JP5988771B2 - Method for producing aqueous polyamide resin dispersion - Google Patents

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本発明はポリアミド樹脂水性分散液の製造方法および当該製造方法により得られるポリアミド樹脂水性分散液を用いた繊維用処理剤、並びに当該繊維用処理剤で処理して得られる繊維または繊維複合化材料に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyamide resin aqueous dispersion, a fiber treatment agent using the polyamide resin aqueous dispersion obtained by the production method, and a fiber or fiber composite material obtained by treatment with the fiber treatment agent. .

ポリアミド樹脂の水性分散液は、基材に塗布してポリアミド樹脂のコーティング塗膜を形成することにより、耐油性、耐溶剤性、耐薬品性、耐摩耗性、気体遮断性、接着性等を付与することができることから、水性インキ、繊維目止め剤、ガラス繊維集束剤、紙処理剤、バインダー、潤滑剤、鋼板表面処理剤、表面改質剤および芯地接着剤等のホットメルト接着剤等に広く用いられている。このようなポリアミド樹脂の水性分散液の用途のひとつとして繊維用処理剤がある。   Aqueous dispersion of polyamide resin is coated on a base material to form a coating film of polyamide resin, giving oil resistance, solvent resistance, chemical resistance, abrasion resistance, gas barrier properties, adhesion, etc. Water-based inks, fiber sealants, glass fiber sizing agents, paper treatment agents, binders, lubricants, steel sheet surface treatment agents, surface modifiers, interlining adhesives and other hot melt adhesives, etc. Widely used. One of the uses of such an aqueous dispersion of polyamide resin is a treating agent for fibers.

繊維には多くの種類があり、その用途も家庭用衣料から宇宙科学の分野に到るまで千差万別であり、さまざまな形態で産業の発展に貢献している。例えば、繊維を大別すると、植物や動物から得られる天然繊維、有機化学物質を合成して得られる合成繊維、半合成繊維、再生繊維などの有機繊維、アクリル繊維またはピッチを原料として、高温で炭化して製造された炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、岩石繊維等の無機繊維が知られている。   There are many types of fibers, and their uses vary from home clothing to the field of space science, contributing to the development of industry in various forms. For example, the fibers can be broadly divided into natural fibers obtained from plants and animals, synthetic fibers obtained by synthesizing organic chemicals, semi-synthetic fibers, organic fibers such as regenerated fibers, acrylic fibers or pitch as raw materials at high temperatures. Inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, metal fibers and rock fibers produced by carbonization are known.

これらの繊維を工業的に使用する場合、処理剤を用いて使用されることが多い。処理剤の機能も多様であり、繊維の形状を整えたり、繊維に柔軟性を持たせ、繊維の加工工程を円滑に進めるために用いられるものや、繊維に強度、柔軟性、耐熱性、耐候性、スリップ防止、制電性、抗菌性等の高機能を付与するために用いられるものがある。一般的に、繊維用処理剤は液状の形態で用いられることが多く、樹脂を溶液に溶解した溶液型の繊維用処理剤と樹脂を水に分散させた水性分散液型の繊維用処理剤があるが、水性分散液型のものは、溶液型のものと比較して、繊維用処理剤を乾燥し、液分を気化して除去した際、耐熱性や強度に優れる皮膜を形成させることが容易であるため、繊維の物理的強度を向上させることができる。また、得られる皮膜をバインダーとして、各種マトリックス樹脂との良好な接着性を持たせることも可能にさせるという特徴もある。   When these fibers are used industrially, they are often used with a treatment agent. The functions of the treatment agent are also diverse, and it is used to adjust the shape of the fiber, to make the fiber flexible, and to facilitate the fiber processing process, and to the fiber for strength, flexibility, heat resistance, weather resistance There are those used for imparting high functions such as anti-slip, anti-slip, antistatic and antibacterial properties. Generally, fiber treatment agents are often used in a liquid form. A solution type fiber treatment agent in which a resin is dissolved in a solution and an aqueous dispersion type fiber treatment agent in which the resin is dispersed in water are used. However, the aqueous dispersion type can form a film having excellent heat resistance and strength when the fiber treatment agent is dried and the liquid is removed by vaporization compared to the solution type. Since it is easy, the physical strength of the fiber can be improved. In addition, the obtained film can be used as a binder to have good adhesion to various matrix resins.

特に、ポリアミド樹脂の水性分散液を繊維用処理剤として用いた場合、ポリアミド樹脂の優れた特性を利用して、繊維の物理的強度や接着性のほか、耐油性、耐溶剤性、耐薬品性、耐摩耗性、気体遮断性等の機能を繊維に持たせることができる。また、ポリアミド樹脂は各種の熱可塑性樹脂との相溶性に優れることから、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維複合化材料を製造するのに好適に用いることができる。   In particular, when an aqueous dispersion of polyamide resin is used as a treating agent for fibers, the excellent properties of polyamide resin are used to improve the physical strength and adhesion of fibers, as well as oil resistance, solvent resistance, and chemical resistance. The fiber can have functions such as wear resistance and gas barrier properties. In addition, since the polyamide resin is excellent in compatibility with various thermoplastic resins, it can be suitably used for producing a fiber composite material using a thermoplastic resin as a matrix resin.

このような繊維用処理剤として使用可能なポリアミド樹脂水性分散液に関して検討された例はいくつかあり、例えば、下記特許文献1には、黄変性や機械的安定性を改良するため、ポリアミド樹脂の水性分散液に塩基性物質、アンモニア化合物等を配合する方法が記載され、下記特許文献2には、水性分散液の接着力の向上を図るため、ポリアミド樹脂の水性分散液にエポキシ化合物等の架橋剤を配合する方法が記載されている。   There are several examples of an aqueous dispersion of polyamide resin that can be used as such a treating agent for fibers. For example, in Patent Document 1 below, in order to improve yellowing and mechanical stability, A method of blending an aqueous dispersion with a basic substance, an ammonia compound or the like is described, and the following Patent Document 2 describes the crosslinking of an epoxy compound or the like with an aqueous dispersion of polyamide resin in order to improve the adhesive strength of the aqueous dispersion. A method of blending the agent is described.

しかしながら、ポリアミド樹脂の水性分散液は、ポリアミド樹脂の種類にもよるが、他の汎用樹脂の水性分散液と比較して、相対的に安定性が悪く取り扱いが難しいという欠点があり、経時的な粘度変化が大きく、製造条件の適正化に苦労する点も多くあり、特許文献1や2による方法でも、安定性の面であまり問題の解決には到らなかった。   However, the aqueous dispersion of polyamide resin depends on the type of polyamide resin, but has a drawback that it is relatively unstable and difficult to handle as compared with aqueous dispersions of other general-purpose resins. The change in viscosity is large, and there are many points where it is difficult to optimize the production conditions. Even the methods according to Patent Documents 1 and 2 have not been able to solve the problem so much in terms of stability.

これは、ポリアミド樹脂は、分子中に強い極性のアミド結合を有し、また、カルボキシル基やアミノ基などのイオン性の官能基を有するため、水中で粒子が複雑な電解質的な挙動を示すことに起因していると推測される。このようなポリアミド樹脂の水性分散液の安定性を改良するために、下記特許文献3には、アミノ酸と界面活性剤を併用して安定性を向上させる方法等が記載されている。   This is because the polyamide resin has a strong polar amide bond in the molecule, and also has an ionic functional group such as a carboxyl group and an amino group, so that the particles exhibit a complex electrolyte behavior in water. It is presumed to be caused by In order to improve the stability of such an aqueous dispersion of polyamide resin, Patent Document 3 below describes a method for improving stability by using an amino acid and a surfactant in combination.

しかしながら、特許文献3の方法によって得られたポリアミド樹脂水性分散液は安定性はやや改良されるが、接着性が劣り、繊維用処理剤として用いるためにはさらなる改良の余地がある。   However, although the stability of the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the method of Patent Document 3 is slightly improved, the adhesiveness is inferior, and there is room for further improvement for use as a fiber treating agent.

特開2005−105192号公報JP 2005-105192 A 特開2005−126562号公報JP 2005-126562 A 特表平6−509824号公報JP-T 6-509824

本発明の目的は、粘度の経時変化が少ない等の安定性に優れたポリアミド樹脂水性分散液の製造方法を提供することにある。本発明の目的はまた、前記製造方法で得られるポリアミド樹脂水性分散液を含む接着性に優れた繊維用処理剤を提供することにある。本発明の目的はさらに、前記繊維用処理剤を用いて得られる繊維または繊維複合化材料を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing an aqueous polyamide resin dispersion having excellent stability such as little change in viscosity over time. Another object of the present invention is to provide a fiber treating agent having excellent adhesiveness, including the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method. Another object of the present invention is to provide a fiber or fiber composite material obtained using the fiber treating agent.

本発明者は、上記した目的を達成するために鋭意研究を重ねてきた結果、特定の組成及び特定の粘度を有するポリアミド樹脂分散液を特定の撹拌条件で撹拌することにより、粘度の経時変化が少ない等の安定性に優れたポリアミド樹脂水性分散液が得られることを見出した。また、得られたポリアミド樹脂水性分散液は、繊維用処理剤として用いた際、繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れた繊維複合化材料を得ることを可能とするものであり、これにより機械的特性が良好な繊維複合化材料が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-described object, the present inventor stirs a polyamide resin dispersion having a specific composition and a specific viscosity under specific agitation conditions. It has been found that an aqueous polyamide resin dispersion excellent in stability such as a small amount can be obtained. Further, the obtained aqueous dispersion of polyamide resin makes it possible to obtain a fiber composite material having excellent adhesion between the fiber and the matrix resin when used as a fiber treating agent. The present invention has been completed by finding that a fiber composite material with good mechanical properties can be obtained.

すなわち、本発明は、以下の項に記載の主題を包含する。
項1.
ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤及び水性媒体を含み、
B型回転式粘度計における25℃、60rpmでの粘度が300mpa・s以上であるポリアミド樹脂分散原料液を、
内部挿入式の撹拌機により、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(1)で定義されるパス回数P1が20回以上で、または、
連続循環処理方式の撹拌機により、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(2)で定義されるパス回数P2が1回以上で
撹拌する、ポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
式(1)
パス回数P1=Q×撹拌時間(min)/全液量(L)
ここで、Qは吐出量[L/min]を示し、以下の式で表される。
Q =Nq・n・d3/1000
Nq:吐出係数 n:撹拌翼回転数[rpm] d:撹拌翼径[cm]
式(2)
パス回数P2=流量(L/min)×撹拌時間(min)/全液量 (L)
項2.
撹拌機が回転せん断型撹拌機である項1に記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
項3.
前記ポリアミド樹脂分散原料液が、
ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤及び水性媒体を含む混合液を、前記ポリアミド樹脂の軟化温度以上で撹拌し、乳化させて得られる乳化液である、
項1又は2に記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
項4.
高分子分散剤が、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール及びエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である項1〜3のいずれかに記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
項5.
前記ポリアミド樹脂分散原料液に、
ポリアミド樹脂100質量部に対して高分子分散剤が0.01〜10質量部含まれる、項1〜4のいずれかに記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
項6.
項1〜5のいずれかに記載の製造方法で得られるポリアミド樹脂水性分散液を含む繊維用処理剤。
項7.
繊維用処理剤が炭素繊維用処理剤である項6記載の繊維用処理剤。
項8.
項6または7記載の繊維用処理剤で繊維を処理して、繊維用処理剤で処理された繊維または繊維複合化材料を製造する方法。
That is, the present invention encompasses the subject matters described in the following sections.
Item 1.
Including a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant and an aqueous medium,
A polyamide resin dispersion raw material liquid having a viscosity at 25 ° C. and 60 rpm in a B-type rotary viscometer of 300 mpa · s or more,
With the internal insertion type agitator, the tip peripheral speed of the agitator blade is 10 m / s or more and the number of passes P1 defined by the following formula (1) is 20 times or more, or
A polyamide resin aqueous dispersion which is stirred by a continuous circulation processing type stirrer at a tip peripheral speed of the stirrer blade of 10 m / s or more and a pass number P2 defined by the following formula (2) of 1 or more. Manufacturing method.
Formula (1)
Number of passes P1 = Q x stirring time (min) / total liquid volume (L)
Here, Q indicates the discharge amount [L / min] and is represented by the following equation.
Q = Nq · n · d 3 /1000
Nq: discharge coefficient n: stirring blade rotation speed [rpm] d: stirring blade diameter [cm]
Formula (2)
Number of passes P2 = Flow rate (L / min) x Agitation time (min) / Total liquid volume (L)
Item 2.
Item 2. The method for producing an aqueous dispersion of polyamide resin according to Item 1, wherein the stirrer is a rotary shear type stirrer.
Item 3.
The polyamide resin dispersion raw material liquid is
A mixed liquid containing a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant, and an aqueous medium is an emulsion obtained by stirring and emulsifying at a temperature higher than the softening temperature of the polyamide resin.
Item 3. A method for producing an aqueous polyamide resin dispersion according to Item 1 or 2.
Item 4.
Item 4. The method for producing an aqueous polyamide resin dispersion according to any one of Items 1 to 3, wherein the polymer dispersant is at least one selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, and an ethylene oxide / propylene oxide copolymer.
Item 5.
In the polyamide resin dispersion raw material liquid,
Item 5. The method for producing an aqueous polyamide resin dispersion according to any one of Items 1 to 4, wherein the polymer dispersant is contained in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin.
Item 6.
Item 6. A treating agent for fibers comprising an aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method according to any one of items 1 to 5.
Item 7.
Item 7. The fiber treatment agent according to Item 6, wherein the fiber treatment agent is a carbon fiber treatment agent.
Item 8.
Item 8. A method for producing a fiber or a fiber composite material treated with a fiber treating agent by treating the fiber with the fiber treating agent according to Item 6 or 7.

