JP6225556B2 - Sheet for fiber-reinforced plastic molded body and fiber-reinforced plastic molded body - Google Patents

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Description

本発明は、繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体に関する。具体的に、本発明は、強化繊維、熱可塑性繊維を含むマトリックス樹脂繊維、バインダー成分及びカップリング剤を含む繊維強化プラスチック成形体用シートと、該繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧成形することにより形成される繊維強化プラスチック成形体に関するものである。   The present invention relates to a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body and a fiber-reinforced plastic molded body. Specifically, the present invention relates to a fiber reinforced plastic molded sheet containing reinforcing fibers, a matrix resin fiber containing thermoplastic fibers, a binder component and a coupling agent, and a hot-press molding of the fiber reinforced plastic molded sheet. It is related with the fiber reinforced plastic molding formed by doing.

炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含む不織布を加熱加圧処理し、成形した繊維強化プラスチック成形体は、既にスポーツ、レジャー用品、航空機用材料など様々な分野で用いられている。これらの繊維強化プラスチック成形体においてマトリックスとなる樹脂には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、またはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられることが多い。   Fiber reinforced plastic moldings obtained by heating and pressurizing nonwoven fabrics containing reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers have already been used in various fields such as sports, leisure goods and aircraft materials. Thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, or phenol resins are often used as the resin that forms the matrix in these fiber-reinforced plastic molded articles.

上記のような熱硬化性樹脂を用いた繊維強化プラスチック成形体においては、その強度を向上させるために、マトリックス樹脂に無機粒子を配合する試みがなされている。例えば、特許文献1には、カップリング剤で処理した無機粒子樹脂を配合したマトリックス樹脂組成物が開示されている。ここでは、マトリックス樹脂繊維には、主に熱硬化性樹脂が用いられている。また、特許文献2には、熱硬化性樹脂と無機粒子とカップリング剤を含む繊維強化プラスチック成形体用シートが開示されている。ここでは、カップリング剤は熱硬化性樹脂と反応しうる官能基を有しており、このようなカップリング剤を用いることにより、圧縮強度や曲げ強度を向上させることが提案されている。   In the fiber reinforced plastic molded article using the thermosetting resin as described above, an attempt has been made to blend inorganic particles into the matrix resin in order to improve the strength. For example, Patent Document 1 discloses a matrix resin composition containing an inorganic particle resin treated with a coupling agent. Here, a thermosetting resin is mainly used for the matrix resin fiber. Patent Document 2 discloses a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body containing a thermosetting resin, inorganic particles, and a coupling agent. Here, the coupling agent has a functional group capable of reacting with a thermosetting resin, and it has been proposed to improve compressive strength and bending strength by using such a coupling agent.

特開平8−157620号公報JP-A-8-157620 特開2012−149237号公報JP 2012-149237 A

しかしながら、マトリックス樹脂繊維として熱硬化性樹脂を用いた場合、得られる繊維強化プラスチック成形体用シートは冷蔵保管しなければならず、長期保管ができないという難点がある。
このような問題に対しては、熱硬化性樹脂に替えて熱可塑性樹脂を用いて繊維強化プラスチック成形体用シートを形成することが考えられる。熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いた繊維強化プラスチック成形体用シートは、保存管理が容易であり、長期保管ができるという利点を有するからである。
However, when a thermosetting resin is used as the matrix resin fiber, the resulting fiber reinforced plastic molded sheet must be refrigerated and cannot be stored for a long time.
In order to solve such a problem, it is conceivable to form a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body using a thermoplastic resin instead of the thermosetting resin. This is because a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body using a thermoplastic resin as a matrix resin has the advantages of easy storage management and long-term storage.

しかし、従来の熱可塑性樹脂を用いた繊維強化プラスチック成形体用シートから繊維強化プラスチック成形体を形成した場合、その強度や難燃性が十分ではないという問題があった。   However, when a fiber-reinforced plastic molded body is formed from a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body using a conventional thermoplastic resin, there is a problem that its strength and flame retardancy are not sufficient.

また、熱可塑性樹脂と強化繊維とカップリング剤を併用した繊維強化プラスチック成形体用シートについては、未だ十分な検討がなされておらず、熱可塑性樹脂と強化繊維とカップリング剤を組み合わせて用いた時に発揮し得る機能等については未知数であった。   In addition, a sheet for a fiber reinforced plastic molded body using a combination of a thermoplastic resin, a reinforcing fiber, and a coupling agent has not yet been sufficiently studied, and a combination of a thermoplastic resin, a reinforcing fiber, and a coupling agent has been used. The functions that can sometimes be exhibited were unknown.

そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、優れた強度と難燃性を有する繊維強化プラスチック成形体を成形し得る繊維強化プラスチック成形体用シートであって、成形体の加工工程におけるハンドリング性に優れた繊維強化プラスチック成形体用シートを提供することを目的として検討を進めた。   Therefore, in order to solve the problems of the prior art, the present inventors are a sheet for a fiber reinforced plastic molded body capable of molding a fiber reinforced plastic molded body having excellent strength and flame retardancy, The study was conducted with the aim of providing a sheet for a fiber-reinforced plastic molded article excellent in handling in the body processing step.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを含有する繊維強化プラスチック成形体用シートにおいて、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数を24以上とすることにより、優れた強度と難燃性を有する繊維強化プラスチック成形体を効率良く生産できることを見出した。さらに、本発明者らは、このような繊維強化プラスチック成形体用シートを用いることにより、繊維強化プラスチック成形体の生産効率を高め得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of earnest studies to solve the above problems, the present inventors have reinforced fiber reinforcement containing reinforcing fibers, matrix resin fibers containing thermoplastic super engineering plastic fibers, a binder component, and a coupling agent. It has been found that a fiber reinforced plastic molded article having excellent strength and flame retardancy can be efficiently produced by setting the critical oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber to 24 or more in the plastic molded sheet. Furthermore, the present inventors have found that the production efficiency of a fiber-reinforced plastic molded body can be increased by using such a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body, and have completed the present invention.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1]強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを含有し、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用シート。
[2]前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする[1]に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[3]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であり、かつ前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は前記強化繊維の繊維径の5倍以下であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[4]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維はポリエーテルイミド繊維又はポリカーボネート繊維から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[5]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維がポリエーテルイミド(PEI)繊維であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[6]JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2に規定される透気度が250秒以下であることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[7]前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維及び前記強化繊維は、チョップドストランドであることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[8]前記カップリング剤が、シラン系カップリング剤であることを特徴とする[1]〜[7]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[9]前記シラン系カップリング剤が、アミノ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、ウレイド基、メルカプト基、ポリスルフィド基及びイソシアネート基から選ばれる基を官能基として含有するものであることを特徴とする[8]に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[10]前記バインダー成分は、前記繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して0.1〜10質量%含まれていることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[11]前記バインダー成分は前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維と加熱溶融状態で相溶することを特徴とする[1]〜[10]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[12]前記バインダー成分は、メチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位及びエチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも一方を含む共重合体を含有することを特徴とする[1]〜[11]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[13]前記バインダー成分として、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度よりも低い融点を有するバインダー繊維を含有することを特徴とする[1]〜[12]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[14]前記バインダー繊維は、ポリエチレンテレフタレート又は変性ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする[13]に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[15]前記繊維強化プラスチック成形体用シートは表層領域と前記表層領域に挟まれた中間領域を有し、前記表層領域に含有されているバインダー成分は、前記中間領域に含有されているバインダー成分より多いことを特徴とする[1]〜[14]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[16]前記バインダー成分に含まれる共重合体は、前記強化繊維と前記マトリックス樹脂繊維を構成する繊維同士の交点に水掻き膜状に局在していることを特徴とする[12]〜[15]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
[17]強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを混合し、乾式不織布法または湿式不織布法によって不織布シートを形成する工程を含む繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法において、前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。
[18]前記不織布シートを形成する工程は、前記バインダー成分を含む溶液又は前記バインダー成分を含むエマルジョンを前記不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことを特徴とする[17]に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。
[19][1]〜[16]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートを、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で加熱加圧成形することにより形成されている、繊維強化プラスチック成形体。
[20][1]〜[16]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートを、150〜600℃の温度で加熱加圧成形することにより形成されている、繊維強化プラスチック成形体。
[1] It contains a reinforcing fiber, a matrix resin fiber containing a thermoplastic super engineering plastic fiber, a binder component, and a coupling agent, and the limiting oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 24 or more. Fiber reinforced plastic molded sheet.
[2] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to [1], wherein the reinforcing fiber is at least one selected from glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.
[3] The fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 40 μm or less, and the fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 5 times or less of the fiber diameter of the reinforcing fiber [1] or The sheet for fiber-reinforced plastic molded bodies according to [2].
[4] The fiber reinforced plastic molding according to any one of [1] to [3], wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber is at least one selected from polyetherimide fiber or polycarbonate fiber. Body sheet.
[5] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of [1] to [4], wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber is a polyetherimide (PEI) fiber.
[6] JAPAN TAPPI Paper Pulp Test Method No. The sheet for fiber-reinforced plastic molded bodies according to any one of [1] to [5], wherein the air permeability defined in 5-2 is 250 seconds or less.
[7] The sheet for fiber-reinforced plastic molded body according to any one of [1] to [6], wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber and the reinforcing fiber are chopped strands.
[8] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of [1] to [7], wherein the coupling agent is a silane coupling agent.
[9] The silane coupling agent contains, as a functional group, a group selected from an amino group, vinyl group, epoxy group, styryl group, methacryloxy group, acryloxy group, ureido group, mercapto group, polysulfide group and isocyanate group. The sheet for fiber-reinforced plastic molded article according to [8], which is a product.
[10] Any one of [1] to [9], wherein the binder component is contained in an amount of 0.1 to 10% by mass relative to the total mass of the fiber-reinforced plastic molded sheet. The sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings as described in 2.
[11] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of [1] to [10], wherein the binder component is compatible with the thermoplastic super engineering plastic fiber in a heated and melted state.
[12] The binder component contains a copolymer containing at least one of a repeating unit derived from a methyl (meth) acrylate-containing monomer and a repeating unit derived from an ethyl (meth) acrylate-containing monomer [1] ] The sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of any one of [11].
[13] The fiber according to any one of [1] to [12], wherein the binder component contains a binder fiber having a melting point lower than a glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber. Sheet for reinforced plastic moldings.
[14] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to [13], wherein the binder fiber includes polyethylene terephthalate or modified polyethylene terephthalate.
[15] The fiber-reinforced plastic molded sheet has a surface layer region and an intermediate region sandwiched between the surface layer regions, and the binder component contained in the surface layer region is a binder component contained in the intermediate region. The sheet for fiber-reinforced plastic molded bodies according to any one of [1] to [14], characterized in that it is more.
[16] The copolymer contained in the binder component is localized in the form of a drainage film at the intersection of the fibers constituting the reinforcing fiber and the matrix resin fiber [12] to [15] ] The sheet | seat for fiber reinforced plastics molded objects of any one of.
[17] A fiber reinforced plastic including a step of mixing a reinforcing fiber, a matrix resin fiber containing a thermoplastic super engineering plastic fiber, a binder component, and a coupling agent, and forming a nonwoven fabric sheet by a dry nonwoven fabric method or a wet nonwoven fabric method. In the manufacturing method of the sheet | seat for molded objects, the critical oxygen index of the said thermoplastic super engineering plastic fiber is 24 or more, The manufacturing method of the sheet | seat for fiber reinforced plastics molded objects characterized by the above-mentioned.
[18] The step of forming the nonwoven fabric sheet includes a step of internally adding, coating or impregnating the nonwoven fabric sheet with a solution containing the binder component or an emulsion containing the binder component, and drying by heating. 17]. The manufacturing method of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings as described in 17].
[19] The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of [1] to [16] is formed by heat and pressure molding at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber. A fiber-reinforced plastic molding.
[20] Fiber-reinforced plastic molding formed by heat-pressing the sheet for fiber-reinforced plastic molded body according to any one of [1] to [16] at a temperature of 150 to 600 ° C. body.

