JP6107155B2 - Prepreg - Google Patents

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Description

本発明は、強化繊維とポリプロピレン系樹脂組成物からなるプリプレグに関し、さらに詳しくは、プリプレグ中の強化繊維が実質的に連続繊維であるプリプレグに関する   The present invention relates to a prepreg comprising a reinforcing fiber and a polypropylene resin composition, and more particularly, to a prepreg in which the reinforcing fiber in the prepreg is a substantially continuous fiber.

繊維強化プラスチック(FRP)は、軽量で優れた力学特性を有するために、スポーツ用品用途、航空宇宙用途および一般産業用途に広く用いられている。これらのFRPに使用される強化繊維には、アルミニウム繊維やステンレス繊維などの金属繊維、アラミド繊維やPBO繊維などの有機繊維、およびシリコンカーバイド繊維などの無機繊維や炭素繊維などが使用されているが、比強度、比剛性および軽量性のバランスの観点から炭素繊維が好適に用いられる。   Fiber reinforced plastic (FRP) is widely used in sports equipment applications, aerospace applications and general industrial applications because of its light weight and excellent mechanical properties. The reinforcing fibers used in these FRPs include metal fibers such as aluminum fibers and stainless fibers, organic fibers such as aramid fibers and PBO fibers, inorganic fibers such as silicon carbide fibers, and carbon fibers. Carbon fiber is preferably used from the viewpoint of the balance of specific strength, specific rigidity and lightness.

ここで、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などFRPの代表的な形態として、プリプレグを積層して得られるプリフォームをプレス成形(加圧力の下で脱泡し賦形する成形方法)した成形品が挙げられる。このプリプレグは、連続した強化繊維を一方向に配列させるか、織物加工させるかをした強化繊維基材に、樹脂を含浸して製造する方法が一般的である。   Here, as a typical form of FRP such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP), a molded product obtained by press-molding a preform obtained by laminating a prepreg (a molding method in which defoaming and shaping under pressure) is performed. Can be mentioned. The prepreg is generally manufactured by impregnating a reinforcing fiber base material in which continuous reinforcing fibers are arranged in one direction or woven with a resin.

近年では、複雑な形状への形状追従性に優れ、短時間成形可能な、不連続な強化繊維を用いたFRPも提案されており、シートモールディングコンパウンド(SMC)や、ガラスマット基材(GMT)は、プレス成形に適した材料であるが、比強度、比剛性などの力学特性が低いことや、特性のバラツキが大きいことなどの課題があり、構造材としての実用性能には不満足であった。   In recent years, FRP using discontinuous reinforcing fibers that are excellent in shape following to complex shapes and can be molded in a short time has been proposed. Sheet molding compound (SMC) and glass mat substrate (GMT) Is a material suitable for press molding, but has problems such as low mechanical properties such as specific strength and specific rigidity and large variations in properties, and was unsatisfactory in practical performance as a structural material. .

ところで、近年になり、繊維強化複合材料の注目度が大きくなり、また用途も多岐に細分化されるようになり、成形性、取扱性、得られる成形品の力学特性に優れた成形材料が要求されるようになり、また工業的にもより高い経済性、生産性が必要になってきた。例えば、繊維強化複合材料により軽量性・経済性が求められるようになり、マトリックス樹脂には軽量なオレフィン系樹脂、とりわけプロピレン系樹脂が使用されるようになってきたが、プロピレン系樹脂は強化繊維との界面接着性に乏しく、力学特性に優れた成形品を得ることが困難であった。中でも、炭素繊維のような表面の反応性が乏しい繊維では、力学特性に優れた成形品を得ることが特に困難であった。   By the way, in recent years, the attention of fiber reinforced composite materials has increased, and the applications have been subdivided in various ways, and there is a need for molding materials with excellent moldability, handleability, and mechanical properties of the resulting molded products. In addition, industrially higher economic efficiency and productivity have become necessary. For example, fiber reinforced composite materials have been required to be lightweight and economical, and light weight olefin resins, especially propylene resins, have been used as matrix resins. It was difficult to obtain a molded article having poor interfacial adhesiveness and excellent mechanical properties. Among them, it is particularly difficult to obtain a molded product having excellent mechanical properties with a fiber having a poor surface reactivity such as carbon fiber.

そこで、炭素繊維の表面改質やサイジング処理により、炭素繊維とポリプロピレンの界面接着性を向上させようとする試みがなされている。例えば、特許文献1には、多官能化合物によりサイジング処理された炭素繊維と、テルペン系樹脂を用いた樹脂組成物を開示しており、射出成形時の繊維分散性、成形性、界面接着性に優れ、曲げ特性や耐衝撃性に優れた成形品を得ることができることが知られている。   Therefore, attempts have been made to improve the interfacial adhesion between the carbon fiber and polypropylene by modifying the surface of the carbon fiber or sizing the carbon fiber. For example, Patent Document 1 discloses a resin composition using a carbon fiber sized by a polyfunctional compound and a terpene resin, and has excellent fiber dispersibility, moldability, and interfacial adhesion during injection molding. It is known that a molded product having excellent bending properties and impact resistance can be obtained.

一方、変性ポリプロピレンの添加によるマトリックス樹脂の改質により、炭素繊維とポリプロピレンの界面接着性を向上させようとする試みもなされている。例えば、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを添加することによる改質は広く公知である(特許文献2、特許文献3)し、更なる力学特性向上のため、ポリカルボジイミド基で変性したポリオレフィン樹脂を添加することにより、炭素繊維の分散性を向上し、曲げ特性や耐衝撃性に優れた成形品を得ることができることが知られている。(特許文献4)   On the other hand, attempts have been made to improve the interfacial adhesion between carbon fibers and polypropylene by modifying the matrix resin by adding modified polypropylene. For example, modification by adding maleic anhydride-modified polypropylene is widely known (Patent Document 2, Patent Document 3), and adding a polyolefin resin modified with a polycarbodiimide group to further improve mechanical properties. Is known to improve the dispersibility of the carbon fiber and to obtain a molded product having excellent bending characteristics and impact resistance. (Patent Document 4)

以上に示したように、繊維強化ポリプロピレン系樹脂の改質検討は近年盛んに行なわれており、材料の高性能化に伴い、その用途も拡大しているが、それに伴いこれまで問題としていなかった課題も顕在化してきた。例えば、自動車の外板など、屋外での使用が多く長期間風雨にさらされる可能性がある用途においては、優れた力学特性に加え、耐水劣化性が求められるが、前記したような従来の改質されたポリプロピレン系樹脂を用いた繊維強化ポリプロピレン系樹脂では、満足される耐水劣化性が得られないという問題がある。   As shown above, modification of fiber reinforced polypropylene resin has been actively studied in recent years, and its use has been expanded along with higher performance of materials, but this has not been a problem so far. The issues that have become apparent. For example, in applications that are frequently used outdoors and may be exposed to wind and rain for a long period of time, such as automobile outer panels, water resistance is required in addition to excellent mechanical properties. A fiber reinforced polypropylene resin using a quality polypropylene resin has a problem that satisfactory water resistance cannot be obtained.

しかしながら、繊維強化ポリプロピレン系樹脂の耐水劣化性に関しては、母材であるポリプロピレン樹脂にほとんど吸水性がないためか、これまでに検討された例は少ない。例えば、非特許文献1には、ジュート繊維強化ポリプロピレン樹脂について、吸水時に大幅に強度が低下することが報告されているものの、耐水劣化性を向上するための検討は十分ではなく、繊維強化ポリプロピレン系樹脂の耐水劣化性の向上に関しては、前述した特許文献1〜4を含め、これまでにほとんど検討されていなかったのが現状である。   However, with respect to the water resistance of fiber reinforced polypropylene resins, there have been few examples studied so far because the polypropylene resin as a base material has almost no water absorption. For example, although Non-Patent Document 1 reports that the strength of jute fiber reinforced polypropylene resin is significantly reduced at the time of water absorption, studies for improving water resistance deterioration are not sufficient, and fiber reinforced polypropylene type Regarding the improvement of the water resistance of the resin, it has been hardly studied so far, including Patent Documents 1 to 4 described above.

特開2010−248482号公報JP 2010-248482 A 特開2009−114435号公報JP 2009-114435 A 特開2005−213478号公報JP 2005-213478 A 国際公開第2009/069649号International Publication No. 2009/069649

J.Soc. Mat. Sci.,Japan, Vol.51,No.7,pp.826-831,July 2002J.Soc. Mat. Sci., Japan, Vol.51, No.7, pp.826-831, July 2002

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、強化繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れることに加え、強化繊維が実質的に連続繊維であるため、不連続繊維を用いた場合では到達が困難であるような、力学特性に極めて優れた成形品を製造でき、なおかつ耐水劣化性に優れた成形品を製造できるプリプレグを提供することを目的とする。   The present invention has been made against the background of such prior art problems. In other words, in addition to excellent adhesion between the reinforced fiber and the matrix resin, the reinforced fiber is substantially continuous, so it has excellent mechanical properties that are difficult to reach when using discontinuous fibers. It is an object of the present invention to provide a prepreg that can produce a molded product that can be produced and that can produce a molded product that is excellent in water resistance.

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記課題を達成することができる、次のプリプレグを見出した。
(1)強化繊維(c)とポリプロピレン系樹脂組成物を含むプリプレグであって、該ポリプロピレン系樹脂組成物は少なくともカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)、ポリプロピレン系樹脂(b)を含有しており、プリプレグ中のマトリックス樹脂成分に含まれるカルボジイミド基の含有量が、マトリックス樹脂成分100gに対し、0.0005〜140mmolであり、かつ前記強化繊維(c)が多官能化合物(s)によりサイジング処理されており、さらにプリプレグ中の強化繊維(c)が実質的に連続繊維であり、そして該プリプレグを成形して得られる成形品の次式で示される強度保持率が、90%以上であることを特徴とするプリプレグ。
・(強度保持率)=(吸水サンプルの曲げ強度)/(乾燥サンプルの曲げ強度)×100
(2)強化繊維(c)とポリプロピレン系樹脂組成物を含むプリプレグであって、該ポリプロピレン系樹脂組成物は少なくともカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)、ポリプロピレン系樹脂(b)を含有しており、(a)を0.01〜50質量部、(b)を20〜99質量部、(c)を1〜80質量部(ただし、(b)と(c)の合計を100質量部とする)含有し、かつ前記強化繊維(c)が多官能化合物(s)によりサイジング処理されており、さらにプリプレグ中の強化繊維(c)が実質的に連続繊維であり、そして該プリプレグを成形して得られる成形品の次式で示される強度保持率が、90%以上であることを特徴とするプリプレグ。
・(強度保持率)=(吸水サンプルの曲げ強度)/(乾燥サンプルの曲げ強度)×100
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found the following prepreg capable of achieving the above-described problems.
(1) A prepreg comprising reinforcing fibers (c) and a polypropylene resin composition, wherein the polypropylene resin composition contains at least a carbodiimide-modified polyolefin (a) and a polypropylene resin (b) The content of the carbodiimide group contained in the matrix resin component is 0.0005 to 140 mmol with respect to 100 g of the matrix resin component, and the reinforcing fiber (c) is sized by the polyfunctional compound (s), Further, the reinforcing fiber (c) in the prepreg is substantially a continuous fiber, and the strength retention represented by the following formula of a molded product obtained by molding the prepreg is 90% or more. Prepreg.
・ (Strength retention) = (Bending strength of water absorption sample) / (Bending strength of dry sample) × 100
(2) A prepreg comprising a reinforcing fiber (c) and a polypropylene resin composition, wherein the polypropylene resin composition contains at least a carbodiimide-modified polyolefin (a) and a polypropylene resin (b), ) 0.01-50 parts by mass, (b) 20-99 parts by mass, (c) 1-80 parts by mass (provided that the total of (b) and (c) is 100 parts by mass) And the reinforcing fiber (c) is sizing-treated with the polyfunctional compound (s), and the reinforcing fiber (c) in the prepreg is substantially a continuous fiber, and is obtained by molding the prepreg. A prepreg characterized by having a strength retention represented by the following formula of the product of 90% or more .
・ (Strength retention) = (Bending strength of water absorption sample) / (Bending strength of dry sample) × 100

本発明のプリプレグは、強化繊維とプロピレン系樹脂との界面接着性が良好であり、強化繊維が実質的に連続繊維であるため、曲げ特性などの力学特性に極めて優れ、かつ、耐水劣化性に優れた成形品を製造できる。またプロピレン系樹脂を用いているため、軽量性に優れた成形品を得ることができる。本発明のプリプレグは、電気・電子機器、OA機器、家電機器、ロボット、二輪車または自動車の部品、内部部材、航空機の部材、部品および筐体などの幅広い産業分野に適用できる。   The prepreg of the present invention has good interfacial adhesion between the reinforcing fibers and the propylene resin, and the reinforcing fibers are substantially continuous fibers. Excellent molded products can be manufactured. Moreover, since the propylene-based resin is used, a molded product having excellent lightness can be obtained. The prepreg of the present invention can be applied to a wide range of industrial fields such as electric / electronic devices, OA devices, home appliances, robots, motorcycles or automobile parts, internal members, aircraft members, parts and housings.

本発明のプリプレグは、少なくとも、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)、ポリプロピレン系樹脂(b)、強化繊維(c)を含有してなる。そして、本発明では、強化繊維(c)は多官能化合物(s)によりサイジング処理されている必要がある。さらに、本発明においては、プリプレグ中の強化繊維(c)が実質的に連続繊維である必要がある。   The prepreg of the present invention comprises at least carbodiimide-modified polyolefin (a), polypropylene resin (b), and reinforcing fiber (c). In the present invention, the reinforcing fiber (c) needs to be sized by the polyfunctional compound (s). Furthermore, in the present invention, the reinforcing fiber (c) in the prepreg needs to be a substantially continuous fiber.

本発明においては、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)と、多官能化合物によりサイジング処理された強化繊維(c)を併用することが、耐水劣化性を得るために重要である。また、強化繊維(c)が実質的に連続繊維であることが、極めて優れた力学特性を発現するために重要である。まず、これらの構成要素について説明する。   In the present invention, it is important to use the carbodiimide-modified polyolefin (a) and the reinforcing fiber (c) sized with a polyfunctional compound in order to obtain water resistance. In addition, it is important that the reinforcing fiber (c) is a substantially continuous fiber in order to exhibit extremely excellent mechanical properties. First, these components will be described.

なお、本発明のプリプレグは、少なくとも成分(a)および成分(b)を含有するポリプロピレン樹脂組成物が、強化繊維基材に含浸していることが好ましい。プリプレグとしては、強化繊維基材に樹脂が完全に含浸したものに加え、樹脂が強化繊維基材に完全に含浸されていない状態で一体化した樹脂半含浸基材(セミプレグ:以下、半含浸プリプレグと称することもある)も含むものとする。プリプレグはシート状であることが好ましい。   In the prepreg of the present invention, it is preferable that the reinforcing fiber base material is impregnated with a polypropylene resin composition containing at least the component (a) and the component (b). The prepreg includes a resin semi-impregnated base material (semi-preg: hereinafter referred to as semi-impregnated prepreg) which is integrated in a state where the resin is not completely impregnated into the reinforcing fiber base material in addition to the resin fiber base completely impregnated with the resin May also be included). The prepreg is preferably in the form of a sheet.

また、本明細書では、特に断らない限り、繊維あるいは繊維を含む用語(例えば“繊維方向”等)において、繊維とは強化繊維を表すものとする。また、本明細書では連続繊維とは100mm以上の繊維長さを持つ強化繊維を指す。   In the present specification, unless otherwise specified, in the term including fibers or fibers (for example, “fiber direction”), the fibers represent reinforcing fibers. In the present specification, the continuous fiber refers to a reinforcing fiber having a fiber length of 100 mm or more.

<カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)>
カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)と、カルボジイミド基含有化合物(B)とを反応させることにより得られる。具体的には、両者を溶融混練するなどの方法が挙げられる。
<Carbodiimide-modified polyolefin (a)>
The carbodiimide-modified polyolefin (a) is obtained by reacting a polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and a carbodiimide group-containing compound (B). Specifically, a method such as melt-kneading both can be used.

以下に、溶融混練する場合の例を示す。カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)と、カルボジイミド基含有化合物(B)とを溶融混練する方法としては、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)とカルボジイミド基含有化合物(B)を同時に、または逐次的に、たとえばヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、タンブラーブレンダー、リボンブレンダーなどに装入して混練した後、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練する方法が例示できる。これらのうちでも、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練性能に優れた装置を使用すると、各成分がより均一に分散・反応された重合体組成物を得ることができるため好ましい。   Below, the example in the case of melt-kneading is shown. As a method of melt-kneading the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and the carbodiimide group-containing compound (B), the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and a carbodiimide group containing Compound (B) is charged simultaneously or sequentially into, for example, a Henschel mixer, V-type blender, tumbler blender, ribbon blender, etc., and then kneaded, and then single screw extruder, multi-screw extruder, kneader, Banbury mixer, etc. The method of melt kneading can be exemplified. Among these, it is preferable to use an apparatus excellent in kneading performance such as a multi-screw extruder, a kneader, and a Banbury mixer because a polymer composition in which each component is dispersed and reacted more uniformly can be obtained.

押出機を用いて溶融混練を行う場合、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)とカルボジイミド基含有化合物(B)は、予め混合した後にホッパーから供給しても良いし、一部の成分をホッパーから供給し、ホッパー部付近から押出機先端の間の任意の部分に設置した供給口よりその他の成分を供給しても良い。   When performing melt-kneading using an extruder, the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and the carbodiimide group-containing compound (B) may be supplied from a hopper after being mixed in advance. These components may be supplied from a hopper, and other components may be supplied from a supply port installed at an arbitrary portion between the vicinity of the hopper portion and the tip of the extruder.