本発明のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法によれば、粘度の経時変化が少ない等、安定性に優れたポリアミド樹脂水性分散液を得ることが可能となる。さらに前記ポリアミド樹脂水性分散液を含む繊維用処理剤は接着性に優れており、当該繊維用処理剤を用いると、繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れた繊維複合化材料を得ることができる。   According to the method for producing a polyamide resin aqueous dispersion of the present invention, it is possible to obtain a polyamide resin aqueous dispersion excellent in stability, such as little change in viscosity over time. Further, the fiber treatment agent containing the aqueous polyamide resin dispersion has excellent adhesion, and when the fiber treatment agent is used, a fiber composite material having excellent adhesion between the fiber and the matrix resin can be obtained. .

以下、本発明のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法について詳しく説明する。   Hereafter, the manufacturing method of the polyamide resin aqueous dispersion of this invention is demonstrated in detail.

本発明のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法は、特定の組成及び特定の粘度を有するポリアミド樹脂分散液を特定の撹拌条件で撹拌することを特徴とする。本明細書では、この撹拌前の、特定の組成及び特定の粘度を有するポリアミド樹脂分散液を、便宜上、ポリアミド樹脂分散原料液とよぶ。   The method for producing a polyamide resin aqueous dispersion of the present invention is characterized in that a polyamide resin dispersion having a specific composition and a specific viscosity is stirred under specific stirring conditions. In this specification, the polyamide resin dispersion having a specific composition and specific viscosity before stirring is referred to as a polyamide resin dispersion raw material liquid for convenience.

ポリアミド樹脂分散原料液は、B型回転式粘度計における25℃、60rpmでの粘度が300mpa・s以上である。(以下、粘度とは、特に断りのない限りB型回転式粘度計における25℃、60rpmでの粘度をいう。)
また、ポリアミド樹脂分散原料液は、ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤及び水性媒体を含む。
The polyamide resin-dispersed raw material liquid has a viscosity of not less than 300 mpa · s at 25 ° C. and 60 rpm in a B-type rotary viscometer. (Hereinafter, the viscosity means the viscosity at 25 ° C. and 60 rpm in a B-type rotary viscometer unless otherwise specified.)
The polyamide resin dispersion raw material liquid contains a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant, and an aqueous medium.

ポリアミド樹脂分散原料液の製造方法としては、上記特定の粘度及び特定の組成を有するポリアミド樹脂分散原料液が製造できる限り特に限定されず、例えば、ポリアミド樹脂を、機械粉砕法、冷凍粉砕法、湿式粉砕法等で粉砕して得られるポリアミド樹脂粉体を水性媒体中に所定の粘度になるように分散させる方法、界面活性剤等を用いてポリアミド樹脂を乳化して得られた乳化液に粘度調整剤を添加する方法、ポリアミド樹脂中の末端カルボキシル基を塩基性物質を用いて中和し自己乳化して乳化液を製造する方法などが挙げられる。なお、塩基性物質や高分子分散剤は、選択した製造方法に応じて、適宜加えることができる。   The method for producing the polyamide resin-dispersed raw material liquid is not particularly limited as long as the polyamide resin-dispersed raw material liquid having the above specific viscosity and specific composition can be produced. Viscosity adjustment in emulsion liquid obtained by emulsifying polyamide resin using surfactant, etc., a method of dispersing polyamide resin powder obtained by pulverization by a pulverization method in an aqueous medium so as to have a predetermined viscosity And a method of neutralizing the terminal carboxyl group in the polyamide resin with a basic substance and self-emulsifying to prepare an emulsion. In addition, a basic substance and a polymer dispersing agent can be appropriately added according to the selected production method.

本発明においては、粘度の調整が容易であるという観点から、特に、ポリアミド樹脂中の末端カルボキシル基を塩基性物質を用いて中和し自己乳化して乳化液を製造する際に、塩基性物質の量を調整し、粘度を300mpa・s以上に調整することで、ポリアミド樹脂分散原料液を製造する方法が好適に用いられる。以下、この方法の一態様について詳しく説明する。   In the present invention, from the viewpoint of easy adjustment of the viscosity, in particular, when the terminal carboxyl group in the polyamide resin is neutralized with a basic substance and self-emulsified to produce an emulsion, the basic substance is used. A method for producing a polyamide resin-dispersed raw material liquid is preferably used by adjusting the amount of the above and adjusting the viscosity to 300 mpa · s or more. Hereinafter, an embodiment of this method will be described in detail.

この方法の一態様では、先ず、容器内にポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤および水性媒体を投入し、これらの混合液を調製する。   In one embodiment of this method, first, a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant, and an aqueous medium are charged into a container to prepare a mixed solution thereof.

混合液の調製に用いる容器としては、内容物を均一に混合できる撹拌手段とを備えた容器が好ましい。また、ポリアミド樹脂が水性媒体中で軟化する温度以上の温度に加熱するための加熱手段を備えた容器が好ましい。また、耐圧容器が好ましい。これらの条件を2種又は全て兼ね備えた容器が中でも好ましい。例えば、撹拌機付きの耐圧オートクレーブ等が特に好ましい。   As a container used for the preparation of the mixed solution, a container provided with stirring means capable of uniformly mixing the contents is preferable. Moreover, the container provided with the heating means for heating to the temperature more than the temperature which a polyamide resin softens in an aqueous medium is preferable. A pressure vessel is preferred. A container having two or all of these conditions is particularly preferable. For example, a pressure-resistant autoclave with a stirrer is particularly preferable.

次に、上記混合液をポリアミド樹脂の軟化温度以上に加熱し撹拌して、混合液を乳化させる。これにより得られた乳化液を室温まで冷却することにより粘度が300mpa・s以上のポリアミド樹脂分散原料液が得られる。以上が、ポリアミド樹脂分散原料液を製造する好適な方法の一態様である。   Next, the mixed solution is heated to a temperature higher than the softening temperature of the polyamide resin and stirred to emulsify the mixed solution. By cooling the emulsion thus obtained to room temperature, a polyamide resin dispersion raw material liquid having a viscosity of 300 mpa · s or more is obtained. The above is one aspect of a suitable method for producing a polyamide resin-dispersed raw material liquid.

本発明に用いられるポリアミド樹脂は、市販されているものを用いてもよいし、あるいは適宜製造したものを用いてもよい。   As the polyamide resin used in the present invention, a commercially available product may be used, or an appropriately manufactured product may be used.

ポリアミド樹脂の製造方法としては、公知の方法が用いられる。例えば、ジアミンとジカルボン酸との重縮合、ω−アミノ−ω′カルボン酸の重縮合または環状ラクタムの開環重合等の方法が挙げられる。ここで、重縮合または開環重合の際に重合調節剤として、ジカルボン酸またはモノカルボン酸を用いることができる。   A known method is used as a method for producing the polyamide resin. For example, methods such as polycondensation of diamine and dicarboxylic acid, polycondensation of ω-amino-ω ′ carboxylic acid, or ring-opening polymerization of cyclic lactam can be mentioned. Here, dicarboxylic acid or monocarboxylic acid can be used as a polymerization regulator in the polycondensation or ring-opening polymerization.

ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、フェニレンジアミンおよびメタキシリレンジアミン等が挙げられる。   Specific examples of the diamine include ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diamino. Examples include decane, phenylenediamine, and metaxylylenediamine.

ジカルボン酸の具体例としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、フマル酸、フタル酸、キシリレンジカルボン酸およびダイマー酸(リノール酸やオレイン酸を主成分とする不飽和脂肪酸より合成される炭素数36の不飽和ジカルボン酸)等が挙げられる。   Specific examples of dicarboxylic acids include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, nonanedicarboxylic acid, decanedicarboxylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, fumaric acid, phthalic acid, xylylene diene Examples thereof include carboxylic acids and dimer acids (unsaturated dicarboxylic acids having 36 carbon atoms synthesized from unsaturated fatty acids mainly composed of linoleic acid or oleic acid).

ω−アミノ−ω′カルボン酸の具体例としては、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸および12−アミノドデカン酸等が挙げられる。   Specific examples of the ω-amino-ω ′ carboxylic acid include 6-aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 9-aminononanoic acid, 11-aminoundecanoic acid and 12-aminododecanoic acid.

環状ラクタムの具体例としては、ε−カプロラクタム、ω−エナントラクタムおよびω−ラウリルラクタム等が挙げられる。   Specific examples of the cyclic lactam include ε-caprolactam, ω-enantolactam, and ω-lauryl lactam.

前記重合調節剤として用いられるジカルボン酸の具体例としては、前記、ポリアミド樹
脂の製造に用いられるジカルボン酸と同様に、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、テト
ラデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、フマル酸、フタル酸、キシリレンジ
カルボン酸およびダイマー酸等が挙げられる。また、モノカルボン酸の具体例としては、カプロン酸、ヘプタン酸、ノナン酸、ウンデカン酸およびドデカン酸等が挙げられる。
Specific examples of the dicarboxylic acid used as the polymerization regulator include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, and nonanedicarboxylic acid, as well as the dicarboxylic acid used in the production of the polyamide resin. Examples include acid, decanedicarboxylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, fumaric acid, phthalic acid, xylylene dicarboxylic acid, and dimer acid. Specific examples of the monocarboxylic acid include caproic acid, heptanoic acid, nonanoic acid, undecanoic acid, and dodecanoic acid.

本発明においては、前記の方法により得られるポリアミド樹脂の中でも、特に、−[NH(CHCO]−、−[NH(CHNHCO(CHCO]−、−[NH(CHNHCO(CHCO]−、−[NH(CH10CO]−、−[NH(CH11CO]−および−[NH(CHNHCO−D−CO]−(式中Dは炭素数34の不飽和炭化水素を示す)からなる群より選ばれた少なくとも1種を構造単位とするポリアミド樹脂が好ましく用いられる。 In the present invention, among the polyamide resins obtained by the above method, in particular, — [NH (CH 2 ) 5 CO] —, — [NH (CH 2 ) 6 NHCO (CH 2 ) 4 CO] —, — [ NH (CH 2) 6 NHCO ( CH 2) 8 CO] -, - [NH (CH 2) 10 CO] -, - [NH (CH 2) 11 CO] - and - [NH (CH 2) 2 NHCO- A polyamide resin having at least one selected from the group consisting of D—CO] — (wherein D represents an unsaturated hydrocarbon having 34 carbon atoms) as a structural unit is preferably used.