本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートを用いることにより、優れた強度と難燃性を有する繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。さらに、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートを用いれば、繊維強化プラスチック成形体を効率よく連続生産することが可能となり、その製造コストを抑制することができる。   By using the sheet for fiber-reinforced plastic molded article of the present invention, a fiber-reinforced plastic molded article having excellent strength and flame retardancy can be obtained. Furthermore, if the fiber-reinforced plastic molded sheet of the present invention is used, it becomes possible to efficiently and continuously produce a fiber-reinforced plastic molded body, and the manufacturing cost can be suppressed.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

(繊維強化プラスチック成形体用シート)
本発明は、強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維の混合物を含み、さらにバインダー成分と、カップリング剤とを含有する繊維強化プラスチック成形体用シートに関する。ここでは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上である。
このように、本発明では、限界酸素指数が24以上の熱可塑性スーパーエンプラ繊維を用い、強化繊維とバインダー成分とカップリング剤とを組み合わせて繊維強化プラスチック成形体用シートを形成することにより、優れた強度及び難燃性を有する繊維強化プラスチック成形体を成形することができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートを成形することにより得られる繊維強化プラスチック成形体の強度及び難燃性は、従来の熱可塑性樹脂を用いた場合よりも優れている。
(Fiber-reinforced plastic molded sheet)
The present invention relates to a fiber-reinforced plastic molded sheet comprising a mixture of reinforcing fibers and matrix resin fibers containing thermoplastic super engineering plastic fibers, and further containing a binder component and a coupling agent. Here, the limiting oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 24 or more.
Thus, in the present invention, a thermoplastic super engineering plastic fiber having a critical oxygen index of 24 or more is used, and a fiber reinforced plastic molded sheet is formed by combining a reinforcing fiber, a binder component, and a coupling agent. A fiber-reinforced plastic molded article having high strength and flame retardancy can be molded. The strength and flame retardancy of the fiber reinforced plastic molded article obtained by molding the sheet for fiber reinforced plastic molded article of the present invention are superior to the case of using a conventional thermoplastic resin.

本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートにおいて、強化繊維と熱可塑性スーパーエンプラ繊維の質量比は1:0.2〜1:10であることが好ましく、1:0.5〜1:5であることがより好ましく、1:0.7〜1:3であることがさらに好ましい。強化繊維と熱可塑性スーパーエンプラ繊維の質量比を上記範囲内とすることにより、軽量であり、かつ高強度の繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。   In the fiber-reinforced plastic molded sheet of the present invention, the mass ratio of the reinforcing fiber and the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 1: 0.2 to 1:10, and preferably 1: 0.5 to 1: 5. It is more preferable that the ratio is 1: 0.7 to 1: 3. By setting the mass ratio of the reinforcing fiber and the thermoplastic super engineering plastic fiber within the above range, a lightweight and high-strength fiber-reinforced plastic molded body can be obtained.

一般に、マトリックス樹脂は、溶融粘度が高いため、射出成形等の方法では強化繊維を多量に配合すると、強化繊維を均一に分散させることが難しいため、強化繊維の配合比に限界がある。しかし、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートでは、必要とされる強度に応じて比較的自由に強化繊維とマトリックス樹脂繊維との比率を設定することができる。   In general, since the matrix resin has a high melt viscosity, it is difficult to uniformly disperse the reinforcing fibers when a large amount of the reinforcing fibers are blended by a method such as injection molding, so that the blending ratio of the reinforcing fibers is limited. However, in the fiber-reinforced plastic molded sheet of the present invention, the ratio of reinforcing fibers to matrix resin fibers can be set relatively freely according to the required strength.

また、カップリング剤は、繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して、0.1〜12質量%含まれていることが好ましく、0.5〜10質量%含まれていることがより好ましく、1〜8質量%含まれていることがさらに好ましい。カップリング剤を上記範囲となるように添加することにより、繊維強化プラスチック成形体の強度をより高めることができる。   Moreover, it is preferable that 0.1-12 mass% is contained with respect to the total mass of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings, and it is more preferable that a coupling agent is contained 0.5-10 mass%. The content is preferably 1 to 8% by mass. By adding the coupling agent so as to be in the above range, the strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be further increased.

繊維強化プラスチック成形体用シートのJAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2に規定される透気度は、250秒以下であることが好ましく、230秒以下であることがより好ましく、200秒以下であることがさらに好ましい。この数値は、数字が小さいほど空気が通りやすい(通気性が良い)ことを表す。本発明では、繊維強化プラスチック成形体用シートの透気度を上記範囲内とすることにより、加熱加圧工程における成形速度を高めることができ、生産効率を高めることができる。   JAPAN TAPPI Paper Pulp and Paper Test Method No. for Fiber Reinforced Plastic Molded Sheet The air permeability defined in 5-2 is preferably 250 seconds or less, more preferably 230 seconds or less, and even more preferably 200 seconds or less. This numerical value indicates that the smaller the number, the easier air can pass through (the better the air permeability). In the present invention, by setting the air permeability of the fiber-reinforced plastic molded sheet within the above range, the molding speed in the heating and pressing step can be increased, and the production efficiency can be increased.

但し、上記通気性を満たすための材料として、処理前のシートを嵩高に調整した場合、繊維強化プラスチック成形体用シートを加熱加圧工程での熱プレス機等に挿入する際に不都合が生じる場合がある。また、繊維強化プラスチック成形体用シートを製造後、加熱加圧工程に供するまでの間、保管コストがかかるという問題もある。このような問題は、加熱加圧成形前に熱プレス、若しくは熱カレンダーによって軽くプレスし、適宜密度を高めることで解決できる。この方法の場合、空気は多少通りにくくなるので、JAPAN TAPPI紙パルプ試験法に準拠した方法で測定される透気度が250秒以下という状態を維持できる範囲で高密度化することが好ましい。   However, if the sheet before processing is adjusted to be bulky as a material for satisfying the above air permeability, there may be inconveniences when inserting the fiber reinforced plastic molded sheet into a heat press machine or the like in the heating and pressing step. There is. Moreover, there is also a problem that the storage cost is high until the sheet for fiber-reinforced plastic molded body is manufactured and used for the heating and pressing step. Such a problem can be solved by lightly pressing with a hot press or a heat calender before heat-press molding and appropriately increasing the density. In the case of this method, since air becomes somewhat difficult to pass, it is preferable to increase the density within a range in which the air permeability measured by a method based on the JAPAN TAPPI paper pulp test method can be maintained within a state of 250 seconds or less.

(強化繊維)
強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの強化繊維は、1種のみを使用してもよく、複数種を使用してもよい。また、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)繊維等の耐熱性に優れた有機繊維を含有していてもよい。
(Reinforced fiber)
The reinforcing fiber is preferably at least one selected from glass fiber, carbon fiber and aramid fiber. These reinforcing fibers may use only 1 type and may use multiple types. Moreover, you may contain the organic fiber excellent in heat resistance, such as a PBO (polyparaphenylene benzoxazole) fiber.

強化繊維として、例えば、炭素繊維やガラス繊維等の無機繊維を使用した場合、繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる熱可塑性スーパーエンプラ繊維の溶融温度で加熱加圧処理することにより繊維強化プラスチック成形体を形成することが可能となる。
また、強化繊維として、アラミド繊維等の高耐熱性・高強度の有機繊維を使用した場合は、高度な平滑性の要求される精密な研磨用の機器に適する繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。アラミド等の有機繊維を強化繊維として含有する繊維強化プラスチック成形体用シートから形成される繊維強化プラスチック成形体は、一般的に強化繊維として無機繊維を使用した繊維強化プラスチック成形体用シートから形成される成形体よりも耐摩耗性に優れる。また擦過等によって繊維強化プラスチック体の一部が削り取られたとしても、その削り粕が無機繊維よりも柔らかいので、被研磨物を傷つけるおそれが少ない。
For example, when inorganic fiber such as carbon fiber or glass fiber is used as the reinforcing fiber, the fiber reinforced plastic molding is performed by heating and pressing at the melting temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber contained in the fiber reinforced plastic molded sheet. A body can be formed.
In addition, when high heat-resistant and high-strength organic fibers such as aramid fibers are used as reinforcing fibers, a fiber-reinforced plastic molded sheet suitable for precision polishing equipment that requires high smoothness is obtained. be able to. A fiber-reinforced plastic molded article formed from a fiber-reinforced plastic molded sheet containing organic fibers such as aramid as a reinforcing fiber is generally formed from a fiber-reinforced plastic molded sheet using inorganic fibers as the reinforcing fiber. It has better wear resistance than molded products. Even if a part of the fiber reinforced plastic body is scraped off by rubbing or the like, the shaving wrinkles are softer than the inorganic fibers, and therefore there is little risk of damaging the object to be polished.

強化繊維の繊維長は、1mm以上であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましく、3mm以上であることがさらに好ましい。また、強化繊維の繊維長は、40mm以下であることが好ましく、35mm以下であることがより好ましく、30mm以下であることがさらに好ましい。   The fiber length of the reinforcing fibers is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 3 mm or more. Further, the fiber length of the reinforcing fiber is preferably 40 mm or less, more preferably 35 mm or less, and further preferably 30 mm or less.

強化繊維の繊維径としては、特に限定されるものではないが、3〜18μmが好ましい。強化繊維の繊維径を上記範囲内とすることにより、製造工程或いは使用中に人体に取り込まれることを防ぐことができ、かつ均一に混合することが可能となる。   Although it does not specifically limit as a fiber diameter of a reinforced fiber, 3-18 micrometers is preferable. By setting the fiber diameter of the reinforcing fiber within the above range, it can be prevented from being taken into the human body during the manufacturing process or during use, and can be mixed uniformly.