上記各成分を溶融混練する際の温度は、混合する各成分の融点のうち、最も高い融点以上とする。具体的には、好ましくは150〜300℃、より好ましくは200〜280℃、更に好ましくは230〜270℃の範囲で溶融混練を行う。   The temperature at the time of melt-kneading the above components is set to be the highest melting point or higher among the melting points of the components to be mixed. Specifically, the melt kneading is performed preferably in the range of 150 to 300 ° C, more preferably 200 to 280 ° C, and still more preferably 230 to 270 ° C.

本発明で用いるカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は190℃または230℃での流動性に優れるものである。カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)の190℃または230℃、2.16Kg荷重におけるメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.01〜400g/10分、より好ましくは0.1〜300g/10分、更に好ましくは1〜200g/10分の範囲である。このような範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性に優れ、好ましい。   The carbodiimide-modified polyolefin (a) used in the present invention is excellent in fluidity at 190 ° C or 230 ° C. The melt flow rate (MFR) at 190 ° C. or 230 ° C. under a load of 2.16 kg of the carbodiimide-modified polyolefin (a) is preferably 0.01 to 400 g / 10 minutes, more preferably 0.1 to 300 g / 10 minutes, Preferably it is the range of 1-200 g / 10min. Within such a range, the reinforcing fiber is excellent in reinforcing properties and dispersibility, which is preferable.

カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造するにあたり、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)中のカルボジイミド基と反応する基のモル数と、カルボジイミド基含有化合物(B)のモル数の比を、1:0.2〜1.6、好ましくは1:0.4〜1.3、更に好ましくは1:0.7〜1.1を満たす配合比にすることで、カルボジイミド基と反応する基を有する化合物と(B)の反応効率が高く、かつ、流動性に優れるカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)が得られる点で好ましい。   In producing the carbodiimide-modified polyolefin (a), the ratio of the number of moles of the group reacting with the carbodiimide group in the polyolefin resin (A) having a group that reacts with the carbodiimide group and the number of moles of the carbodiimide group-containing compound (B). To a carbodiimide group at a blending ratio satisfying 1: 0.2 to 1.6, preferably 1: 0.4 to 1.3, more preferably 1: 0.7 to 1.1. This is preferable in that a carbodiimide-modified polyolefin (a) having high reaction efficiency between the compound having a group and (B) and excellent fluidity can be obtained.

また、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)100gに対し、カルボジイミド基の含有量が、好ましくは1〜200mmol、より好ましくは5〜150mmol、さらに好ましくは10〜100mmolである。カルボジイミド基含有量が少なすぎると、強化繊維の補強効果や、耐水劣化性の向上効果が小さい。また、カルボジイミド基含有量が多すぎると、耐水劣化性は良好であるものの、成形加工性が低下したり、強化繊維の補強効果や分散性の向上効果がそれほど上がらず経済的でなくなる。かかる観点で、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造する際には、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)中のカルボジイミド基の含有量が上記範囲となるように、カルボジイミド基含有化合物(B)の配合量を調整するのが良い。   The carbodiimide-modified polyolefin (a) has a carbodiimide group content of preferably 1 to 200 mmol, more preferably 5 to 150 mmol, and still more preferably 10 to 100 mmol with respect to 100 g of the carbodiimide-modified polyolefin (a). When there is too little carbodiimide group content, the reinforcement effect of a reinforced fiber and the improvement effect of water-resistant deterioration property are small. On the other hand, if the carbodiimide group content is too high, the water deterioration resistance is good, but the molding processability is lowered, the reinforcing effect of reinforcing fibers and the improvement effect of dispersibility are not so much increased, and it is not economical. From this point of view, when the carbodiimide-modified polyolefin (a) is produced, the blending amount of the carbodiimide group-containing compound (B) is adjusted so that the carbodiimide group content in the carbodiimide-modified polyolefin (a) is within the above range. Good to do.

さらに、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造するにあたり、ポリオレフィン系樹脂(A)中のカルボジイミド基と反応する基と、カルボジイミド基含有化合物(B)中のカルボジイミド基との反応の制御も重要である。ポリオレフィン系樹脂(A)中のカルボジイミド基と反応する基と、カルボジイミド基含有化合物(B)中のカルボジイミド基との反応の進行度合いは、例えば、以下の方法により調査することが可能である。   Furthermore, in producing the carbodiimide-modified polyolefin (a), it is also important to control the reaction between the group that reacts with the carbodiimide group in the polyolefin resin (A) and the carbodiimide group in the carbodiimide group-containing compound (B). The progress of the reaction between the group that reacts with the carbodiimide group in the polyolefin resin (A) and the carbodiimide group in the carbodiimide group-containing compound (B) can be investigated, for example, by the following method.

カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)、および反応により得られたカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)の熱プレスシ−トをそれぞれ作製した後に、赤外吸収分析装置を用いて赤外線吸収を測定する。得られたチャートから、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)およびカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)中のカルボジイミド基と反応する基を有する化合物のピーク強度に起因する吸収帯(無水マレイン酸を用いた場合は、1790cm−1)の吸光度の、反応前後の吸光度を比較して、下記式を用いて反応率を計算できる。
反応率(%) = X/Y × 100
X=反応前(A)のカルボジイミド基と反応する基の吸光度−反応後(a)のカルボジイミド基と反応する基の吸光度
Y=反応前(A)のカルボジイミド基と反応する基の吸光度
After making a heat-pressed sheet of polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and a carbodiimide-modified polyolefin (a) obtained by the reaction, infrared absorption measurement is performed using an infrared absorption analyzer. To do. From the obtained chart, an absorption band (maleic anhydride) due to the peak intensity of the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and the compound having a group that reacts with a carbodiimide group in the carbodiimide-modified polyolefin (a) Is used, the absorbance before and after the reaction of 1790 cm −1 ) is compared, and the reaction rate can be calculated using the following formula.
Reaction rate (%) = X / Y × 100
X = absorbance of a group reacting with a carbodiimide group before reaction (A) −absorbance of a group reacting with a carbodiimide group after reaction (a) Y = absorbance of a group reacting with a carbodiimide group before (A)

カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)について上記方法で求めた反応率は、好ましくは40〜100%、より好ましくは60〜100%、更に好ましくは80〜100%の範囲にある。   The reaction rate calculated | required by the said method about the carbodiimide modified polyolefin (a) becomes like this. Preferably it is 40 to 100%, More preferably, it is 60 to 100%, More preferably, it exists in the range of 80 to 100%.

また、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、上記のようにカルボジイミド基含有化合物(B)のカルボジイミド基(N=C=N)が、ポリオレフィン系樹脂(A)中のカルボジイミド基と反応する基と反応することで製造されるが、ポリオレフィンと結合しているカルボジイミド基の残基が強化繊維と相互作用し、補強性や分散性に寄与する。このカルボジイミド残基量は、IR測定で2130から2140cm−1にあるN=C=N基の収縮振動に起因するピークの大きさとして捉えることが可能である。 The carbodiimide-modified polyolefin (a) reacts with a group in which the carbodiimide group (N = C = N) of the carbodiimide group-containing compound (B) reacts with the carbodiimide group in the polyolefin resin (A) as described above. Although the carbodiimide group residue bonded to the polyolefin interacts with the reinforcing fiber, it contributes to reinforcement and dispersibility. This amount of carbodiimide residue can be grasped as the size of a peak due to the contraction vibration of the N = C = N group at 2130 to 2140 cm −1 in IR measurement.

カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、2種以上のカルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)を含んでいてもよく、2種以上のカルボジイミド基含有化合物(B)を含んでいてもよい。   The carbodiimide-modified polyolefin (a) may include a polyolefin resin (A) having a group that reacts with two or more carbodiimide groups, or may include two or more carbodiimide group-containing compounds (B). .

また、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)には、本発明の目的を損なわない範囲で、公知のプロセス安定剤、耐熱安定剤、耐熱老化剤等を添加することも可能である。   In addition, known process stabilizers, heat stabilizers, heat aging agents, and the like can be added to the carbodiimide-modified polyolefin (a) as long as the object of the present invention is not impaired.

<カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)>
カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)は、ポリオレフィンに、カルボジイミド基と反応する化合物を導入することにより得ることができる。
<Polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group>
The polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group can be obtained by introducing a compound that reacts with a carbodiimide group into the polyolefin.

カルボジイミド基と反応する化合物としては、カルボジイミド基との反応性を有する活性水素を持つ基を有する化合物が挙げられ、具体的には、カルボン酸、アミン、アルコール、チオール等から由来する基を持つ化合物である。これらの中では、カルボン酸から由来する基を持つ化合物が好適に用いられ、中でも特に不飽和カルボン酸および/またはその誘導体が好ましい。また、活性水素を持つ基を有する化合物以外でも、水などにより容易に活性水素を有する基に変換される基を有する化合物も好ましく使用することができる。具体的にはエポキシ基、グリシジル基を有する化合物が挙げられる。本発明において、カルボジイミド基と反応する化合物は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Examples of the compound that reacts with the carbodiimide group include a compound having a group having an active hydrogen having reactivity with the carbodiimide group. Specifically, a compound having a group derived from carboxylic acid, amine, alcohol, thiol, etc. It is. Among these, compounds having groups derived from carboxylic acids are preferably used, and among them, unsaturated carboxylic acids and / or derivatives thereof are particularly preferable. In addition to a compound having a group having active hydrogen, a compound having a group that can be easily converted into a group having active hydrogen by water or the like can also be preferably used. Specific examples include compounds having an epoxy group or a glycidyl group. In the present invention, the compound that reacts with the carbodiimide group may be used alone or in combination of two or more.

カルボジイミド基と反応する化合物として不飽和カルボン酸および/またはその誘導体を用いる場合、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物およびそれらの誘導体を挙げることができる。不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸、またはこれらの酸無水物あるいはこれらの誘導体(例えば酸ハライド、アミド、イミド、エステルなど)が挙げられる。具体的な化合物の例としては、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、テトラヒドロフタル酸ジメチル、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸ジメチル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレ−ト、メタクリル酸アミノエチルおよびメタクリル酸アミノプロピルなどを挙げることができる。   When an unsaturated carboxylic acid and / or a derivative thereof is used as a compound that reacts with a carbodiimide group, an unsaturated compound having at least one carboxylic acid group, an unsaturated compound having at least one carboxylic anhydride group, and derivatives thereof may be mentioned. it can. Examples of the unsaturated group include a vinyl group, a vinylene group, and an unsaturated cyclic hydrocarbon group. Specific examples include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, norbornene dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene. Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as -5,6-dicarboxylic acid, or acid anhydrides or derivatives thereof (for example, acid halides, amides, imides, and esters). Specific examples of the compound include maleenyl chloride, maleenylimide, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid. Acid anhydride, dimethyl maleate, monomethyl maleate, diethyl maleate, diethyl fumarate, dimethyl itaconate, diethyl citraconic acid, dimethyl tetrahydrophthalate, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6 Examples thereof include dimethyl dicarboxylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, aminoethyl methacrylate and aminopropyl methacrylate.

これらの中で、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート、メタクリル酸アミノプロピルが好ましい。更には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物などのジカルボン酸無水物であることが特に好ましい。特に、本発明において、カルボジイミド基と反応する化合物としては、無水マレイン酸が最も好ましい。   Among these, maleic anhydride, (meth) acrylic acid, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic anhydride , Hydroxyethyl (meth) acrylate, glycidyl methacrylate, and aminopropyl methacrylate are preferred. Furthermore, it is a dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic anhydride. It is particularly preferred. In particular, in the present invention, maleic anhydride is most preferable as the compound that reacts with the carbodiimide group.

カルボジイミド基と反応する化合物をポリオレフィンに導入する方法としては、種々の方法を採用することが可能であるが、例えば、ポリオレフィン主鎖にカルボジイミド基と反応する化合物をグラフト共重合する方法や、オレフィンとカルボジイミド基と反応する化合物をラジカル共重合する方法等を例示することができる。以下に、グラフト共重合する場合とラジカル共重合する場合に分けて、具体的に説明する。   As a method for introducing a compound that reacts with a carbodiimide group into a polyolefin, various methods can be adopted. For example, a method of graft copolymerizing a compound that reacts with a carbodiimide group on a polyolefin main chain, Examples thereof include a method of radical copolymerizing a compound that reacts with a carbodiimide group. Hereinafter, the case of graft copolymerization and the case of radical copolymerization will be described specifically.

<グラフト共重合>
カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)は、ポリオレフィン主鎖に対し、カルボジイミド基と反応する基を有する化合物をグラフト共重合することによって得ることが可能である。
<Graft copolymerization>
The polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group can be obtained by graft copolymerizing a compound having a group that reacts with a carbodiimide group with respect to the polyolefin main chain.

ポリオレフィン主鎖として用いられるポリオレフィンは、炭素数2〜20の脂肪族α−オレフィン、環状オレフィン、非共役ジエン、芳香族オレフィンを主成分とする重合体であり、好ましくは炭素数2〜10のα−オレフィン、さらに好ましくは2〜8のα−オレフィンを主成分とする重合体である。ポリオレフィン主鎖の主成分となるこれらのオレフィンは、1種単独でも2種以上使用してもよい。ここで、主成分となるとは、ポリオレフィン中の当該モノマー単位の含有量が、通常50モル%以上であり、好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上である。前記主成分となるオレフィンとして、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、テトラシクロドデセン、ノルボルネンおよびスチレンを好ましく用いることができ、この中でもプロピレンが特に好ましい。また、これらはアイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。   The polyolefin used as the polyolefin main chain is a polymer mainly composed of an aliphatic α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic olefin, a non-conjugated diene, or an aromatic olefin, and preferably an α having 2 to 10 carbon atoms. -A polymer mainly composed of olefin, more preferably 2 to 8 α-olefin. These olefins which are the main components of the polyolefin main chain may be used alone or in combination of two or more. Here, the main component means that the content of the monomer unit in the polyolefin is usually 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more. As the olefin as the main component, ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 1-octene, tetracyclododecene, norbornene and styrene are preferable. Among them, propylene is particularly preferable. These can be used for both isotactic and syndiotactic structures, and there is no particular limitation on stereoregularity.

グラフト変性に用いるポリオレフィンの密度は、好ましくは、0.8〜1.1g/cm、より好ましくは0.8〜1.05g/cm、更に好ましくは0.8〜1g/cmである。ASTM D1238による190℃または230℃、2.16kg荷重におけるポリオレフィンのメルトフローレート(MFR)は、通常0.01〜500g/10分、好ましくは0.05〜300g/10分、さらに好ましくは0.1〜100g/10分である。ポリオレフィンの密度およびMFRがこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体の密度、MFRも同程度となることからハンドリングしやすい。 The density of the polyolefin used for graft modification is preferably 0.8 to 1.1 g / cm 3 , more preferably 0.8 to 1.05 g / cm 3 , and still more preferably 0.8 to 1 g / cm 3 . . The melt flow rate (MFR) of polyolefin at 190 ° C. or 230 ° C. under a load of 2.16 kg according to ASTM D1238 is usually 0.01 to 500 g / 10 minutes, preferably 0.05 to 300 g / 10 minutes, and more preferably 0.8. 1 to 100 g / 10 minutes. If the density of the polyolefin and the MFR are in this range, the density and MFR of the graft copolymer after modification will be approximately the same, and handling is easy.

また、グラフト変性に用いられるポリオレフィンの結晶化度は、通常2%以上、好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上である。結晶化度がこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体のハンドリングに優れる。   The crystallinity of the polyolefin used for graft modification is usually 2% or more, preferably 5% or more, and more preferably 10% or more. When the crystallinity is within this range, the graft copolymer after modification is excellent in handling.

グラフト変性に用いられるポリオレフィンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した数平均分子量(Mn)は、好ましくは5,000〜500,000、さらに好ましくは10,000〜100,000である。数平均分子量(Mn)がこの範囲にあれば、ハンドリングに優れる。尚、数平均分子量は、エチレン系ポリオレフィンにおいては、コモノマー量が10モル%未満であればポリエチレン換算、10モル%以上であればエチレン−プロピレン換算(エチレン含有量70モル%を基準)で求めることが可能である。また、数平均分子量は、プロピレン系ポリオレフィンにおいては、コモノマー量が10モル%未満であればポリプロピレン換算、10モル%以上であればプロピレン−エチレン換算(プロピレン含有量70モル%を基準)で求めることが可能である。   The number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) of polyolefin used for graft modification is preferably 5,000 to 500,000, and more preferably 10,000 to 100,000. When the number average molecular weight (Mn) is within this range, the handling is excellent. The number average molecular weight in ethylene-based polyolefins is determined in terms of polyethylene if the comonomer amount is less than 10 mol%, and in terms of ethylene-propylene if the amount is 10 mol% or more (based on an ethylene content of 70 mol%). Is possible. Further, in the case of propylene-based polyolefin, the number average molecular weight is determined in terms of polypropylene if the comonomer amount is less than 10 mol%, and in terms of propylene-ethylene if the amount is 10 mol% or more (based on propylene content of 70 mol%). Is possible.

上記のようなポリオレフィンの製造は、従来から公知のいずれの方法によっても行うことができる。例えば、チタン系触媒、バナジウム系触媒、メタロセン触媒などを用いて重合することができる。また、ポリオレフィンは、樹脂およびエラストマーのいずれの形態でもよく、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。市販の樹脂をそのまま利用することも可能である。   The polyolefin as described above can be produced by any conventionally known method. For example, polymerization can be performed using a titanium-based catalyst, a vanadium-based catalyst, a metallocene catalyst, or the like. The polyolefin may be in any form of a resin and an elastomer, and both an isotactic structure and a syndiotactic structure can be used, and the stereoregularity is not particularly limited. Commercially available resins can be used as they are.

カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)をグラフト共重合により得る場合には、上記のグラフト主鎖となるポリオレフィンに、カルボジイミド基と反応する化合物、および必要に応じてその他のエチレン性不飽和単量体等をラジカル開始剤の存在下、グラフト共重合する。   When the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group is obtained by graft copolymerization, the polyolefin that becomes the graft main chain is combined with a compound that reacts with a carbodiimide group, and, if necessary, other ethylenic groups. Graft copolymerization of an unsaturated monomer or the like in the presence of a radical initiator.

カルボジイミド基と反応する化合物をポリオレフィン主鎖にグラフトさせる方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、公知のグラフト重合法を採用することができる。   The method for grafting the compound that reacts with the carbodiimide group onto the polyolefin main chain is not particularly limited, and a known graft polymerization method such as a solution method or a melt-kneading method can be employed.

<ラジカル共重合>
カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)は、オレフィンとカルボジイミド基と反応する化合物をラジカル共重合することによっても得ることが可能である。オレフィンとしては、上述のグラフト主鎖となるポリオレフィンを形成する場合のオレフィンと同一のものを採用することが可能である。また、カルボジイミド基と反応する化合物も上述の通りである。
<Radical copolymerization>
The polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group can also be obtained by radical copolymerization of a compound that reacts with an olefin and a carbodiimide group. As the olefin, it is possible to employ the same olefin as that used when forming the polyolefin to be the graft main chain described above. Moreover, the compound which reacts with a carbodiimide group is also as above-mentioned.

オレフィンとカルボジイミド基と反応する化合物をラジカル共重合させる方法については特に限定されず、公知のラジカル共重合法を採用することができる。   The method for radical copolymerizing a compound that reacts with an olefin and a carbodiimide group is not particularly limited, and a known radical copolymerization method can be employed.

グラフト共重合およびラジカル共重合などのいずれの共重合方法を採用する場合であっても、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)は、次のような条件を満たすものが良い。   Even when any copolymerization method such as graft copolymerization or radical copolymerization is adopted, the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group preferably satisfies the following conditions.

カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)中におけるカルボジイミド基と反応する基の含有量は、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.1〜3質量%、さらに好ましくは0.1〜2質量%である。カルボジイミド基と反応する基の含有量が上記範囲を超えて過剰となると、カルボジイミド基と反応する基がカルボジイミド基含有化合物(B)により架橋されて、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造することが困難となる場合がある。またカルボジイミド基と反応する基の含有量が上記範囲以下であると、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)の製造は可能であるものの、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)の骨格となるカルボジイミド基含有化合物(B)とポリオレフィン系樹脂(A)との結合部分が少なくなるため、繊維強化ポリプロピレン系樹脂組成物における強化繊維の補強性や分散性が低くなる。   The content of the group that reacts with the carbodiimide group in the polyolefin resin (A) having a group that reacts with the carbodiimide group is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, and still more preferably. Is 0.1 to 2% by mass. If the content of the group that reacts with the carbodiimide group exceeds the above range, the group that reacts with the carbodiimide group is crosslinked by the carbodiimide group-containing compound (B), making it difficult to produce the carbodiimide-modified polyolefin (a). It may become. When the content of the group that reacts with the carbodiimide group is not more than the above range, the carbodiimide-modified polyolefin (a) can be produced, but the carbodiimide group-containing compound (B) serving as the skeleton of the carbodiimide-modified polyolefin (a) Since there are fewer bonded portions with the polyolefin resin (A), the reinforcing properties and dispersibility of the reinforcing fibers in the fiber reinforced polypropylene resin composition are reduced.

ポリオレフィン系樹脂(A)の架橋を防止するためには、ポリオレフィン系樹脂(A)の数平均分子量が低いこと、また、(カルボジイミド基と反応する基のモル数)/(ポリオレフィン共重合体(A)分子鎖のモル数)のモル比が小さいことが好ましい。これは即ち、ポリオレフィン樹脂(A)の一つの分子鎖上にカルボジイミド基と反応する基が複数でなく、なるべく単数で存在している場合には、カルボジイミド基含有化合物(B)のカルボジイミド基(N=C=N)が、ポリオレフィン樹脂(A)のカルボジイミド基と反応する基と反応する際、架橋およびゲル化することなく結合できることを意味している。
カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)の数平均分子量(Mn)と、カルボジイミド基と反応する基を有する基の含有量とを制御することにより、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)の製造において架橋が起こって製造安定性が低下することを防止でき、かつ、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を用いて繊維強化ポリプロピレン系樹脂組成物とした場合に強化繊維の補強性や分散性を十分に向上させることができる。即ち、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)は、以下の式(1)を満足していることが好ましい。
0.1<Mn/{(100−M)×f/M}<6 (1)
(式中、
f :カルボジイミド基と反応する基を有する化合物の分子量(g/mol)
M :カルボジイミド基と反応する基を有する化合物の含有量(wt%)
Mn:カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)の数平均分子量
である。)
In order to prevent crosslinking of the polyolefin resin (A), the number average molecular weight of the polyolefin resin (A) is low, and (the number of moles of the group reacting with the carbodiimide group) / (polyolefin copolymer (A It is preferable that the molar ratio of (number of moles of molecular chain) is small. In other words, when there are not a plurality of groups that react with the carbodiimide group on the single molecular chain of the polyolefin resin (A), but a single group exists, the carbodiimide group (N) of the carbodiimide group-containing compound (B) = C = N) means that, when reacting with a group that reacts with the carbodiimide group of the polyolefin resin (A), it can be bonded without crosslinking and gelation.
Production of a carbodiimide-modified polyolefin (a) by controlling the number average molecular weight (Mn) of the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and the content of the group having a group that reacts with a carbodiimide group In addition, it is possible to prevent the production stability from being lowered due to cross-linking, and to sufficiently improve the reinforcing property and dispersibility of the reinforcing fiber when the carbodiimide-modified polyolefin (a) is used as a fiber-reinforced polypropylene resin composition. Can be made. That is, the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group preferably satisfies the following formula (1).
0.1 <Mn / {(100-M) × f / M} <6 (1)
(Where
f: Molecular weight of a compound having a group that reacts with a carbodiimide group (g / mol)
M: Content of a compound having a group that reacts with a carbodiimide group (wt%)
Mn: Number average molecular weight of the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group. )

また、架橋させないという製造安定性の観点から、更に好ましくは以下の式(2)を満
足する範囲であり、最も好ましくは式(3)を満足する範囲である。
0.3<Mn/{(100−M)×f/M}<4 (2)
0.5<Mn/{(100−M)×f/M}<2.5 (3)
Further, from the viewpoint of production stability of not crosslinking, it is more preferably a range satisfying the following formula (2), and most preferably a range satisfying the formula (3).
0.3 <Mn / {(100-M) × f / M} <4 (2)
0.5 <Mn / {(100-M) × f / M} <2.5 (3)

カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)の数平均分子量(Mn)とカルボジイミド基と反応する基の関係が上記範囲にあると、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造する際、架橋することなく安定して製造することが可能となる。   When the relationship between the number average molecular weight (Mn) of the polyolefin-based resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and the group that reacts with a carbodiimide group is within the above range, crosslinking occurs when the carbodiimide-modified polyolefin (a) is produced. It becomes possible to manufacture stably without this.

また、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)をグラフト重合により得る場合には、グラフト主鎖となるポリオレフィンが、線状低密度ポリエチレンのようなエチレン含有量の多い樹脂であると、エチレン−ブテン共重合体のようなα−オレフィン共重合量の多い樹脂に比較すると製造時に架橋しやすい傾向がある。そのため、エチレン含有量の多い樹脂をグラフト主鎖として用いて、かつ架橋を抑制して製造するためには、カルボジイミド基と反応する基が、ポリオレフィン系樹脂(A)の一つの分子鎖上になるべく単数で存在するよう調整することが好ましい。   Further, when the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group is obtained by graft polymerization, the polyolefin as the graft main chain is a resin having a high ethylene content such as linear low density polyethylene. Compared with a resin having a large α-olefin copolymerization amount such as an ethylene-butene copolymer, it tends to be crosslinked at the time of production. Therefore, in order to use a resin having a high ethylene content as a graft main chain and to suppress crosslinking, a group that reacts with a carbodiimide group should be on one molecular chain of the polyolefin resin (A). It is preferable to adjust so that it exists in the singular.

また、グラフト主鎖となるポリオレフィンが、ポリプロピレンのような熱分解により低分子量化しやすい樹脂である場合には、架橋による高粘度化の現象は起こりにくい。そのため、熱分解しやすい樹脂をグラフト主鎖として用いる場合には、カルボジイミド基と反応する基が、ポリオレフィン系樹脂(A)の一つの分子鎖上に複数存在しても、高粘度化せずにカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)を製造できる場合がある。   In addition, when the polyolefin that becomes the graft main chain is a resin that tends to have a low molecular weight due to thermal decomposition, such as polypropylene, the phenomenon of high viscosity due to crosslinking hardly occurs. Therefore, when using a resin that is easily pyrolyzed as the graft main chain, even if a plurality of groups that react with the carbodiimide group are present on one molecular chain of the polyolefin resin (A), the viscosity does not increase. In some cases, the carbodiimide-modified polyolefin (a) can be produced.

カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)のASTM D1238による荷重2.16kg、190℃または230℃におけるメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.01〜500g/10分、より好ましくは0.05〜300g/10分である。上記範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)が得られる。   The melt flow rate (MFR) at a load of 2.16 kg, 190 ° C. or 230 ° C. according to ASTM D1238 of a polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group is preferably 0.01 to 500 g / 10 min, more preferably Is 0.05 to 300 g / 10 min. When it is in the above range, the carbodiimide-modified polyolefin (a) excellent in the reinforcing effect of reinforcing fiber and dispersibility can be obtained.

また、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)の密度は、好ましくは0.8〜1.1g/cm、より好ましくは0.8〜1.05g/cm、更に好ましくは0.8〜1g/cmである。 The density of the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group is preferably 0.8 to 1.1 g / cm 3 , more preferably 0.8 to 1.05 g / cm 3 , and still more preferably. 0.8-1 g / cm 3 .

<カルボジイミド基含有化合物(B)>
カルボジイミド基含有化合物(B)は、好ましくは下記一般式(4)で示される繰り返し単位を有するポリカルボジイミドである。
−N=C=N−R− (4)
〔式中、Rは2価の有機基を示す〕
<Carbodiimide group-containing compound (B)>
The carbodiimide group-containing compound (B) is preferably a polycarbodiimide having a repeating unit represented by the following general formula (4).
-N = C = N-R 1- (4)
[Wherein R 1 represents a divalent organic group]

ポリカルボジイミドの合成法は、特に限定されるものではないが、例えば有機ポリイソシアネ−トを、イソシアネ−ト基のカルボジイミド化反応を促進する触媒の存在下で反応させることにより、ポリカルボジイミドを合成することができる。   The method for synthesizing the polycarbodiimide is not particularly limited. For example, the polycarbodiimide is synthesized by reacting an organic polyisocyanate in the presence of a catalyst that promotes the carbodiimidization reaction of the isocyanate group. Can do.

カルボジイミド基含有化合物(B)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めたポリスチレン換算数平均分子量(Mn)は、好ましくは400〜500,000、より好ましくは1,000〜10,000、更に好ましくは2,000〜4,000である。数平均分子量(Mn)がこの範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)が得られるため好ましい。   The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) of the carbodiimide group-containing compound (B) is preferably 400 to 500,000, more preferably 1,000 to 10,000, still more preferably. Is 2,000 to 4,000. When the number average molecular weight (Mn) is in this range, a carbodiimide-modified polyolefin (a) having an excellent effect of improving the reinforcing property and dispersibility of the reinforcing fiber is obtained.

カルボジイミド基含有化合物(B)には、モノカルボジイミドを添加してもよく、単独又は複数のカルボジイミド基含有化合物を混合して使用することも可能である。   Monocarbodiimide may be added to the carbodiimide group-containing compound (B), or a single carbodiimide group-containing compound may be used in combination.

なお、市販のカルボジイミド基含有化合物をそのまま使用することも可能である。市販のカルボジイミド基含有化合物としては、日清紡績株式会社製 カルボジライト(登録商標)HMV−8CAやカルボジライト(登録商標)LA1、ラインケミー社製 スタバクゾール(登録商標)Pやスタバクゾール(登録商標)P400などが挙げられる。   A commercially available carbodiimide group-containing compound can be used as it is. Examples of commercially available carbodiimide group-containing compounds include Carbodilite (registered trademark) HMV-8CA and Carbodilite (registered trademark) LA1 manufactured by Nisshinbo Industries, Ltd., Starbakuzol (registered trademark) P and Starbakuzol (registered trademark) P400 manufactured by Rhein Chemie. .

カルボジイミド基含有化合物(B)および得られたカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)におけるカルボジイミド基含有量は、13C−NMR、IR、滴定法等により測定でき、カルボジイミド当量として把握することが可能である。13C−NMRでは130から142ppm、IRでは2130〜2140cm−1のピ−クを観察する。 The carbodiimide group content in the carbodiimide group-containing compound (B) and the obtained carbodiimide-modified polyolefin (a) can be measured by 13 C-NMR, IR, titration method, etc., and can be grasped as a carbodiimide equivalent. Peaks of 130 to 142 ppm are observed with 13 C-NMR and 2130 to 2140 cm −1 with IR.

13C−NMR測定は、たとえば次のようにして行われる。すなわち、試料0.35gをヘキサクロロブタジエン2.0 mlに加熱溶解させる。この溶液をグラスフィルター(G2)で濾過した後、重水素化ベンゼン0.5mlを加え、内径10mmのNMRチューブに装入する。そして日本電子製GX−500型NMR測定装置を用い、120℃で13C−NMR測定を行う。積算回数は、10,000回以上とする。 The 13 C-NMR measurement is performed as follows, for example. That is, 0.35 g of a sample is dissolved by heating in 2.0 ml of hexachlorobutadiene. After this solution is filtered through a glass filter (G2), 0.5 ml of deuterated benzene is added and charged into an NMR tube having an inner diameter of 10 mm. And 13 C-NMR measurement is performed at 120 degreeC using the JEOL GX-500 type | mold NMR measuring apparatus. The number of integration is 10,000 times or more.

IR測定は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、試料を250℃、3分で熱プレスしてシ−トを作製した後に、赤外分光光度計(日本分光製、FT−IR 410型)を用いて透過法で、該シートの赤外吸収スペクトルを測定する。測定条件は、分解能を2cm−1、積算回数を32回とする。 The IR measurement is performed as follows, for example. That is, after the sample was heat-pressed at 250 ° C. for 3 minutes to prepare a sheet, an infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, FT-IR 410 type) was used for the transmission method to detect the infrared of the sheet. Measure the absorption spectrum. The measurement conditions are a resolution of 2 cm −1 and an integration count of 32 times.

透過法での赤外吸収スペクトルは、ランベルト・ベールの法則で示されるように、サンプル厚みに反比例し、吸光度そのものがサンプル中のカルボジイミド基の濃度をあらわすものではない。そのため、カルボジイミド基含有量を測定するためには、測定するサンプルの厚みを揃えるか、内部標準ピークを用いてカルボジイミド基のピーク強度を規格化する必要がある。   The infrared absorption spectrum in the transmission method is inversely proportional to the sample thickness, as shown by Lambert-Beer's law, and the absorbance itself does not represent the concentration of carbodiimide groups in the sample. Therefore, in order to measure the carbodiimide group content, it is necessary to equalize the thickness of the sample to be measured or to standardize the peak intensity of the carbodiimide group using an internal standard peak.

IR測定によりカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)のカルボジイミド基含有量を測定する場合には、あらかじめカルボジイミド基の濃度が既知のサンプルを用いて、IR測定を行ない、2130〜2140cm−1に現われるピークの吸光度と内部標準ピークの吸光度の比を用いて検量線を作成しておき、サンプルの測定値を検量線に代入し、濃度を求める。 When measuring the carbodiimide group content of the carbodiimide-modified polyolefin (a) by IR measurement, IR measurement is performed using a sample whose carbodiimide group concentration is known in advance, and the absorbance of the peak appearing at 2130 to 2140 cm −1 A calibration curve is created using the absorbance ratio of the internal standard peak, and the measured value of the sample is substituted into the calibration curve to obtain the concentration.

内部標準ピークとしては、ポリプロピレン骨格に由来するピークを用いても良いし、あらかじめ内部標準物質をサンプル中の濃度が一定となるように混合し、測定に用いても良い。   As the internal standard peak, a peak derived from a polypropylene skeleton may be used, or an internal standard substance may be mixed in advance so that the concentration in the sample becomes constant and used for measurement.

<ポリプロピレン系樹脂(b)>
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂(b)は、いわゆる、未変性のポリプロピレン系樹脂であり、プロピレンの単独重合体またはプロピレンとα−オレフィン、共役ジエンおよび非共役ジエンなどから選ばれる少なくとも1種との共重合体が挙げられる。
<Polypropylene resin (b)>
The polypropylene resin (b) used in the present invention is a so-called unmodified polypropylene resin, which is a homopolymer of propylene or at least one selected from propylene and α-olefin, conjugated diene, non-conjugated diene, and the like. A copolymer is mentioned.