これらの具体例としては、6−ナイロン、66−ナイロン、610−ナイロン、11−
ナイロン、12−ナイロン、6/66共重合ナイロン、6/610共重合ナイロン、6/
11共重合ナイロン、6/12共重合ナイロン、6/66/11共重合ナイロン、6/6
6/12共重合ナイロン、6/66/11/12共重合ナイロン、6/66/610/1
1/12共重合ナイロンおよびダイマー酸系ポリアミド樹脂、これらの共重合ナイロンとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリアミドエラストマー等が挙げられる。なお、「/」は各ナイロンの共重合体であることを示すため用いた記号である。例えば、6/66共重合ナイロンは、6−ナイロンと66−ナイロンの共重合ナイロンを表す。
Specific examples thereof include 6-nylon, 66-nylon, 610-nylon, 11-
Nylon, 12-nylon, 6/66 copolymer nylon, 6/610 copolymer nylon, 6 /
11 copolymer nylon, 6/12 copolymer nylon, 6/66/11 copolymer nylon, 6/6
6/12 copolymer nylon, 6/66/11/12 copolymer nylon, 6/66/610/1
Examples thereof include 1/12 copolymer nylon and dimer acid polyamide resins, and polyamide elastomers that are copolymers of these copolymer nylons with polyesters and polyalkylene ether glycols. “/” Is a symbol used to indicate that it is a copolymer of each nylon. For example, 6/66 copolymer nylon represents a copolymer nylon of 6-nylon and 66-nylon.

またさらに、本発明に用いられるポリアミド樹脂の例として、ダイマー酸系ポリアミドや、ポリアミドエラストマーも例示される。ポリアミドエラストマーとしては、具体的には、ナイロンとポリエステルとの共重合体、又はナイロンとポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体である、ポリアミドエラストマーが例示される。当該ポリアルキレンエーテルグリコールとしては、ポリエチレンオキシドグリコール、ポリプロピレンオキシドグリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコール、ポリヘキサメチレンオキシドグリコール等が例示される。また、当該ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が例示される。   Furthermore, as an example of the polyamide resin used in the present invention, dimer acid-based polyamide and polyamide elastomer are also exemplified. Specific examples of the polyamide elastomer include polyamide elastomers that are a copolymer of nylon and polyester, or a copolymer of nylon and polyalkylene ether glycol. Examples of the polyalkylene ether glycol include polyethylene oxide glycol, polypropylene oxide glycol, polytetramethylene oxide glycol, polyhexamethylene oxide glycol and the like. Examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polytrimethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate.

ポリアミドは、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Polyamides can be used alone or in combination of two or more.

なお、ポリアミド系エラストマーは、特に限定されるものではないが、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含んでなるブロック共重合体が好ましい。特に、ポリアミド及びポリエーテルが共重合した構造を有するブロック共重合体が好ましく、なかでもポリアミド及びポリエーテルが共重合した構造からなるブロック共重合体が好ましい。ポリエーテルブロックの構成成分としては、例えば、ポリエチレンオキシドグリコール、ポリプロピレンオキシドグリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコール、ポリヘキサメチレンオキシドグリコール等のグリコール化合物並びにポリエーテルジアミン等のジアミン化合物等を挙げることができる。これらの構成成分は、2種以上のものが用いられてもよい。このようなポリアミドエラストマーとしては、ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとの結合部の分子構造、すなわち結合形態が異なる数種類のもの、例えば、「(ポリアミドブロック)−CO−NH−(ポリエーテルブロック)」の結合形態を有するポリエーテルブロックアミド共重合体、「(ポリアミドブロック)−CO−O−(ポリエーテルブロック)」の結合形態を有するポリエーテルエステルブロックアミド共重合体等を挙げることができる。   The polyamide-based elastomer is not particularly limited, but a block copolymer including a polyamide block and a polyether block is preferable. In particular, a block copolymer having a structure in which polyamide and polyether are copolymerized is preferable, and a block copolymer having a structure in which polyamide and polyether are copolymerized is particularly preferable. Examples of the constituent component of the polyether block include glycol compounds such as polyethylene oxide glycol, polypropylene oxide glycol, polytetramethylene oxide glycol, and polyhexamethylene oxide glycol, and diamine compounds such as polyether diamine. Two or more of these components may be used. As such a polyamide elastomer, there are several types having different molecular structures at the bonding part between the polyamide block and the polyether block, that is, bonding forms, for example, “(polyamide block) —CO—NH— (polyether block)”. Examples thereof include a polyether block amide copolymer having a bonding form, a polyether ester block amide copolymer having a bonding form of “(polyamide block) -CO—O— (polyether block)”, and the like.

ポリアミドエラストマーは、公知であるか、又は公知の方法により容易に製造することができる。例えば、ラクタム化合物、アミノカルボン酸化合物およびジアミン化合物のうちの少なくとも1種とジカルボン酸とを反応させて実質的に両末端がカルボキシル基であるポリアミドブロックを調製した後、このポリアミドブロックにポリエチレンオキシドグリコール等のグリコール化合物若しくはポリエーテルジアミン等のジアミン化合物を添加して加熱することで反応させる方法等を挙げることができる。また、市販品を購入して用いることもできる。市販品としては、例えば、宇部興産株式会社製ポリエーテルブロックアミド共重合体(商品名“UBESTAXPA9044X2”)、アルケマ社製ポリエーテルエステルブロックアミド共重合体(商品名“ペバックス2533SA01”)等を用いることができる。   Polyamide elastomers are known or can be easily produced by known methods. For example, after reacting at least one of a lactam compound, an aminocarboxylic acid compound, and a diamine compound with a dicarboxylic acid to prepare a polyamide block substantially having both carboxyl groups at both ends, the polyamide block is coated with polyethylene oxide glycol. The method of making it react by adding and heating diamine compounds, such as glycol compounds or polyether diamine, etc. can be mentioned. Moreover, a commercial item can also be purchased and used. Examples of commercially available products include a polyether block amide copolymer (trade name “UBESTAXPA9044X2”) manufactured by Ube Industries, Ltd., and a polyether ester block amide copolymer (trade name “Pebax 2533SA01”) manufactured by Arkema. Can do.

なお、限定的な解釈を望むものではないが、ポリアミド系エラストマーが、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含んでなるブロック共重合体である場合、ポリアミドブロックを有する硬質高分子部位(ハードセグメントともいう)と、ポリエーテルブロックを有する軟質高分子部位(ソフトセグメントともいう)とが組み合わされた構造を有すると考えられる。   Although not intended to be limited in interpretation, when the polyamide-based elastomer is a block copolymer comprising a polyamide block and a polyether block, a hard polymer portion having a polyamide block (also referred to as a hard segment) And a soft polymer portion having a polyether block (also referred to as a soft segment).

本発明に用いられる塩基性物質としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物やアンモニア、アミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、ポリアミド樹脂水性分散液の静置安定性が優れる観点から特に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好適に用いられる。塩基性物質は、1種で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Although it does not specifically limit as a basic substance used for this invention, For example, alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonia, an amine compound, etc. are mentioned. Among these, sodium hydroxide or potassium hydroxide is particularly preferably used from the viewpoint of excellent stationary stability of the aqueous polyamide resin dispersion. A basic substance can be used by 1 type or in combination of 2 or more types.

塩基性物質は、得られるポリアミド樹脂水性分散液の粘度の経時変化が少ない、あるいは得られるポリアミド樹脂水性分散液を繊維用処理剤に用いた際に繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れる、等の観点から、特に限定はされないが、ポリアミド樹脂の末端カルボキシル基1モルに対し、塩基の価数が好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.4モル以上となるようにポリアミド樹脂分散原料液に含まれる。また、好ましくは、2モル以下、より好ましくは1.5モル以下となるようにポリアミド樹脂分散原料液に含まれる。またさらに、好ましくは0.1〜2モル、より好ましくは0.4〜1.5モルとなるようにポリアミド樹脂分散原料液に含まれる。   The basic substance has little change in the viscosity of the obtained aqueous polyamide resin dispersion over time, or has excellent adhesion between the fiber and the matrix resin when the obtained aqueous polyamide resin dispersion is used as a fiber treatment agent, etc. From this point of view, the polyamide resin-dispersed raw material is preferably such that the valence of the base is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.4 mol or more with respect to 1 mol of the terminal carboxyl group of the polyamide resin. Contained in the liquid. Further, it is preferably contained in the polyamide resin dispersion raw material liquid so as to be 2 mol or less, more preferably 1.5 mol or less. Furthermore, it is contained in the polyamide resin dispersion raw material liquid so as to be preferably 0.1 to 2 mol, more preferably 0.4 to 1.5 mol.

ここで塩基の価数は、塩基性物質1分子が供給し得るOHの数である。例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム1モルの塩基の価数は1モルである。また例えば、水酸化カルシウム1モルの塩基の価数は2モルである。 Here, the valence of the base is the number of OH that can be supplied by one molecule of the basic substance. For example, the valence of 1 mol of sodium hydroxide or 1 mol of potassium hydroxide is 1 mol. For example, the valence of 1 mol of calcium hydroxide is 2 mol.

なお、用いる塩基性物質が1価の塩基性物質(例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等)である場合には、塩基の価数は塩基性物質のモル数と同値なので、“ポリアミド樹脂分散原料液には、これに含まれるポリアミド樹脂の末端カルボキシル基1モルに対して、上記“特定のモル値”(例えば0.1モル以上)の塩基性物質が含まれる”と換言できる。   If the basic substance used is a monovalent basic substance (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide), the base valence is the same as the number of moles of the basic substance. In other words, the liquid contains the basic substance having the above-mentioned “specific molar value” (for example, 0.1 mol or more) with respect to 1 mol of the terminal carboxyl group of the polyamide resin contained therein.

また、ここで本発明者たちが鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド樹脂の末端カルボキシル基を中和するために用いる塩基性物質の添加量を増やし中和度を大きくするにつれて、ポリアミド樹脂分散原料液の粘度が大きくなる関係があることが分った。したがって、本発明においては、塩基性物質の量を調整することによりポリアミド樹脂分散原料液の粘度を300mpa・s以上にすることができる。   In addition, as a result of intensive studies by the present inventors, as the amount of the basic substance used for neutralizing the terminal carboxyl group of the polyamide resin is increased and the degree of neutralization is increased, the polyamide resin dispersion raw material liquid is increased. It has been found that there is a relationship that increases the viscosity of. Therefore, in the present invention, the viscosity of the polyamide resin-dispersed raw material liquid can be increased to 300 mpa · s or more by adjusting the amount of the basic substance.

ポリアミド樹脂分散原料液は、粘度が300mpa・s以上であり、好ましくは300mpa・s以上10000mpa・s以下であり、より好ましくは500mpa・s以上5000mpa・s以下である。粘度を300mpa・s以上に調整することで、後述の攪拌工程による効果を顕著にし、安定性と接着性に優れ、繊維を処理した際に、繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れたポリアミド樹脂水性分散液を得ることができる。   The polyamide resin dispersion raw material liquid has a viscosity of 300 mpa · s or more, preferably 300 mpa · s or more and 10,000 mpa · s or less, more preferably 500 mpa · s or more and 5000 mpa · s or less. By adjusting the viscosity to 300 mpa · s or more, the effect of the stirring process described later becomes remarkable, excellent in stability and adhesion, and excellent in adhesion between the fiber and the matrix resin when the fiber is treated. An aqueous dispersion can be obtained.

本発明に用いられる高分子分散剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸エステルの塩、アルギン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリアルキレンポリアミン、エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体等を挙げることができる。高分子分散剤は1種で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the polymer dispersant used in the present invention include polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyacrylate, polyacrylate salt, sodium alginate, polyethylene glycol, polyalkylene polyamine, ethylene oxide. / Propylene oxide copolymer. The polymer dispersant can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、ポリアミド樹脂との相溶性が優れ、本発明により得られるポリアミド樹脂水性分散液の特徴である粘度の経時変化が少ない等、安定性に優れ、繊維用処理剤として用いた際、繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れた繊維複合化材料を得ることが可能となるポリアミド樹脂水性分散液が得られるという観点からポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体等が優れ、さらに耐熱性に優れるという観点を追加すると特にポリビニルピロリドンが好適に用いられる。   Among these, the compatibility with the polyamide resin is excellent, the change with time of viscosity, which is a characteristic of the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the present invention, is excellent in stability, and when used as a fiber treatment agent, the fiber Polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, etc. are excellent from the viewpoint of obtaining a polyamide resin aqueous dispersion capable of obtaining a fiber composite material having excellent adhesion between the resin and the matrix resin. In particular, polyvinylpyrrolidone is preferably used in view of the excellent heat resistance.