<マトリックス樹脂繊維>
マトリックス樹脂繊維は、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含む。熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、加熱加圧処理時にマトリックス、あるいは、繊維成分の交点に結着点を形成する。このようなマトリックス樹脂繊維を用いた不織布状の繊維強化プラスチック成形体用シートは、熱硬化性樹脂を使用したシートに比べて、オートクレーブ処理が不要で、加工する際の加熱加圧成形時間が短時間ですみ、生産性を高めることができる。
<Matrix resin fiber>
The matrix resin fibers include thermoplastic super engineering plastic fibers. The thermoplastic super engineering plastic fiber forms a binding point at the intersection of the matrix or fiber component during the heat and pressure treatment. Nonwoven fabric-reinforced plastic molded sheet using such matrix resin fibers does not require autoclaving and has shorter heat and pressure molding time than processing compared to sheet using thermosetting resin. You can increase your productivity in time.

熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、スーパーエンプラ(スーパーエンジニアリングプラスチック)と称される熱可塑性樹脂の繊維であり、耐熱性で難燃性の熱可塑性樹脂を繊維化したものである。熱可塑性スーパーエンプラ繊維としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)等を例示することができる。ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂は耐薬品性が高く、耐熱性が高いため、耐薬品性と高温時の強度に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂を用いた場合は、他のスーパーエンプラよりも耐薬品性と高温時の強度に特に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。また、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂は炭素繊維やガラス繊維との密着性が優れ、また限界酸素指数が樹脂ブロックの状態で47と非常に高いため、強度と難燃性に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。   The thermoplastic super engineering plastic fiber is a fiber of a thermoplastic resin called a super engineering plastic (super engineering plastic), and is obtained by fiberizing a heat-resistant and flame-retardant thermoplastic resin. Examples of thermoplastic super engineering plastic fibers include polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), polyetherketoneketone (PEKK), and the like. Since polyphenylene sulfide (PPS) resin has high chemical resistance and high heat resistance, a fiber reinforced plastic excellent in chemical resistance and strength at high temperature can be obtained. When a polyether ketone ketone (PEKK) resin is used, a fiber reinforced plastic that is particularly superior in chemical resistance and strength at high temperatures than other super engineering plastics can be obtained. Polyetherimide (PEI) resin has excellent adhesion to carbon fiber and glass fiber, and its critical oxygen index is 47, which is very high in the resin block state. Can be obtained.

本発明では、熱可塑性スーパーエンプラ繊維として、ポリエーテルイミド(PEI)繊維又はポリカーボネート(PC)繊維から選ばれる少なくとも1種以上を用いることが好ましい。中でも、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂を繊維化したポリエーテルイミド(PEI)繊維を用いることが特に好ましい。ポリエーテルイミド(PEI)樹脂は、溶融し成形加工された状態での限界酸素指数が40以上、またASTM E−662に記載の方法で測定した20分燃焼時の発煙量が30ds前後と、非常に発煙量が少ないため好ましく用いられる。
尚、通常熱可塑性スーパーエンプラ繊維には分類されないが、ポリカーボネート(PC)も難燃性に優れているため、本発明には含むものとする。本発明の熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、2種類以上用いることもできる。また、本発明の効果を損ねない範囲で、また、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ樹脂等の熱可塑性スーパーエンプラ繊維以外も添加することができる。
In the present invention, it is preferable to use at least one selected from polyetherimide (PEI) fiber or polycarbonate (PC) fiber as the thermoplastic super engineering plastic fiber. Among these, it is particularly preferable to use polyetherimide (PEI) fibers obtained by fiberizing a polyetherimide (PEI) resin. Polyetherimide (PEI) resin has a critical oxygen index of 40 or more in a melted and molded state, and a smoke generation amount of about 30 ds when burned for 20 minutes measured by the method described in ASTM E-662. It is preferably used because it emits less smoke.
Although not normally classified as a thermoplastic super engineering plastic fiber, polycarbonate (PC) is also included in the present invention because it is excellent in flame retardancy. Two or more kinds of the thermoplastic super engineering plastic fibers of the present invention can be used. Further, within the range not impairing the effect of the present invention, other than thermoplastic super engineering plastic fibers such as polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, phenol resin, polyurethane, polypropylene, polyethylene, epoxy resin, etc. can be added. .

熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、繊維状態において限界酸素指数が24以上であることが好ましく、30以上であることがより好ましい。熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数を上記範囲とすることにより、難燃性に優れた繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。なお、本発明において、「限界酸素指数」とは、燃焼を続けるのに必要な酸素濃度を表し、JIS K7201に記載された方法で測定した数値をいう。すなわち、限界酸素指数が20以下は、通常の空気中で燃焼することを示す数値である。尚、上記ポリカーボネートの限界酸素指数は24〜26である。
また、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のASTM E−662に記載の方法で測定した20分燃焼時の発煙量は30ds前後であることが好ましく、非常に発煙量が少ない繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。
The thermoplastic super engineering plastic fiber preferably has a critical oxygen index of 24 or more in the fiber state, and more preferably 30 or more. By setting the critical oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber within the above range, a fiber-reinforced plastic molded sheet excellent in flame retardancy can be obtained. In the present invention, the “limit oxygen index” represents an oxygen concentration necessary to continue combustion, and is a numerical value measured by the method described in JIS K7201. That is, a critical oxygen index of 20 or less is a numerical value indicating that combustion is performed in normal air. The polycarbonate has a limiting oxygen index of 24 to 26.
Moreover, it is preferable that the amount of smoke generated during the 20-minute combustion measured by the method described in ASTM E-662 of the thermoplastic super engineering plastic fiber is around 30 ds, and a sheet for fiber-reinforced plastic molded body having a very small amount of smoke is obtained. be able to.

熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度は、140℃以上であるものが好ましい。熱可塑性スーパーエンプラ繊維には、繊維強化プラスチック成形体を形成する際に300℃から400℃というような温度条件下で十分に流動的であることが求められる。なお、PPS樹脂繊維のようにガラス転移温度が140℃未満のスーパーエンプラ繊維であっても、樹脂の荷重たわみ温度が190℃以上となるスーパーエンプラを繊維化したものであれば使用可能である。このような熱可塑性スーパーエンプラ繊維は、加熱・加圧により溶融して限界酸素指数が30以上という非常に高い難燃性を有する樹脂ブロックを形成する。   The glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 140 ° C. or higher. The thermoplastic super engineering plastic fiber is required to be sufficiently fluid under a temperature condition of 300 ° C. to 400 ° C. when forming a fiber-reinforced plastic molded body. In addition, even if it is a super engineering plastic fiber with a glass transition temperature of less than 140 ° C. such as PPS resin fiber, it can be used as long as the super engineering plastic having a resin deflection temperature of 190 ° C. or higher is made into a fiber. Such thermoplastic super engineering plastic fibers are melted by heating and pressurizing to form a resin block having a very high flame retardancy with a limiting oxygen index of 30 or more.

熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であることが好ましい。さらに、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は上述した強化繊維の繊維径の5倍以下であることが好ましく、4倍以下であることがより好ましく、3倍以下であることがさらに好ましい。熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック成形体の強度をより高めることができる。   The fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 40 μm or less. Furthermore, the fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 5 times or less, more preferably 4 times or less, and still more preferably 3 times or less the fiber diameter of the above-mentioned reinforcing fiber. By setting the fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber within the above range, the strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be further increased.

熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、32μm以下であることがさらに好ましい。中でも、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は、1〜30μmであることが好ましく、1〜20μmであることがより好ましい。   The fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less, and further preferably 32 μm or less. Especially, it is preferable that the fiber diameter of a thermoplastic super engineering plastic fiber is 1-30 micrometers, and it is more preferable that it is 1-20 micrometers.

熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維長は、1mm以上であることが好ましく、 2mm以上であることがより好ましく、3mm以上であることがさらに好ましい。また、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維長は、40mm以下であることが好ましく、35mm以下であることがより好ましく、30mm以下であることがさらに好ましい。   The fiber length of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 3 mm or more. Further, the fiber length of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 40 mm or less, more preferably 35 mm or less, and further preferably 30 mm or less.

本発明で用いられる繊維強化プラスチック成形体用シートでは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維が繊維形態をしていることによりシート中に空隙が存在している。
本発明では、熱可塑性スーパーエンプラ繊維が加熱加圧成形前には、繊維形態を維持しているため、繊維強化プラスチック成形体を形成する前は、シート自体がしなやかでドレープ性がある。このため、繊維強化プラスチック成形体用シートを巻き取りの形態で保管・輸送することが可能であり、ハンドリング性に優れるという特徴を有する。
In the fiber-reinforced plastic molded sheet used in the present invention, there are voids in the sheet because the thermoplastic super engineering plastic fibers are in fiber form.
In the present invention, since the thermoplastic super engineering plastic fiber maintains its fiber form before heat-press molding, the sheet itself is supple and draped before the fiber-reinforced plastic molded body is formed. For this reason, it is possible to store and transport the sheet for a fiber-reinforced plastic molded body in the form of winding, and it is characterized by excellent handling properties.

また、本発明で用いられる繊維強化プラスチック成形体用シートは、繊維強化プラスチック成形体に加工する際の加熱加圧成形時間が短時間ですみ、その生産性に優れている。繊維強化プラスチック成形体用シートを短時間で加熱加圧成形するためには、使用される熱可塑性スーパーエンプラ繊維が高温下で速やかに溶融することが必要であり、そのためには、スーパーエンプラ繊維の繊維径が細いほうが好ましい。繊維径が細いほど繊維同士の接触点数が増加するため、繊維同士の接触面積が増加し、熱伝導が良好となること、及び繊維の熱容量が小さくなるため、溶融させるために必要な熱量が少なくなるためである。   In addition, the sheet for a fiber-reinforced plastic molded body used in the present invention requires only a short time for heating and pressing when processed into a fiber-reinforced plastic molded body, and is excellent in productivity. In order to heat-press-mold a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body in a short time, it is necessary that the thermoplastic super engineering plastic fiber used be melted quickly at a high temperature. Thinner fiber diameters are preferred. Since the number of contact points between fibers increases as the fiber diameter is thinner, the contact area between fibers increases, heat conduction becomes better, and the heat capacity of the fibers decreases, so the amount of heat required for melting is less It is to become.

<カップリング剤>
カップリング剤は、強化繊維とマトリックス樹脂繊維間で強固な結合を形成することができる。このようなカップリング剤を用いることにより、優れた強度を有する繊維強化プラスチック成形体を形成し得る繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。また、カップリング剤を用いることにより、強化繊維が繊維強化プラスチック成形体用シートから脱落することを抑制することもできる。
<Coupling agent>
The coupling agent can form a strong bond between the reinforcing fiber and the matrix resin fiber. By using such a coupling agent, it is possible to obtain a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body that can form a fiber-reinforced plastic molded body having excellent strength. Moreover, it can also suppress that a reinforced fiber falls off from the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings by using a coupling agent.