α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4ジメチル−1−ヘキセン、1−ノネン、1−オクテン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン等のプロピレンを除く炭素数2〜12のα−オレフィンが挙げられる。共役ジエンまたは非共役ジエンとしては、ブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,5−ヘキサジエン等が挙げられる。これらその他の単量体は、1種類または2種類以上を選択して使用することができる。   Examples of the α-olefin include ethylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-hexene, and 4,4 dimethyl. Examples include α-olefins having 2 to 12 carbon atoms excluding propylene such as -1-hexene, 1-nonene, 1-octene, 1-heptene, 1-hexene, 1-decene, 1-undecene and 1-dodecene. Examples of the conjugated diene or non-conjugated diene include butadiene, ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, 1,5-hexadiene, and the like. These other monomers can be used alone or in combination of two or more.

ポリプロピレン系樹脂(b)の骨格構造としては、プロピレンの単独重合体、プロピレンと前記その他の単量体の1種類または2種類以上のを含むランダム共重合体あるいはブロック共重合体等を挙げることができる。例えば、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体などが好適なものとして挙げられる。また、ポリプロピレン樹脂(b)には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外の共重合成分を含んでも良い。   Examples of the skeleton structure of the polypropylene resin (b) include a propylene homopolymer, a random copolymer or a block copolymer containing one or more of propylene and the above-mentioned other monomers. it can. For example, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, propylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / 1-butene copolymer, and the like are preferable. In addition, the polypropylene resin (b) may contain copolymer components other than those described above as long as the effects of the present invention are not impaired.

<強化繊維(c)>
本発明に用いられる強化繊維(c)としては、特に限定されないが、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維などの高強度、高弾性率繊維が使用できる。これらは1種または2種以上を併用してもよい。中でも、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維などの炭素繊維を用いるのが好ましい。得られる成形品の強度と弾性率とのバランスの観点から、PAN系炭素繊維がさらに好ましい。また、導電性を付与する目的では、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。
<Reinforcing fiber (c)>
The reinforcing fiber (c) used in the present invention is not particularly limited. For example, high strength and high elastic modulus fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, and metal fiber are used. Can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use carbon fibers such as PAN-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, and rayon-based carbon fibers. From the viewpoint of the balance between the strength and elastic modulus of the obtained molded product, PAN-based carbon fibers are more preferable. For the purpose of imparting conductivity, reinforcing fibers coated with a metal such as nickel, copper, or ytterbium can also be used.

さらに炭素繊維としては、X線光電子分光法により測定される繊維表面の酸素(O)と炭素(C)の原子数の比である表面酸素濃度比[O/C]が0.05〜0.5であるものが好ましく、より好ましくは0.08〜0.4であり、さらに好ましくは0.1〜0.3である。表面酸素濃度比が0.05以上であることにより、炭素繊維表面の官能基量を確保でき、熱可塑性樹脂とより強固な接着を得ることができる。また、表面酸素濃度比の上限には特に制限はないが、炭素繊維の取扱い性および生産性のバランスから0.5以下とすることが例示できる。   Further, as the carbon fiber, the surface oxygen concentration ratio [O / C], which is the ratio of the number of atoms of oxygen (O) and carbon (C) on the fiber surface measured by X-ray photoelectron spectroscopy, is 0.05-0. 5 is preferable, more preferably 0.08 to 0.4, and still more preferably 0.1 to 0.3. When the surface oxygen concentration ratio is 0.05 or more, the functional group amount on the surface of the carbon fiber can be secured, and a stronger adhesion to the thermoplastic resin can be obtained. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of surface oxygen concentration ratio, it can illustrate to 0.5 or less from the balance of the handleability and productivity of carbon fiber.

炭素繊維の表面酸素濃度比は、X線光電子分光法により、次の手順にしたがって求める。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束を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1202eVに合わせる。C1sピーク面積を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求める。O1sピーク面積を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求める。表面酸素濃度比とは、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する。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、感度補正値を1.74とする。 The surface oxygen concentration ratio of the carbon fiber is determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure. First, a carbon fiber bundle from which a sizing agent or the like adhering to the carbon fiber surface is removed with a solvent is cut into 20 mm, and is spread and arranged on a copper sample support, and then the inside of the sample chamber is set to 1 × 10 8 Torr. keep. A1Kα1 and 2 are used as the X-ray source, and the kinetic energy value (KE) of the main peak of C1s is adjusted to 1202 eV as the correction value of the peak accompanying charging during measurement. The C1s peak area is expressed as K.S. E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 1191 to 1205 eV. The O1s peak area is expressed as K.I. E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 947 to 959 eV. The surface oxygen concentration ratio is calculated as an atomic number ratio from the ratio of the O1s peak area to the C1s peak area using a sensitivity correction value unique to the apparatus. As an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus, model ES-200 manufactured by Kokusai Electric Inc. is used, and the sensitivity correction value is set to 1.74.

表面酸素濃度比[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、例えば、電解酸化処理、薬液酸化処理および気相酸化処理などの手法をとることができ、中でも電解酸化処理が好ましい。   The means for controlling the surface oxygen concentration ratio [O / C] to 0.05 to 0.5 is not particularly limited. For example, techniques such as electrolytic oxidation, chemical oxidation, and vapor phase oxidation are used. Among these, electrolytic oxidation treatment is preferable.

また、強化繊維の平均繊維径は特に限定されないが、得られる成形品の力学特性と表面外観の観点から、1〜20μmの範囲内であることが好ましく、3〜15μmの範囲内であることがより好ましい。強化繊維束とした場合の単糸数には、特に制限はなく、100〜350,000本の範囲内、とりわけ1,000〜250,000本の範囲内で使用することが好ましい。また強化繊維の生産性の観点からは、単糸数が多いものが好ましく、10,000〜100,000本の範囲内で使用することが好ましい。   The average fiber diameter of the reinforcing fibers is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20 μm and in the range of 3 to 15 μm from the viewpoint of mechanical properties and surface appearance of the obtained molded product. More preferred. There is no restriction | limiting in particular in the number of single yarns when it is set as a reinforced fiber bundle, It is preferable to use within the range of 100-350,000, and especially within the range of 1,000-250,000. Further, from the viewpoint of productivity of reinforcing fibers, those having a large number of single yarns are preferable, and it is preferable to use them within the range of 10,000 to 100,000.

本発明では、強化繊維(c)は多官能化合物(s)によりサイジング処理されている必要がある。   In the present invention, the reinforcing fiber (c) needs to be sized by the polyfunctional compound (s).

<多官能化合物(s)>
多官能化合物(s)としては、特に限定されないが、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシ基等の官能基を1分子中に2個以上有する化合物が使用できる。これらは1種または2種以上を併用してもよい。官能基が1分子中に2個未満である化合物を用いた場合、強化繊維とマトリックス樹脂との接着性および耐水劣化性が低くなる。
したがって、官能基の数は、1分子中に2個以上であることが必須であり、さらに好ましくは、3個以上である。すなわち、多官能化合物としては、3官能以上の官能基を有する化合物を用いるのが良い。
<Polyfunctional compound (s)>
Although it does not specifically limit as a polyfunctional compound (s), The compound which has 2 or more functional groups, such as an epoxy group, a carboxyl group, an amino group, and a hydroxy group, can be used. These may be used alone or in combination of two or more. When a compound having less than two functional groups in one molecule is used, the adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin and the water deterioration resistance are reduced.
Therefore, it is essential that the number of functional groups is 2 or more in one molecule, and more preferably 3 or more. That is, as the polyfunctional compound, a compound having a trifunctional or higher functional group is preferably used.

具体的な多官能化合物としては、多官能エポキシ樹脂、ポリエチレンイミン、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレンの中和物、アミノエチル化アクリルポリマー、ポリビニルアルコール等が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional compound include polyfunctional epoxy resins, polyethyleneimine, acid-modified polypropylene, neutralized acid-modified polypropylene, aminoethylated acrylic polymer, and polyvinyl alcohol.

多官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、マトリックス樹脂との接着性を発揮しやすい脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。通常、エポキシ樹脂はエポキシ基を多数有すると、架橋反応後の架橋密度が高くなるために、靭性の低い構造になりやすい傾向にある。そのため、サイジング剤として、強化繊維とマトリックス樹脂間に存在させても、もろいために剥離しやすく、繊維強化複合材料の強度発現しないことがある。しかし、脂肪族エポキシ樹脂は、柔軟な骨格のため、架橋密度が高くとも靭性の高い構造になりやすい。強化繊維とマトリックス樹脂間に存在させた場合、柔軟で剥離しにくくさせるため、繊維強化複合材料の強度を向上しやすく好ましい。また、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)と併用した場合に、耐水劣化性にも優れるものとなる。   Examples of the polyfunctional epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, aliphatic epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin and the like. Among these, an aliphatic epoxy resin that easily exhibits adhesiveness with the matrix resin is preferable. Usually, when an epoxy resin has many epoxy groups, since the crosslinking density after a crosslinking reaction becomes high, it tends to be a structure with low toughness. Therefore, even if it exists between a reinforced fiber and a matrix resin as a sizing agent, it is fragile and easily peels off, and the strength of the fiber reinforced composite material may not be exhibited. However, since the aliphatic epoxy resin has a flexible skeleton, the structure tends to have a high toughness even if the crosslinking density is high. When it exists between a reinforced fiber and matrix resin, in order to make it soft and it is hard to peel, it is easy to improve the intensity | strength of a fiber reinforced composite material, and preferable. Further, when used in combination with the carbodiimide-modified polyolefin (a), the water deterioration resistance is also excellent.

脂肪族エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ジグリシジルエーテル化合物では、エチレングリコールジグリシジルエーテル及び、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル類、プロピレングリコールジグリシジルエーテル及び、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル類等が挙げられる。また、ポリグリシジルエーテル化合物では、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル類、ソルビトールポリグリシジルエーテル類、アラビトールポリグリシジルエーテル類、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル類、トリメチロールプロパングリシジルエーテル類、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル類、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル類等が挙げられる。   Specific examples of the aliphatic epoxy resin include, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, 1,4-diglycidyl ether compound, and 1,4- Examples include butanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, and polyalkylene glycol diglycidyl ether. Also, in the polyglycidyl ether compound, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, arabitol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, trimethylolpropane Examples thereof include glycidyl ethers, pentaerythritol polyglycidyl ethers, polyglycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols, and the like.

脂肪族エポキシ樹脂の中でも、好ましくは、反応性の高いグリシジル基を多数有する脂肪族のポリグリシジルエーテル化合物である。この中でも、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールグリシジルエーテル類、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテル類がさらに好ましい。脂肪族のポリグリシジルエーテル化合物は、柔軟性、架橋密度およびマトリックス樹脂との相溶性のバランスがよく、効果的に接着性を向上することから好ましい。   Among the aliphatic epoxy resins, an aliphatic polyglycidyl ether compound having many highly reactive glycidyl groups is preferable. Among these, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyethylene glycol glycidyl ethers, and polypropylene glycol glycidyl ether are more preferable. Aliphatic polyglycidyl ether compounds are preferred because they have a good balance of flexibility, crosslink density and compatibility with the matrix resin and effectively improve adhesion.

ポリエチレンイミンも、マトリックス樹脂との接着性を発揮しやすいため好ましい。ポリエチレンイミンは骨格が柔軟であり、強化繊維とマトリックス樹脂間に存在させた場合、柔軟で剥離しにくいため、繊維強化複合材料の強度を向上しやすく好ましい。また、ポリエチレンイミンは水溶性であるため、水溶液として強化繊維に付与することにより、強化繊維表面に均一に付与することが容易である。   Polyethyleneimine is also preferable because it easily exhibits adhesiveness with the matrix resin. Polyethyleneimine is preferable because it has a flexible skeleton and is flexible and difficult to peel when it is present between the reinforcing fiber and the matrix resin, so that the strength of the fiber-reinforced composite material is easily improved. In addition, since polyethyleneimine is water-soluble, it can be easily applied uniformly to the reinforcing fiber surface by applying it to the reinforcing fiber as an aqueous solution.

酸変性ポリプロピレンおよび酸変性ポリプロピレンの中和物としては、例えば、プロピレンなどの主として炭化水素から構成される高分子主鎖と、不飽和カルボン酸により形成されるカルボキシル基、または、その金属塩、アンモニウム塩を含む側鎖とを有するものが挙げられる。高分子主鎖は、プロピレンと不飽和カルボン酸とを共重合させたランダム共重合体でもよいし、プロピレンに不飽和カルボン酸をグラフトしたグラフト共重合体でもよい。また、α−オレフィン、共役ジエン、非共役ジエンなどの共重合可能な共重合成分を共重合してもよい。酸変性ポリプロピレンおよび酸変性ポリプロピレンの中和物は、1分子中に多数の官能基を有しながら柔軟であり、さらに骨格がマトリックス樹脂と同様のポリプロピレンであることから、マトリックス樹脂との相溶性がよく、接着性を向上しやすく好ましい。   Examples of the acid-modified polypropylene and the neutralized product of the acid-modified polypropylene include a polymer main chain mainly composed of hydrocarbon such as propylene, a carboxyl group formed by an unsaturated carboxylic acid, or a metal salt thereof, ammonium And those having a side chain containing a salt. The polymer main chain may be a random copolymer obtained by copolymerizing propylene and an unsaturated carboxylic acid, or may be a graft copolymer obtained by grafting an unsaturated carboxylic acid on propylene. In addition, copolymerizable components such as α-olefin, conjugated diene, and non-conjugated diene may be copolymerized. Acid-modified polypropylene and neutralized product of acid-modified polypropylene are flexible while having many functional groups in one molecule, and since the skeleton is the same polypropylene as the matrix resin, the compatibility with the matrix resin is high. It is preferable because it is easy to improve adhesiveness.

不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、メサコン酸、グルタコン酸、ナジック酸、メチルナジック酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸等を挙げることができる。特にマレイン酸、アクリル酸またはメタクリル酸が共重合反応させやすいことから好ましい。プロピレンとの共重合又はプロピレンへのグラフト共重合に使用する不飽和カルボン酸は1種のみでもよいし、2種以上の不飽和カルボン酸を使用しても良い。また、酸変性ポリプロピレンの中和物は、少なくとも一部のカルボキシル基が、Na、K、Li、Mg、Zn、Ca、Cu、Fe、Ba、Alなどの金属陽イオン又はアンモニウムイオンで中和されていることが好ましい。   Unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, citraconic acid, allyl succinic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, nadic acid, methyl nadic acid, tetrahydrophthalic acid And methyltetrahydrophthalic acid. In particular, maleic acid, acrylic acid or methacrylic acid is preferable because it is easy to cause a copolymerization reaction. Only one type of unsaturated carboxylic acid may be used for copolymerization with propylene or graft copolymerization with propylene, or two or more types of unsaturated carboxylic acids may be used. In addition, in the neutralized product of acid-modified polypropylene, at least some of the carboxyl groups are neutralized with metal cations such as Na, K, Li, Mg, Zn, Ca, Cu, Fe, Ba, Al, or ammonium ions. It is preferable.

また、官能基を2つ以上有するために、酸変性ポリプロピレン、または酸変性ポリプロピレンの中和物1g当たり、オキシカルボニル基量が0.05〜5ミリモル当量であることが好ましい。より好ましくは0.1〜4ミリモル当量、さらに好ましくは0.3〜3ミリモル当量である。上記のようなオキシカルボニル基の含有量を分析する手法としては、中和物の場合は、ICP発光分析で塩を形成している金属種の検出を定量的に行う方法が挙げられる。また、IR、NMRおよび元素分析等を用いてカルボニル炭素の定量をおこなう方法が挙げられる。オキシカルボニル基量が0.05ミリモル当量未満では、接着性を発揮しにくい傾向にあり、5ミリモル当量を越えると酸変性ポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンの中和物がもろくなることがある。   Moreover, since it has two or more functional groups, it is preferable that the amount of oxycarbonyl groups is 0.05-5 millimol equivalent per 1g of acid-modified polypropylene or neutralized product of acid-modified polypropylene. More preferably, it is 0.1-4 mmol equivalent, More preferably, it is 0.3-3 mmol equivalent. As a method for analyzing the content of the oxycarbonyl group as described above, in the case of a neutralized product, a method of quantitatively detecting a metal species forming a salt by ICP emission analysis can be mentioned. Moreover, the method of quantifying carbonyl carbon using IR, NMR, elemental analysis, etc. is mentioned. If the amount of the oxycarbonyl group is less than 0.05 mmol equivalent, the adhesiveness tends to be difficult to exhibit. If the amount exceeds 5 mmol equivalent, the acid-modified polypropylene or the neutralized product of the acid-modified polypropylene may be fragile.

ここで、強化繊維(c)が多官能化合物(s)によりサイジング処理されているとは、強化繊維(c)の表面に多官能化合物(s)が付着していることを示す。多官能化合物をサイジング剤として、強化繊維に付与することで、添加量が少量であっても効果的に強化繊維表面の接着性およびコンポジット総合特性を向上させることができる。   Here, the sizing treatment of the reinforcing fiber (c) with the polyfunctional compound (s) indicates that the polyfunctional compound (s) is attached to the surface of the reinforcing fiber (c). By applying the polyfunctional compound as a sizing agent to the reinforcing fiber, even if the addition amount is small, the adhesiveness of the reinforcing fiber surface and the composite overall characteristics can be effectively improved.

