JP6669242B2 - Substrate for fiber-reinforced plastic molding and fiber-reinforced plastic molding - Google Patents

Substrate for fiber-reinforced plastic molding and fiber-reinforced plastic molding Download PDF

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Description

本発明は、繊維強化プラスチック成形体用基材及び繊維強化プラスチック成形体に関する。さらに、本発明は、繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article and a fiber-reinforced plastic molded article. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article.

炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含む不織布(繊維強化プラスチック成形体用基材ともいう)から成形され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、自動車用材料、航空機用材料、電子機器部材など様々な分野で用いられている。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、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が用いられているが、近年は熱可塑性樹脂を用いた繊維強化プラスチック成形体の開発が進められている。熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いた不織布は、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。また、熱可塑性樹脂を含む不織布は、熱硬化性樹脂を含む不織布と比較して成形加工が容易であり、加熱加圧処理を行うことにより成形加工品を成形することができる。   Fiber-reinforced plastic moldings formed from nonwoven fabrics containing reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber (also referred to as base materials for fiber-reinforced plastic moldings) have already been used in sports, leisure goods, automotive materials, aircraft materials, and electronics. It is used in various fields such as equipment members. A thermosetting resin or a thermoplastic resin is used as a resin serving as a matrix in the fiber-reinforced plastic molded body. In recent years, a fiber-reinforced plastic molded body using a thermoplastic resin has been developed. Nonwoven fabrics using a thermoplastic resin as a matrix resin have the advantage that storage management is easy and long-term storage is possible. Further, the nonwoven fabric containing a thermoplastic resin is easier to mold than a nonwoven fabric containing a thermosetting resin, and a molded product can be formed by performing a heat and pressure treatment.

近年、繊維強化プラスチック成形体は、軽量化や製造コスト抑制の観点から自動車用材料や航空機用材料への応用が進んでいる。このため、繊維強化プラスチック成形体には、より一層の優れた強度が求められている。繊維強化プラスチック成形体の強度を高めるためには、強化繊維と熱可塑性樹脂を特定の組み合わせとしたり、強化繊維を表面処理する方法が知られている。   BACKGROUND ART In recent years, fiber-reinforced plastic molded articles have been increasingly applied to automotive materials and aircraft materials from the viewpoint of reducing weight and suppressing production costs. For this reason, fiber-reinforced plastic molded articles are required to have even higher strength. In order to increase the strength of the fiber-reinforced plastic molded body, a method of using a specific combination of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin and a method of surface-treating the reinforcing fiber are known.

例えば、特許文献1には、酸変性ポリプロピレン樹脂とガラス繊維を含む樹脂組成物からなる成形体が開示されている。ここでは、特定の酸変性ポリプロピレン樹脂とガラス繊維を用いることにより、優れた強度を有する成形体が得られるとされている。
また、特許文献2には、酸変性ポリオレフィンで集束されたガラス繊維が開示されている。ここでは、このようなガラス繊維をポリプロピレン樹脂及び酸変性ポリプロピレン樹脂と溶融混練し、射出成形することで繊維強化プラスチック成形体が製造されている。
For example, Patent Document 1 discloses a molded article made of a resin composition containing an acid-modified polypropylene resin and glass fiber. Here, it is described that a molded article having excellent strength can be obtained by using a specific acid-modified polypropylene resin and glass fiber.
Patent Document 2 discloses a glass fiber bundled with an acid-modified polyolefin. Here, such a glass fiber is melt-kneaded with a polypropylene resin and an acid-modified polypropylene resin, and is injection-molded to produce a fiber-reinforced plastic molded body.

特開2006−241340号公報JP 2006-241340 A 特開2011−99186号公報JP 2011-99186 A

上述したように、酸変性ポリプロピレン樹脂等の特定の樹脂を用いることで繊維強化プラスチック成形体の強度をある程度は高めることができる。しかし、近年、繊維強化プラスチック成形体に求められる強度はますます高まってきており、さらなる改善が求められている。   As described above, the strength of the fiber-reinforced plastic molded article can be increased to some extent by using a specific resin such as an acid-modified polypropylene resin. However, in recent years, the strength required for a fiber-reinforced plastic molded article has been increasingly increased, and further improvement is required.