カップリング剤としては、カルボン酸系、高分子系、リン酸系、チタネート、シランカップリング剤などが挙げられるが、特に、その強度向上効果の点でシランカップリング剤を添加することが好ましい。特に分子内に官能基を有するシラン系カップリング剤は、広範囲な樹脂に適用可能で、反応性も高いため、好ましく用いられる。この場合、シラン系カップリング剤は、アミノ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、ウレイド基、メルカプト基、ポリスルフィド基及びイソシアネート基から選ばれる基を官能基として含有するものであることが好ましい。中でも、アミノ基、エポキシ基を官能基として含有することが好ましい。   Examples of the coupling agent include carboxylic acid-based, polymer-based, phosphoric acid-based, titanate, and silane coupling agents. In particular, it is preferable to add a silane coupling agent in view of its strength improving effect. In particular, a silane coupling agent having a functional group in the molecule is preferably used because it can be applied to a wide range of resins and has high reactivity. In this case, the silane coupling agent contains, as a functional group, a group selected from an amino group, vinyl group, epoxy group, styryl group, methacryloxy group, acryloxy group, ureido group, mercapto group, polysulfide group and isocyanate group. It is preferable that Especially, it is preferable to contain an amino group and an epoxy group as a functional group.

例えば、分子内にエポキシ基を有するシラン系カップリング剤の具体的な例としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシランなどを挙げることができる。
また、分子内にアミノ基を有するシラン系カップリング剤の具体的な例としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩などを挙げることができる。
For example, specific examples of silane coupling agents having an epoxy group in the molecule include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxy. Silane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4- (Epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane and the like.
Specific examples of the silane coupling agent having an amino group in the molecule include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1, Examples thereof include 3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride.

カップリング剤は、繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して、0.1〜12質量%含まれていることが好ましく、0.5〜10質量%含まれていることがより好ましく、1〜8質量%含まれていることがさらに好ましい。カップリング剤を上記範囲となるように添加することにより、繊維強化プラスチック成形体の強度をより高めることができる。さらに、コスト面でのメリットを得ることもできる。   The coupling agent is preferably contained in an amount of 0.1 to 12% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total mass of the fiber-reinforced plastic molded sheet. It is more preferable that 1-8 mass% is contained. By adding the coupling agent so as to be in the above range, the strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be further increased. In addition, a merit in terms of cost can be obtained.

カップリング剤の混合方法については特に限定されないが、例えば、内添法(湿式法)、含浸法、ディスペンサコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はダイコーティング法等が挙げられる。   The mixing method of the coupling agent is not particularly limited. For example, an internal addition method (wet method), an impregnation method, a dispenser coating method, a spin coating method, a knife coating method, a slit coating method, an inkjet coating method, a screen printing method, Examples include an offset printing method or a die coating method.

<バインダー成分>
繊維強化プラスチック成形体用シートには、さらにバインダー成分が含まれる。含有されるバインダーとしては、一般的に不織布製造に使用されるフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは熱水溶融するPVA樹脂等が使用できる。
<Binder component>
The fiber-reinforced plastic molded sheet further contains a binder component. Examples of binders that can be used include thermosetting resins such as phenolic resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, epoxy resins, and silicon resins that are commonly used in nonwoven fabric production, polypropylene resins, polyethylene resins, and polyesters. Resin, acrylic resin, styrene-acrylic resin, ethylene-vinyl acetate resin, urethane resin and other thermoplastic resins, hot water-melting PVA resin, and the like can be used.

バインダー成分は、加熱加圧成形後にマトリックスとなる熱可塑性スーパーエンプラ繊維が加熱加圧成形で溶融する際に、その樹脂と相溶する樹脂成分であることが特に好ましい。このような樹脂成分をバインダーとした場合、加熱加圧成形後、マトリックス樹脂とバインダー樹脂の間に界面が存在せず一体化するため高強度となる。さらにバインダー成分に起因するマトリックス樹脂のガラス転移温度の低下が少ないという特徴を持つ。   The binder component is particularly preferably a resin component that is compatible with the resin when the thermoplastic super engineering plastic fiber that becomes the matrix after heat-pressure molding is melted by heat-pressure molding. When such a resin component is used as a binder, there is no interface between the matrix resin and the binder resin after the heat and pressure molding, and therefore the strength is increased. Furthermore, it has the characteristic that there is little fall of the glass transition temperature of matrix resin resulting from a binder component.

本発明では、バインダー成分は、繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して0.1〜10質量%となるように含有されることが好ましく、0.4〜9.5質量%であることがより好ましく、0.5〜8質量%であることがさらに好ましい。バインダー成分の含有率を上記範囲内とすることにより、製造工程中の強度を高めることができ、ハンドリング性を向上させることができる。なお、バインダー成分の量は多くなると表面強度・層間強度共に強くなるが、逆に加熱成形時の臭気の問題が発生しやすくなる。しかし、上記の範囲においては臭気の問題はほとんど発生せず、また繰り返しの断裁工程を経ても層間剥離などを発生しない繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。   In this invention, it is preferable to contain a binder component so that it may become 0.1-10 mass% with respect to the total mass of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings, and is 0.4-9.5 mass%. It is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.5-8 mass%. By making the content rate of a binder component in the said range, the intensity | strength in a manufacturing process can be raised and handling property can be improved. Note that as the amount of the binder component increases, both the surface strength and the interlayer strength increase, but conversely, the problem of odor during heat forming tends to occur. However, within the above range, there is hardly any problem of odor, and a fiber reinforced plastic molded sheet that does not cause delamination even after repeated cutting steps can be obtained.

本発明で好ましいバインダー成分は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート及びエチルアクリレートの少なくとも1種のモノマーを含有するモノマー混合物を重合させることによって得られる共重合体が挙げられる。上記共重合体としては、メチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位、エチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも1つを含む共重合体を含有する。中でも、メチルメタクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位及びエチルメタクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも1つを含む共重合体を含有することが好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を含むことを意味し、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を含むことを意味する。
A preferable binder component in the present invention includes a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing at least one monomer of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and ethyl acrylate. As said copolymer, the copolymer containing at least 1 among the repeating unit derived from a methyl (meth) acrylate containing monomer and the repeating unit derived from an ethyl (meth) acrylate containing monomer is contained. Especially, it is preferable to contain the copolymer containing at least 1 among the repeating unit derived from a methyl methacrylate containing monomer, and the repeating unit derived from an ethyl methacrylate containing monomer.
In the present invention, “(meth) acrylate” means containing both “acrylate” and “methacrylate”, and “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid” and “methacrylic acid”. Is meant to include both.

更に、本発明で好ましいバインダー成分として、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度よりも低い融点を有するバインダー繊維が挙げられる。バインダー繊維は、熱可塑性スーパーエンプラ繊維等と混合して水中に分散し、湿式抄紙法で抄造した場合、粒状バインダーのように抄紙ワイヤーの目から抜けて歩留が低下したり、ワイヤー側に偏在したりすることがないため好ましく用いられる。また、このようなバインダー繊維を使用することにより、層間強度を向上させることができる。   Furthermore, a binder component having a melting point lower than the glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber is mentioned as a preferable binder component in the present invention. When the binder fiber is mixed with thermoplastic super engineering plastic fiber and dispersed in water and made by wet papermaking, it drops from the eyes of the papermaking wire like a granular binder, and the yield decreases or is unevenly distributed on the wire side. It is preferably used because it does not occur. Moreover, interlayer strength can be improved by using such a binder fiber.

バインダー繊維としては、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。変性ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂を変性することで融点を低下させたものであれば特に限定されないが、変性ポリエチレンテレフタレートが好ましい。変性ポリエチレンテレフタレートとしては、共重合ポリエチレンテレフタレート(CoPET)が好ましく、例えば、ウレタン変性共重合ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。ポリエステル樹脂はポリエーテルイミド繊維と加熱溶融時に相溶するため、冷却後も熱や樹脂の機能を損ないにくいため、好ましく用いられる。
共重合ポリエチレンテレフタレートは、融点が140℃以下のものが好ましく、120℃以下ものがより好ましい。また、特公平1−30926号公報に記載のような変性ポリエステル樹脂を使用してもよい。変性ポリエステル樹脂の具体例として、特に、ユニチカ社製商品名「メルティ4000」(繊維全てが共重合ポリエチレンテレフタレートである繊維)が好ましく挙げられる。また、上記芯鞘構造のバインダー繊維としては、ユニチカ社製商品名「メルティ4080」や、クラレ社製商品名「N−720」等が好適に使用できる。
As the binder fiber, a polyester resin is preferably used. As the polyester resin, polyethylene terephthalate (PET) is preferable. The modified polyester resin is not particularly limited as long as the melting point is lowered by modifying the polyester resin, but modified polyethylene terephthalate is preferable. As the modified polyethylene terephthalate, copolymerized polyethylene terephthalate (CoPET) is preferable, and examples thereof include urethane-modified copolymerized polyethylene terephthalate. Since the polyester resin is compatible with the polyetherimide fiber at the time of heat-melting, it is preferably used because it is difficult to impair the function of heat and resin even after cooling.
The copolymerized polyethylene terephthalate preferably has a melting point of 140 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower. Moreover, you may use the modified polyester resin as described in Japanese Patent Publication No. 1-30926. As a specific example of the modified polyester resin, a trade name “Melty 4000” (a fiber in which all fibers are copolymerized polyethylene terephthalate) manufactured by Unitika Ltd. is particularly preferable. As the core-sheath-structured binder fiber, trade name “Melty 4080” manufactured by Unitika Co., Ltd., trade name “N-720” manufactured by Kuraray Co., Ltd. and the like can be suitably used.

上記のメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート及びエチルアクリレートの少なくとも1種のモノマーを含有するモノマー混合物を重合させることによって得られる共重合体や、ポリエステル樹脂繊維等のバインダー繊維は、単独で使用することもできるが、本発明の効果を更に向上させるために併用することもできる。
共重合体は繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して0.1〜4質量%となるように含有され、バインダー繊維は繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して1.5〜6質量%となるように含有されることが好ましい。
共重合体とバインダー繊維の含有率を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック成形体用シートの表面強度及び層間強度を高めることができる。なお、上記の範囲においては、共重合体を成分とするバインダー(液状バインダー)の配合量は、ポリエステル樹脂又は変性ポリエステル樹脂よりも少ないほうが、臭気の関係から好ましい結果が得られる。ポリエステル系バインダーはマトリックス樹脂と相溶するため、比較的添加量が多くとも臭気を発生しにくく、また、液状バインダーは繊維交点に集中して偏在しやすいため、かかる結果が得られているものと推定している。
Copolymers obtained by polymerizing a monomer mixture containing at least one monomer of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and ethyl acrylate, and binder fibers such as polyester resin fibers should be used alone. However, it can also be used in combination to further improve the effects of the present invention.
The copolymer is contained in an amount of 0.1 to 4% by mass based on the total mass of the fiber-reinforced plastic molded sheet, and the binder fiber is 1.5% based on the total mass of the fiber-reinforced plastic molded sheet. It is preferable to contain so that it may become -6 mass%.
By making the content rate of a copolymer and a binder fiber into the said range, the surface strength and interlayer intensity | strength of a sheet | seat for fiber reinforced plastic molding can be raised. In addition, in said range, a preferable result is obtained from the relationship of an odor, when the compounding quantity of the binder which uses a copolymer as a component (liquid binder) is smaller than a polyester resin or a modified polyester resin. Since the polyester binder is compatible with the matrix resin, it is difficult to generate odor even if the addition amount is relatively large, and since the liquid binder tends to be concentrated and concentrated at the intersection of the fibers, such a result is obtained. Estimated.