ポリビニルピロリドン(PVP)は、ビニルピロリドンを重合して得られる高分子であればよく、共重合体としてポリビニルピロリドンを含む高分子でもよい。これらは、市販されているものを用いることができる。ポリビニルピロリドンの質量平均分子量は、特に限定されないが、10,000〜5,000,000が好ましく、特に得られるポリアミド樹脂水性分散液が安定性に優れるという観点から100,000〜3,000,000がより好ましい。   Polyvinyl pyrrolidone (PVP) may be a polymer obtained by polymerizing vinyl pyrrolidone, and may be a polymer containing polyvinyl pyrrolidone as a copolymer. These can use what is marketed. The mass average molecular weight of polyvinylpyrrolidone is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 5,000,000, and in particular, 100,000 to 3,000,000 from the viewpoint that the aqueous polyamide resin dispersion obtained is excellent in stability. Is more preferable.

高分子分散剤の使用量(ポリアミド樹脂分散原料液に含まれる量)は、特に制限はされないが、ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜8質量部がより好ましく、1〜6質量部がさらに好ましい。高分子分散剤の使用量が0.01質量部以上の場合、得られるポリアミド樹脂水性分散液の粘度の経時変化が少ない等、静置安定性の面で好ましい。高分子分散剤の使用量が10質量部以下の場合、繊維用処理剤として繊維を処理した場合に、繊維とマトリックス樹脂との間の接着性がより良好であり好ましい。   The amount of the polymer dispersant used (the amount contained in the polyamide resin dispersion raw material liquid) is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin. A mass part is more preferable, and 1-6 mass parts is still more preferable. When the amount of the polymer dispersant used is 0.01 parts by mass or more, it is preferable from the standpoint of stationary stability, for example, there is little change in the viscosity of the resulting aqueous polyamide resin dispersion. When the amount of the polymer dispersant used is 10 parts by mass or less, when the fiber is treated as a fiber treating agent, the adhesion between the fiber and the matrix resin is better, which is preferable.

特に、上述したポリアミド樹脂分散原料液を製造する好適な方法の一態様においては、高分子分散剤は、最初の混合液の調整段階で添加しなくても、ポリアミド樹脂中の末端カルボキシル基を塩基性物質を用いて中和し、自己乳化し乳化液を得るまでの間であれば、いつでも任意に添加することができ本発明の効果を得ることができる。ただし、得られるポリアミド樹脂水性分散液の静置安定性と接着性が特に良好であるとの観点から、ポリアミド樹脂の末端カルボキシル基を塩基性物質で中和するまでの間にポリアミド樹脂に添加しておくのが好ましい。   In particular, in one aspect of a preferred method for producing the above-mentioned polyamide resin dispersion raw material liquid, the polymer dispersant can be used as a base terminal carboxyl group in the polyamide resin without adding it in the initial adjustment stage of the mixed liquid. It can be added arbitrarily at any time until it is neutralized with an organic substance, self-emulsified and an emulsion is obtained, and the effects of the present invention can be obtained. However, from the standpoint that the standing stability and adhesiveness of the resulting polyamide resin aqueous dispersion are particularly good, it is added to the polyamide resin until the terminal carboxyl group of the polyamide resin is neutralized with a basic substance. It is preferable to keep it.

本発明に用いられる水性媒体としては、水又は水を主成分とした媒体が好ましく、水がより好ましい。水としては、水道水、工業用水、イオン交換水、脱イオン水、純水などの各種の水を用いることができる。特に脱イオン水および純水が好ましい。また、用いる水には、本発明の目的が阻害されない範囲において、必要に応じて、pH調整剤、粘度調整剤、防かび剤、消泡剤等が適宜添加されていてもよい。   As the aqueous medium used in the present invention, water or a medium containing water as a main component is preferable, and water is more preferable. As water, various kinds of water such as tap water, industrial water, ion exchange water, deionized water, and pure water can be used. Deionized water and pure water are particularly preferable. In addition, a pH adjuster, a viscosity adjuster, a fungicide, an antifoaming agent, and the like may be appropriately added to the water to be used, as long as the object of the present invention is not impaired.

なお、本発明のポリアミド樹脂水性分散液の“水性”は水性媒体を含むことを意味する。   “Aqueous” in the aqueous polyamide resin dispersion of the present invention means containing an aqueous medium.

本発明のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法は、上記ポリアミド樹脂分散原料液を、特定の先端周速かつ特定のパス回数で撹拌することを特徴とする。   The method for producing a polyamide resin aqueous dispersion of the present invention is characterized in that the polyamide resin dispersion raw material liquid is stirred at a specific tip peripheral speed and at a specific number of passes.

撹拌には、撹拌機を用いる。撹拌は、撹拌機の先端収束が、10m/s以上となる条件で行う。   A stirrer is used for stirring. Stirring is performed under the condition that the tip convergence of the stirrer is 10 m / s or more.

ポリアミド樹脂分散原料液に、撹拌機の先端周速が10m/s以上となる撹拌を行うための撹拌機としては特に限定されず、通常型撹拌機、高速回転式撹拌機等、公知のものを使用することができる。   There is no particular limitation on the stirrer for stirring the polyamide resin-dispersed raw material liquid so that the tip peripheral speed of the stirrer is 10 m / s or more. Can be used.

通常型撹拌機としては、例えば多翼タービン翼、フラットタービン翼、フラットパドル翼、ピッチドタービン翼、ピッチドパドル翼、プロペラ翼、アンカー翼等の構造が簡単で安価な撹拌翼を供えたものが挙げられる。これらは、処理液を入れた容器に上部より挿入し撹拌を行う内部挿入式タイプとして使用することができる。   Examples of the normal type agitator include, for example, a multiblade turbine blade, a flat turbine blade, a flat paddle blade, a pitched turbine blade, a pitched paddle blade, a propeller blade, an anchor blade and the like provided with a simple and inexpensive stirring blade. It is done. These can be used as an internal insertion type that is inserted from above into a container containing a processing solution and stirred.

また、高速回転式の撹拌機としては、高速回転遠心放射型撹拌機や高速回転せん断型撹拌機がある。高速回転遠心放射型撹拌機としては、例えば丸鋸の刃を交互に上下に折り曲げた歯付き円盤型インペラを供えたものを使用することができ、具体的には、プライミクス(株)製の内部挿入式タイプのT.Kホモディスパー等を使用することができる。高速回転せん断型撹拌機には、回転翼が固定翼に収納された形状で、両者の間に設けられた微細な間隙で起こる強力なせん断作用や衝撃力を利用して、流体を微粒化する内部挿入式タイプと、流体の入り口と出口を設けた円筒状容器内に回転翼を挿入したものに処理液をポンプ等を用いてワンスルーで通過させ連続的に循環させて撹拌を行う連続循環処理方式タイプがある。前者のものとしては、プライミクス(株)製のT.Kロボミックス、T.Kホモミクサー等が例示でき、後者のものとしては、プライミクス(株)製のT.Kパイプラインホモミクサー、T.Kホモミックラインフロー等が例示できる。   In addition, examples of the high-speed rotating stirrer include a high-speed rotating centrifugal radiation stirrer and a high-speed rotating shearing stirrer. As the high-speed rotating centrifugal radiation type stirrer, for example, one provided with a toothed disk type impeller in which circular saw blades are alternately bent up and down can be used. An insertion type TK homodisper or the like can be used. The high-speed rotary shear type stirrer has a shape in which the rotor blades are housed in the fixed blades, and atomizes the fluid using the powerful shearing action and impact force that occurs in the minute gaps between them. Internal insertion type and continuous circulation processing in which a processing blade is passed through a cylindrical vessel with fluid inlets and outlets inserted through a rotating blade and continuously circulated using a pump etc. There is a method type. Examples of the former include TK Robomix and TK homomixer manufactured by Primix Co., Ltd., and examples of the latter include TK pipeline homomixer and TK homomic line flow manufactured by Primix Co., Ltd. .

本発明においては、ポリアミド樹脂系分散原料液に強力なせん断力と衝撃力を加えることを可能とし、安定性と接着性に優れた本発明の水性分散液を得、繊維用処理剤として用いた際、繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れた繊維複合化材料を得ることが可能となるという観点から、高速回転せん断型撹拌機を好適に用いることができる。   In the present invention, it is possible to apply a strong shearing force and impact force to the polyamide resin-based dispersion raw material liquid, and the aqueous dispersion liquid of the present invention having excellent stability and adhesiveness is obtained and used as a fiber treating agent. At this time, from the viewpoint that a fiber composite material having excellent adhesion between the fibers and the matrix resin can be obtained, a high-speed rotating shear type stirrer can be suitably used.

本発明においてポリアミド樹脂分散原料液を内部挿入式の撹拌機で撹拌する場合、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(1)で定義されるパス回数P1が20回以上の条件で行う。撹拌機の羽根の先端周速は10m/s以上であり、好ましくは10〜40m/s、より好ましくは15〜30m/sである。パス回数P1は20回以上であり、好ましくは30回以上、より好ましくは50〜10000回、さらに好ましくは100〜3000回、よりさらに好ましくは150〜1000回、特に好ましくは200〜500回である。   In the present invention, when the polyamide resin-dispersed raw material liquid is stirred with an internal insertion type stirrer, the tip peripheral speed of the blade of the stirrer is 10 m / s or more, and the number of passes P1 defined by the following formula (1) is 20 Perform under conditions of more than once. The tip peripheral speed of the blades of the stirrer is 10 m / s or more, preferably 10 to 40 m / s, more preferably 15 to 30 m / s. The pass number P1 is 20 times or more, preferably 30 times or more, more preferably 50 to 10000 times, still more preferably 100 to 3000 times, still more preferably 150 to 1000 times, and particularly preferably 200 to 500 times. .

本発明において、先端周速とは、以下の式により算出される値である。
先端周速(m/s)=d×π×n/(100×60)
(ただし、nは撹拌翼回転数[rpm]を、dは撹拌翼径[cm]を、それぞれ示す)
In the present invention, the tip peripheral speed is a value calculated by the following equation.
Tip peripheral speed (m / s) = d × π × n / (100 × 60)
(Where n represents the number of revolutions of the stirring blade [rpm], and d represents the diameter of the stirring blade [cm])

また、パス回数は、撹拌機の種類によって、計算法が異なり、通常撹拌機、高速回転遠心放射型撹拌機、内部挿入式タイプの高速回転せん断型撹拌機の場合、以下の式を用いて、計算することができる。
パス回数P1=Q×撹拌時間(min)/全液量(L)
In addition, the number of passes depends on the type of stirrer, and the calculation method varies.In the case of a normal stirrer, a high-speed rotating centrifugal radiation type stirrer, and an internal insertion type high-speed rotating shear type stirrer, Can be calculated.
Number of passes P1 = Q × Agitation time (min) / Total liquid amount (L)

ここで、Qは吐出量[L/min]を示し、以下の式で表される。
Q=Nq・n・d/1000
(ただし、Nqは吐出係数を、nは撹拌翼回転数[rpm]を、dは撹拌翼径[cm]を、それぞれ示す。)
Here, Q represents the discharge amount [L / min] and is represented by the following equation.
Q = Nq · n · d 3 /1000
(However, Nq represents the discharge coefficient, n represents the stirring blade rotation speed [rpm], and d represents the stirring blade diameter [cm].)

ここで、吐出係数Nqは、撹拌翼の形状等によって異なる。吐出係数は、実測により算出することも可能であるが、撹拌機メーカーの技術書、例えば、「乳化分散の理論と実際(実用編):特殊機化工業株式会社(現プライミクス株式会社)編、1997年発行」や「撹拌技術:佐竹化学機械工業株式会社編、1992年」に算出された値が予め記載されているので、当該記載されている値を用いることができる。   Here, the discharge coefficient Nq varies depending on the shape of the stirring blades. Although the discharge coefficient can be calculated by actual measurement, a technical document of a stirrer manufacturer, for example, “Theory and practice of emulsification dispersion (practical): Special Machine Industries Co., Ltd. (currently Primex Corporation), Since the values calculated in “Published in 1997” and “Agitation technology: edited by Satake Chemical Machinery Co., Ltd., 1992” are described in advance, the values described can be used.

本発明においてポリアミド樹脂分散原料液を連続循環処理方式の撹拌機で撹拌する場合、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(2)で定義されるパス回数P2が1回以上の条件で行う。撹拌機の羽根の先端周速は10m/s以上、好ましくは15m/s以上、より好ましくは20m/s以上である。パス回数P2は1回以上であり、好ましくは3〜100回、より好ましくは3〜20回である。   In the present invention, when the polyamide resin-dispersed raw material liquid is agitated by a continuous circulation processing type agitator, the tip peripheral speed of the agitator blade is 10 m / s or more and the number of passes P2 defined by the following equation (2) is Perform under one or more conditions. The tip peripheral speed of the blade of the stirrer is 10 m / s or more, preferably 15 m / s or more, more preferably 20 m / s or more. The pass number P2 is one or more times, preferably 3 to 100 times, more preferably 3 to 20 times.