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、酸変性ポリプロピレン樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体であって、より一層の強度が高められた繊維強化プラスチック成形体を提供することを目的として検討を進めた。   In order to solve the problems of the related art, the present inventors have provided a fiber-reinforced plastic molded article containing an acid-modified polypropylene resin, which has a further enhanced strength. The study was conducted for the purpose of doing so.

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、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の少なくとも一部を、所定繊維の表面に付着させることにより、強度が格段に高められた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基材が得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that at least a portion of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is adhered to the surface of a predetermined fiber, thereby significantly increasing the strength. It has been found that a base material for a fiber-reinforced plastic molded article capable of molding the obtained fiber-reinforced plastic molded article is obtained.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1]ガラス繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体用基材であって、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の少なくとも一部は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に付着している繊維強化プラスチック成形体用基材。
[2]さらにシランカップリング剤を含む[1]に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[3]シランカップリング剤は、アミノ基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種の基を含有する[2]に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[4]ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリプロピレン樹脂繊維である[1]〜[3]のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[5]非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂である[1]〜[4]のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[6]非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量は、不織布100質量部に対して0.1〜5質量部である[1]〜[5]のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[7]ガラス繊維の繊維長は、3〜50mmである[1]〜[6]のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。
[8]ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を形成する工程と、不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程とを含む繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
[9]さらにシランカップリング剤を付与する工程を含み、シランカップリング剤を付与する工程は、不織布を形成する工程の後であって、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程の前に設けられる[8]に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
[10]シランカップリング剤を付与する工程は、シランカップリング剤を付与した後に乾燥工程を含み、乾燥温度は100〜135℃である[9]に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
[11]シランカップリング剤は、アミノ基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種の基を含有する[9]又は[10]に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
[12][8]〜[11]のいずれかに記載の方法で製造された繊維強化プラスチック成形体用基材。
[13][1]〜[7]及び[12]のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形して形成された繊維強化プラスチック成形体。
[1] A base material for a fiber-reinforced plastic molded article containing glass fiber, polyolefin resin fiber and non-fibrous acid-modified polyolefin resin, wherein at least a part of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin contains glass fiber and polyolefin. Substrate for fiber-reinforced plastic molding adhered to the surface of resin fiber.
[2] The substrate for a fiber-reinforced plastic molded product according to [1], further comprising a silane coupling agent.
[3] The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to [2], wherein the silane coupling agent contains at least one group selected from an amino group and an epoxy group.
[4] The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to any one of [1] to [3], wherein the polyolefin resin fiber is a polypropylene resin fiber.
[5] The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to any one of [1] to [4], wherein the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is a maleic acid-modified polyolefin resin.
[6] The fiber-reinforced plastic molded article according to any one of [1] to [5], wherein the content of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric. Substrate.
[7] The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to any one of [1] to [6], wherein the glass fiber has a fiber length of 3 to 50 mm.
[8] Production of a base material for a fiber-reinforced plastic molded body including a step of forming a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers, and a step of attaching a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the nonwoven fabric Method.
[9] The method further includes a step of applying a silane coupling agent, and the step of applying the silane coupling agent is performed after the step of forming the nonwoven fabric, and the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is used. The method for producing a base material for a fiber-reinforced plastic molded product according to [8], which is provided before the attaching step.
[10] The step of applying the silane coupling agent includes a drying step after applying the silane coupling agent, and the drying temperature is 100 to 135 ° C. Production method.
[11] The method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to [9] or [10], wherein the silane coupling agent contains at least one group selected from an amino group and an epoxy group.
[12] A substrate for a fiber-reinforced plastic molded product produced by the method according to any one of [8] to [11].
[13] A fiber-reinforced plastic molded article formed by heating and pressing the substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to any one of [1] to [7] and [12].

本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材を用いれば、優れた強度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。このような繊維強化プラスチック成形体は、特に強度が要求される自動車用材料や航空機用材料として好ましく用いられる。   By using the substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention, a fiber-reinforced plastic molded article having excellent strength can be obtained. Such a fiber-reinforced plastic molded product is preferably used as a material for automobiles and aircraft for which particularly high strength is required.

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 components described below may be made based on representative embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In addition, in this specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit and an upper limit.