上記効果を得るためには、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物中において、サイジング剤は強化繊維とマトリックス樹脂の界面に存在することが好ましい。よって、多官能化合物(s)は、強化繊維(c)の周囲全体に付着し、強化繊維を被覆している状態が好ましいと考えられる。しかしながら、仮に強化繊維の一部分に被覆されていない部分が存在しても、周囲の被覆されている部分において十分な接着性を有していれば、本発明の効果を発現することがある。   In order to acquire the said effect, it is preferable that a sizing agent exists in the interface of a reinforced fiber and a matrix resin in a fiber reinforced polypropylene resin composition. Therefore, it is considered that the polyfunctional compound (s) adheres to the entire periphery of the reinforcing fiber (c) and covers the reinforcing fiber. However, even if a part of the reinforcing fiber that is not coated is present, the effect of the present invention may be exhibited if the surrounding coated part has sufficient adhesiveness.

サイジング剤付着量は、強化繊維のみの質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上2質量%以下付与することがさらに好ましい。0.01質量%未満では、サイジング剤の未付着部の割合が多くなるためか、接着性向上効果が現れにくく、10質量%を越えると、マトリックス樹脂の物性低下させることがある。   The sizing agent adhesion amount is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 2% by mass with respect to the mass of the reinforcing fiber alone. % Or less is more preferable. If it is less than 0.01% by mass, the effect of improving adhesiveness is hardly exhibited because the ratio of the non-adhered part of the sizing agent is increased, and if it exceeds 10% by mass, the physical properties of the matrix resin may be lowered.

また、サイジング剤には、ビスフェノール型エポキシ化合物、直鎖状低分子量エポキシ化合物、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、ポリエステル、乳化剤あるいは界面活性剤など他の成分を粘度調整、耐擦過性向上、耐毛羽性向上、集束性向上、高次加工性向上等の目的で加えてもよい。   The sizing agent also includes other components such as bisphenol-type epoxy compounds, linear low molecular weight epoxy compounds, polyethylene glycol, polyurethane, polyester, emulsifiers and surfactants, viscosity adjustment, improved scratch resistance, improved fuzz resistance, It may be added for the purpose of improving the focusing property and improving the high-order workability.

サイジング剤の付与手段としては特に限定されるものではないが、例えばローラを介してサイジング液に浸漬する方法、サイジング液の付着したローラに接する方法、サイジング液を霧状にして吹き付ける方法などがある。また、バッチ式、連続式いずれでもよいが、生産性がよくバラツキが小さくできる連続式が好ましい。この際、強化繊維に対するサイジング剤有効成分の付着量が適正範囲内で均一に付着するように、サイジング液濃度、温度、糸条張力などをコントロールすることが好ましい。また、サイジング剤付与時に強化繊維を超音波で加振させることはより好ましい。   There are no particular restrictions on the means for applying the sizing agent, but there are, for example, a method of immersing in a sizing liquid through a roller, a method of contacting a roller to which the sizing liquid is adhered, and a method of spraying the sizing liquid in a mist form. . Moreover, although either a batch type or a continuous type may be sufficient, the continuous type which has good productivity and small variations is preferable. At this time, it is preferable to control the sizing solution concentration, temperature, yarn tension, and the like so that the amount of the sizing agent active ingredient attached to the reinforcing fiber is uniformly attached within an appropriate range. Moreover, it is more preferable to vibrate the reinforcing fiber with ultrasonic waves when applying the sizing agent.

サイジング剤付与後の乾燥温度および乾燥時間は化合物の付着量によって調整する。サイジング剤の付与に用いる溶媒を完全に除去し、乾燥に要する時間を短くし、かつ、サイジング剤の熱劣化を防止する観点から、乾燥温度は、150℃以上350℃以下であることが好ましく、180℃以上250℃以下であることがより好ましい。   The drying temperature and drying time after application of the sizing agent are adjusted according to the amount of the compound attached. From the viewpoint of completely removing the solvent used for applying the sizing agent, shortening the time required for drying, and preventing thermal deterioration of the sizing agent, the drying temperature is preferably 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, It is more preferable that the temperature is 180 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

サイジング剤に使用する溶媒は、水、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメリルアセトアミド、アセトン等が挙げられるが、取扱いが容易で防災の観点から水が好ましい。従って、水に不溶、若しくは難溶の化合物をサイジング剤として用いる場合には、乳化剤または界面活性剤を添加し、水分散して用いるのが良い。乳化剤または界面活性剤としては、具体的には、スチレン−無水マレイン酸共重合体、オレフィン−無水マレイン酸共重合体、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリアクリル酸ソーダ等のアニオン系乳化剤、ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダゾリン等のカチオン系乳化剤、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンエーテルエステル共重合体、ソルビタンエステルエチルオキサイド付加物等のノニオン系乳化剤等を用いることができる。相互作用の小さいノニオン系乳化剤が多官能化合物の接着性効果を阻害しにくく好ましい。   Examples of the solvent used for the sizing agent include water, methanol, ethanol, dimethylformamide, dimethylallylacetamide, and acetone. Water is preferable from the viewpoint of easy handling and disaster prevention. Therefore, when using a compound insoluble or hardly soluble in water as a sizing agent, it is preferable to add an emulsifier or a surfactant and disperse in water. Specific examples of the emulsifier or surfactant include styrene-maleic anhydride copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, naphthalene sulfonate formalin condensate, anionic emulsifier such as sodium polyacrylate, Cationic emulsifiers such as polyethyleneimine and polyvinylimidazoline, nonionic emulsifiers such as nonylphenol ethylene oxide adduct, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene ether ester copolymer, sorbitan ester ethyl oxide adduct, and the like can be used. A nonionic emulsifier having a small interaction is preferable because it hardly inhibits the adhesive effect of the polyfunctional compound.

本発明において、プリプレグを構成する強化繊維は、実質的に連続繊維であれば、その形態や形状に特に制限はなく、例えば、連続繊維束を一方向に引き揃えたものでも良いし、連続繊維からなる織物、いわゆる強化繊維クロスでもよい。比較的樹脂の含浸が容易で、連続生産が可能である観点から、連続繊維束を一方向に引き揃えたものが好ましい形状として例示できる。   In the present invention, the reinforcing fiber constituting the prepreg is not particularly limited in form and shape as long as it is substantially a continuous fiber. For example, a continuous fiber bundle may be aligned in one direction, or a continuous fiber. A so-called reinforced fiber cloth may be used. From the viewpoint of relatively easy resin impregnation and continuous production, a preferred shape is one in which continuous fiber bundles are aligned in one direction.

また本発明のプリプレグは、成分(a)、(b)、(c)および(s)に加えて、本発明の目的を損なわない範囲で、他の充填剤や添加剤を含有しても良い。充填剤も添加剤も、プリプレグおよび、プリプレグから得られる成形品の各種特性を改良するために用いる成分のことを指す。充填剤とは、プリプレグ中で、マトリックス樹脂に相溶せずに存在する、強化繊維以外の固形成分を意味する。また、添加剤とはマトリックス樹脂以外のマトリックス樹脂に相溶する成分を意味する。   In addition to the components (a), (b), (c) and (s), the prepreg of the present invention may contain other fillers and additives as long as the object of the present invention is not impaired. . Both fillers and additives refer to components used to improve various properties of the prepreg and molded articles obtained from the prepreg. The filler means a solid component other than the reinforcing fiber that is present in the prepreg without being compatible with the matrix resin. The additive means a component that is compatible with a matrix resin other than the matrix resin.

充填剤としては、無機充填剤および有機充填剤が挙げられる。無機充填剤の例としては、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、マイカ、クレー、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられる。また、有機充填剤の例としては、粒子状の熱硬化樹脂、木粉、コルク粉、籾殻粉、精製パルプ、ワラ、紙、綿、レーヨン、スフ、セルロース及びヤシ殻粉等が挙げられる。   Examples of the filler include inorganic fillers and organic fillers. Examples of inorganic fillers include calcium oxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium sulfate, barium sulfate, calcium sulfite, and talc. , Mica, clay, dolomite, basic magnesium carbonate and the like. Examples of the organic filler include particulate thermosetting resin, wood powder, cork powder, rice husk powder, refined pulp, straw, paper, cotton, rayon, sufu, cellulose, and coconut shell powder.

添加剤の例としては、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。   Examples of additives include flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, UV absorbers, antioxidants, vibration damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, thermal stabilizers, mold release agents Agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, antifoaming agents, or coupling agents.

ここで、本発明の第一の発明では、プリプレグ中のマトリックス樹脂成分に含まれるカルボジイミド基の含有量は、樹脂成分100gに対し、0.0005〜140mmolとする必要があり、好ましくは0.001〜100mmol、さらに好ましくは0.01〜60mmolである。カルボジイミド基の含有量がマトリックス樹脂成分100gに対し0.0005mmolに満たないと、耐水劣化性を得ることができず、得られる成形品の力学特性も低い。また、カルボジイミド基の含有量がマトリックス樹脂成分100gに対し140mmolよりも多い場合は、カルボジイミド基の含有量に対する強度向上効果がそれほど上がらず経済的でなくなる。   Here, in 1st invention of this invention, content of the carbodiimide group contained in the matrix resin component in a prepreg needs to be 0.0005-140 mmol with respect to 100 g of resin components, Preferably it is 0.001. It is -100 mmol, More preferably, it is 0.01-60 mmol. If the content of the carbodiimide group is less than 0.0005 mmol with respect to 100 g of the matrix resin component, water resistance cannot be obtained, and the resulting molded article has low mechanical properties. Further, when the content of the carbodiimide group is more than 140 mmol with respect to 100 g of the matrix resin component, the strength improvement effect with respect to the content of the carbodiimide group does not increase so much and it is not economical.

ここで、マトリックス樹脂成分とは、プリプレグ中の強化繊維および充填剤以外の、有機物からなる成分を示す。例えば、本発明に必須の構成成分としては、成分(a)、成分(b)および成分(s)の混合物がマトリックス樹脂成分となる。   Here, the matrix resin component refers to a component made of an organic substance other than the reinforcing fiber and filler in the prepreg. For example, as a component essential to the present invention, a mixture of the component (a), the component (b) and the component (s) is the matrix resin component.

また、本発明のプリプレグが本発明に必須の成分に加えて、有機物からなる添加剤を含む場合には、有機物からなる添加剤も含めてマトリックス樹脂と定義する。   Moreover, when the prepreg of this invention contains the additive which consists of organic substance in addition to the component essential to this invention, it defines as matrix resin also including the additive which consists of organic substance.

なお、プリプレグ中のマトリックス樹脂成分に含まれるカルボジイミド基の含有量は、用いた原料の組成から計算することもできる。また、プリプレグから求める場合には、プリプレグ中の樹脂組成成分を溶解させて分離し、前述したように、IR、13C−NMR、滴定法などにより測定することもできる。 In addition, content of the carbodiimide group contained in the matrix resin component in a prepreg can also be calculated from the composition of the used raw material. Moreover, when calculating | requiring from a prepreg, the resin composition component in a prepreg can be melt | dissolved and isolate | separated and it can also measure by IR, < 13 > C-NMR, a titration method etc. as mentioned above.

また、本発明の第二の発明では、プリプレグ中における各成分の含有量について、(b)と(c)の合計を100質量部とした場合に、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、0.01〜50質量部、好ましくは0.05〜30質量部、更に好ましくは0.1〜20質量部、ポリプロピレン系樹脂(b)を20〜99質量部、好ましくは30〜95質量部、更に好ましくは50〜90質量部、多官能化合物(s)によりサイジング処理された強化繊維(c)を1〜80質量部、好ましくは5〜70質量部、更に好ましくは10〜50質量部、それぞれ含有してなる組成物である必要がある。プリプレグ中における各成分の含有量をこの範囲内で用いることでも、本発明の効果を達成することができる。   Moreover, in 2nd invention of this invention, when the total of (b) and (c) is 100 mass parts about content of each component in a prepreg, carbodiimide modified polyolefin (a) is 0.01 To 50 parts by mass, preferably 0.05 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and 20 to 99 parts by mass, preferably 30 to 95 parts by mass, more preferably 30 to 95 parts by mass of the polypropylene resin (b). 50 to 90 parts by mass, 1 to 80 parts by mass, preferably 5 to 70 parts by mass, and more preferably 10 to 50 parts by mass of the reinforcing fiber (c) sized by the polyfunctional compound (s). It is necessary to be a composition. The effects of the present invention can also be achieved by using the content of each component in the prepreg within this range.

カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)が0.01質量部未満では、耐水劣化性を得ることができず、得られる成形品の力学特性も低い。また、50質量部よりも多い場合は、カルボジイミド変性ポリオレフィンの含有量に対する成形品の力学特性向上効果がそれほど上がらず経済的でなくなる。   When the carbodiimide-modified polyolefin (a) is less than 0.01 parts by mass, water resistance cannot be obtained, and the resulting molded article has low mechanical properties. On the other hand, when the amount is more than 50 parts by mass, the effect of improving the mechanical properties of the molded product with respect to the content of the carbodiimide-modified polyolefin does not increase so much and is not economical.

多官能化合物によりサイジング処理された強化繊維(c)が1質量部未満では、得られる成形品の力学特性が不十分となる場合があり、80質量部を超えると成形加工の際に流動性が低下し、複雑形状に賦形できない場合がある。   If the reinforcing fiber (c) sized by the polyfunctional compound is less than 1 part by mass, the resulting molded article may have insufficient mechanical properties, and if it exceeds 80 parts by mass, fluidity may be caused during molding. It may decrease and may not be shaped into a complex shape.

また、このうち、ポリプロピレン系樹脂(b)は20〜99質量部、好ましくは30〜95質量部、より好ましくは50〜90質量部であり、この範囲内で用いることにより、本発明の効果を達成することができる。   Of these, the polypropylene resin (b) is 20 to 99 parts by mass, preferably 30 to 95 parts by mass, and more preferably 50 to 90 parts by mass. By using within this range, the effect of the present invention can be obtained. Can be achieved.

また、第二の本発明では、カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、該変性ポリオレフィン100グラム含まれるカルボジイミド基の含有量が好ましくは1〜200mmol、より好ましくは5〜150mmol、更に好ましくは10〜100mmolである。カルボジイミド基含有量が少なすぎると強化繊維の補強効果や、耐水劣化性の向上効果が小さい。また、多すぎると耐水劣化性は良好であるものの、成形加工性が低下したり、強化繊維の補強効果がそれほど上がらず経済的でなくなる。もちろん、第一の本発明と第二の本発明の両方の条件を満たすようにすれば、本発明の効果をより一層高く発現することができる。   In the second aspect of the present invention, the carbodiimide-modified polyolefin (a) has a carbodiimide group content of preferably 100 to 200 mmol, more preferably 5 to 150 mmol, and still more preferably 10 to 100 mmol. is there. If the carbodiimide group content is too small, the reinforcing effect of the reinforcing fibers and the improvement effect of water resistance are small. On the other hand, if the amount is too large, the deterioration resistance against water is good, but the molding processability is lowered, and the reinforcing effect of the reinforcing fibers is not so high, which is not economical. Of course, if the conditions of both the first and second aspects of the present invention are satisfied, the effects of the present invention can be further enhanced.

本発明のプリプレグでは、プリプレグの取扱い性の観点から、ポリプロピレン系樹脂は強化繊維に含浸していることが好ましい。その含浸率は好ましくは30〜100%であり、より好ましくは40〜100%であり、さらに好ましくは50〜100%である。含浸率が好ましい範囲であれば、取扱い性や成形性に優れたプリプレグとなる。   In the prepreg of the present invention, it is preferable that the polypropylene-based resin is impregnated in the reinforcing fiber from the viewpoint of the handleability of the prepreg. The impregnation rate is preferably 30 to 100%, more preferably 40 to 100%, and still more preferably 50 to 100%. When the impregnation ratio is in a preferable range, a prepreg excellent in handleability and moldability is obtained.

含浸率の測定方法としては、特に制限はなく、例えば以下に示す簡便な方法で測定することができる。まず、プリプレグの断面観察を行い顕微鏡写真から空隙の総面積を計算して強化繊維の面積で除する方法、プリプレグの23℃での厚みh0とそれをプレス成形した後の23℃での厚みhc0との比(hc0/h0)から求める方法、また各材料の使用割合から求めた理論密度とプリプレグの嵩密度との比から求める方法などが例示できる。ここでは、プリプレグの厚み方向断面を観察して、断面における空隙部分の面積と断面全体の面積とを測定して算出する方法を具体的に説明する。すなわち、プリプレグをエポキシなどの熱硬化性樹脂で包埋し、プリプレグの断面端部にあたる面を研磨し、幅500〜1000μm程度の範囲を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、コントラスト比において、樹脂が含浸している部位と、樹脂が含浸していない部位の面積を求め、次式により樹脂含浸率を算出する方法である。
・樹脂含浸率(%)=100×(樹脂が含浸している部位の総面積)/(プリプレグの観察部位の断面積)。
There is no restriction | limiting in particular as a measuring method of an impregnation rate, For example, it can measure with the simple method shown below. First, a method of observing the cross section of the prepreg and calculating the total void area from the micrograph and dividing by the area of the reinforcing fiber, the thickness h0 of the prepreg at 23 ° C. and the thickness hc0 at 23 ° C. after press molding it And a method of obtaining from the ratio of the theoretical density obtained from the use ratio of each material and the bulk density of the prepreg, and the like. Here, the method of observing the thickness direction cross section of a prepreg and measuring and calculating the area of the space | gap part in a cross section and the area of the whole cross section is demonstrated concretely. That is, the prepreg is embedded with a thermosetting resin such as epoxy, the surface corresponding to the end of the cross section of the prepreg is polished, and a range of about 500 to 1000 μm in width is observed with an optical microscope or an electron microscope. In this method, the area of the impregnated portion and the portion of the portion not impregnated with the resin are obtained, and the resin impregnation rate is calculated by the following equation.
Resin impregnation rate (%) = 100 × (total area of the part impregnated with resin) / (cross-sectional area of the observation part of the prepreg).