連続循環処理方式の高速回転せん断型攪拌機の場合は、パス回数P2は以下の式を用いて算出される値である。
パス回数P2= 流量(L/min)×攪拌時間(min)/全液量 (L)
In the case of a high-speed rotating shear type stirrer of the continuous circulation processing method, the pass number P2 is a value calculated using the following equation.
Number of passes P2 = Flow rate (L / min) x Agitation time (min) / Total liquid volume (L)

本発明において、このような攪拌操作を行うことが好ましい理由としては、以下のように推測される。  In the present invention, the reason why it is preferable to perform such a stirring operation is presumed as follows.

すなわち、ポリアミド樹脂を分子レベルから考察すれば、ポリアミド樹脂中には極性が大きいアミド結合が存在し、また、カルボキシル基やアミノ基などのイオン性の官能基を有するため、水中でポリアミド樹脂粒子(以下単に「粒子」ともいう)同士が複雑な電解質的な挙動を示す。そのため、粒子同士が凝集しようとする相互作用が強い。ポリアミド樹脂水性分散液は、静置下でも徐々に粘度が増粘する傾向があり、水性媒体等で水性分散液中のポリアミド樹脂の濃度を下げない限りは、粘度を下げることが難しい場合があるが、これは粒子の凝集作用によるものと推測される。また、粒子の凝集作用により増粘した水性分散液は接着性に劣り、例えば、繊維用処理剤として用いた場合、繊維とマトリックス樹脂との接着性が悪くなると推測される。   That is, if the polyamide resin is considered from the molecular level, the polyamide resin has a highly polar amide bond and has an ionic functional group such as a carboxyl group or an amino group. In the following, they are also simply referred to as “particles” and exhibit complex electrolyte behavior. Therefore, the interaction that particles try to aggregate is strong. Polyamide resin aqueous dispersions tend to gradually increase in viscosity even when left standing, and it may be difficult to lower the viscosity unless the concentration of the polyamide resin in the aqueous dispersion is lowered with an aqueous medium or the like. However, this is presumed to be due to the aggregation action of the particles. Moreover, the aqueous dispersion liquid thickened by the aggregation action of particles is inferior in adhesiveness. For example, when used as a treating agent for fibers, it is presumed that the adhesiveness between the fibers and the matrix resin is deteriorated.

これらの原因は、粒子表面においてマトリックス樹脂と水素結合を形成するポリアミド樹脂中のカルボキシル基等の官能基が、粒子が凝集することによって偏在化が進み、マトリックス樹脂と水素結合を形成しにくくなるためと考えられたが、本発明者たちは、本発明の撹拌操作を行うことにより、粒子が凝集しにくく、静置下で粘度が上昇しにくい安定性に優れた水性分散液が得られることを見出した。   This is because the functional groups such as carboxyl groups in the polyamide resin that form hydrogen bonds with the matrix resin on the particle surface are more unevenly distributed due to the aggregation of the particles, making it difficult to form hydrogen bonds with the matrix resin. However, the present inventors have found that by performing the stirring operation of the present invention, it is possible to obtain an aqueous dispersion excellent in stability in which particles are less likely to agglomerate and viscosity does not increase under standing. I found it.

得られた水性分散液については、粒子間の凝集がほぐれ、粒子の分散性が良くなったため、繊維に均一に含浸させやすくなった。さらには、マトリックス樹脂との接着性が優れ、繊維用処理剤として適していることも判明した。これは、撹拌により、粒子表面のイオン性の官能基の偏在化が解消され粒子表面のイオンの均一化が進んだためと推測される。   About the obtained aqueous dispersion, aggregation between particles was loosened and the dispersibility of the particles was improved, so that the fibers were easily impregnated uniformly. Furthermore, it has been found that the adhesiveness to the matrix resin is excellent and it is suitable as a fiber treating agent. This is presumed to be because the uneven distribution of ionic functional groups on the particle surface was eliminated by stirring, and the uniformization of ions on the particle surface advanced.

本発明の製造方法により得られるポリアミド樹脂水性分散液は、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸を共重合してなる共重合体(以下「エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体」ともいう)をさらに含有することにより、水性分散液の安定性と接着性を高め、繊維処理剤として用いた際には、処理した繊維とマトリックス樹脂との接着性をさらに高めることができる。   The aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method of the present invention is a copolymer obtained by copolymerizing ethylene and an ethylenically unsaturated carboxylic acid (hereinafter also referred to as “copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid”). ), The stability and adhesiveness of the aqueous dispersion can be increased, and when used as a fiber treating agent, the adhesiveness between the treated fiber and the matrix resin can be further enhanced.

エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体としては、例えば、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸を共重合した共重合体(より具体的には、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸のランダム共重合体、ポリエチレンに不飽和カルボン酸がグラフトした共重合体等)が挙げられる。またさらに、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸以外の成分を加えて共重合した共重合体等が挙げられる。   Examples of the copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid include a copolymer obtained by copolymerizing ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid (more specifically, a random copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid). Polymers, copolymers obtained by grafting unsaturated carboxylic acids onto polyethylene, and the like. Furthermore, the copolymer etc. which added and copolymerized components other than ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid are mentioned.

上記エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、含まれる炭素原子数が6以下の不飽和カルボン酸、ジカルボン酸等を挙げることができる。含まれる炭素原子数が6以下の不飽和カルボン酸としては、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等が、また、ジカルボン酸としては、具体的にはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が、それぞれ例示される。これらの中でもアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。なお、エチレン性不飽和カルボン酸は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include unsaturated carboxylic acids and dicarboxylic acids having 6 or less carbon atoms. Specific examples of the unsaturated carboxylic acid having 6 or less carbon atoms include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid. Specific examples of the dicarboxylic acid include maleic acid and fumaric acid. , Itaconic acid and the like are exemplified. Among these, acrylic acid or methacrylic acid is preferable. In addition, ethylenically unsaturated carboxylic acid can be used 1 type or in combination of 2 or more types.

また、本発明では、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体に代えて、または共に、該共重合体の塩を用いることもできる。例えば、アンモニアや水酸化ナトリウム等を用いて、該共重合体を自己乳化させて得られる、該共重合体アンモニウム塩又はナトリウム塩等を用いることができる。より具体的には、例えば、エチレン−アクリル酸共重合体(エチレンとアクリル酸の共重合体)を自己乳化させて得られる、エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩又はナトリウム塩等を好ましく用いることができる。エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の塩として市販品を用いることもできる。例えば、エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩として、住友精化株式会社製の商品名“ザイクセンA”を利用することができる。   Moreover, in this invention, it can replace with the copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid, or can also use the salt of this copolymer together. For example, the copolymer ammonium salt or sodium salt obtained by self-emulsifying the copolymer using ammonia, sodium hydroxide, or the like can be used. More specifically, for example, ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt or sodium salt obtained by self-emulsifying ethylene-acrylic acid copolymer (copolymer of ethylene and acrylic acid) is preferably used. Can do. Commercial products can also be used as salts of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acids. For example, the trade name “Zyxen A” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd. can be used as the ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt.

これらのエチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体(又はその塩)の添加時期は、特に限定されないが、攪拌操作前のポリアミド樹脂分散原料液の製造時に添加してもよいし、攪拌操作によりポリアミド樹脂水性分散液が得られた後に添加してもよい。   The timing of addition of these ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid copolymers (or salts thereof) is not particularly limited, but may be added during the production of the polyamide resin dispersion raw material liquid before the stirring operation, or the stirring operation May be added after the aqueous polyamide resin dispersion is obtained.

また、エチレン及びエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体(又はその塩)の使用量は、特に制限はされないが、ポリアミド樹脂100質量部に対して、1〜20質量部が好ましく、2〜10量部がより好ましい。   Further, the amount of the copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid (or a salt thereof) is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin. An amount part is more preferable.

本発明の製造方法により得られるポリアミド樹脂水性分散液は、本発明の目的を阻害しない範囲において、必要に応じて、酸化防止剤を含んでいてもよい。酸化防止剤を含むことで、ポリアミド樹脂の熱劣化を抑制され、繊維処理剤として用いた場合に、得られた繊維または繊維複合化材料の耐熱性等の機械的特性を向上させることができる。   The aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method of the present invention may contain an antioxidant, if necessary, as long as the object of the present invention is not impaired. By including the antioxidant, thermal degradation of the polyamide resin can be suppressed, and when used as a fiber treatment agent, mechanical properties such as heat resistance of the obtained fiber or fiber composite material can be improved.

本発明の製造方法により得られるポリアミド樹脂水性分散液中のポリアミド樹脂の濃度は、0.1〜80質量%であることが望ましく、さらに好ましくは1〜60質量%である。ポリアミド樹脂の濃度が80質量%以下の場合、水性分散液の安定性の面でより好ましい。ポリアミド樹脂の濃度が0.1質量%以上の場合、接着性の面でより好ましい。   The concentration of the polyamide resin in the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method of the present invention is desirably 0.1 to 80% by mass, and more preferably 1 to 60% by mass. When the concentration of the polyamide resin is 80% by mass or less, it is more preferable in terms of stability of the aqueous dispersion. When the concentration of the polyamide resin is 0.1% by mass or more, it is more preferable in terms of adhesiveness.

本発明の製造方法により得られるポリアミド樹脂水性分散液において、分散されたポリアミド樹脂の粒子の平均粒子径は、通常、0.1〜20μmである。平均粒子径が0.1μm以上の場合、分散液の粘度がより好適であり、より取り扱いやすく、また、20μm以下の場合、ポリアミド樹脂の粒子がより沈降しにくい等、分散液の安定性の面で好適であり、また、繊維用処理剤として用いた際には、繊維への均一含浸性がより良好で好ましい。ここで、平均粒子径の値は、レーザー回折・散乱法により求めた値である。なお、直径1μmの球と同じ回折・散乱光のパターンを示す被測定粒子は、その形状に関わらず粒子径1μとして算出する。   In the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the production method of the present invention, the average particle diameter of the dispersed polyamide resin particles is usually 0.1 to 20 μm. When the average particle size is 0.1 μm or more, the viscosity of the dispersion is more suitable and easier to handle. When the average particle size is 20 μm or less, the polyamide resin particles are more difficult to settle. In addition, when used as a fiber treating agent, uniform impregnation into fibers is more preferable. Here, the value of the average particle diameter is a value obtained by a laser diffraction / scattering method. Note that a particle to be measured that shows the same diffraction / scattered light pattern as a sphere having a diameter of 1 μm is calculated as a particle diameter of 1 μ regardless of its shape.

本発明により得られるポリアミド樹脂水性分散液を繊維用処理剤として好適に用いることができる。当該ポリアミド樹脂水性分散液そのものを繊維用処理剤として用いてもよいし、当該ポリアミド樹脂水性分散液に、通常繊維用処理剤に含まれ得る成分をさらに添加した上で繊維用処理剤として用いてもよい。つまり、本発明は、当該ポリアミド樹脂水性分散液を含む繊維用処理剤を包含する。   The aqueous polyamide resin dispersion obtained by the present invention can be suitably used as a fiber treating agent. The polyamide resin aqueous dispersion itself may be used as a fiber treating agent, or a component that can be usually contained in a fiber treating agent is further added to the polyamide resin aqueous dispersion and then used as a fiber treating agent. Also good. That is, this invention includes the processing agent for fibers containing the said polyamide resin aqueous dispersion.