(繊維強化プラスチック成形体用基材)
本発明は、ガラス繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体用基材に関する。ここで、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の少なくとも一部は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に付着している。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は表面に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を有する不織布に関するものである。
(Substrate for fiber-reinforced plastic molding)
The present invention relates to a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article containing glass fiber, polyolefin resin fiber and non-fibrous acid-modified polyolefin resin. Here, at least a part of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin adheres to the surfaces of the glass fiber and the polyolefin resin fiber. That is, the substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention relates to a nonwoven fabric having a non-fibrous acid-modified polyolefin resin on the surface.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、不織布を構成するガラス繊維、ポリオレフィン樹脂繊維の表面を全て覆うように付着していてもよいが、部分的に付着していてもよい。非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が各繊維の表面に付着することにより、成形時に効率よくガラスとポリオレフィン樹脂の界面密着性を向上させることができる。   The non-fibrous acid-modified polyolefin resin may be adhered so as to cover the entire surface of the glass fiber or polyolefin resin fiber constituting the nonwoven fabric, or may be partially adhered. By adhering the non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the surface of each fiber, the interfacial adhesion between the glass and the polyolefin resin can be efficiently improved during molding.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に水掻き膜状に存在している。本発明では、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の両方の繊維の表面に水掻き膜状に存在している点に特徴がある。界面処理能力が高く、かつ流動しやすい非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂がガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に局在することにより、効率よくガラス繊維とポリオレフィン樹脂の界面を密着させることができる。このため、成形後の繊維強化プラスチック成形体の強度を高めることができると考えられる。   The non-fibrous acid-modified polyolefin resin is present in the form of a webbed film on the surfaces of glass fibers and polyolefin resin fibers. The present invention is characterized in that the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is present in the form of a web on the surface of both the glass fiber and the polyolefin resin fiber. Since the non-fibrous acid-modified polyolefin resin having a high interfacial treatment capacity and being easy to flow is localized on the surface of the glass fiber and the polyolefin resin fiber, the interface between the glass fiber and the polyolefin resin can be efficiently brought into close contact. For this reason, it is considered that the strength of the molded fiber-reinforced plastic article can be increased.

ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に付着している非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の検出は、ESCA(X線光電子分光分析装置)で行うことができる。具体的には、繊維強化プラスチック成形体用基材からガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を各々20本ずつ採取し、繊維表面をESCAを用いて分析する。そして、付着処理前のガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の測定結果と比較して、酸素原子の比率が1%以上増えている場合に、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が付着しているということができる。   The non-fibrous acid-modified polyolefin resin adhering to the surface of the glass fiber and the polyolefin resin fiber can be detected by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy). Specifically, 20 glass fibers and 20 polyolefin resin fibers are respectively collected from the substrate for a fiber-reinforced plastic molded body, and the fiber surface is analyzed using ESCA. Then, when the ratio of oxygen atoms is increased by 1% or more as compared with the measurement results of the glass fiber and the polyolefin resin fiber before the adhesion treatment, the non-fibrous acid-modified polyolefin is added to the surface of the glass fiber and the polyolefin resin fiber. It can be said that the resin is attached.

本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、上記のような構成を有するため、加熱加圧成形後に優れた強度を発揮する。また、本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、比較的安価であるガラス繊維やポリオレフィン樹脂を用いた場合であっても高強度の繊維強化プラスチック成形体を成形できるため、繊維強化プラスチック成形体の製造コストを抑制することができる。   Since the substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention has the above-described configuration, it exhibits excellent strength after hot press molding. Further, since the fiber-reinforced plastic molding base material of the present invention can form a high-strength fiber-reinforced plastic molding even when a relatively inexpensive glass fiber or polyolefin resin is used, the fiber-reinforced plastic molding is used. Body manufacturing costs can be reduced.

(ポリオレフィン樹脂繊維)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、ポリオレフィン樹脂繊維を含む。本発明では、ポリオレフィン樹脂繊維は、不織布形成用として用いられる。
(Polyolefin resin fiber)
The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention contains a polyolefin resin fiber. In the present invention, the polyolefin resin fiber is used for forming a nonwoven fabric.

ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリプロピレン樹脂繊維であることが好ましい。ポリプロピレン樹脂繊維は、未変性ポリプロピレン樹脂繊維であってもよく、酸変性ポリプロピレン樹脂繊維であってもよい。酸変性ポリプロピレン樹脂繊維を用いた場合であっても高強度の繊維強化プラスチック成形体を成形することはできるが、コストの観点からは、未変性ポリプロピレン樹脂繊維を用いることが好ましい。   The polyolefin resin fiber is preferably a polypropylene resin fiber. The polypropylene resin fibers may be unmodified polypropylene resin fibers or acid-modified polypropylene resin fibers. Even if acid-modified polypropylene resin fibers are used, a high-strength fiber-reinforced plastic molded article can be formed, but from the viewpoint of cost, it is preferable to use unmodified polypropylene resin fibers.

ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリオレフィン樹脂を溶融紡糸することによって得られる。また、ポリオレフィン樹脂繊維は、チョップドストランドであることも好ましい。   Polyolefin resin fibers are obtained by melt-spinning a polyolefin resin. It is also preferable that the polyolefin resin fibers are chopped strands.

ポリオレフィン樹脂繊維の質量平均繊維長は、3〜100mmであることが好ましく、3〜50mmであることがより好ましく、3〜25mmであることがさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂繊維の繊維長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基材からポリオレフィン樹脂繊維が脱落すること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基材を得ることができる。また、ポリオレフィン樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、ポリオレフィン樹脂繊維の分散性を良好にすることができるため、強度に優れた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。さらに、ポリオレフィン樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、ポリオレフィン樹脂繊維とガラス繊維が均一に混ざり合い、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体を成形することが可能となる。これにより、加熱加圧成形後の繊維強化プラスチック成形体は良好な強度と外観を有する。   The mass average fiber length of the polyolefin resin fiber is preferably from 3 to 100 mm, more preferably from 3 to 50 mm, even more preferably from 3 to 25 mm. By setting the fiber length of the polyolefin resin fiber within the above range, it is possible to prevent the polyolefin resin fiber from falling off from the base material for the fiber-reinforced plastic molded article, and to improve the handleability of the fiber-reinforced plastic molded article. Material can be obtained. Further, by setting the fiber length of the polyolefin resin fiber within the above range, the dispersibility of the polyolefin resin fiber can be improved, so that it is possible to form a fiber-reinforced plastic molded article having excellent strength. Further, by setting the fiber length of the polyolefin resin fiber within the above range, the polyolefin resin fiber and the glass fiber are uniformly mixed, so that a fiber-reinforced plastic molded article having excellent strength can be formed. Thereby, the fiber-reinforced plastic molded product after the heat and pressure molding has good strength and appearance.

ポリオレフィン樹脂繊維の含有量は、不織布の全質量に対し、10〜70質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましい。ポリオレフィン樹脂繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、得られる繊維強化プラスチック成形体の曲げ強度と曲げ弾性率を高めることができる。   The content of the polyolefin resin fiber is preferably from 10 to 70% by mass, more preferably from 20 to 60% by mass, based on the total mass of the nonwoven fabric. By setting the content of the polyolefin resin fiber within the above range, the bending strength and the bending elastic modulus of the obtained fiber-reinforced plastic molded product can be increased.

(非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂)
ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面には、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が付着している。このような非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を有する繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形すると、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。また、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂をガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に存在させることにより、プレス成形時のガラス繊維とポリオレフィン樹脂繊維の界面密着性を効率よく向上させることができ、結果として繊維強化プラスチック成形体の強度を向上させ、スプリングバックの発生を抑制することができる。さらに、界面密着性が向上することで、界面破壊を抑えてガラス繊維の高強度を活かすことができ、経時における界面剥離による厚み上昇を抑制することができる。なお、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に水掻き膜状に存在する樹脂である。
(Non-fibrous acid-modified polyolefin resin)
A non-fibrous acid-modified polyolefin resin adheres to the surfaces of the glass fiber and the polyolefin resin fiber. When a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article having such a non-fibrous acid-modified polyolefin resin is heated and pressed, a high-strength fiber-reinforced plastic molded article can be obtained. In addition, the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is present on the surface of the glass fiber and the polyolefin resin fiber, whereby the interfacial adhesion between the glass fiber and the polyolefin resin fiber during press molding can be efficiently improved. The strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be improved, and the occurrence of springback can be suppressed. Further, by improving the interfacial adhesion, the high strength of the glass fiber can be utilized by suppressing the interfacial destruction, and the increase in thickness due to the interfacial peeling over time can be suppressed. The non-fibrous acid-modified polyolefin resin is a resin existing in the form of a web on the surface of glass fiber and polyolefin resin fiber.