本発明のプリプレグは、各種公知の成形法によって最終的な形状の製品に加工できる。   The prepreg of the present invention can be processed into a final product by various known molding methods.

本発明のプリプレグを用いて得られる成形品の用途としては、例えば、「パソコン、ディスプレイ、OA機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルMD、携帯用ラジオカセット、PDA(電子手帳などの携帯情報端末)、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの筐体、トレイ、シャーシ、内装部材、またはそのケース」などの電気、電子機器部品、「支柱、パネル、補強材」などの土木、建材用部品、「各種メンバ、各種フレーム、各種ヒンジ、各種アーム、各種車軸、各種車輪用軸受、各種ビーム、プロペラシャフト、ホイール、ギアボックスなどの、サスペンション、アクセル、またはステアリング部品」、「フード、ルーフ、ドア、フェンダ、トランクリッド、サイドパネル、リアエンドパネル、アッパーバックパネル、フロントボディー、アンダーボディー、各種ピラー、各種メンバ、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、各種レール、各種ヒンジなどの、外板、またはボディー部品」、「バンパー、バンパービーム、モール、アンダーカバー、エンジンカバー、整流板、スポイラー、カウルルーバー、エアロパーツなど外装部品」、「インストルメントパネル、シートフレーム、ドアトリム、ピラートリム、ハンドル、各種モジュールなどの内装部品」、または「モーター部品、CNGタンク、ガソリンタンク、燃料ポンプ、エアーインテーク、インテークマニホールド、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、各種配管、各種バルブなどの燃料系、排気系、または吸気系部品」などの自動車、二輪車用構造部品、「その他、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、エンジン冷却水ジョイント、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、バッテリートレイ、ATブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、プロテクター、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、スペアタイヤカバー、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、スカッフプレート、フェイシャー」、などの自動車、二輪車用部品、「ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ」などの航空機用部品が挙げられる。力学特性の観点より、電気、電子機器用の筐体、土木、建材用のパネル、自動車用の構造部品、航空機用の部品に好ましく用いられる。   Examples of uses of the molded article obtained by using the prepreg of the present invention include, for example, “PC, display, OA equipment, mobile phone, personal digital assistant, facsimile, compact disc, portable MD, portable radio cassette, PDA (electronic notebook) Such as portable information terminals), video cameras, digital video cameras, optical equipment, audio, air conditioners, lighting equipment, entertainment equipment, toy products, other household appliances, etc., trays, chassis, interior members, or their cases Electrical and electronic equipment parts, civil engineering and construction material parts such as `` posts, panels, reinforcements '', `` various members, various frames, various hinges, various arms, various axles, various wheel bearings, various beams, propeller shafts, Suspension, accelerator or steering parts such as wheels, gearboxes " “Hood, roof, door, fender, trunk lid, side panel, rear end panel, upper back panel, front body, underbody, various pillars, various members, various frames, various beams, various supports, various rails, various hinges, etc. , Outer plate or body parts ”,“ bumper, bumper beam, molding, under cover, engine cover, current plate, spoiler, cowl louver, aero parts, etc. ”,“ instrument panel, seat frame, door trim, pillar trim, Interior parts such as handles and various modules "or" motor parts, CNG tank, gasoline tank, fuel pump, air intake, intake manifold, carburetor main body, carburetor spacer, each Piping, fuel systems such as various valves, exhaust systems, or intake system parts ", structural parts for motorcycles," others, alternator terminal, alternator connector, IC regulator, potentiometer base for light weather, engine coolant joint, Air conditioner thermostat base, heating hot air flow control valve, radiator motor brush holder, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, fuel related electromagnetic valve Coil, battery tray, AT bracket, headlamp support, pedal housing, protector, horn terminal, step motor rotor, lamp Sockets, lamp reflectors, lamp housings, brake pistons, noise shields, spare tire covers, solenoid bobbins, engine oil filters, igniter cases, scuff plates, fascias, etc., automobile parts, landing gear pods, winglets , Spoilers, edges, ladders, elevators, failings, ribs, etc. From the viewpoint of mechanical properties, it is preferably used for electrical and electronic equipment casings, civil engineering, building material panels, automotive structural parts, and aircraft parts.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(各種測定方法)
まず、参考例、実施例及び比較例において用いる各種特性の測定方法について説明する。
(Various measurement methods)
First, measurement methods for various characteristics used in the reference examples, examples, and comparative examples will be described.

(1)変性ポリプロピレンの諸物性測定
<メルトフローレート(MFR)>
ASTM D1238に従い、2.16kg荷重の下、230℃にて測定を実施した。
(1) Various physical properties measurement of modified polypropylene <Melt flow rate (MFR)>
Measurements were performed at 230 ° C. under a 2.16 kg load according to ASTM D1238.

<数平均分子量(Mn)>
数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。測定装置としてWaters社製ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC−2000型を用い、以下のようにして測定した。分離カラムは、TSKgel GMH6−HTを2本およびTSKgel GMH6−HTLを2本使用した。カラムサイズはいずれも直径7.5mm、長さ300mmであり、カラム温度は140℃とした。移動相としては、酸化防止剤としてBHT(武田薬品)0.025質量%を添加したo−ジクロロベンゼン(和光純薬工業)を用い、1.0ml/分で移動させた。試料濃度は15mg/10mLとし、試料注入量は500マイクロリットルとし、検出器として示差屈折計を用いた。分子量は標準ポリスチレン換算にて算出した。標準ポリスチレンは、分子量がMw<1000およびMw>4×10については東ソー社製を用い、1000≦Mw≦4×10についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
<Number average molecular weight (Mn)>
The number average molecular weight (Mn) was measured by gel permeation chromatography (GPC). A gel permeation chromatograph Alliance GPC-2000 manufactured by Waters was used as a measuring device, and the measurement was performed as follows. The separation columns used were 2 TSKgel GMH6-HT and 2 TSKgel GMH6-HTL. The column size was 7.5 mm in diameter and 300 mm in length, and the column temperature was 140 ° C. As the mobile phase, o-dichlorobenzene (Wako Pure Chemical Industries) to which 0.025% by mass of BHT (Takeda Pharmaceutical) was added as an antioxidant was moved at 1.0 ml / min. The sample concentration was 15 mg / 10 mL, the sample injection amount was 500 microliters, and a differential refractometer was used as a detector. The molecular weight was calculated in terms of standard polystyrene. Standard polystyrene used was manufactured by Tosoh Corporation for molecular weights of Mw <1000 and Mw> 4 × 10 6 , and used by Pressure Chemical Co. for 1000 ≦ Mw ≦ 4 × 10 6 .

なお、無水マレイン酸変性ポリプロピレンの分子量測定においては、上記のように標準ポリスチレンで求めた分子量を、汎用較正法によりPPに換算した。換算に用いた、PSおよびPPのMark-Houwink係数は、文献(J. Polym. Sci., Part A-2, 8, 1803 (1970), Makromol. Chem., 177, 213 (1976))に記載の値を用いた。   In the measurement of the molecular weight of maleic anhydride-modified polypropylene, the molecular weight obtained with standard polystyrene as described above was converted to PP by a general calibration method. PS and PP Mark-Houwink coefficients used for conversion are described in the literature (J. Polym. Sci., Part A-2, 8, 1803 (1970), Makromol. Chem., 177, 213 (1976)). The value of was used.

<カルボジイミド基含有量>
カルボジイミド変性ポリプロピレン(a)のカルボジイミド基含有量は、試料を250℃、3分で熱プレスしてシ−トを作製した後に、赤外分光光度計(日本分光製、FT−IR 410型)を用いて、透過法で該シ−トの赤外吸収スペクトルを測定し、下記の検量線に代入して求めた。測定条件は、分解能を2cm−1、積算回数を32回とした。
<Carbodiimide group content>
The carbodiimide group content of the carbodiimide-modified polypropylene (a) was measured by applying an infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, FT-IR 410 type) after heat-pressing the sample at 250 ° C. for 3 minutes to produce a sheet. The infrared absorption spectrum of the sheet was measured by the transmission method and determined by substituting it into the following calibration curve. The measurement conditions were a resolution of 2 cm −1 and an integration count of 32 times.

あらかじめ、後述のPP1(ポリプロピレン)に、所定の濃度でカルボジライト(登録商標)HMV−8CAを溶融混合し、上記と同様にIR測定用のサンプルを作成し、検量線作成に用いた。濃度の異なるそれぞれのサンプルの赤外吸収スペクトルを測定し、カルボジイミド基に由来する2120cm−1の吸光度を、内部標準ピークとしてポリプロピレン骨格に由来する1357cm−1(C−H変角振動)の吸光度で除することにより規格化し、検量線を作成した。 Carbodilite (registered trademark) HMV-8CA was melt-mixed at a predetermined concentration in PP1 (polypropylene) described later in advance, and a sample for IR measurement was prepared in the same manner as described above, and used for preparing a calibration curve. The infrared absorption spectrum of each sample having a different concentration was measured, and the absorbance at 2120 cm −1 derived from the carbodiimide group was expressed as the absorbance at 1357 cm −1 (C—H bending vibration) derived from the polypropylene skeleton as an internal standard peak. The calibration curve was created by normalizing.

(2)炭素繊維の諸物性測定
<炭素繊維のストランド引張強度および引張弾性率の測定>
炭素繊維束に下記組成の樹脂を含浸させ、130℃の温度で35分間硬化させた後、JIS R7601(1986年)に基づいて引張試験を行った。6本のストランドについて測定し、平均値でストランド引張強度と引張弾性率を求めた。
[樹脂組成](かっこ内は、メーカー等)
・3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート(ERL−4221、ユニオンカーバイド社製)・・・・・・・・・100質量部
・3フッ化ホウ素モノエチルアミン(ステラケミファ(株)製)・・・・・3質量部
・アセトン(和光純薬工業(株)製)・・・・・・・・・・・・・・・・・4質量部。
(2) Measurement of various physical properties of carbon fiber <Measurement of strand tensile strength and tensile modulus of carbon fiber>
A carbon fiber bundle was impregnated with a resin having the following composition, cured for 35 minutes at a temperature of 130 ° C., and then subjected to a tensile test based on JIS R7601 (1986). Measurement was performed on six strands, and the strand tensile strength and tensile elastic modulus were obtained as average values.
[Resin composition] (In brackets are manufacturers)
-3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate (ERL-4221, manufactured by Union Carbide) ... 100 parts by mass-Boron trifluoride monoethylamine (Stella Chemifa ( 3) parts by mass, acetone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ... 4 parts by mass.

<O/Cの測定>
炭素繊維の表面酸素濃度比は、X線光電子分光法により、次の手順にしたがって求めた。まず、炭素繊維束を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に保った。X線源としてA1Kα1、2を用い、測定した。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1202eVに合わせた。C1sピーク面積を、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求めた。O1sピーク面積を、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求めた。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O/Cを算出した。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。
<Measurement of O / C>
The surface oxygen concentration ratio of the carbon fiber was determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure. First, the carbon fiber bundle was cut to 20 mm, spread and arranged on a copper sample support, and the inside of the sample chamber was kept at 1 × 10 8 Torr. Measurement was performed using A1Kα1,2 as the X-ray source. The kinetic energy value (KE) of the main peak of C1s was adjusted to 1202 eV as a peak correction value associated with charging during measurement. C1s peak area E. As a linear base line in the range of 1191 to 1205 eV. O1s peak area, E. As a linear base line in the range of 947 to 959 eV. From the ratio of the O1s peak area to the C1s peak area, O / C was calculated as the atomic ratio using the 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.

(3)プリプレグの諸物性測定
<プリプレグ中の強化繊維の繊維質量含有率(Wf)>
プリプレグの質量W1を測定したのち、該プリプレグを空気中500℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばし、残った強化繊維の質量W2を測定し、次式により算出した。
・Wf(%)=100×W2/W1。
(3) Measurement of various physical properties of prepreg <Fiber mass content of reinforcing fiber in prepreg (Wf)>
After measuring the mass W1 of the prepreg, the prepreg was heated in air at 500 ° C. for 1 hour to burn off the resin component, and the mass W2 of the remaining reinforcing fiber was measured.
Wf (%) = 100 × W2 / W1.

<プリプレグの厚み>
23℃の測定条件下、プリプレグにおいて2点X、Yを直線距離XYが最も長くなるように決定し、該直線XYを10等分した際の両端XYを除く各分割点において厚みを測定し、その平均値をもってプリプレグの厚みとした。
<Thickness of prepreg>
Under the measurement condition of 23 ° C., the two points X and Y in the prepreg are determined so that the linear distance XY is the longest, and the thickness is measured at each dividing point excluding both ends XY when the straight line XY is divided into ten equal parts, The average value was taken as the thickness of the prepreg.

<プリプレグの樹脂含浸率>
プリプレグの厚み方向断面を以下のように観察して測定した。プリプレグをエポキシ樹脂で包埋し、プリプレグの断面端部にあたる面を研磨し、プリプレグの厚み×幅500μmの範囲を超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK−9500(コントローラー部)/VK−9510(測定部)((株)キーエンス製)を使用して拡大倍率400倍で撮影した。撮影画像において、樹脂が含浸している部位と、樹脂が含浸していない部位の面積を求め、次式により樹脂含浸率を算出した。
・樹脂含浸率(%)=100×樹脂が含浸している部位の面積/(プリプレグの厚み×幅500μmの面積)。
<Resin impregnation rate of prepreg>
The thickness direction cross section of the prepreg was observed and measured as follows. The prepreg is embedded with an epoxy resin, the surface corresponding to the cross-sectional end of the prepreg is polished, and the prepreg thickness × width 500 μm range is measured using an ultra-deep color 3D shape measurement microscope VK-9500 (controller unit) / VK-9510 (measurement unit) ) (Manufactured by Keyence Co., Ltd.). In the photographed image, the area of the part impregnated with the resin and the area of the part not impregnated with the resin were obtained, and the resin impregnation rate was calculated by the following formula.
Resin impregnation rate (%) = 100 × area of the portion impregnated with resin / (thickness of prepreg × area of 500 μm width).

(4)プリプレグを用いて得られた成形品の諸物性測定
<0°曲げ試験に用いる成形品の成形法とサンプルの切り出し>
プリプレグを120℃で1時間乾燥させた。このプリプレグを30cm×30cmの金型に強化繊維が一方向になるように引き揃えて敷き詰め、温度200℃、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3mmの平板状の成形品を得た。得られた一方向成形品を炭素繊維の方向と並行方向に、長さ130±1mm、幅25±0.2mmの0°曲げ試験片を切り出した。
(4) Measurement of physical properties of molded product obtained using prepreg <Molding method of molded product used for 0 ° bending test and cutting of sample>
The prepreg was dried at 120 ° C. for 1 hour. This prepreg is stretched and laid in a 30cm x 30cm mold so that the reinforcing fibers are unidirectional, press-molded at a temperature of 200 ° C and a pressure of 30MPa for 5 minutes, cooled to 50 ° C while maintaining the pressure, and a thickness of 3mm. A plate-shaped molded product was obtained. The obtained unidirectional molded product was cut out in a direction parallel to the direction of the carbon fiber and a 0 ° bending test piece having a length of 130 ± 1 mm and a width of 25 ± 0.2 mm.

<乾燥サンプルおよび吸水サンプルの調製>
上記方法により成形品から曲げ試験用の試験片を切り出し、減圧乾燥器にて乾燥し、乾燥サンプルを得た。精製水を満たした恒温水槽を85℃に調整し、上記の乾燥した試験片を1週間浸漬し、吸水サンプルを得た。
<Preparation of dry sample and water absorption sample>
A test piece for a bending test was cut out from the molded product by the above method and dried in a vacuum dryer to obtain a dried sample. A constant temperature water tank filled with purified water was adjusted to 85 ° C., and the dried test piece was immersed for 1 week to obtain a water absorption sample.

<成形品の0°曲げ試験>
ASTM D790(1997)に準拠し、3点曲げ試験冶具(圧子10mm、支点10mm)を用いて支持スパンを100mmに設定し、クロスヘッド速度5.3mm/分の試験条件にて曲げ強度を測定した。試験機として、“インストロン”(登録商標)万能試験機4201型(インストロン社製)を用いた。試験片は、上記<乾燥サンプルおよび吸水サンプルの調製>に記載の方法に従って調整した乾燥サンプルおよび吸水サンプルを用い、それぞれ10個の試験片について試験を行ない、その平均値を算出した。
<0 ° bending test of molded products>
In accordance with ASTM D790 (1997), a support span was set to 100 mm using a three-point bending test jig (indenter 10 mm, fulcrum 10 mm), and bending strength was measured under test conditions of a crosshead speed of 5.3 mm / min. . As a testing machine, “Instron” (registered trademark) universal testing machine 4201 type (manufactured by Instron) was used. For the test pieces, the dry samples and water-absorbed samples prepared according to the method described in <Preparation of dried sample and water-absorbed sample> were used, and 10 test pieces were each tested, and the average value was calculated.

曲げ強度の判定は以下の基準でおこない、A〜Cを合格とした。
A:1250MPa以上
B:1150MPa以上1250MPa未満
C:1000MPa以上1150MPa未満
D:1000MPa未満。
Judgment of bending strength was performed according to the following criteria, and A to C were set as acceptable.
A: 1250 MPa or more B: 1150 MPa or more and less than 1250 MPa C: 1000 MPa or more and less than 1150 MPa D: less than 1000 MPa.