バインダー成分として好ましい組合せとしては、アクリル系のエマルジョンと低融点熱可塑性樹脂繊維としてのチョップ状のPET繊維の組合せである。具体的には、繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対してアクリル系バインダー0.3〜4質量%に対し、PET繊維1.5〜6質量%である。好ましくはアクリル系バインダー1〜3質量%に対し、PET繊維2〜6質量%、更に好ましくはアクリル系バインダー1.5〜2.5質量%に対し、PET繊維3〜5質量%である。   A preferable combination as the binder component is a combination of an acrylic emulsion and a chopped PET fiber as a low melting point thermoplastic resin fiber. Specifically, it is 1.5-6 mass% of PET fiber with respect to 0.3-4 mass% of acrylic binder with respect to the total mass of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings. Preferably, it is 2 to 6% by mass of PET fiber with respect to 1 to 3% by mass of acrylic binder, and more preferably 3 to 5% by mass of PET fiber with respect to 1.5 to 2.5% by mass of acrylic binder.

繊維強化プラスチック成形体用シートは表層領域と表層領域に挟まれた中間領域を有するシート形状である場合、表層領域に含有されているバインダー成分は、中間領域に含有されているバインダー成分より多いことが好ましい。特にバインダー成分のうち、メチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位、エチル(メタ)アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも1つを含む共重合体が表層領域に多く含有されていることが好ましい。
ここで、繊維強化プラスチック成形体用シートの表層領域は、繊維強化プラスチック成形体用シートシートを厚さ方向(Z軸方向)に略3分割した際に、外側に位置する2つの領域である。なお、中間領域はこれらの2つの領域に挟まれた間の領域をいう。表層領域に含有されているバインダー成分は、中間領域に含有されているバインダー成分より多いことが好ましく、表層領域に含有されているバインダー成分は、中間領域に含有されているバインダー成分の1.1〜1.5倍であることがより好ましい。
When the sheet for fiber-reinforced plastic molded body has a sheet shape having an intermediate region sandwiched between the surface layer region and the surface layer region, the binder component contained in the surface layer region is greater than the binder component contained in the intermediate region. Is preferred. In particular, among the binder components, a copolymer containing at least one of a repeating unit derived from a methyl (meth) acrylate-containing monomer and a repeating unit derived from an ethyl (meth) acrylate-containing monomer may be contained in a large amount in the surface layer region. preferable.
Here, the surface layer area | region of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings is two area | regions located outside, when dividing the sheet | seat sheet for fiber reinforced plastics moldings into the thickness direction (Z-axis direction) about three. Note that the intermediate region refers to a region between these two regions. The binder component contained in the surface layer region is preferably more than the binder component contained in the intermediate region, and the binder component contained in the surface layer region is 1.1 of the binder component contained in the intermediate region. It is more preferable to be -1.5 times.

このように、バインダー成分を表層領域に集中させることで、高温の金型やプレス板により加熱加圧成形される際に、バインダー成分が効果的に加熱されるため、バインダー成分が速やかに熱分解・揮発する。これにより熱成形品に残留するバインダー成分がごく僅かな量に抑えられることとなる。このため、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートでは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の機能を十分に発揮することができる。   In this way, by concentrating the binder component in the surface layer region, the binder component is effectively heated when it is heated and pressed by a high-temperature mold or press plate.・ Volatile. As a result, the binder component remaining in the thermoformed product is suppressed to a very small amount. For this reason, in the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of this invention, the function of a thermoplastic super engineering plastic fiber can fully be exhibited.

メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、及びメチルアクリレートの少なくとも1種のモノマーを含有するモノマー混合物の共重合体を成分とする液状バインダーは繊維強化プラスチック成形体用シートの表層領域に集中して存在することが好ましい。また、これらの液状バインダーは、両表層領域の繊維成分同士の交点に水掻き膜状に局在することが好ましい。すなわち、共重合体は、強化繊維とマトリックス樹脂繊維を構成する繊維同士の交点に水掻き膜状に局在することが好ましい。このように局在することにより、バインダー成分が少量であっても使用工程においても両表層領域の繊維の脱落を少なくすることができる。また、変色が少なく好適であり、繊維強化プラスチック成形体用シートの抄造直後に平板にカットして積層し、プレスするような工程に好適に使用できる。   A liquid binder composed of a copolymer of a monomer mixture containing at least one monomer selected from methyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, and methyl acrylate is concentrated in the surface layer region of the sheet for fiber-reinforced plastic molding. It is preferable. Moreover, it is preferable that these liquid binders are localized in the form of a drainage film at the intersection between the fiber components in both surface layer regions. That is, it is preferable that the copolymer be localized in the form of a water squeezing film at the intersection between the fibers constituting the reinforcing fiber and the matrix resin fiber. By being localized in this manner, even if the binder component is small, even in the use process, the fibers falling off in both surface layer regions can be reduced. Moreover, it is suitable for the process which cuts and laminates | stacks on a flat plate immediately after papermaking of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings, and presses suitably.

なお、バインダー成分のうち、共重合体を含む成分は、表層領域に集中させることが好ましいが、バインダー繊維は、繊維強化プラスチック成形体用シートの中間領域に含有させることもできる。これにより、繊維強化プラスチック成形体用シートの層間強度が高まり、加熱成形加工時のハンドリング性が更に改善される。   In addition, although it is preferable to concentrate the component containing a copolymer in a surface layer area | region among binder components, binder fiber can also be contained in the intermediate | middle area | region of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings. Thereby, the interlayer intensity | strength of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings increases, and the handling property at the time of a thermoforming process is further improved.

バインダー繊維は、強化繊維やマトリックス樹脂繊維等と共に空気中に分散させてネットに捕捉してウエブを形成する方法(乾式不織布法)で繊維強化プラスチック成形体用シートに含有させることができる。また、バインダー繊維は、溶媒中に分散させ、その後溶媒を除去してウエブを形成する方法(湿式不織布法)等の方法で繊維強化プラスチック成形体用シートに含有させることもできる。   The binder fiber can be contained in the fiber-reinforced plastic molded sheet by a method (dry nonwoven fabric method) in which the binder fiber is dispersed in the air together with the reinforcing fiber, the matrix resin fiber, etc., and captured on the net to form a web. The binder fiber can also be contained in the fiber-reinforced plastic molded sheet by a method such as a method (wet nonwoven fabric method) in which the binder fiber is dispersed in a solvent and then the solvent is removed to form a web.

繊維強化プラスチック成形体用シートの表層にバインダーを相対的に多く存在させる方法としては、下記方法が挙げられる。例えば、バインダー成分を溶媒に溶解した液状物、若しくはバインダー成分の乳化物(エマルジョン)を不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥するという製造方法が挙げられる。中でも、湿式不織布法又は乾式不織布法によってウエブを形成した後、バインダー成分を溶媒に溶解した液状物、若しくはバインダー成分の乳化物(エマルジョン)を、ディッピング、若しくはスプレー法等で付与し、加熱乾燥するという製造方法が好ましく用いられる。この方法によれば、加熱乾燥する際に、ウエブ内部の溶媒が両面の表層に移動し、蒸発するため、この溶媒の移動に伴ってバインダーも表層に相対的に多く集中する。   Examples of the method for allowing a relatively large amount of the binder to be present in the surface layer of the fiber reinforced plastic molded sheet include the following methods. For example, a production method in which a liquid material in which a binder component is dissolved in a solvent or an emulsion (emulsion) of a binder component is internally added to, applied to, or impregnated into a nonwoven fabric sheet, and is heated and dried. In particular, after a web is formed by a wet nonwoven fabric method or a dry nonwoven fabric method, a liquid material in which a binder component is dissolved in a solvent, or an emulsion (emulsion) of a binder component is applied by dipping or spraying, and dried by heating. The production method is preferably used. According to this method, since the solvent inside the web moves to the surface layers on both sides and evaporates during heating and drying, the binder also concentrates relatively on the surface layer as the solvent moves.

上記のように、繊維強化プラスチック成形体用シートの表層にバインダー成分を偏在させるためには、バインダー成分の溶液、若しくはエマルジョン等、液状のバインダー成分を使用し、加熱乾燥させる製造方法を採用することができる。この場合、溶媒の移動が多いほうがバインダー成分の偏在が強まるため好ましい。
このような方法を採用する場合、湿式不織布法でウエットウエブを形成後、バインダーの水溶液、若しくはエマルジョンをウエブにディッピング若しくはスプレー等の方法で付与し、乾燥する方法が好ましい。この場合、ウエブ水分はバインダーの水溶液、若しくはエマルジョンのバインダー液濃度や、湿式不織布製造工程におけるウエットサクション、ドライサクションによる水分の吸引力の調整で行うことが可能である。
As described above, in order to make the binder component unevenly distributed on the surface layer of the fiber-reinforced plastic molded sheet, a manufacturing method in which a liquid binder component such as a solution or an emulsion of the binder component is used and dried by heating is employed. Can do. In this case, it is preferable that the solvent move more because the uneven distribution of the binder component becomes stronger.
When such a method is employed, it is preferable to form a wet web by a wet nonwoven fabric method, and then apply an aqueous solution or emulsion of the binder to the web by a method such as dipping or spraying, followed by drying. In this case, the web moisture can be adjusted by adjusting the concentration of the binder solution in the aqueous solution or emulsion, or the moisture suction force by wet suction or dry suction in the wet nonwoven fabric manufacturing process.

バインダー成分を偏在させるために好ましいウエブ内の水分量は50%以上であるが、ある程度以上に水分が多いと乾燥負荷が大きくなり、製造コストがかさむため、両者を勘案して適宜ウエブ内水分量を調整することが好ましい。   In order to make the binder component unevenly distributed, the moisture content in the web is preferably 50% or more, but if there is too much moisture, the drying load increases and the manufacturing cost increases. Is preferably adjusted.

上記の対策で不十分な場合、バインダー成分の添加量を減少させる方法として、繊維強化プラスチック成形体用シートを湿式抄紙し、強度縦横比を大きくすることも好ましい。具体的には、ジェットワイヤー比の調整によってマシンの抄造方向(MD方向)とその直角方向(CD方向)の強度比(強度縦横比)を大きくすることができる。一般に、強度縦横比を大きくすると、繊維が一方向に並ぶ傾向となり、不織布の密度が高くなる傾向にある。その結果、繊維間の交点が増加するため、少量のバインダーでも十分な表面強度が得られる。このような効果が明確に得られるのは、通常、強度縦横比が1.5以上、より明確に得られるのは3.0以上、更に明確に得られるのは5.0以上である。
一方、あまりに強度縦横比が強いと横強度が弱くなり、ハンドリング性に劣る。この点を考慮すると、好ましい強度縦横比は15以下、より好ましくは10以下である。
When the above measures are insufficient, it is also preferable to wet-paper the fiber-reinforced plastic molded sheet to increase the strength aspect ratio as a method of reducing the amount of binder component added. Specifically, the strength ratio (strength aspect ratio) of the machine-making direction (MD direction) and the perpendicular direction (CD direction) can be increased by adjusting the jet wire ratio. In general, when the strength aspect ratio is increased, the fibers tend to line up in one direction, and the density of the nonwoven fabric tends to increase. As a result, the intersections between the fibers increase, so that a sufficient surface strength can be obtained even with a small amount of binder. Such an effect can be clearly obtained usually when the strength aspect ratio is 1.5 or more, more clearly is 3.0 or more, and more clearly is 5.0 or more.
On the other hand, if the strength aspect ratio is too strong, the transverse strength becomes weak and the handling property is poor. Considering this point, the preferred strength aspect ratio is 15 or less, more preferably 10 or less.