不織布の表面に存在する非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂であることが好ましい。ここで、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂とは、ポリオレフィン樹脂の分子構造の一部に、マレイン酸やその無水物、あるいはマレイン酸誘導体が導入された樹脂である。中でも、本発明では無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。このように、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂として、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることにより、不織布を構成するガラス繊維とポリオレフィン樹脂繊維の密着性を向上させることができ、繊維強化プラスチック成形体がスプリングバックすることを抑制することができる。さらに成形後の繊維強化プラスチック成形体の強度を効果的に高めることもできる。   The non-fibrous acid-modified polyolefin resin present on the surface of the nonwoven fabric is preferably a maleic acid-modified polyolefin resin. Here, the maleic acid-modified polyolefin resin is a resin in which maleic acid, its anhydride, or a maleic acid derivative is introduced into a part of the molecular structure of the polyolefin resin. Among them, in the present invention, it is preferable to use a maleic anhydride-modified polyolefin resin. As described above, by using the maleic acid-modified polyolefin resin as the non-fibrous acid-modified polyolefin resin, it is possible to improve the adhesion between the glass fiber and the polyolefin resin fiber constituting the nonwoven fabric, and the fiber-reinforced plastic molded article is obtained. Springback can be suppressed. Further, the strength of the molded fiber-reinforced plastic article can be effectively increased.

マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は公知の方法で得ることが可能である。例えば、マレイン酸や無水マレイン酸をα−オレフィン(末端に二重結合を有するオレフィン)と共重合する方法や、エチレン性マレイン酸やエチレン性無水マレイン酸をポリオレフィンにグラフト重合させる方法などが挙げられる。
ポリオレフィンやα−ポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体(エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体)、エチレン−ポリブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、エチレン−スチレン共重合体などが挙げられる。中でも、ポリエチレン、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−ブテン共重合体が好ましく用いられる。
The maleic acid-modified polyolefin resin can be obtained by a known method. For example, a method in which maleic acid or maleic anhydride is copolymerized with an α-olefin (an olefin having a double bond at a terminal), a method in which ethylenic maleic acid or ethylenic maleic anhydride is graft-polymerized to a polyolefin, and the like are exemplified. .
Specific examples of polyolefin and α-polyolefin include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer (ethylene-propylene random copolymer, ethylene-propylene block copolymer), ethylene-polybutene copolymer, and propylene-butene copolymer. Polymer, ethylene-propylene-butene terpolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (methyl) acrylate copolymer, ethylene- (meth) Butyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylonitrile copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid-acrylonitrile copolymer, ethylene-styrene copolymer Polymers. Among them, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and propylene-butene copolymer are preferably used.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好ましい。すなわち、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面には、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が所定量付着していることが好ましく、その付着量は、不織布100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好ましく、0.3〜4質量部であることがより好ましく、0.5〜3質量部であることがさらに好ましい。   The content of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers. That is, it is preferable that a predetermined amount of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is adhered to the surfaces of the glass fiber and the polyolefin resin fiber, and the amount is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric. Part, more preferably 0.3 to 4 parts by mass, even more preferably 0.5 to 3 parts by mass.

マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂の酸価は、1〜100mgKOH/gが好ましく、より好ましくは1〜75mgKOH/gである。酸価は一定樹脂量当たりの脂肪酸の量を示す指標である。具体的には、酸価は樹脂1g中に含まれている脂肪酸を中和するに要する水酸化カリウムのmg数で示され、JIS K 5601に定められている。マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂の酸価を上記範囲内とすることにより、成形後の繊維強化プラスチック成形体の強度を効果的に高めることができる。   The acid value of the maleic acid-modified polyolefin resin is preferably from 1 to 100 mgKOH / g, more preferably from 1 to 75 mgKOH / g. The acid value is an index indicating the amount of the fatty acid per fixed amount of the resin. Specifically, the acid value is represented by the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the fatty acid contained in 1 g of the resin, and is specified in JIS K5601. By setting the acid value of the maleic acid-modified polyolefin resin within the above range, the strength of the molded fiber-reinforced plastic article can be effectively increased.

マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂としては、例えば、東洋紡社製のNZ−1015やNZ−1022、ユニチカ社製DB4010やYA4010、TC4010、DA1010などを挙げることができる。   Examples of the maleic acid-modified polyolefin resin include NZ-1015 and NZ-1022 manufactured by Toyobo, DB4010, YA4010, TC4010, and DA1010 manufactured by Unitika.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の融点は、70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましく、110℃以上であることが特に好ましい。また、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の融点は、150℃以下であることが好ましく、140℃以下であることがより好ましい。非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の融点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がスプリングバックして、膨張することを抑制することができる。特に、繊維強化プラスチック成形体を80℃以上の高温条件下に長時間放置した場合であっても繊維強化プラスチック成形体のスプリングバックを抑制することができる。具体的には、繊維強化プラスチック成形体を90℃の条件下に350時間置いた場合であっても、繊維強化プラスチック成形体の厚みの変化率は10%以下とすることができる。   The melting point of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, further preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 110 ° C. or higher. . Further, the melting point of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower. By setting the melting point of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin within the above range, the fiber-reinforced plastic molded article can be prevented from springback and expanding. In particular, even when the fiber-reinforced plastic molding is left under a high temperature condition of 80 ° C. or higher for a long time, springback of the fiber-reinforced plastic molding can be suppressed. Specifically, even when the fiber-reinforced plastic molded body is placed at 90 ° C. for 350 hours, the rate of change in the thickness of the fiber-reinforced plastic molded body can be 10% or less.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の融点は、酸変性ポリオレフィン樹脂の結晶化度を高めることで上げることができる。例えば、酸変性ポリオレフィン樹脂の分子量をコントロールすることで、酸変性ポリオレフィン樹脂の結晶化度及び融点を所望の範囲内とすることができる。   The melting point of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin can be increased by increasing the crystallinity of the acid-modified polyolefin resin. For example, by controlling the molecular weight of the acid-modified polyolefin resin, the crystallinity and the melting point of the acid-modified polyolefin resin can be set within desired ranges.

(ガラス繊維)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、強化繊維としてガラス繊維を含む。本発明で用いるガラス繊維としては、Eガラス(Electrical glass)、Cガラス(Chemical glass)、Aガラス(Alkali glass)、Sガラス(High strength glass)及び耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィラメント状の繊維にしたものを挙げることができる。
(Glass fiber)
The substrate for a fiber-reinforced plastic molding of the present invention contains glass fibers as reinforcing fibers. As the glass fiber used in the present invention, glass such as E glass (Electrical glass), C glass (Chemical glass), A glass (Alkali glass), S glass (High strength glass) and alkali resistant glass is melt-spun to obtain a filament. Can be mentioned.

ガラス繊維の質量平均繊維長は、3〜100mmであることが好ましく、3〜60mmであることがより好ましく、3〜50mmであることがさらに好ましく、5〜30mmであることが特に好ましい。ガラス繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、ガラス繊維の一本一本が集束し、ガラス繊維束状となることを抑制することができる。これにより、ガラス繊維の集束を抑制することにより、高強度の繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。
また、ガラス繊維の繊維長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基材からガラス繊維が脱落することを抑制することができ、かつ、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体を成形することが可能となる。また、ガラス繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、ガラス繊維の分散性を良好にすることができる。これにより、加熱加圧成形後の繊維強化プラスチック成形体は良好な強度と外観を有する。
なお、本明細書において、質量平均繊維長は、100本の繊維について測定した繊維長の平均値である。
The mass average fiber length of the glass fibers is preferably 3 to 100 mm, more preferably 3 to 60 mm, further preferably 3 to 50 mm, and particularly preferably 5 to 30 mm. By setting the fiber length of the glass fibers within the above range, it is possible to prevent the glass fibers from converging one by one to form a glass fiber bundle. Thereby, by suppressing the convergence of the glass fibers, a high-strength substrate for a fiber-reinforced plastic molded article can be obtained.
Further, by setting the fiber length of the glass fiber within the above range, it is possible to suppress the glass fiber from falling off from the substrate for the fiber-reinforced plastic molded body, and to provide a fiber-reinforced plastic molded body having excellent strength. It becomes possible to mold. Further, by setting the fiber length of the glass fiber within the above range, the dispersibility of the glass fiber can be improved. Thereby, the fiber-reinforced plastic molded product after the heat and pressure molding has good strength and appearance.
In addition, in this specification, a mass average fiber length is an average value of the fiber length measured about 100 fibers.