また、吸水サンプルの曲げ強度と乾燥サンプルの曲げ強度の比より、吸水時の強度保持率(%)を算出した。
(強度保持率)=(吸水サンプルの曲げ強度)/(乾燥サンプルの曲げ強度)×100
Moreover, the strength retention (%) at the time of water absorption was calculated from the ratio of the bending strength of the water absorption sample and the bending strength of the dry sample.
(Strength retention) = (Bending strength of water absorption sample) / (Bending strength of dry sample) × 100

強度保持率の判定は以下の基準で行ない、A〜Bを合格とした。
A:95%以上
B:90%以上95%未満
C:80%以上90%未満
D:80%未満。
Determination of strength retention was performed according to the following criteria, and A to B were determined to be acceptable.
A: 95% or more B: 90% or more and less than 95% C: 80% or more and less than 90% D: less than 80%.

(原料およびその調製)
参考例、実施例及び比較例において使用した原料を以下に示す。尚、特に断らない限りはいずれも市販品を使用した。
(Raw materials and their preparation)
The raw materials used in Reference Examples, Examples and Comparative Examples are shown below. Unless otherwise specified, commercially available products were used.

<ポリオレフィン>
PP1 :ポリプロピレン(ランダムPP)
(商品名F327、プライムポリマー社製、MFR(230℃)7g/10分)
PP2 :ポリプロピレン(ブロックPP)
(商品名J707G、プライムポリマー社製、MFR(230℃)30g/10分)
PP3 :ポリプロピレン(ホモPP)
(商品名J106G、プライムポリマー社製、MFR(230℃)15g/10分)
<Polyolefin>
PP1: Polypropylene (Random PP)
(Product name F327, manufactured by Prime Polymer, MFR (230 ° C) 7 g / 10 min)
PP2: Polypropylene (block PP)
(Product name: J707G, Prime Polymer, MFR (230 ° C.) 30 g / 10 min)
PP3: Polypropylene (homo PP)
(Product name J106G, Prime Polymer, MFR (230 ° C.) 15 g / 10 min)

<サイジング剤>
(s)−1 :グリセロールトリグリシジルエーテル(官能基:エポキシ基、官能基数3)
(s)−2 :ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ基、官能基数2)
(ジャパンエポキシレジン(株)製 jER828)
(s)−3 :酸変性ポリプロピレン(カルボキシル基、官能基数5)
(丸芳化学(株)製 酸変性ポリプロピレンエマルション)
(s)−4 :ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(エポキシ基、官能基数5)
(ナガセケムテックス(株)製 “デナコール”(登録商標)EX−521)
(s)−7 :ポリエチレンイミン(アミノ基、官能基数28)
(シグマ・アルドリッチ社製 ポリエチレンイミンMn1,200)
(s)´−1 :ポリブテン(官能基なし、官能基数0)
(日油(株)製 “エマウェット”(登録商標)200E)
<Sizing agent>
(S) -1: Glycerol triglycidyl ether (functional group: epoxy group, functional group number 3)
(S) -2: Bisphenol A type epoxy resin (epoxy group, functional group number 2)
(JER828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
(S) -3: acid-modified polypropylene (carboxyl group, 5 functional groups)
(Acid-modified polypropylene emulsion manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd.)
(S) -4: polyglycerol polyglycidyl ether (epoxy group, 5 functional groups)
(“Denacol” (registered trademark) EX-521, manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
(S) -7: Polyethyleneimine (amino group, functional group number 28)
(Polyethyleneimine Mn1,200 manufactured by Sigma-Aldrich)
(S) '-1: Polybutene (no functional group, 0 functional groups)
("Emawet" (registered trademark) 200E manufactured by NOF Corporation)

<強化繊維>
使用した強化繊維は後に示す参考例7に従い調整した。
<Reinforcing fiber>
The reinforcing fiber used was adjusted according to Reference Example 7 shown later.

(カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂の製造)
・参考例1
PP1(プライムポリマー社製、F327)100質量部に、無水マレイン酸(和光純薬社製、以下、MAHと略記)1質量部、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(日本油脂社製、商品名パーヘキシン(登録商標)25B)0.25質量部を混合し、二軸混練機(日本製鋼所製、TEX−30、L/D=40、真空ベント使用)を用いて、シリンダー温度220℃、スクリュ−回転数200rpm、吐出量80g/分にて押し出し、マレイン酸変性ポリプロピレン(以下、MAH−PP1と略記)を得た。得られたMAH−PP1をキシレンに溶解し、次いで得られたキシレン溶液をアセトンに注ぐことで、MAH−PP1を再沈させて精製した。無水マレイン酸のグラフト量をIRにて測定したところ0.7質量%であった。数平均分子量(Mn)はGPCにて測定したところ、Mn28,000であった。
(Manufacture of polyolefin resin having groups that react with carbodiimide groups)
・ Reference Example 1
100 parts by mass of PP1 (manufactured by Prime Polymer, F327), 1 part by mass of maleic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter abbreviated as MAH), 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylper) Oxy) hexyne-3 (manufactured by NOF Corporation, trade name Perhexine (registered trademark) 25B) 0.25 part by mass was mixed, and a twin-screw kneader (Nippon Steel Works, TEX-30, L / D = 40, vacuum) Extruded at a cylinder temperature of 220 ° C., a screw rotation speed of 200 rpm, and a discharge rate of 80 g / min, to obtain maleic acid-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as MAH-PP1). The obtained MAH-PP1 was dissolved in xylene, and then the obtained xylene solution was poured into acetone, whereby MAH-PP1 was reprecipitated and purified. The amount of maleic anhydride grafted was measured by IR and found to be 0.7% by mass. The number average molecular weight (Mn) was Mn 28,000 as measured by GPC.

また、MAH−PP1について、Mn/{(100−M)×f/M}の値は、2.0である。
式中、
f :無水マレイン酸の分子量98(g/mol)
M :無水マレイン酸の含有量0.7(wt%)
Mn:MAH−PP1の数平均分子量28,000
である。
Moreover, about MAH-PP1, the value of Mn / {(100-M) × f / M} is 2.0.
Where
f: Molecular weight of maleic anhydride 98 (g / mol)
M: maleic anhydride content 0.7 (wt%)
Mn: Number average molecular weight of MAH-PP1 28,000
It is.

・参考例2
参考例1におけるマレイン酸変性ポリプロピレンの製造において、MAHを0.05質量部、パーヘキシン25Bを0.02質量部とし、二軸混練機のシリンダー温度を260℃としたほかは参考例1と同様にしてマレイン酸変性ポリプロピレン(以下、MAH−PP2と略記)を得た。得られたMAH−PP2の無水マレイン酸のグラフト量をIRにて測定したところ0.03質量%であった。数平均分子量(Mn)はGPCにて測定したところ、Mn29,000であった。
・ Reference Example 2
In the production of maleic acid-modified polypropylene in Reference Example 1, the same procedure as in Reference Example 1 was carried out except that MAH was 0.05 parts by mass, perhexine 25B was 0.02 parts by mass, and the cylinder temperature of the biaxial kneader was 260 ° C. Thus, a maleic acid-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as MAH-PP2) was obtained. The amount of maleic anhydride grafted on the obtained MAH-PP2 was measured by IR and found to be 0.03% by mass. The number average molecular weight (Mn) was Mn 29,000 as measured by GPC.

また、MAH−PP2について、Mn/{(100−M)×f/M}の値は、0.09である。
式中、
f :無水マレイン酸の分子量98(g/mol)
M :無水マレイン酸の含有量0.03(wt%)
Mn:MAH−PP2の数平均分子量29,000
である。
Moreover, about MAH-PP2, the value of Mn / {(100-M) × f / M} is 0.09.
Where
f: Molecular weight of maleic anhydride 98 (g / mol)
M: maleic anhydride content 0.03 (wt%)
Mn: Number average molecular weight of MAH-PP2 29,000
It is.

・参考例3
PP3(プライムポリマー社製、J106G)を100質量部、MAH 30質量部、ジクミルパーオキサイド(日本油脂社製、商品名パークミル(登録商標)D)5質量部を混合し、トルエン溶液中にて5時間の反応をおこない、マレイン酸変性ポリプロピレン(以下、MAH−PP3と略記)を得た。得られたMAH−PP3の無水マレイン酸のグラフト量をIRにて測定したところ5.0質量%であった。数平均分子量(Mn)はGPCにて測定したところ、Mn18,000であった。MAH−PP3について、Mn/{(100−M)×f/M}の値は、10である。
式中、
f :無水マレイン酸の分子量98(g/mol)
M :無水マレイン酸の含有量5.0(wt%)
Mn:MAH−PP2の数平均分子量18,000
である。
・ Reference Example 3
100 parts by mass of PP3 (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., J106G), 30 parts by mass of MAH, and 5 parts by mass of dicumyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name Park Mill (registered trademark) D) are mixed in a toluene solution. Reaction was performed for 5 hours to obtain maleic acid-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as MAH-PP3). The amount of maleic anhydride grafted on the obtained MAH-PP3 was measured by IR and found to be 5.0% by mass. The number average molecular weight (Mn) was Mn 18,000 as measured by GPC. For MAH-PP3, the value of Mn / {(100-M) × f / M} is 10.
Where
f: Molecular weight of maleic anhydride 98 (g / mol)
M: maleic anhydride content 5.0 (wt%)
Mn: Number average molecular weight of MAH-PP2 18,000
It is.

(カルボジイミド変性ポリプロピレンの製造)
・参考例4
参考例1で製造したMAH−PP1を100質量部およびカルボジイミド基含有化合物(日清紡社製、商品名カルボジライト(登録商標)HMV−8CA、カルボジイミド基当量278、数平均分子量2500)を8.8質量部混合し、二軸混練機(日本製鋼所製、TEX−30、L/D=40、真空ベント使用)を用いてシリンダー温度250℃、スクリュ−回転数200rpm、吐出量80g/分にて押し出し、カルボジイミド変性ポリプロピレン(以下、CDI−PP1と略記)を得た。得られたCDI−PP1のMFR(230℃、2.16kg荷重)は130g/10分であった。IR分析によれば、マレイン酸ピークが消失していたことから反応率は100%であり、カルボジイミド基含有量は27mmol/100gであった。
(Production of carbodiimide-modified polypropylene)
Reference example 4
100 parts by mass of MAH-PP1 produced in Reference Example 1 and 8.8 parts by mass of a carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd., trade name Carbodilite (registered trademark) HMV-8CA, carbodiimide group equivalent 278, number average molecular weight 2500). Mix and extrude using a twin-screw kneader (manufactured by Nippon Steel, TEX-30, L / D = 40, using a vacuum vent) at a cylinder temperature of 250 ° C., a screw rotation speed of 200 rpm, and a discharge rate of 80 g / min. A carbodiimide-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as CDI-PP1) was obtained. The obtained CDI-PP1 had an MFR (230 ° C., 2.16 kg load) of 130 g / 10 min. According to IR analysis, the reaction rate was 100% because the maleic acid peak had disappeared, and the carbodiimide group content was 27 mmol / 100 g.

・参考例5
参考例4と同様に、参考例2で製造したMAH−PP2を100質量部およびカルボジイミド基含有化合物を0.25質量部混合し、二軸混練機を用いて押し出し、カルボジイミド変性ポリプロピレン(以下、CDI−PP2と略記)を得た。得られたCDI−PP2は、カルボジイミド基含有量が0.09mmol/100gであった。
Reference example 5
In the same manner as in Reference Example 4, 100 parts by mass of MAH-PP2 produced in Reference Example 2 and 0.25 part by mass of a carbodiimide group-containing compound were mixed and extruded using a biaxial kneader, and carbodiimide-modified polypropylene (hereinafter referred to as CDI). -Abbreviated as PP2. The obtained CDI-PP2 had a carbodiimide group content of 0.09 mmol / 100 g.

・参考例6
参考例4と同様に、参考例3で製造したMAH−PP3を100質量部およびカルボジイミド基含有化合物を150質量部混合し、二軸混練機を用いて押し出し、カルボジイミド変性ポリプロピレン(以下、CDI−PP3と略記)を得た。押し出した樹脂の様子は、ややゲル化を伴っていた。得られたCDI−PP3は、カルボジイミド基含有量が220mmol/100gであった。
Reference example 6
In the same manner as in Reference Example 4, 100 parts by mass of MAH-PP3 produced in Reference Example 3 and 150 parts by mass of a carbodiimide group-containing compound were mixed and extruded using a biaxial kneader, and carbodiimide-modified polypropylene (hereinafter, CDI-PP3). Abbreviated). The extruded resin was somewhat gelled. The obtained CDI-PP3 had a carbodiimide group content of 220 mmol / 100 g.

(炭素繊維の製造)
・参考例7
ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体を用いて、紡糸、焼成処理および表面酸化処理を行なうことによって、総単糸数12,000本の連続炭素繊維(以下、CF−1と略記)を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
単繊維径:7μm
単位長さ当たりの質量:0.8g/m
比重:1.8
表面酸素濃度比 [O/C]:0.06
ストランド引張強度:4900MPa
引張弾性率:230GPa。
(Manufacture of carbon fiber)
Reference example 7
A continuous carbon fiber (hereinafter abbreviated as CF-1) having a total number of single yarns of 12,000 was obtained by spinning, firing and surface oxidation treatment using a copolymer containing polyacrylonitrile as a main component. . The characteristics of this continuous carbon fiber were as follows.
Single fiber diameter: 7μm
Mass per unit length: 0.8 g / m
Specific gravity: 1.8
Surface oxygen concentration ratio [O / C]: 0.06
Strand tensile strength: 4900 MPa
Tensile modulus: 230 GPa.

(サイジング剤付与)
・参考例8
サイジング剤を水に溶解、または分散させたサイジング剤母液を調製し、浸漬法により参考例7で調製した強化繊維にサイジング剤を付与し、230℃で乾燥を行った。サイジング剤の付着量が強化繊維質量に対し1.0質量%となるようにサイジング剤母液の濃度を調整した。
(Sizing agent provided)
Reference example 8
A sizing agent mother liquor in which the sizing agent was dissolved or dispersed in water was prepared, the sizing agent was applied to the reinforcing fiber prepared in Reference Example 7 by a dipping method, and drying was performed at 230 ° C. The concentration of the sizing agent mother liquor was adjusted so that the adhesion amount of the sizing agent was 1.0% by mass with respect to the mass of the reinforcing fiber.

(プリプレグおよび成形品の作製と評価)
・実施例1
単軸押出機の先端部分に、連続した強化繊維束が通過可能な波状に加工したクロスヘッドダイを装着した。次いで、参考例7に従い得られたCF−1に、参考例8に従い、多官能化合物として、(s)−1(グリセロールトリグリシジルエーテル)を用いてサイジング処理をした連続炭素繊維束を、5m/分の速度でクロスヘッドダイに通して引きながら、押出機からダイ内に230℃に溶融させたポリプロピレン系樹脂混合物((a)成分として参考例1および参考例4に従い調製したCDI−PP1を4.7質量部および(b)成分としてPP2を47.1質量部混合したもの)を吐出させて、連続繊維束に樹脂混合物を付着させ、さらに230℃に加熱しながらローラーでしごいて樹脂混合物を連続繊維束に含浸させた。溶融含浸物を60℃のニップローラーで冷却後巻き取り、テープ状のプリプレグを作成した。この際、プリプレグ中の炭素繊維の質量含有率が50.3%となるようにプロピレン系樹脂混合物の供給量を調整した。(c)成分は52.9質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。
(Preparation and evaluation of prepreg and molded product)
Example 1
A crosshead die processed into a corrugated shape through which a continuous bundle of reinforcing fibers can pass was attached to the tip of a single screw extruder. Next, a continuous carbon fiber bundle obtained by sizing the CF-1 obtained according to Reference Example 7 using (s) -1 (glycerol triglycidyl ether) as a polyfunctional compound according to Reference Example 8 was used at 5 m / Polypropylene resin mixture melted at 230 ° C. from the extruder into the die while being pulled through the crosshead die at a rate of 4 minutes (4 pieces of CDI-PP1 prepared according to Reference Example 1 and Reference Example 4 as component (a)) 7 parts by mass and 47.1 parts by mass of PP2 as the component (b)) are discharged, and the resin mixture is adhered to the continuous fiber bundle, and further squeezed with a roller while heating to 230 ° C. Was impregnated into a continuous fiber bundle. The melt impregnated product was cooled with a nip roller at 60 ° C. and wound up to prepare a tape-shaped prepreg. Under the present circumstances, the supply amount of the propylene-type resin mixture was adjusted so that the mass content rate of the carbon fiber in a prepreg might be 50.3%. Component (c) was included in 52.9 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass.