繊維用処理剤の処理対象とする繊維は、特に限定されない。有機繊維としては、植物や動物から得られる綿、麻、亜麻、黄麻、羊毛、カシミヤ等の天然繊維、有機化学物質を合成して得られる6−ナイロン、66−ナイロン等のポリアミド系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、ポリアクリルニトリル系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリ塩化ビニル系合成繊維、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維、ポリエチレン系合成繊維、ポリプロピレン系合成繊維、ポリウレタン系合成繊維等の合成繊維、アセテート、トリアセテート等の半合成繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維が例示できる。無機繊維としては、アクリル繊維またはピッチを原料として、高温で炭化して製造された炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、岩石繊維など各種繊維が例示できる。   The fiber to be treated by the fiber treating agent is not particularly limited. Examples of organic fibers include natural fibers such as cotton, hemp, flax, jute, wool, and cashmere obtained from plants and animals, polyamide synthetic fibers such as 6-nylon and 66-nylon obtained by synthesizing organic chemicals, Synthetic fibers such as polyester synthetic fibers, polyacrylonitrile synthetic fibers, polyvinyl alcohol synthetic fibers, polyvinyl chloride synthetic fibers, polyvinylidene chloride synthetic fibers, polyethylene synthetic fibers, polypropylene synthetic fibers, and polyurethane synthetic fibers Examples thereof include semi-synthetic fibers such as acetate and triacetate, and regenerated fibers such as rayon and cupra. Examples of the inorganic fiber include various fibers such as carbon fiber, glass fiber, metal fiber, and rock fiber manufactured by carbonizing at high temperature using acrylic fiber or pitch as a raw material.

中でも、本発明により得られるポリアミド樹脂水性分散液と相溶性が優れ、繊維に対して処理剤が均一に含浸しやすいという観点から、有機繊維としてはポリアミド系繊維、無機繊維としては炭素繊維を良好に使用することができる。   Among them, from the viewpoint of excellent compatibility with the aqueous polyamide resin dispersion obtained by the present invention and easy impregnation of the fiber with the treatment agent, polyamide fibers are preferable as organic fibers, and carbon fibers are preferable as inorganic fibers. Can be used for

ポリアミド樹脂水性分散液をポリアミド系繊維用処理剤として用いる際のポリアミド系繊維としては、特に限定されない。6−ナイロン、66−ナイロン、610−ナイロン、11−ナイロン、12−ナイロン、6/66共重合ナイロン、6/610共重合ナイロン、6/11共重合ナイロン、6/12共重合ナイロン、6/66/11共重合ナイロン、6/66/12共重合ナイロン、6/66/11/12共重合ナイロン、6/66/610/11/12共重合ナイロンおよびダイマー酸系ポリアミド樹脂、これらの共重合ナイロンとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリアミドエラストマー等から構成される繊維が好適に用いられる。   The polyamide fiber used when the polyamide resin aqueous dispersion is used as a treating agent for polyamide fiber is not particularly limited. 6-nylon, 66-nylon, 610-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 6/66 copolymer nylon, 6/610 copolymer nylon, 6/11 copolymer nylon, 6/12 copolymer nylon, 6 / 66/11 copolymer nylon, 6/66/12 copolymer nylon, 6/66/11/12 copolymer nylon, 6/66/610/11/12 copolymer nylon, and dimer acid polyamide resin, copolymerization thereof A fiber composed of a polyamide elastomer or the like which is a copolymer of nylon and polyester or polyalkylene ether glycol is preferably used.

ポリアミド樹脂水性分散液を炭素繊維用処理剤として用いる際の炭素繊維としては、特に限定されない。炭素繊維の具体例としては、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ等、繊維状であれば種類は特に限らないが、安価なコストを実現できる点と炭素繊維を束ねてなる炭素繊維束から得られる成形体が良好な機械的特性を持つという点でポリアクリロニトリル系炭素繊維が好適に用いられる。   The carbon fiber used when the aqueous polyamide resin dispersion is used as a carbon fiber treating agent is not particularly limited. Specific examples of the carbon fiber include polyacrylonitrile-based carbon fiber, rayon-based carbon fiber, lignin-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, carbon nanotube, and the like, but the type is not particularly limited. Polyacrylonitrile-based carbon fibers are preferably used in that low cost can be realized and a molded product obtained from a carbon fiber bundle formed by bundling carbon fibers has good mechanical properties.

形態についても、連続長繊維や連続長繊維をカットした短繊維、粉末状に粉砕したミルド糸等、いずれでも良い。これらは、織物、編み物、不織布等のシート状等に、用途や必要特性に応じて適宜選ぶことができる。   Regarding the form, any of continuous long fibers, short fibers obtained by cutting continuous long fibers, milled yarn pulverized into a powder form, and the like may be used. These can be appropriately selected in the form of a sheet such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric according to the application and required characteristics.

繊維用処理剤を繊維に含浸させる方法としては、特に限定されないが、例えば、繊維用処理剤としてポリアミド樹脂水性分散液を入れた処理槽に繊維を含浸した後、繊維を引揚げる方法、分散液を繊維に滴下し散布する方法の他、ナイフコート法、ローラー浸漬法やローラー接触法等を適用して行うこともできる。繊維への付着量の調整は、水性分散液中のポリアミド樹脂濃度を調整することによってもできる。また、絞りコントローラー等を用いて、繊維表面に付着したポリアミド樹脂を拭き取ることによって調節することもできる。   The method for impregnating the fiber with the fiber treatment agent is not particularly limited. For example, the fiber is impregnated into a treatment tank containing a polyamide resin aqueous dispersion as the fiber treatment agent, and then the fiber is lifted. In addition to the method of dropping and spraying the fibers on the fibers, a knife coating method, a roller dipping method, a roller contact method, or the like can be applied. The amount of adhesion to the fiber can be adjusted by adjusting the polyamide resin concentration in the aqueous dispersion. Moreover, it can also adjust by wiping off the polyamide resin adhering to the fiber surface using an aperture controller or the like.

繊維用処理剤を繊維に付着させた後、続いて乾燥処理によって水分を除去することにより、本発明により得られた繊維用処理剤で処理された繊維が得られる。   After the fiber treating agent is adhered to the fibers, the water treated by the drying treatment is subsequently removed to obtain the fibers treated with the fiber treating agent obtained by the present invention.

このときの乾燥処理の方法としては、特に限定されないが、例えば熱風、熱板、ローラー、赤外線ヒーター等の熱媒を用いる方法を選択することができる。   A method for the drying treatment at this time is not particularly limited, but a method using a heat medium such as hot air, a hot plate, a roller, an infrared heater or the like can be selected.

本発明から得られる繊維用処理剤を付着させた繊維の繊維用処理剤の付着量は、付着前の繊維100質量部に対しての付着後の繊維の質量増加分にて表すことができる。繊維用処理剤の付着量は、0.1〜20質量部であることが望ましく、さらに好ましくは1〜15質量部である。付着量が20質量部未満であれば、繊維の柔軟性が損なわれず、良好に使用することができる。付着量が0.1質量部超であれば、繊維とマトリックス樹脂を配合して繊維複合化材料を製造する際、繊維とマトリックス樹脂との接着性がより良好であり、繊維複合化材料の強度等、機械的特性が優れうる。   The adhesion amount of the fiber treatment agent of the fiber to which the fiber treatment agent obtained from the present invention is adhered can be represented by the increase in the mass of the fiber after adhesion with respect to 100 parts by mass of the fiber before adhesion. The adhesion amount of the fiber treatment agent is desirably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass. If the amount of adhesion is less than 20 parts by mass, the flexibility of the fiber is not impaired and it can be used satisfactorily. If the adhesion amount is more than 0.1 parts by mass, the fiber-matrix resin has better adhesion when the fiber-matrix resin is blended to produce the fiber-composite material, and the strength of the fiber-composite material. The mechanical properties can be excellent.

本発明の繊維用処理剤で処理された繊維は、マトリックス樹脂を配合させ繊維強化樹脂組成物として用いることができる。ここで、マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のどちらにも、特に限定されないが、本発明のポリアミド樹脂水性分散液と相溶性が優れることの他、得られた成形品の機械的特性が良く、かつ成形効率の高いプレス成形または射出成形が可能であり、リサイクル面を考慮しても、熱可塑性樹脂のほうが好ましい。   The fiber treated with the fiber treating agent of the present invention can be mixed with a matrix resin and used as a fiber reinforced resin composition. Here, the matrix resin is not particularly limited to either a thermosetting resin or a thermoplastic resin. In addition to being excellent in compatibility with the aqueous polyamide resin dispersion of the present invention, the mechanical properties of the obtained molded product are also included. In addition, it is possible to perform press molding or injection molding with high molding efficiency, and the thermoplastic resin is more preferable in consideration of the recycling aspect.

熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィンの他、スチレン系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノールフェノキシ樹脂、フッ素樹脂、さらには、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、飽和ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジェン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー等や、これらの共重合体、変性体、およびこれらの樹脂を2種類以上ブレンドしたものが例示できる。   As thermoplastic resins, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and polybutylene, styrene resins, polyoxymethylene, polyamide, polycarbonate, polymethylene methacrylate, polyvinyl chloride, polyphenylene sulfide, Polyphenylene ether, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyketone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyarylate, polyethernitrile, phenolphenoxy resin, fluororesin, and polystyrene-based, polyolefine , Polyurethane, saturated polyester, polyamide, polybutadiene, polyisoprene System, and thermoplastic elastomers and fluorine-containing resins, their copolymers, modified product, and a blend of two or more of these resins can be exemplified.

本発明により得られるポリアミド樹脂水性分散液を繊維用処理剤として用いた場合、粘度の経時変化が少ない等、安定性と接着性に優れており、繊維を処理した際、繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れた繊維複合化材料を得ることが可能となる。   When the polyamide resin aqueous dispersion obtained by the present invention is used as a fiber treating agent, it has excellent stability and adhesive properties such as little change in viscosity over time. A fiber composite material having excellent adhesiveness can be obtained.

このようにして得られた繊維複合化材料は、繊維とマトリックス樹脂との接着性が良好であるため、例えば、薄肉化させ、非常に強度や曲げ特性等の機械的特性が良好な繊維複合化材料を製造することを可能とさせる。このような繊維複合化材料は、自動車や航空機、スポーツ関連製品および医療器具等を製造するための構造材料用として極めて有用であり、衣料材料、カーペットおよびエアバッグなどに用いられるナイロンやポリエステル等の繊維のコーティング剤等として、広い用途において活用することができる。   The fiber composite material obtained in this way has good adhesion between the fiber and the matrix resin. For example, the fiber composite material is thinned and has excellent mechanical properties such as strength and bending properties. It makes it possible to produce materials. Such a fiber composite material is extremely useful as a structural material for manufacturing automobiles, aircraft, sports-related products, medical equipment, and the like, such as nylon and polyester used for clothing materials, carpets, airbags, and the like. It can be used in a wide range of applications as a fiber coating agent.

次に本発明における実施例、比較例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Next, examples and comparative examples in the present invention will be described, but the present invention is not limited to these.

実施例1
<ポリアミド樹脂水性分散原料液の調製>
直径50mmのタービン型撹拌羽根を備えた内容積1リットルの耐圧オートクレーブ中に、6/66/12共重合ナイロン(融点159℃、末端カルボキシル基180ミリモル/kg、末端アミノ基10ミリモル/kg)240g、脱イオン水141.2g、10%水酸化ナトリウム水溶液14g、およびポリビニルピロリドン4.8g(ISPジャパン株式会社の商品名「PVP K−90」:質量平均分子量900,000〜1500,000)を仕込み密閉した。次に、撹拌機を始動し、1000rpmの回転数で撹拌しながらオートクレーブ内部を180℃まで昇温した。内温を180℃に保ちながらさらに30分間撹拌した後、冷却し、内温が90℃に到達した際に、脱イオン水400gを加えた。さらに、室温まで冷却し、ポリアミド樹脂水性分散原料液を得た。この原料液中のポリアミド樹脂の平均粒子径をレーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所、商品名“SALD−2000J”)を用いて測定した。また、当該原料液を25℃の恒温水槽に移動させ、B型回転式粘度計を用いて25℃、60rpmでの粘度を測定した。
Example 1
<Preparation of polyamide resin aqueous dispersion raw material liquid>
240 g of 6/66/12 copolymer nylon (melting point: 159 ° C., terminal carboxyl group: 180 mmol / kg, terminal amino group: 10 mmol / kg) in a pressure-resistant autoclave equipped with a turbine-type stirring blade having a diameter of 50 mm and having an internal volume of 1 liter , 141.2 g of deionized water, 14 g of 10% sodium hydroxide aqueous solution, and 4.8 g of polyvinylpyrrolidone (trade name “PVP K-90” of ISP Japan Co., Ltd .: mass average molecular weight 900,000 to 1500,000) Sealed. Next, the agitator was started, and the temperature inside the autoclave was raised to 180 ° C. while stirring at a rotation speed of 1000 rpm. The mixture was further stirred for 30 minutes while maintaining the internal temperature at 180 ° C., then cooled, and when the internal temperature reached 90 ° C., 400 g of deionized water was added. Furthermore, it cooled to room temperature and obtained the polyamide resin aqueous dispersion raw material liquid. The average particle diameter of the polyamide resin in this raw material liquid was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (Shimadzu Corporation, trade name “SALD-2000J”). Moreover, the said raw material liquid was moved to a 25 degreeC thermostat, and the viscosity in 25 degreeC and 60 rpm was measured using the B-type rotary viscometer.