なお、ガラス繊維の繊維径は、特に限定されないが、一般的には平均繊維径が5〜25μm程度のガラス繊維が好適に使用される。   The fiber diameter of the glass fibers is not particularly limited, but generally, glass fibers having an average fiber diameter of about 5 to 25 μm are preferably used.

ガラス繊維は、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。ガラス繊維を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基材中に均一に混合することができる。   The glass fibers are preferably chopped strands cut to a certain length. By making the glass fiber into such a form, it can be uniformly mixed in the base material for the fiber-reinforced plastic molded article.

ガラス繊維は、丸ガラスであってもよく、扁平ガラスであってもよい。丸ガラスを用いることにより、コスト競争力に優れた繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができ、扁平ガラスを用いることで、成形後の繊維強化プラスチック成形体の強度を高めることができる。なお、ガラス繊維としては、丸ガラスと扁平ガラスを併用してもよい。
ここで、丸ガラスとは、繊維の断面形状が略円形のものである。なお、繊維の断面形状とは、ガラス繊維の長さ方向に対し、垂直方向のカット面の形状のことをいう。扁平ガラスとは、繊維の断面形状が扁平(異形)であるものであり、略円形ではないものをいう。具体的には、扁平形状とは、繊維の断面形状が、中心点を通過する最大長で定義される長径と、中心点を通過する最小長で定義される短径を有する形状をいう。扁平形状としては、例えば、ひょうたん型、まゆ型、長円型、楕円型等を例示することができる。
The glass fiber may be round glass or flat glass. By using round glass, it is possible to obtain a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article having excellent cost competitiveness, and by using flat glass, it is possible to increase the strength of the fiber-reinforced plastic molded article after molding. In addition, you may use round glass and flat glass together as glass fiber.
Here, the round glass is a fiber having a substantially circular cross section. The cross-sectional shape of the fiber refers to a shape of a cut surface in a direction perpendicular to the length direction of the glass fiber. Flat glass refers to a fiber whose cross-sectional shape is flat (irregular) and not substantially circular. Specifically, the flat shape refers to a shape in which the cross-sectional shape of the fiber has a major axis defined by the maximum length passing through the center point and a minor axis defined by the minimum length passing through the center point. Examples of the flat shape include a gourd shape, a cocoon shape, an oval shape, and an elliptical shape.

ガラス繊維が扁平ガラスである場合、繊維の断面形状の長径/短径の比は、1.5〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、3〜6であることがさらに好ましい。長径/短径の比は、ガラス繊維の断面形状を顕微鏡観察し、長径と短径を測定することによって算出することができる。なお、長径/短径の比は、30本のガラス繊維の断面形状の長径/短径の比の平均値である。扁平ガラス繊維としては、例えば、日東紡社製の扁平ガラス繊維(質量平均繊維長が13mm、繊維断面の長径が28μm、短径が7μm、比(長径/短径)が4)を用いることができる。   When the glass fiber is flat glass, the ratio of the major axis / minor axis of the cross-sectional shape of the fiber is preferably 1.5 to 10, more preferably 2 to 8, and more preferably 3 to 6. More preferred. The ratio of the major axis / minor axis can be calculated by observing the cross-sectional shape of the glass fiber with a microscope and measuring the major axis and the minor axis. The ratio of the major axis / minor axis is the average of the ratio of the major axis / minor axis of the cross-sectional shape of 30 glass fibers. As the flat glass fiber, for example, flat glass fiber manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd. (mass average fiber length is 13 mm, fiber cross-section major axis is 28 μm, minor axis is 7 μm, ratio (major axis / minor axis) is 4) is used. it can.

ガラス繊維の含有量は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布の全質量に対して、10〜90質量%であることが好ましく、30〜90質量%であることがより好ましく、40〜85質量%がさらに好ましい。ガラス繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、曲げ強度と曲げ弾性率が十分に高められた繊維強化プラスチック成形体を成形することができる。   The content of the glass fiber is preferably from 10 to 90% by mass, more preferably from 30 to 90% by mass, and more preferably from 40 to 85% by mass, based on the total mass of the nonwoven fabric including the glass fiber and the polyolefin resin fiber. % Is more preferred. By setting the content of the glass fiber within the above range, a fiber-reinforced plastic molded article having sufficiently increased bending strength and flexural modulus can be formed.