用いた原料の組成から計算したプリプレグ中の樹脂成分に含まれるカルボジイミド基の含有量は、マトリックス樹脂成分100gに対し、2.42mmolであった。得られたプリプレグについて、樹脂含浸率を評価した。評価結果を表1に示した。   The content of the carbodiimide group contained in the resin component in the prepreg calculated from the composition of the raw material used was 2.42 mmol with respect to 100 g of the matrix resin component. About the obtained prepreg, the resin impregnation rate was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

次に得られたテープ状のプリプレグを30cmの長さに切り、30cm×30cmの金型に強化繊維が一方向になるように引き揃えて敷き詰め、温度200℃、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3mmの平板状の成形品を得た。得られた成形品について、上記の成形品評価方法に従い、乾燥サンプルの曲げ強度および吸水サンプルの曲げ強度を評価した。評価結果を表1に示した。   Next, the obtained tape-shaped prepreg is cut to a length of 30 cm, and laid in a 30 cm × 30 cm mold so that the reinforcing fibers are aligned in one direction, and press-molded at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 30 MPa for 5 minutes. The plate-shaped molded product having a thickness of 3 mm was obtained by cooling to 50 ° C. while maintaining the pressure. About the obtained molded article, according to said molded article evaluation method, the bending strength of the dry sample and the bending strength of the water absorption sample were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

・実施例2
多官能化合物として(s)−1の代わりに(s)−2(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 2
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that (s) -2 (bisphenol A type epoxy resin) was used in place of (s) -1 as the polyfunctional compound. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例3
多官能化合物として(s)−1の代わりに(s)−3(酸変性ポリプロピレン)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 3
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that (s) -3 (acid-modified polypropylene) was used instead of (s) -1 as the polyfunctional compound. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例4
多官能化合物として(s)−1の代わりに(s)−4(ポリグリセロールポリグリシジルエーテル)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 4
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that (s) -4 (polyglycerol polyglycidyl ether) was used as the polyfunctional compound instead of (s) -1. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例5
多官能化合物として(s)−1の代わりに(s)−7(ポリエチレンイミン)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 5
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1, except that (s) -7 (polyethyleneimine) was used instead of (s) -1 as the polyfunctional compound. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例6
(a)成分としてCDI−PP1を2.4質量部、(b)成分としてPP2を48.2質量部に変更した以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。(c)成分は51.8質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 6
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that CDI-PP1 was changed to 2.4 parts by mass as the component (a) and PP2 was changed to 48.2 parts by mass as the component (b). Component (c) was contained in 51.8 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例7
(a)成分としてCDI−PP1を9.0質量部、(b)成分としてPP2を44.9質量部に変更した以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。(c)成分は55.1質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。特性評価結果を表1に記載した。
-Example 7
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that CDI-PP1 was changed to 9.0 parts by mass as component (a) and PP2 was changed to 44.9 parts by mass as component (b). Component (c) was included in 55.1 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例8
(a)成分としてCDI−PP1の代わりに、参考例2および参考例5に従い調製したCDI−PP2を4.7質量部用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 8
(A) A prepreg was obtained in the same manner as in Example 1 except that 4.7 parts by mass of CDI-PP2 prepared according to Reference Example 2 and Reference Example 5 was used instead of CDI-PP1, and molding evaluation was performed. Was done. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・実施例9
(a)成分としてCDI−PP1の代わりに、参考例3および参考例6に従い調製したCDI−PP3を4.7質量部用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表1に記載した。
Example 9
(A) A prepreg was obtained in the same manner as in Example 1 except that 4.7 parts by mass of CDI-PP3 prepared according to Reference Example 3 and Reference Example 6 was used instead of CDI-PP1. Was done. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.

・比較例1
参考例7で得られたCF−1に、サイジングを付着させずにそのまま使用し、(a)成分としてCDI−PP1を4.7質量部、(b)成分としてPP2を47.3質量部用いた以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。(c)成分は52.7質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。特性評価結果を表2に記載した。
Comparative example 1
CF-1 obtained in Reference Example 7 is used as it is without adhering sizing, (a) for CDI-PP1 as component 4.7 parts by weight, and (b) for PP2 47.3 parts by weight Except for the above, a prepreg was obtained in the same manner as in Example 1 and evaluated for molding. Component (c) was included in 52.7 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass. The characteristic evaluation results are shown in Table 2.

・比較例2
多官能化合物(s)−1の代わりに、サイジング剤として官能基を有さない(s)´−1(ポリブテン)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表2に記載した。
Comparative example 2
A prepreg was obtained in the same manner as in Example 1 except that (s) ′-1 (polybutene) having no functional group was used as a sizing agent instead of the polyfunctional compound (s) -1, and molding evaluation was performed. Was done. The characteristic evaluation results are shown in Table 2.

・比較例3
(a)成分としてCDI−PP1を9.0質量部、(b)成分としてPP2を44.9質量部に変更して用いた以外は、比較例2と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。(c)成分は55.1質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。特性評価結果を表2に記載した。
Comparative example 3
A prepreg was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that CDI-PP1 was changed to 9.0 parts by weight as component (a) and PP2 was changed to 44.9 parts by weight as component (b). I did it. Component (c) was included in 55.1 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass. The characteristic evaluation results are shown in Table 2.

・比較例4
(a)成分CDI−PP1の代わりに、参考例1に従い調製したMAH−PP1を4.7質量部用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。特性評価結果を表2に記載した。
Comparative example 4
(A) A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Example 1 except that 4.7 parts by mass of MAH-PP1 prepared according to Reference Example 1 was used instead of component CDI-PP1. The characteristic evaluation results are shown in Table 2.

・比較例5
MAH−PP1を9.0質量部、(b)成分としてPP2を44.9質量部に変更して用いた以外は、比較例4と同様にしてプリプレグを得、成形評価を行なった。(c)成分は55.1質量部含まれており、(b)成分と(c)成分の合計は100質量部であった。特性評価結果を表2に記載した。
Comparative example 5
A prepreg was obtained and evaluated for molding in the same manner as in Comparative Example 4 except that MAH-PP1 was changed to 9.0 parts by mass and PP2 was changed to 44.9 parts by mass as the component (b). Component (c) was included in 55.1 parts by mass, and the total of component (b) and component (c) was 100 parts by mass. The characteristic evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0006107155
Figure 0006107155

Figure 0006107155
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<実施例1〜実施例5、比較例1および比較例2の比較>
ポリカルボジイミド変性ポリプロピレンを用い、サイジング剤として多官能化合物を用いた実施例1〜実施例5においては、力学特性に極めて優れ、かつ吸水時でも曲げ強度の低下が少なく、耐水劣化性を有する成形品を得ることができた。
<Comparison of Examples 1 to 5, Comparative Example 1 and Comparative Example 2>
In Examples 1 to 5 using polycarbodiimide-modified polypropylene and using a polyfunctional compound as a sizing agent, the molded article has excellent mechanical properties, little decrease in bending strength even at the time of water absorption, and water resistance deterioration resistance. Could get.

一方、ポリカルボジイミド変性ポリプロピレンを用いても、サイジング剤を用いなかった比較例1や、官能基を有さないサイジング剤を用いた比較例2においては、力学特性に優れた成形品を得ることができるものの、吸水時に大幅に曲げ強度が低下し、耐水劣化性を有する成形品は得られなかった。   On the other hand, even if polycarbodiimide-modified polypropylene is used, in Comparative Example 1 in which no sizing agent is used and in Comparative Example 2 in which a sizing agent having no functional group is used, a molded article having excellent mechanical properties can be obtained. Although it was possible, the bending strength was greatly reduced at the time of water absorption, and a molded product having resistance to water deterioration could not be obtained.

サイジング剤の種類としては、実施例1および実施例4に示した3官能以上のエポキシ基を有する化合物、および実施例5に示したポリエチレンイミンが、特に力学特性および耐水劣化性に優れる傾向があった。   As the types of sizing agents, the compounds having a tri- or higher functional epoxy group shown in Example 1 and Example 4 and the polyethyleneimine shown in Example 5 tend to have excellent mechanical properties and water resistance. It was.

<実施例1、実施例8、実施例9の比較>
実施例8について、CDI−PP2は、その原料であるMAH−PP2のMn/{(100−M)×f/M}の値が、0.09と低く、カルボジイミド基含有量が0.09mmol/100gと低いため、実施例1と比較すると得られた成形品の力学特性には若干劣っていたが、吸水時の曲げ強度の低下は少なく、耐水劣化性を有していた。
<Comparison of Example 1, Example 8, and Example 9>
As for Example 8, CDI-PP2 has a low Mn / {(100-M) × f / M} value of MAH-PP2 as a raw material of 0.09 and a carbodiimide group content of 0.09 mmol / Since it was as low as 100 g, it was slightly inferior to the mechanical properties of the molded product obtained as compared with Example 1, but it had little deterioration in bending strength at the time of water absorption and had water resistance.

実施例9について、CDI−PP3は、その原料であるMAH−PP3のMn/{(100−M)×f/M}の値が、10と高く、ゲル化をできるだけ抑制するためにカルボジイミド基含有化合物量を調整して製造したが、ややゲル化を伴うなど製造困難であった。また、実施例1と比較すると得られた成形品の力学特性には若干劣っていたが、吸水時の曲げ強度の低下はほとんどなく、優れた耐水劣化性を有していた。   Regarding Example 9, CDI-PP3 has a high value of Mn / {(100-M) × f / M} of MAH-PP3, which is the raw material, and contains a carbodiimide group to suppress gelation as much as possible Although it was manufactured by adjusting the amount of the compound, it was difficult to manufacture due to some gelation. Moreover, although it was a little inferior to the mechanical characteristic of the obtained molded product compared with Example 1, there was almost no fall of the bending strength at the time of water absorption, and it had the outstanding water-resistant deterioration property.

<実施例1、実施例7、比較例4、比較例5の比較>
サイジング剤として多官能化合物を用いたが、ポリカルボジイミド変性ポリプロピレンを用いず、代わりにマレイン酸変性ポリプロピレンを用いた比較例4および比較例5においては、力学特性に優れた成形品を得ることができるものの、吸水時に大幅に曲げ強度が低下し、耐水劣化性を有する成形品は得られなかった。
<Comparison of Example 1, Example 7, Comparative Example 4, and Comparative Example 5>
A polyfunctional compound was used as a sizing agent, but in Comparative Examples 4 and 5 in which maleic acid-modified polypropylene was used instead of polycarbodiimide-modified polypropylene, molded articles having excellent mechanical properties can be obtained. However, the bending strength was greatly reduced at the time of water absorption, and a molded product having water resistance deterioration resistance was not obtained.

以上のように、実施例1〜実施例9においては、力学特性に極めて優れ、なおかつ吸水時でも強度低下が少なく、耐水劣化性を有する成形品を得ることができた。
一方、比較例1〜5においては、力学特性に優れた成形品を得ることができるものの、吸水時に大幅に曲げ強度が低下し、耐水劣化性を有する成形品は得られなかった。
As described above, in Examples 1 to 9, it was possible to obtain molded articles having excellent mechanical characteristics, little decrease in strength even during water absorption, and water resistance deterioration resistance.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, although a molded product having excellent mechanical properties can be obtained, the bending strength is greatly reduced at the time of water absorption, and a molded product having water resistance deterioration resistance cannot be obtained.

本発明のプリプレグは、強化繊維とプロピレン系樹脂との界面接着性が良好であり、強化繊維が実質的に連続繊維であるため、曲げ特性などの力学特性に極めて優れるばかりか、耐水劣化性に優れた成形品を製造できる。またプロピレン系樹脂を用いているため、軽量性に優れた成形品を得ることができる。本発明のプリプレグは、電気・電子機器、OA機器、家電機器、ロボット、二輪車または自動車の部品、内部部材、航空機の部材、部品および筐体などの幅広い産業分野に適用できる。   The prepreg of the present invention has good interfacial adhesion between the reinforcing fibers and the propylene-based resin, and the reinforcing fibers are substantially continuous fibers. Therefore, the prepreg is not only extremely excellent in mechanical properties such as bending properties, but also in water resistance deterioration resistance. Excellent molded products can be manufactured. Moreover, since the propylene-based resin is used, a molded product having excellent lightness can be obtained. The prepreg of the present invention can be applied to a wide range of industrial fields such as electric / electronic devices, OA devices, home appliances, robots, motorcycles or automobile parts, internal members, aircraft members, parts and housings.

Claims (13)

強化繊維(c)からなる強化繊維基材とポリプロピレン系樹脂組成物を含むプリプレグであって、該ポリプロピレン系樹脂組成物は少なくともカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)、ポリプロピレン系樹脂(b)を含有しており、プリプレグ中のマトリックス樹脂成分に含まれるカルボジイミド基の含有量が、マトリックス樹脂成分100gに対し、0.0005〜140mmolであり、かつ前記強化繊維(c)および/または強化繊維基材が多官能化合物(s)によりサイジング処理されており、さらにプリプレグ中の強化繊維(c)が実質的に連続繊維であり、そして該プリプレグを成形して得られる成形品の次式で示される強度保持率が、90%以上であることを特徴とするプリプレグ。
・(強度保持率)=(吸水サンプルの曲げ強度)/(乾燥サンプルの曲げ強度)×100
A prepreg comprising a reinforcing fiber substrate made of reinforcing fibers (c) and a polypropylene resin composition, wherein the polypropylene resin composition contains at least a carbodiimide-modified polyolefin (a) and a polypropylene resin (b). The content of the carbodiimide group contained in the matrix resin component in the prepreg is 0.0005 to 140 mmol with respect to 100 g of the matrix resin component, and the reinforcing fiber (c) and / or the reinforcing fiber substrate is a polyfunctional compound. (S), the reinforcing fiber (c) in the prepreg is substantially a continuous fiber, and the strength retention represented by the following formula of the molded product obtained by molding the prepreg is: A prepreg characterized by being 90% or more .
・ (Strength retention) = (Bending strength of water absorption sample) / (Bending strength of dry sample) × 100
強化繊維(c)とポリプロピレン系樹脂組成物を含むプリプレグであって、該ポリプロピレン系樹脂組成物は少なくともカルボジイミド変性ポリオレフィン(a)、ポリプロピレン系樹脂(b)を含有しており、(a)を0.01〜50質量部、(b)を20〜99質量部、(c)を1〜80質量部(ただし、(b)と(c)の合計を100質量部とする)含有し、かつ前記強化繊維(c)が多官能化合物(s)によりサイジング処理されており、さらにプリプレグ中の強化繊維(c)が実質的に連続繊維であり、そして該プリプレグを成形して得られる成形品の次式で示される強度保持率が、90%以上であることを特徴とするプリプレグ。
・(強度保持率)=(吸水サンプルの曲げ強度)/(乾燥サンプルの曲げ強度)×100
A prepreg comprising a reinforcing fiber (c) and a polypropylene resin composition, wherein the polypropylene resin composition contains at least a carbodiimide-modified polyolefin (a) and a polypropylene resin (b). 0.01 to 50 parts by mass, 20 to 99 parts by mass of (b), 1 to 80 parts by mass of (c) (provided that the total of (b) and (c) is 100 parts by mass), and The reinforcing fiber (c) is sized by the polyfunctional compound (s), the reinforcing fiber (c) in the prepreg is substantially a continuous fiber, and a molded product obtained by molding the prepreg A prepreg having a strength retention represented by the formula of 90% or more .
・ (Strength retention) = (Bending strength of water absorption sample) / (Bending strength of dry sample) × 100
前記カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)100グラム含まれるカルボジイミド基の含有量が1〜200mmolである、請求項2に記載のプリプレグ。   The prepreg according to claim 2, wherein the content of carbodiimide groups contained in 100 g of the carbodiimide-modified polyolefin (a) is 1 to 200 mmol. 前記カルボジイミド変性ポリオレフィン(a)は、カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)と、カルボジイミド基含有化合物(B)を反応させて得られるものである、請求項1〜3のいずれかに記載のプリプレグ。   The carbodiimide-modified polyolefin (a) is obtained by reacting a polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group and a carbodiimide group-containing compound (B). The prepreg described in 1. 前記ポリオレフィン系樹脂(A)は、カルボジイミド基と反応する基を有する化合物をポリオレフィンに導入したものであって、ポリオレフィン系樹脂(A)が下記式(1)を満たす重合体である、請求項4に記載のプリプレグ。
0.1<Mn/{(100−M)×f/M}<6 (1)
(式中、
f :カルボジイミド基と反応する基を有する化合物の分子量(g/mol)
M :カルボジイミド基と反応する基を有する化合物の含有量(wt%)
Mn:カルボジイミド基と反応する基を有するポリオレフィン系樹脂(A)の数平均分子量
である。)
The polyolefin resin (A) is a polymer in which a compound having a group that reacts with a carbodiimide group is introduced into a polyolefin, and the polyolefin resin (A) is a polymer that satisfies the following formula (1). The prepreg described in 1.
0.1 <Mn / {(100-M) × f / M} <6 (1)
(Where
f: Molecular weight of a compound having a group that reacts with a carbodiimide group (g / mol)
M: Content of a compound having a group that reacts with a carbodiimide group (wt%)
Mn: Number average molecular weight of the polyolefin resin (A) having a group that reacts with a carbodiimide group. )
前記ポリオレフィン系樹脂(A)が、無水マレイン酸基を有するポリオレフィン系樹脂である、請求項4または5に記載のプリプレグ。     The prepreg according to claim 4 or 5, wherein the polyolefin resin (A) is a polyolefin resin having a maleic anhydride group. 強化繊維(c)が炭素繊維である、請求項1〜6のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing fiber (c) is a carbon fiber. 前記多官能化合物(s)が、3官能以上の官能基を有する化合物である、請求項1〜7のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyfunctional compound (s) is a compound having a trifunctional or higher functional group. 前記多官能化合物(s)における官能基が、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびヒドロキシル基から選択される少なくとも1種である、請求項1〜8のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 8, wherein the functional group in the polyfunctional compound (s) is at least one selected from an epoxy group, a carboxyl group, an amino group, and a hydroxyl group. 前記多官能化合物(s)が、脂肪族エポキシ樹脂である、請求項1〜9のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 9, wherein the polyfunctional compound (s) is an aliphatic epoxy resin. 前記多官能化合物(s)が、ポリエチレンイミンである、請求項1〜9のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 9, wherein the polyfunctional compound (s) is polyethyleneimine. 前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、前記強化繊維に含浸していることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 11, wherein the polypropylene resin composition is impregnated in the reinforcing fiber. 前記強化繊維(c)が、プリプレグの長手方向に一方向に引き揃えられていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 12, wherein the reinforcing fibers (c) are aligned in one direction in a longitudinal direction of the prepreg.
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