<ポリアミド樹脂水性分散原料液の撹拌>
上記のようにして得た原料液を1リットルビーカーに400g入れた後、内部挿入式の高速回転せん断型攪拌機(プライミクス社製の商品名「T.Kロボミックス」:攪拌翼径2.7cm、吐出係数0.15)を用いて、9000rpm、5分(先端周速12.7m/s、パス回数P1;332回)の攪拌操作を行った後、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
<Agitation of polyamide resin aqueous dispersion raw material liquid>
After 400 g of the raw material liquid obtained as described above was put into a 1 liter beaker, an internal insertion type high-speed rotary shearing type stirrer (trade name “TK Robotics” manufactured by Primics Co., Ltd .: stirring blade diameter 2.7 cm, discharge coefficient 0.15), a stirring operation was performed at 9000 rpm for 5 minutes (tip peripheral speed 12.7 m / s, number of passes P1; 332 times) to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

なお、各例においては、用いたポリアミドの密度がほぼ1g/cmであるため、水性分散原料液の密度は1000g/Lと換算してパス回数を算出した。 In each example, since the density of the polyamide used was approximately 1 g / cm 3 , the number of passes was calculated by converting the density of the aqueous dispersion raw material liquid to 1000 g / L.

実施例2
実施例1において、10%水酸化ナトリウム水溶液の使用量を13.6gとした以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 2
A polyamide resin aqueous dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of 10% aqueous sodium hydroxide used was changed to 13.6 g in Example 1.

実施例3
実施例1において、10%水酸化ナトリウム水溶液の使用量を13.0gとした以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 3
In Example 1, except that the amount of 10% aqueous sodium hydroxide used was 13.0 g, the same operation as in Example 1 was performed to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

実施例4
実施例1において、10%水酸化ナトリウム水溶液の使用量を15.8gとした以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 4
A polyamide resin aqueous dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of 10% aqueous sodium hydroxide used was changed to 15.8 g in Example 1.

実施例5
実施例1において、12000rpm、5分(先端周速17.0m/s、パス回数P1;443回)の攪拌操作を行った以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 5
In Example 1, except that the stirring operation was performed at 12000 rpm for 5 minutes (tip peripheral speed 17.0 m / s, number of passes P1; 443 times), the aqueous polyamide resin of the present invention was used. A dispersion was obtained.

実施例6
実施例1において、内部挿入式の高速回転せん断型攪拌機に代えて、攪拌翼としてフラットパドル(4枚羽根、攪拌翼径7.7cm、吐出係数0.5)を備えた通常型の攪拌機を用いて、2500rpm、2分(先端周速10.1m/s、パス回数P1;2853回)の攪拌操作を行った以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 6
In Example 1, instead of the internal insertion type high-speed rotary shear type stirrer, a normal type stirrer equipped with a flat paddle (4 blades, stirring blade diameter 7.7 cm, discharge coefficient 0.5) as a stirring blade was used. The aqueous polyamide resin dispersion of the present invention was treated in the same manner as in Example 1 except that the stirring operation was performed at 2500 rpm for 2 minutes (tip peripheral speed 10.1 m / s, number of passes P1; 2853 times). Obtained.

実施例7
実施例1において、内部挿入式の高速回転せん断型攪拌機に代えて、連続循環処理方式タイプの高速回転せん断型攪拌機(プライミクス社製の商品名「T.KパイプラインホモミキサーSL型」:攪拌翼径4.8cm)を用いて、流量0.2L/minで9000rpm、2.5分間(先端周速22.6m/s、パス回数P2;1.25回)の攪拌操作を行った以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 7
In Example 1, instead of the internal insertion type high-speed rotary shearing type stirrer, a continuous circulation processing type high-speed rotary shearing type stirrer (trade name “TK Pipeline Homomixer SL type” manufactured by Primix Co., Ltd.): stirring blade diameter 4 8 cm) at a flow rate of 0.2 L / min at 9000 rpm for 2.5 minutes (tip peripheral speed 22.6 m / s, number of passes P2; 1.25 times). In the same manner as in No. 1, an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention was obtained.

実施例8
実施例7において、流量0.2L/minで10分間(先端周速22.6m/s、パス回数P2;5回)の攪拌操作を行った以外は、実施例7と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 8
In Example 7, the same operation as in Example 7 was carried out except that the stirring operation was performed for 10 minutes (tip peripheral speed 22.6 m / s, number of passes P2; 5 times) at a flow rate of 0.2 L / min. An aqueous polyamide resin dispersion of the invention was obtained.

実施例9
実施例1において、ポリビニルピロリドンの使用量を1.2gとした以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 9
In Example 1, except that the usage-amount of polyvinylpyrrolidone was 1.2g, it operated similarly to Example 1 and obtained the polyamide resin aqueous dispersion of this invention.

実施例10
実施例1において、ポリビニルピロリドンの使用量を9.6gとした以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 10
A polyamide resin aqueous dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyvinylpyrrolidone used was 9.6 g in Example 1.

実施例11
実施例1において、脱イオン水400gを加える際、エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩の水性分散液(住友精化株式会社製の商品名“ザイクセンA”;固形分濃度25%、アクリル酸の共重合比率21.1%)48gを追加して加えた以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 11
In Example 1, when 400 g of deionized water was added, an aqueous dispersion of ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt (trade name “Zyxen A” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd .; solid content concentration 25%, acrylic acid A copolymer resin aqueous dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that 48 g (copolymerization ratio 21.1%) was added.

実施例12
エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩の水性分散液(住友精化株式会社製の商品名“ザイクセンA”;固形分濃度25%、アクリル酸の共重合比率21.1%)96gを追加して加えた以外は、実施例11と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 12
96 g of an aqueous dispersion of ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt (trade name “Zyxen A” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd .; solid content concentration 25%, acrylic acid copolymerization ratio 21.1%) was added. Except for the addition, the same operation as in Example 11 was performed to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

実施例13
実施例1において、ポリビニルピロリドン4.8gに代えて、ポリエチレングリコール4.8g(第一工業製薬株式会社の商品名「PEG20000」:質量平均分子量200,000)を用いた以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 13
In Example 1, instead of 4.8 g of polyvinylpyrrolidone, 4.8 g of polyethylene glycol (trade name “PEG20000” of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: mass average molecular weight 200,000) was used. The same operation was performed to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

実施例14
脱イオン水400gを加える際、エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩の水性分散液(住友精化株式会社製の商品名“ザイクセンA”;固形分濃度25%、アクリル酸の共重合比率21.1%)48gを追加して加えた以外は、実施例13と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 14
When 400 g of deionized water was added, an aqueous dispersion of ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt (trade name “Zyxen A” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd .; solid content concentration 25%, copolymerization ratio of acrylic acid 21. 1%) Except for the addition of 48 g, the same operation as in Example 13 was carried out to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

実施例15
実施例1において、ポリビニルピロリドン4.8gに代えて、ポリエチレングリコール9.6g(第一工業製薬株式会社の商品名「PEG20000」:質量平均分子量200,000)を用い、脱イオン水400gを加える際、エチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩の水性分散液(住友精化株式会社製の商品名“ザイクセンA”;固形分濃度25%、アクリル酸の共重合比率21.1%)48gを追加して加えた以外は、実施例1と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 15
In Example 1, in place of 4.8 g of polyvinylpyrrolidone, 9.6 g of polyethylene glycol (trade name “PEG20000” of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: mass average molecular weight 200,000) was used, and 400 g of deionized water was added. And 48 g of an aqueous dispersion of ethylene-acrylic acid copolymer ammonium salt (trade name “Zyxen A” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd .; solid content concentration 25%, copolymerization ratio of acrylic acid 21.1%) The aqueous polyamide resin dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1, except that the above was added.

実施例16
ポリエチレングリコール9.6gに代えて、エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体12.0g(旭電化株式会社製の商品名“プルロニックF108”;質量平均分子量15,500、エチレンオキシド含有量80重量%)を用いた以外は、実施例15と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 16
Instead of 9.6 g of polyethylene glycol, 12.0 g of an ethylene oxide / propylene oxide copolymer (trade name “Pluronic F108” manufactured by Asahi Denka Co., Ltd .; mass average molecular weight 15,500, ethylene oxide content 80% by weight) was used. Except for the above, the same operation as in Example 15 was carried out to obtain an aqueous polyamide resin dispersion of the present invention.

実施例17
6/66/12共重合ナイロンの使用量を144gとし、合わせて、ポリアミド系エラストマー(宇部興産株式会社製の商品名“UBESTA XPA9044X2”;ポリエーテルブロックアミド共重合体、融点150℃)96gを使用し、10%水酸化ナトリウム水溶液の使用量を5.6gとした以外は、実施例16と同様に操作し、本発明のポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Example 17
The amount of 6/66/12 copolymer nylon is 144 g, and 96 g of polyamide elastomer (trade name “UBESTA XPA9044X2” manufactured by Ube Industries, Ltd .; polyether block amide copolymer, melting point 150 ° C.) is used. Then, a polyamide resin aqueous dispersion of the present invention was obtained in the same manner as in Example 16 except that the amount of 10% sodium hydroxide aqueous solution was changed to 5.6 g.

比較例1
実施例1において、攪拌操作を行わなかった以外は、実施例1と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 1
In Example 1, except having not performed stirring operation, it operated similarly to Example 1 and obtained the polyamide resin aqueous dispersion.

比較例2
実施例1において、ポリビニルピロリドンを用いなかった以外は、実施例1と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 2
A polyamide resin aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyvinylpyrrolidone was not used in Example 1.

比較例3
実施例1において、10%水酸化ナトリウム水溶液の使用量を11.9gとした以外は、実施例1と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 3
A polyamide resin aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of 10% aqueous sodium hydroxide used was changed to 11.9 g in Example 1.

比較例4
実施例1において、高速回転せん断型攪拌機を用いて、6000rpm、5分(先端周速8.5m/s、パス回数P1;221回)の攪拌操作を行った以外は、実施例1と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 4
In Example 1, using a high-speed rotary shear type stirrer, the stirring operation was performed at 6000 rpm for 5 minutes (tip peripheral speed 8.5 m / s, number of passes P1; 221 times), as in Example 1. Operation was performed to obtain an aqueous polyamide resin dispersion.

比較例5
実施例1において、高速回転せん断型攪拌機を用いて、9000rpm、15秒(先端周速12.7m/s、パス回数P1;16.6回)の攪拌操作を行った以外は、実施例1と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 5
Example 1 is the same as Example 1 except that the stirring operation was performed at 9000 rpm for 15 seconds (tip peripheral speed 12.7 m / s, number of passes P1; 16.6 times) using a high-speed rotating shear stirrer. The same operation was performed to obtain an aqueous polyamide resin dispersion.

比較例6
3500rpm、2.5分間(先端周速8.8m/s、パス回数P2;1.25回)の攪拌操作を行った以外は、実施例7と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 6
Except that the stirring operation was performed at 3500 rpm for 2.5 minutes (tip peripheral speed 8.8 m / s, number of passes P2; 1.25 times), an aqueous polyamide resin dispersion was obtained in the same manner as in Example 7. It was.

比較例7
流量0.2L/minで1分間(先端周速22.6m/s、パス回数P2;0.5回)の攪拌操作を行った以外は、実施例7と同様に操作し、ポリアミド樹脂水性分散液を得た。
Comparative Example 7
Except that the stirring operation was performed at a flow rate of 0.2 L / min for 1 minute (tip peripheral speed 22.6 m / s, number of passes P2; 0.5 times), the same operation as in Example 7 was carried out to obtain an aqueous dispersion of polyamide resin. A liquid was obtained.