(繊維形状)
本発明では、熱可塑性スーパーエンプラ繊維と強化繊維は、一定の長さにカットされたチョップドストランドであることが好ましい。また、バインダー繊維もチョップドストランドであることが好ましい。このような形態とすることにより、繊維強化プラスチック成形体用シート中で、各種繊維を均一に混合することができる。
(Fiber shape)
In the present invention, the thermoplastic super engineering plastic fiber and the reinforcing fiber are preferably chopped strands cut to a certain length. The binder fiber is also preferably chopped strand. By setting it as such a form, various fibers can be mixed uniformly in the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings.

上記のような場合、繊維強化プラスチック成形体用シートは、熱可塑性スーパーエンプラ繊維、強化繊維、バインダー繊維のチョップドストランドを、空気中に分散させてネットに捕捉してウエブを形成する方法(乾式不織布法)で製造される。また、熱可塑性スーパーエンプラ繊維、強化繊維、バインダー繊維のチョップドストランドを溶媒中に分散させ、その後溶媒を除去してウエブを形成する方法(湿式不織布法)等の方法で製造されてもよい。   In the above case, the fiber reinforced plastic molded sheet is a method of forming a web by dispersing chopped strands of thermoplastic super engineering plastic fibers, reinforcing fibers and binder fibers in the air and capturing them in a net (dry nonwoven fabric). Method). Further, it may be produced by a method (wet nonwoven fabric method) or the like in which a chopped strand of thermoplastic super engineering plastic fiber, reinforcing fiber, or binder fiber is dispersed in a solvent and then the solvent is removed to form a web.

(繊維強化プラスチック成形体)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、目的とする成形品の形状や成形法に合わせて任意の形状に加工して成形体とすることができる。繊維強化プラスチック成形体用シートは、1枚単独、或いは所望の厚さとなるように積層して熱プレスで加熱加圧成形したり、あらかじめ赤外線ヒーター等で予熱し、金型によって加熱加圧成形することができる。このように、一般的なスタンパブルシートの加熱加圧成形方法を用いて加工することにより、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体とすることができる。
(Fiber reinforced plastic molding)
The sheet for a fiber-reinforced plastic molded body of the present invention can be processed into an arbitrary shape according to the shape and molding method of a target molded product, thereby forming a molded body. The sheet for fiber reinforced plastic molded body is singly or laminated to have a desired thickness, and heat-pressed by hot press, or preheated by an infrared heater in advance, and heat-pressed by a mold. be able to. Thus, the fiber reinforced plastic molding excellent in intensity | strength can be made by processing using the heat stamping method of a general stampable sheet.

本発明では、繊維強化プラスチック成形体用シートから繊維強化プラスチック成形体を作製する際には、繊維強化プラスチック成形体用シートを、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で加圧加熱成形することが好ましい。例えば、熱プレスによる成形加工の条件としては、使用される熱可塑性樹脂によって異なるが、温度として150〜600℃、より好ましくは200〜500℃、さらに好ましくは250〜450℃、圧力としては5〜20MPaが好ましい。また、所望の保持温度に到達するまでの昇温速度は3〜20℃/分が好ましく、所望の熱プレス温度での保持時間としては1〜30分、その後、成形体を取り出す温度(200℃以下)までは圧力を維持しながら、3〜20℃/分の冷却速度とするのが好ましい。更に、生産効率はやや落ちるものの、熱プレスの保持温度からスーパーエンプラ繊維のガラス転移温度までは空冷でゆっくりと0.1〜3℃/分で冷却することも、強度向上の観点からは好ましい。また、急速加熱、急速冷却(ヒートアンドクール)成形を用いて熱プレス成形することも可能であり、その場合の昇温、冷却速度はそれぞれ30〜500℃/分である。更に、赤外線ヒーターによる場合は、温度として150〜600℃、好ましくは200〜500℃で1〜30分間加熱し、その後30〜150MPaの圧力で成形することができる。   In the present invention, when producing a fiber reinforced plastic molded body from a fiber reinforced plastic molded sheet, the fiber reinforced plastic molded sheet is subjected to pressure heating molding at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber. It is preferable to do. For example, the conditions for the molding process by hot pressing vary depending on the thermoplastic resin used, but the temperature is 150 to 600 ° C, more preferably 200 to 500 ° C, still more preferably 250 to 450 ° C, and the pressure is 5 to 5. 20 MPa is preferred. Further, the rate of temperature rise until reaching the desired holding temperature is preferably 3 to 20 ° C./min. The holding time at the desired hot press temperature is 1 to 30 minutes, and then the temperature at which the molded body is taken out (200 ° C. It is preferable to set it as a cooling rate of 3-20 degree-C / min, maintaining a pressure until below. Furthermore, although the production efficiency is slightly lowered, it is also preferable from the viewpoint of improving the strength to cool slowly by air cooling from the holding temperature of the hot press to the glass transition temperature of the super engineering plastic fiber at 0.1 to 3 ° C./min. It is also possible to perform hot press molding using rapid heating and rapid cooling (heat and cool) molding, in which case the temperature rise and cooling rate are 30 to 500 ° C./min, respectively. Furthermore, in the case of using an infrared heater, the temperature is 150 to 600 ° C., preferably 200 to 500 ° C., for 1 to 30 minutes, and then molded at a pressure of 30 to 150 MPa.

本発明で得られるプラスチック成形品は、力学的強度に優れ、かつ工業的に有用な生産性を兼ね備えているため、種々の用途に展開することができる。   Since the plastic molded product obtained by the present invention has excellent mechanical strength and industrially useful productivity, it can be used in various applications.

(繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程は、強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを混合し、乾式不織布法または湿式不織布法によって不織布シートを形成する工程を含む。なお、この製造工程に用いる熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上である。また、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であり、熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は強化繊維の繊維径の5倍以下であることが好ましい。
(Method for producing sheet for fiber-reinforced plastic molded body)
The process for producing the sheet for fiber-reinforced plastic molded body of the present invention comprises the steps of mixing a reinforcing fiber, a matrix resin fiber containing a thermoplastic super engineering plastic fiber, a binder component, and a coupling agent, and a dry nonwoven fabric method or a wet nonwoven fabric method. The process of forming a nonwoven fabric sheet is included. The critical oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber used in this production process is 24 or more. The fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 40 μm or less, and the fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is preferably 5 times or less of the fiber diameter of the reinforcing fiber.

本発明では、不織布シートを形成する工程では、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことが好ましい。すなわち、繊維強化プラスチック成形体用シートを形成する工程は、乾式不織布法又は湿式不織布法のいずれかの方法で不織布シートを形成する工程と、バインダー成分を含む溶液等を不織布シートに内添、塗布又は含浸させる工程を含むことが好ましい。さらに、内添、塗布又は含浸後には、加熱乾燥させる工程を含む。このような工程を設けることにより、繊維強化プラスチック成形体用不織布シートの表面繊維の飛散、毛羽立ちや脱落を抑制することができ、ハンドリング性に優れた繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。   In the present invention, it is preferable that the step of forming the nonwoven fabric sheet includes a step of internally adding, applying or impregnating the nonwoven fabric sheet with a solution containing the binder component or an emulsion containing the binder component, followed by heating and drying. That is, the step of forming the sheet for fiber reinforced plastic molded body includes the step of forming the nonwoven fabric sheet by either the dry nonwoven fabric method or the wet nonwoven fabric method, and internally adding and applying a solution containing a binder component to the nonwoven fabric sheet. Alternatively, it is preferable to include an impregnation step. Further, after the internal addition, coating or impregnation, a step of drying by heating is included. By providing such a process, it is possible to suppress the scattering, fluffing and dropping off of the surface fibers of the nonwoven fabric sheet for fiber-reinforced plastic molded body, and to obtain a sheet for fiber-reinforced plastic molded body having excellent handling properties. .

なお、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを不織布シートに内添、塗布又は含浸させた後は、その不織布シートを急速に加熱することが好ましい。このような加熱工程を設けることにより、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを繊維強化プラスチック成形体用シートの表層領域に移行させることができる。さらに、バインダー成分を水掻き膜状に局在させることができる。   In addition, after the solution containing a binder component or the emulsion containing a binder component is internally added, applied, or impregnated to the nonwoven fabric sheet, it is preferable to rapidly heat the nonwoven fabric sheet. By providing such a heating step, the solution containing the binder component or the emulsion containing the binder component can be transferred to the surface layer region of the sheet for fiber-reinforced plastic molded body. In addition, the binder component can be localized in the form of a water scraping film.

不織布シートを形成する工程は、カップリング剤をスプレー法で添加する工程を含んでいてもよい。カップリング剤をスプレー法で添加する場合は、湿式あるいは乾式抄紙で得られたウェブに所定量のカップリング剤をスプレーにて添加する。   The step of forming the nonwoven fabric sheet may include a step of adding a coupling agent by a spray method. When the coupling agent is added by a spray method, a predetermined amount of the coupling agent is added to the web obtained by wet or dry papermaking by spraying.

また、不織布シートを形成する工程は、カップリング剤を内添法で添加する工程を含んでいてもよい。カップリング剤を内添法(湿式法)する場合は、強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維を水に分散させて0.1〜5%程度のスラリー状とし、そこへカップリング剤を所定量添加して撹拌混合を行う。そのスラリーを湿式抄紙法でウェットウェブを形成、加熱乾燥して不織布シートを得る。   Moreover, the process of forming a nonwoven fabric sheet may include the process of adding a coupling agent by an internal addition method. When the coupling agent is added internally (wet method), the matrix fiber containing the reinforcing fiber and the thermoplastic super engineering plastic fiber is dispersed in water to form a slurry of about 0.1 to 5%, and the cup is then added to it. A predetermined amount of a ring agent is added and mixed with stirring. A wet web is formed by the wet papermaking method, and the slurry is heated and dried to obtain a nonwoven fabric sheet.

