質量含有率をC2とした場合に、C1/C2が0.8以上1.2以下とする。
The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-3 whose said carbon fiber base material (A1) is the short fiber random orientation base material obtained by processing by the following method a;
Method a: introducing a discontinuous carbon fiber bundle into the dispersion medium (i);
A step (ii) of preparing a slurry in which carbon fibers constituting the carbon fiber bundle are dispersed in the dispersion medium;
Removing the dispersion medium from the slurry to obtain a carbon fiber substrate (A1) (iii); and
When the mass content of the carbon fiber in the slurry prepared in the step (ii) is C1, and the mass content of the carbon fiber in the slurry at the start of the step (iii) is C2, C1 / C2 is 0.8 to 1.2.
前記第2a工程、1b工程および1c工程のいずれかの工程において得られた、(メタ)アクリル系重合体(B)が付与された炭素繊維基材(A2)を、引張強力が1N/cm以上の状態として引き取る、請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The carbon fiber substrate (A2) provided with the (meth) acrylic polymer (B) obtained in any one of the steps 2a, 1b and 1c has a tensile strength of 1 N / cm or more. The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-4 picked up as this state. 前記工程(ii)で調製されるスラリー中の固形成分濃度が0.001〜1質量%である、請求項4または5に記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material of Claim 4 or 5 whose solid component density | concentration in the slurry prepared by the said process (ii) is 0.001-1 mass%. 工程(i)において分散媒体と炭素繊維束とが分散槽に継続的に投入され、前記工程(i)から工程(iii)までが継続的に実施される、請求項4〜6のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The dispersion medium and the carbon fiber bundle are continuously charged into the dispersion tank in the step (i), and the steps (i) to (iii) are continuously performed. The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material of description. 全工程がオンラインで実施されてなる、請求項1〜7のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-7 by which all processes are implemented online. 前記炭素繊維基材(A2)における固形分の質量のうち、炭素繊維の割合が80質量%以上100質量%以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 Manufacturing of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-8 whose ratio of carbon fiber is 80 to 100 mass% among the mass of solid content in the said carbon fiber base material (A2). Method. 前記第1a工程、1b工程および1c工程のいずれかの工程において、炭素繊維基材(A1)を加工する際に、熱可塑性樹脂(C)を繊維状または粒子状の形態にて炭素繊維基材(A1)中に混合する、請求項1〜8のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The 1a step, in any step of 1b step and 1c process, when processing a carbon fiber substrate (A1), carbon fiber substrate thermoplastic resin (C) in fibrous or particulate form The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-8 mixed in (A1). 前記第4a工程、3b工程および3c工程のいずれかの工程の後に、得られた炭素繊維強化成形材料を長さ方向、幅方向ともに1〜30mmにカットする工程を有する、請求項1〜10のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The step of cutting the obtained carbon fiber reinforced molding material into 1 to 30 mm in both the length direction and the width direction after any of the steps 4a, 3b and 3c. The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one. 前記(メタ)アクリル系重合体(B)の凝集エネルギー密度CEDが385MPa以上である、請求項1〜11のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-11 whose cohesive energy density CED of the said (meth) acrylic-type polymer (B) is 385 Mpa or more. 前記(メタ)アクリル系重合体(B)を構成する(メタ)アクリル系単量体が、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が、水素および/または1級炭素原子に結合した(メタ)アクリル系単量体が60質量%以上である、請求項1〜12のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法 The (meth) acrylic monomer constituting the (meth) acrylic polymer (B) is a (meth) acrylic monomer in which an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group is bonded to hydrogen and / or a primary carbon atom. The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-12 whose mass body is 60 mass% or more . 前記炭素繊維のX線光電子分光法により測定される表面酸素濃度O/Cが0.05〜0.5である、請求項1〜13のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The manufacturing method of the carbon fiber reinforced molding material in any one of Claims 1-13 whose surface oxygen concentration O / C measured by the X ray photoelectron spectroscopy of the said carbon fiber is 0.05-0.5. 前記熱可塑性樹脂(C)が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテルおよびPEEKより選ばれる少なくとも1種を含む熱可塑性樹脂である、請求項1〜14のいずれかに記載の炭素繊維強化成形材料の製造方法。 The carbon according to any one of claims 1 to 14 , wherein the thermoplastic resin (C) is a thermoplastic resin containing at least one selected from polyolefin, polyamide, polycarbonate, polyester, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, and PEEK. A method for producing a fiber-reinforced molding material.
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