(静置安定性評価)
実施例1〜17および比較例1〜7で得られたポリアミド樹脂水性分散液を25℃設定の恒温機に移動させ、40日間静置させた後、粒子径と粘度を測定し、ポリアミド樹脂水性分散液の静置安定性を評価した。結果を表1に示す。ここで、静置安定性評価の評価基準は以下のとおりである。
◎:粘度値、粒径値ともにほとんど変化していない。(増加率20%未満程度)
○:粘度値は少し大きくなっているが(増加率100%未満程度)、粒径値はほとんど変化していない。
△:粘度値、粒径値ともに少し大きくなっている。(粘度値増加率100%以上、粒径値増加率20%以上)
×:粘度値、粒径値ともに大幅に大きくなっている。(粘度値増加率200%以上、粒径値増加率50%以上)
(Standing stability evaluation)
The polyamide resin aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 were moved to a thermostat set at 25 ° C. and allowed to stand for 40 days, and then the particle diameter and viscosity were measured. The standing stability of the dispersion was evaluated. The results are shown in Table 1. Here, the evaluation criteria for the stationary stability evaluation are as follows.
A: Viscosity value and particle size value hardly change. (Increase rate is less than 20%)
○: Although the viscosity value is slightly increased (increase rate is less than about 100%), the particle size value is hardly changed.
(Triangle | delta): Both a viscosity value and a particle size value are a little large. (Viscosity value increase rate 100% or more, particle size value increase rate 20% or more)
X: Viscosity value and particle size value are greatly increased. (Viscosity value increase rate of 200% or more, particle size value increase rate of 50% or more)

(接着性評価1)
実施例1〜17および比較例1〜7で得られたポリアミド樹脂水性分散液を、固形分濃度(ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤、及びエチレンアクリル酸共重合体の合計濃度)が8質量%になるように脱イオン水を用いて希釈した。このポリアミド樹脂水性分散液1Lを、含浸槽に入れた。
(Adhesion evaluation 1)
The aqueous dispersions of polyamide resins obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 have a solid content concentration (total concentration of polyamide resin, basic substance, polymer dispersant, and ethylene acrylic acid copolymer). Diluted with deionized water to 8% by weight. 1 L of this polyamide resin aqueous dispersion was placed in an impregnation tank.

次に、ボビンに巻かれた炭素繊維束(三菱レイヨン株式会社製の商品名“パイロフィルTR50SI5L”:フィラメント数15000本、フィラメント径7μm、目付け1000mg/m)をボビンより送り出した後、実施例1〜17および比較例1〜5で得られたポリアミド樹脂水性分散液を入れた含浸槽で連続的にローラー浸漬を行った後、熱風乾燥(190℃5分)を行った。ここでは、浸漬後の絞りを調整し、熱風乾燥後の各ポリアミド樹脂水性分散液の付着量が、付着前の炭素繊維束の質量を100質量部とした場合に対して3質量部になるように調整した。   Next, a carbon fiber bundle wound on a bobbin (trade name “Pyrofil TR50SI5L” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: 15000 filaments, filament diameter 7 μm, basis weight 1000 mg / m) was sent out from the bobbin, and then Examples 1 to After continuous roller immersion in an impregnation tank containing the polyamide resin aqueous dispersions obtained in 17 and Comparative Examples 1 to 5, hot air drying (190 ° C. for 5 minutes) was performed. Here, the diaphragm after immersion is adjusted, and the amount of each polyamide resin aqueous dispersion after hot air drying is 3 parts by mass with respect to the case where the mass of the carbon fiber bundle before adhesion is 100 parts by mass. Adjusted.

得られた炭素繊維束をナイロン6シート(長さ;25cm 幅;3.5cm、厚み;0.5mm)上に置いた後、加熱温度240℃に設定したプレス機(株式会社東洋精機製作所製の商品名“熱傾斜試験機”)を用いて、0.2MPa、30秒の条件で熱融着(接着面積0.6cm)した後、裁断し試験片を作成した。JIS K6850を参考に、オートグラフ(島津製作所の商品名“AGS−J”)を用いて、引張速度3mm/minの条件で、炭素繊維束とナイロン6シートの引張せん断強度を測定した。剥離強度が4.5Mpa以上であると接着性に優れていると判断した。 The obtained carbon fiber bundle was placed on a nylon 6 sheet (length: 25 cm width: 3.5 cm, thickness: 0.5 mm), and then a press machine (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) set at a heating temperature of 240 ° C. Using a product name “thermal inclination tester”), heat fusion (bonding area 0.6 cm 2 ) was performed at 0.2 MPa for 30 seconds, and then cut to prepare a test piece. With reference to JIS K6850, the tensile shear strength of the carbon fiber bundle and the nylon 6 sheet was measured using an autograph (trade name “AGS-J” manufactured by Shimadzu Corporation) under the condition of a tensile speed of 3 mm / min. When the peel strength was 4.5 MPa or more, it was judged that the adhesiveness was excellent.

(接着性評価2)
実施例1〜17および比較例1〜7で得られたポリアミド樹脂水性分散液を、固形分濃度(ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤、及びエチレンアクリル酸共重合体の合計濃度)が20質量%になるように脱イオン水を用いて希釈した。このポリアミド樹脂水性分散液1Lを含浸槽に入れた。
(Adhesion evaluation 2)
The aqueous dispersions of polyamide resins obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 7 have a solid content concentration (total concentration of polyamide resin, basic substance, polymer dispersant, and ethylene acrylic acid copolymer). Diluted with deionized water to 20% by weight. 1 L of this polyamide resin aqueous dispersion was placed in an impregnation tank.

次に15cm×3.5cmに裁断したナイロン66の織布(平織、経糸:46本/インチ、緯糸:46本/インチ、総繊度470dtexのナイロン66合糸使用)を含浸槽に入れ、浸漬させた後、熱風乾燥(190℃、5分)を行った(付着量5%)。次に、当該織布を裁断した後、ナイロン6シート(長さ;25cm幅;3.5cm、厚み;0.5mm)と重ね合わせ、加熱温度240℃に設定したプレス機(株式会社東洋精機製作所製の商品名“熱傾斜試験機”)を用いて、0.2MPa、90秒の条件で熱融着(接着面積2.5cm)した後、裁断し、試験片を作成した。JIS K6850を参考に、オートグラフ(島津製作所の商品名“AGS−J”)を用いて、引張速度3mm/minの条件で、ナイロン66織布とナイロン6シートの引張せん断強度を測定した。剥離強度が1.2Mpa以上であると接着性に優れていると判断した。 Next, a nylon 66 woven fabric (plain weave, warp: 46 / inch, weft: 46 / inch, using nylon 66 combined yarn with a total fineness of 470 dtex) cut into 15 cm × 3.5 cm is placed in an impregnation tank and dipped. Then, hot air drying (190 ° C., 5 minutes) was performed (adhesion amount 5%). Next, after cutting the woven fabric, it was overlaid with a nylon 6 sheet (length: 25 cm width: 3.5 cm, thickness: 0.5 mm) and set at a heating temperature of 240 ° C. (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) Using a product name “thermal inclination tester” manufactured by the same company, heat fusion (bonding area 2.5 cm 2 ) was performed under the conditions of 0.2 MPa and 90 seconds, and then cut to prepare a test piece. With reference to JIS K6850, the tensile shear strength of nylon 66 woven fabric and nylon 6 sheet was measured under the condition of a tensile speed of 3 mm / min using an autograph (trade name “AGS-J” manufactured by Shimadzu Corporation). When the peel strength was 1.2 Mpa or more, it was judged that the adhesiveness was excellent.

以上の結果を、表1及び表2に示す。   The above results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0005988771
Figure 0005988771

Figure 0005988771
Figure 0005988771

表1及び2から、本発明により得られるポリアミド樹脂水性分散液は、粘度の経時変化が少ない等、安定性と接着性に優れ、繊維用処理剤として用いて、繊維を処理した際、繊維とマトリックス樹脂との接着性が優れていることが分った。
一方、比較例1〜7の本発明の攪拌操作を行わない、あるいは、高分子分散剤を用いないポリアミド樹脂水性分散液は、粘度の経時変化が大きい等、安定性が劣るものであったり、マトリックス樹脂との接着性が劣っていることが分った。
From Tables 1 and 2, the polyamide resin aqueous dispersion obtained by the present invention has excellent stability and adhesiveness, such as little change in viscosity over time, and when treated with fibers as a fiber treating agent, It was found that the adhesiveness with the matrix resin was excellent.
On the other hand, the polyamide resin aqueous dispersion that does not perform the stirring operation of the present invention of Comparative Examples 1 to 7 or does not use a polymer dispersant is inferior in stability, such as a large change in viscosity over time, It was found that the adhesion with the matrix resin was poor.

本発明から得られるポリアミド樹脂水性分散液は、粘度の経時変化が少ない等、安定性と接着性に優れているため、実用上、使いやすく、また、繊維処理剤として用い、繊維を処理した際、繊維とマトリックス樹脂の接着性が良好であるため、繊維複合化材料を製造した際、強度等の機械的特性が良好な複合化材料を製造することができる。   The aqueous polyamide resin dispersion obtained from the present invention has excellent stability and adhesiveness, such as little change in viscosity over time, so it is practically easy to use and when used as a fiber treatment agent to treat fibers Since the adhesiveness between the fiber and the matrix resin is good, a composite material with good mechanical properties such as strength can be produced when the fiber composite material is produced.

Claims (5)

ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤及び水性媒体を含み、
B型回転式粘度計における25℃、60rpmでの粘度が300mpa・s以上であるポリアミド樹脂分散原料液を、
内部挿入式の撹拌機により、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(1)で定義されるパス回数P1が20回以上で、または、
連続循環処理方式の撹拌機により、撹拌機の羽根の先端周速が10m/s以上かつ、下記の式(2)で定義されるパス回数P2が1回以上で
撹拌する、ポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
式(1)
パス回数P1=Q×撹拌時間(min)/全液量(L)
ここで、Qは吐出量[L/min]を示し、以下の式で表される。
Q =Nq・n・d3/1000
Nq:吐出係数 n:撹拌翼回転数[rpm] d:撹拌翼径[cm]
式(2)
パス回数P2=流量(L/min)×撹拌時間(min)/全液量 (L)
Including a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant and an aqueous medium,
A polyamide resin dispersion raw material liquid having a viscosity at 25 ° C. and 60 rpm in a B-type rotary viscometer of 300 mpa · s or more,
With the internal insertion type agitator, the tip peripheral speed of the agitator blade is 10 m / s or more and the number of passes P1 defined by the following formula (1) is 20 times or more, or
A polyamide resin aqueous dispersion which is stirred by a continuous circulation processing type stirrer at a tip peripheral speed of the stirrer blade of 10 m / s or more and a pass number P2 defined by the following formula (2) of 1 or more. Manufacturing method.
Formula (1)
Number of passes P1 = Q x stirring time (min) / total liquid volume (L)
Here, Q indicates the discharge amount [L / min] and is represented by the following equation.
Q = Nq · n · d 3 /1000
Nq: discharge coefficient n: stirring blade rotation speed [rpm] d: stirring blade diameter [cm]
Formula (2)
Number of passes P2 = Flow rate (L / min) x Agitation time (min) / Total liquid volume (L)
撹拌機が回転せん断型撹拌機である請求項1に記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。  The method for producing an aqueous polyamide resin dispersion according to claim 1, wherein the stirrer is a rotary shear stirrer. 前記ポリアミド樹脂分散原料液が、
ポリアミド樹脂、塩基性物質、高分子分散剤及び水性媒体を含む混合液を、前記ポリアミド樹脂の軟化温度以上で撹拌し、乳化させて得られる乳化液である、
請求項1又は2に記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
The polyamide resin dispersion raw material liquid is
A mixed liquid containing a polyamide resin, a basic substance, a polymer dispersant, and an aqueous medium is an emulsion obtained by stirring and emulsifying at a temperature higher than the softening temperature of the polyamide resin.
The manufacturing method of the polyamide resin aqueous dispersion of Claim 1 or 2.
高分子分散剤が、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール及びエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。   The method for producing an aqueous polyamide resin dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer dispersant is at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, and an ethylene oxide / propylene oxide copolymer. 前記ポリアミド樹脂分散原料液に、
ポリアミド樹脂100質量部に対して高分子分散剤が0.01〜10質量部含まれる、請求項1〜4のいずれかに記載のポリアミド樹脂水性分散液の製造方法。
In the polyamide resin dispersion raw material liquid,
The manufacturing method of the polyamide resin aqueous dispersion in any one of Claims 1-4 in which 0.01-10 mass parts of polymer dispersing agents are contained with respect to 100 mass parts of polyamide resins.
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