さらに、不織布シートを形成する工程は、強化繊維成分と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維よりなるマトリックス樹脂繊維とを有する不織布シートを、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で、加熱処理する工程を有していてもよい。これにより、表面繊維の飛散、毛羽立ちや脱落を抑制することができ、ハンドリング性に優れた繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。   Furthermore, the process of forming a nonwoven fabric sheet is a process of heat-treating a nonwoven fabric sheet having a reinforcing fiber component and matrix resin fibers made of thermoplastic super engineering plastic fibers at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fibers. You may have. Thereby, scattering, fluffing, and dropping off of the surface fibers can be suppressed, and a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body having excellent handling properties can be obtained.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、各製造例において部及び%は、特にことわらない限り、質量部及び質量%を表す。なお、以下において、実施例1〜6、8、12〜14、18〜27はそれぞれ、参考例1〜6、8、12〜14、18〜27と読み替えるものとする。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below. In each production example, “part” and “%” represent “part by mass” and “% by mass” unless otherwise specified. In addition, below, Examples 1-6, 12, 12-14, 18-27 shall be read as Reference Examples 1-6, 8, 12-14, 18-27, respectively.

(実施例1)
繊維径7μm、繊維長13mmのPAN系炭素繊維と、表1に示した繊維径のPPS樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)を、質量比がポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維40に対しポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂繊維60となるように計量し、水中に投入した。投入した水の量は、PAN系炭素繊維とPPS樹脂繊維の合計質量に対し200倍となるようにした(すなわち繊維スラリー濃度として0.5%)。
このスラリーに分散剤として商品名「エマノーン3199」(花王社製)を繊維(PAN系炭素繊維とPPS繊維の合計)100質量部に対し1質量部となるよう添加して攪拌し、繊維を水中に均一に分散させた繊維スラリーを作製した。
Example 1
A PAN-based carbon fiber having a fiber diameter of 7 μm and a fiber length of 13 mm, and a PPS resin fiber having a fiber diameter shown in Table 1 (manufactured by Fiber Innovation Technology, fiber length of 13 mm, critical oxygen index of 41) and a mass ratio of polyacrylonitrile (PAN) ) It measured so that it might become the polyphenylene sulfide (PPS) resin fiber 60 with respect to the system carbon fiber 40, and thrown in water. The amount of water added was set to be 200 times the total mass of the PAN-based carbon fiber and the PPS resin fiber (that is, the fiber slurry concentration was 0.5%).
To this slurry, the trade name “Emanon 3199” (manufactured by Kao Corporation) is added as a dispersant to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the fiber (total of PAN-based carbon fiber and PPS fiber), and the fiber is stirred in water A fiber slurry dispersed uniformly was prepared.

次に、表1に記載の粒状ポリビニルアルコール(PVA)(ユニチカ社製、商品名「OV−N」)を濃度が10%となるように水に添加し、攪拌してバインダースラリーを作成した。この粒状PVAの10%濃度スラリー及びアミノシランカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を、表1に記載の配合率で繊維スラリーに投入して湿式抄紙法でウエットウエブを形成し、180℃で加熱乾燥した後、220℃の熱プレスにて、加熱加圧処理することで表1に記載の透気度となる目付けが250g/m2である繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。尚、得られた繊維強化プラスチック成形体用シートの、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2に規定される透気度は195秒であった。 Next, granular polyvinyl alcohol (PVA) shown in Table 1 (product name “OV-N”, manufactured by Unitika Co., Ltd.) was added to water so as to have a concentration of 10%, and stirred to prepare a binder slurry. The granular PVA 10% concentration slurry and aminosilane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., trade name “KBM-603”) are added to the fiber slurry at the blending ratio shown in Table 1, and the wet web making method is used. After forming and heat-drying at 180 ° C., by heating and pressurizing with a heat press at 220 ° C., the basis weight that gives the air permeability shown in Table 1 is 250 g / m 2. A sheet was obtained. The obtained fiber reinforced plastic molded sheet was made using the JAPAN TAPPI paper pulp test method No. The air permeability specified in 5-2 was 195 seconds.

(実施例2及び3)
実施例2においては実施例1よりも加熱加圧時間を短縮し、密度を低くすることによって透気度を表1の通り調整した。
また、実施例3においては、バインダー添加量を12質量%とした以外は実施例1と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
なお、粒状PVAの繊維強化プラスチック成形体用シートに対する配合率は、表1に示す通りとなるよう、粒状PVAスラリー濃度の添加量を適宜調整した。
(Examples 2 and 3)
In Example 2, the air permeability was adjusted as shown in Table 1 by shortening the heating and pressing time and lowering the density as compared with Example 1.
In Example 3, a fiber-reinforced plastic molded sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of binder added was 12% by mass.
In addition, the addition amount of granular PVA slurry density | concentration was adjusted suitably so that the compounding rate with respect to the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of granular PVA may become as showing in Table 1.

(実施例4)
PPS樹脂繊維を、表1に示した繊維径であるPPS繊維(KBセーレン社製、ガラス転移温度92℃、繊維長13mm、限界酸素指数41)に変更した以外は、実施例1と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
Example 4
Except for changing the PPS resin fiber to the PPS fiber having the fiber diameter shown in Table 1 (KB Selen, glass transition temperature 92 ° C., fiber length 13 mm, critical oxygen index 41), the same procedure as in Example 1 was performed. A sheet for a fiber-reinforced plastic molded body was produced.

(実施例5〜7)
実施例1における繊維径7μm、繊維長13mmであるPAN系炭素繊維を、繊維径が9μmであり、繊維長が18mmのガラス繊維に変更し、実施例1におけるPPS樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社製、ガラス転移温度92℃、限界酸素指数41)を、表2に示したポリエーテルイミド(PEI)樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社、ガラス転移温度220℃、繊維長13mm、限界酸素指数47)に変更した以外は実施例1と同様にして、目付けが250g/m2である不織布を得た。得られたシートを、280℃の熱プレスによって加熱加圧することで、表2の通り透気度を適宜調整し、実施例5、6の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。尚、実施例6は、実施例5よりも2820℃熱プレスによる加熱加圧時間を短縮し、密度を低くすることによって透気度を表2の通り調整した。
また、粒状PVA(ユニチカ社製、商品名「OV−N」)を、PET/coPET変性芯鞘バインダー繊維(ユニチカ社製、商品名「メルティ4080」)に変更した以外は、実施例5と同様にして実施例7の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Examples 5-7)
The PAN-based carbon fiber having a fiber diameter of 7 μm and a fiber length of 13 mm in Example 1 was changed to a glass fiber having a fiber diameter of 9 μm and a fiber length of 18 mm, and the PPS resin fiber in Example 1 (manufactured by Fiber Innovation Technology) The glass transition temperature 92 ° C. and the limiting oxygen index 41) were changed to the polyetherimide (PEI) resin fibers shown in Table 2 (Fiber Innovation Technology, glass transition temperature 220 ° C., fiber length 13 mm, limiting oxygen index 47). A nonwoven fabric having a basis weight of 250 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that. The obtained sheet was heated and pressed by a hot press at 280 ° C. to appropriately adjust the air permeability as shown in Table 2, and the fiber-reinforced plastic molded body sheets of Examples 5 and 6 were produced. In Example 6, the air permeability was adjusted as shown in Table 2 by shortening the heating and pressing time by 2820 ° C. hot pressing and lowering the density as compared with Example 5.
Moreover, except having changed granular PVA (the product name "OV-N" by Unitika Co., Ltd.) into the PET / coPET modified core-sheath binder fiber (product name "Melty 4080" by Unitika), it is the same as Example 5. Thus, a fiber-reinforced plastic molded sheet for Example 7 was produced.

(実施例8〜13)
実施例1におけるPPS樹脂繊維を、繊維径16μmのPPS樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社製、ガラス転移温度92℃、繊維長13mm、限界酸素指数41)に代えるとともに、粒状PVAに代えて、ウエットウエブ形成後に表3のバインダー液及びシランカップリング剤をスプレー法によって表3に示されている量で添加し、加熱乾燥させた以外は、実施例1と同様にして実施例8〜13の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。尚、220℃熱プレスの条件は表3に記載の透気度が得られるよう適宜調整した。
(Examples 8 to 13)
The PPS resin fiber in Example 1 was replaced with a PPS resin fiber having a fiber diameter of 16 μm (manufactured by Fiber Innovation Technology, glass transition temperature 92 ° C., fiber length 13 mm, critical oxygen index 41), and instead of granular PVA, a wet web was used. After the formation, the fiber solution of Examples 8 to 13 was added in the same manner as in Example 1 except that the binder liquid and silane coupling agent shown in Table 3 were added by the spray method in the amounts shown in Table 3 and dried by heating. A sheet for plastic molding was produced. In addition, the conditions of 220 degreeC hot press were adjusted suitably so that the air permeability of Table 3 might be obtained.

(実施例14〜19)
実施例8〜13におけるPPS樹脂繊維を、繊維径15μmのPEI樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社製、ガラス転移温度220℃、繊維長13mm、限界酸素指数47)に代える以外は、実施例8〜13のそれぞれに対応する実施例14〜19の繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Examples 14 to 19)
Examples 8 to 13 except that the PPS resin fibers in Examples 8 to 13 are replaced with PEI resin fibers having a fiber diameter of 15 μm (manufactured by Fiber Innovation Technology, glass transition temperature 220 ° C., fiber length 13 mm, critical oxygen index 47). The sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of Examples 14-19 corresponding to each of these was produced.

なお、上記のバインダー液において、PVA水溶液は、クラレ社製商品名「PVA117」を熱水に溶解したPVA水溶液を使用した。また、スチレン−アクリルエマルジョンは、DIC社製商品名「GM−1000」を使用し、ウレタンエマルジョンはDIC社製商品名「AP−X101」を使用した。   In the above binder solution, a PVA aqueous solution in which Kuraray's trade name “PVA117” was dissolved in hot water was used. Moreover, the brand name "GM-1000" by DIC was used for the styrene-acrylic emulsion, and the brand name "AP-X101" by DIC was used for the urethane emulsion.

(実施例20)
実施例14における繊維径15μmのPEI繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数47)の代わりにポリカーボネート繊維(繊維長15mm、繊維径30μm、限界酸素指数25)を用いた以外は、実施例14と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
(Example 20)
A polycarbonate fiber (fiber length 15 mm, fiber diameter 30 μm, critical oxygen index 25) was used in place of the PEI fiber having a fiber diameter of 15 μm in Example 14 (manufactured by Fiber Innovation Technology, fiber length 13 mm, critical oxygen index 47). In the same manner as in Example 14, a fiber-reinforced plastic molded sheet was obtained.

(実施例21)
ポリカーボネート繊維(繊維長15mm、繊維径30μm、限界酸素指数25)及び繊維径15μmのPEI繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数47)を50/50の質量比で混合して使用した以外は、実施例14と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。
(Example 21)
Polycarbonate fiber (fiber length 15 mm, fiber diameter 30 μm, critical oxygen index 25) and PEI fiber (fiber innovation technology, fiber length 13 mm, critical oxygen index 47) having a fiber diameter of 15 μm were mixed at a mass ratio of 50/50. A fiber-reinforced plastic molded sheet was obtained in the same manner as in Example 14 except that it was used.

(実施例22)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を、エポキシシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−303」)に代えた以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 22)
Except that the aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was replaced with the epoxy silane type coupling agent (trade name “KBM-303” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.). In the same manner as in Example 14, a fiber-reinforced plastic molded sheet was produced.

(実施例23)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を、スチリルシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−403」)に代えた以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 23)
Except for replacing the aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) with the styrylsilane type coupling agent (trade name “KBM-403”, manufactured by Shin-Etsu Silicone), In the same manner as in Example 14, a fiber-reinforced plastic molded sheet was produced.

(実施例24)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を、メタクリロキシシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−503」)に代えた以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 24)
The aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was replaced with a methacryloxysilane type coupling agent (trade name “KBM-503” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.). In the same manner as in Example 14, a fiber-reinforced plastic molded sheet was produced.

(実施例25)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を、アクリロキシシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−5103」)に代えた以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 25)
The aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone) was replaced with an acryloxysilane type coupling agent (trade name “KBM-5103”, manufactured by Shin-Etsu Silicone). In the same manner as in Example 14, a fiber-reinforced plastic molded sheet was produced.

(実施例26)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)の添加量を2.0%とした以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 26)
A fiber-reinforced plastic molded sheet was prepared in the same manner as in Example 14 except that the amount of the aminosilane-type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was 2.0%. did.

(実施例27)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)の添加量を8.0%とした以外は、実施例14と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Example 27)
A fiber-reinforced plastic molded sheet was prepared in the same manner as in Example 14, except that the amount of the aminosilane-type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was 8.0%. did.

(比較例1)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Comparative Example 1)
A fiber reinforced plastic molded sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was not added.

(比較例2)
実施例1において、PPS樹脂繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長13mm、限界酸素指数41)の代わりにポリアミド6樹脂(東レ社製、商品名「アミランCM1021」、融点210℃、限界酸素指数20、繊維径20μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シートを製造した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, instead of PPS resin fibers (manufactured by Fiber Innovation Technology, fiber length 13 mm, critical oxygen index 41), polyamide 6 resin (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name “Amilan CM1021”, melting point 210 ° C., limiting oxygen index 20 A fiber reinforced plastic molded sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the fiber diameter was changed to 20 μm.

(比較例3)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を添加しなかった以外は、実施例5と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Comparative Example 3)
A fiber reinforced plastic molded sheet was prepared in the same manner as in Example 5 except that the aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was not added.

(比較例4)
アミノシランタイプのカップリング剤(信越シリコーン社製、商品名「KBM−603」)を添加しなかった以外は、実施例8と同様にして、繊維強化プラスチック成形体用シートを作製した。
(Comparative Example 4)
A fiber reinforced plastic molded sheet was prepared in the same manner as in Example 8 except that the aminosilane type coupling agent (trade name “KBM-603”, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was not added.

以上の各実施例及び比較例で得られた各繊維強化プラスチック成形体用シートを、6枚積層し、310℃に予熱したホットプレスに挿入して60秒加熱加圧した後、230℃に冷却して繊維強化プラスチック成形体を得た。   Six sheets for each fiber-reinforced plastic molded body obtained in each of the above Examples and Comparative Examples were laminated, inserted into a hot press preheated to 310 ° C., heated and pressurized for 60 seconds, and then cooled to 230 ° C. Thus, a fiber-reinforced plastic molded body was obtained.

(評価)
(外観)
得られた繊維強化プラスチック成形体の外観を下記の基準で評価を行った。
◎:ボイド等がなく良好
○:わずかにボイドが確認できる
△:ボイドの発生があるが実用上差し支えのない
×:ボイドに起因して明らかに外観が悪く、製品として使用できない
(Evaluation)
(appearance)
The appearance of the obtained fiber reinforced plastic molding was evaluated according to the following criteria.
◎: Good with no voids, etc. ○: Slightly voids can be confirmed △: Voids are generated but there is no practical problem ×: Appearance is clearly poor due to voids and cannot be used as a product

(強度)
曲げ強度については、得られた繊維強化プラスチック体について、JIS K7074に準拠した方法で測定した。
(Strength)
About bending strength, it measured by the method based on JISK7074 about the obtained fiber reinforced plastic body.

(限界酸素指数)
また、限界酸素指数(LOI値)については、JIS K7201法に基づいて、難燃性試験を行い算出した。
(Limited oxygen index)
The critical oxygen index (LOI value) was calculated by performing a flame retardancy test based on the JIS K7201 method.

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実施例1〜27では、繊維強化プラスチック成形体の曲げ強度及び難燃性(限界酸素指数)が高く、両者のバランスが良く、優れていることがわかる。一方、比較例1、3、4では、曲げ強度が低く、逆に比較例2では強度はある程度得られているものの、難燃性が劣っていることがわかる。   In Examples 1-27, it turns out that the bending strength and flame retardance (limit oxygen index) of a fiber reinforced plastic molding are high, both balance is good, and it is excellent. On the other hand, in Comparative Examples 1, 3, and 4, the bending strength is low. On the other hand, in Comparative Example 2, although the strength is obtained to some extent, the flame retardance is inferior.

本発明によれば、優れた強度と難燃性を有する繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。さらに、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートを用いれば、繊維強化プラスチック成形体を効率よく連続生産することが可能となり、繊維強化プラスチックを用いる各種製造業において、産業上の利用可能性が高い。   According to the present invention, a fiber reinforced plastic molded article having excellent strength and flame retardancy can be obtained. Furthermore, if the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of this invention is used, it will become possible to produce a fiber reinforced plastic molding continuously efficiently, and industrial applicability is high in various manufacturing industries using fiber reinforced plastics. .

Claims (17)

強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを含有し、
前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であり、
前記バインダー成分は、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用シート。
Containing reinforcing fiber, matrix resin fiber including thermoplastic super engineering plastic fiber, binder component, and coupling agent,
Limiting oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber Ri der 24 or more,
The binder component is at least one selected from a styrene-acrylic resin, a urethane resin, and a polyester resin .
前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The sheet for fiber-reinforced plastic molded bodies according to claim 1, wherein the reinforcing fibers are at least one selected from glass fibers, carbon fibers, and aramid fibers. 前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は40μm以下であり、かつ前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の繊維径は前記強化繊維の繊維径の5倍以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   3. The fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 40 μm or less, and the fiber diameter of the thermoplastic super engineering plastic fiber is 5 times or less of the fiber diameter of the reinforcing fiber. 4. Sheet for fiber reinforced plastic moldings. 前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維はポリエーテルイミド繊維又はポリカーボネート繊維から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber is at least one selected from polyetherimide fiber or polycarbonate fiber. 前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維がポリエーテルイミド(PEI)繊維であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The sheet for fiber-reinforced plastic molded body according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber is a polyetherimide (PEI) fiber. JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2に規定される透気度が250秒以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   JAPAN TAPPI Paper Pulp Test Method No. The sheet for a fiber-reinforced plastic molded body according to any one of claims 1 to 5, wherein the air permeability defined in 5-2 is 250 seconds or less. 前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維及び前記強化繊維は、チョップドストランドであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The sheet for fiber-reinforced plastic molded body according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoplastic super engineering plastic fiber and the reinforcing fiber are chopped strands. 前記カップリング剤が、シラン系カップリング剤であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The said coupling agent is a silane coupling agent, The sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 前記シラン系カップリング剤が、アミノ基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、ウレイド基、メルカプト基、ポリスルフィド基及びイソシアネート基から選ばれる基を官能基として含有するものであることを特徴とする請求項8に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The silane coupling agent contains, as a functional group, a group selected from an amino group, vinyl group, epoxy group, styryl group, methacryloxy group, acryloxy group, ureido group, mercapto group, polysulfide group and isocyanate group. The sheet for fiber-reinforced plastic molded bodies according to claim 8. 前記バインダー成分は、前記繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して0.1〜10質量%含まれていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The fiber reinforced according to any one of claims 1 to 9, wherein the binder component is contained in an amount of 0.1 to 10% by mass with respect to the total mass of the fiber reinforced plastic molded sheet. Plastic molded sheet. 前記バインダー成分は前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維と加熱溶融状態で相溶することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。   The said binder component is compatible with the said thermoplastic super engineering plastic fiber in a heat-melting state, The sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings of any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. 前記繊維強化プラスチック成形体用シートは表層領域と前記表層領域に挟まれた中間領域を有し、
前記表層領域に含有されているバインダー成分は、前記中間領域に含有されているバインダー成分より多いことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
The sheet for fiber-reinforced plastic molded body has a surface layer region and an intermediate region sandwiched between the surface layer region,
The fiber-reinforced plastic molded sheet according to any one of claims 1 to 11 , wherein the binder component contained in the surface layer region is greater than the binder component contained in the intermediate region.
前記バインダー成分は、前記強化繊維と前記マトリックス樹脂繊維を構成する繊維同士の交点に水掻き膜状に局在していることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。 The fiber reinforcement according to any one of claims 1 to 12 , wherein the binder component is localized in the form of a drainage film at an intersection of the fibers constituting the reinforcing fiber and the matrix resin fiber. Plastic molded sheet. 強化繊維と、熱可塑性スーパーエンプラ繊維を含むマトリックス樹脂繊維と、バインダー成分と、カップリング剤とを混合し、乾式不織布法または湿式不織布法によって不織布シートを形成する工程を含む繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法において、
前記熱可塑性スーパーエンプラ繊維の限界酸素指数は24以上であり、
前記バインダー成分は、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。
For fiber reinforced plastic molded products including a step of mixing a reinforcing fiber, a matrix resin fiber containing a thermoplastic super engineering plastic fiber, a binder component, and a coupling agent, and forming a nonwoven fabric sheet by a dry nonwoven fabric method or a wet nonwoven fabric method In the sheet manufacturing method,
Limiting oxygen index of the thermoplastic super engineering plastic fiber Ri der 24 or more,
The said binder component is at least 1 sort (s) selected from a styrene-acrylic resin, a urethane resin, and a polyester resin , The manufacturing method of the sheet | seat for fiber reinforced plastic moldings characterized by the above-mentioned.
前記不織布シートを形成する工程は、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを前記不織布シートに内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことを特徴とする請求項14に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。 The step of forming the nonwoven sheet, an emulsion containing the solution or binder component comprising a binder component in the nonwoven fabric sheet internally added, is coated or impregnated, according to claim 14, characterized in that it comprises a step of heating and drying A method for producing a sheet for a fiber-reinforced plastic molded body. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートを、熱可塑性スーパーエンプラ繊維のガラス転移温度以上の温度で加熱加圧成形することにより形成されていることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体。 The fiber-reinforced plastic molded body sheet according to any one of claims 1 to 13 and characterized in that it is formed by heat and pressure molding at a temperature above the glass transition temperature of the thermoplastic super engineering plastic fiber Fiber reinforced plastic molding. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シートを、150〜600℃の温度で加熱加圧成形することにより形成されていることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体。 A fiber-reinforced plastic molded body, which is formed by heat-pressing the sheet for fiber-reinforced plastic molded body according to any one of claims 1 to 13 at a temperature of 150 to 600 ° C. .
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