本発明で用いるガラス繊維は、シランカップリング剤が予め付着されていないものであることが好ましい。シランカップリング剤が予め付着していないガラス繊維は、保管条件(保管温度等)のコントロールが容易であり、保管や輸送のコストを抑えることができるというメリットがある。また、シランカップリング剤が予め付着していないガラス繊維は、ガラス繊維間で意図しない結合が起こることを防ぐことができ、スラリー溶液中におけるガラス繊維の分散性を高めることができる。さらに、繊維強化プラスチック成形体用基材を湿式抄紙法で抄紙する際に、ガラス繊維からシランカップリング剤が脱落することがないため、繊維強化プラスチック成形体用基材がシランカップリング剤を含有する場合は、最終的に得られる繊維強化プラスチック成形体用基材に含まれるシランカップリング剤の量を制御することが容易となる。
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、後述するように、シランカップリング剤を含有することが好ましいが、シランカップリング剤は、予めガラス繊維に付着したものではないことが好ましい。
It is preferable that the glass fiber used in the present invention has no silane coupling agent attached thereto in advance. Glass fibers to which a silane coupling agent has not been attached in advance have the advantage that storage conditions (storage temperature and the like) can be easily controlled and storage and transportation costs can be reduced. In addition, glass fibers to which the silane coupling agent has not been attached in advance can prevent unintended bonding between glass fibers, and can enhance the dispersibility of glass fibers in a slurry solution. Furthermore, the silane coupling agent does not fall off from the glass fibers when the fiber reinforced plastic molded substrate is made by wet papermaking, so that the fiber reinforced plastic molded substrate contains a silane coupling agent. In this case, it is easy to control the amount of the silane coupling agent contained in the finally obtained substrate for a fiber-reinforced plastic molded product.
The base material for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention preferably contains a silane coupling agent, as described later, but it is preferable that the silane coupling agent does not previously adhere to glass fibers.

(シランカップリング剤)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、さらにシランカップリング剤を含むことが好ましい。繊維強化プラスチック成形体用基材がシランカップリング剤を含むことにより、より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。
(Silane coupling agent)
The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention preferably further contains a silane coupling agent. When the base material for a fiber-reinforced plastic molded article contains a silane coupling agent, a fiber-reinforced plastic molded article having higher strength can be obtained.

本発明で用いられるシランカップリング剤は、分子内に官能基を有するシランカップリング剤であることが好ましい。この場合、シランカップリング剤は、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含有するものであることが好ましい。中でも、アミノ基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種の基を含有することが好ましい。   The silane coupling agent used in the present invention is preferably a silane coupling agent having a functional group in the molecule. In this case, the silane coupling agent may contain an amino group, a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, a ureide group, a mercapto group, a polysulfide group, and a group selected from isocyanate groups. preferable. Especially, it is preferable to contain at least one group selected from an amino group and an epoxy group.

分子内にアミノ基を有するシランカップリング剤の具体的な例としては、例えば、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。
また、分子内にエポキシ基を有するシラン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。
Specific examples of the silane coupling agent having an amino group in the molecule include, for example, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-amino Propyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3 -Dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, hydrochloride of N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.
Specific examples of the silane coupling agent having an epoxy group in the molecule include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. 3- (3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxy) (Cyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane and the like.

シランカップリング剤の含有量は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布100質量部に対して、0.1〜12質量部含まれていることが好ましく、0.3〜10質量部含まれていることがより好ましく0.5〜5質量部含まれていることがさらに好ましい。シラン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。   The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 12 parts by mass, and more preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers. More preferably 0.5 to 5 parts by mass. By adding the silane coupling agent so as to be in the above range, the strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be further increased.

(バインダー成分)
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、バインダー成分をさらに含んでもよい。バインダー成分は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布の全質量に対して0.1〜10質量%となるように含有されることが好ましく、0.3〜10質量%であることがより好ましく、0.4〜9質量%であることがさらに好ましく、0.5〜8質量%であることが特に好ましい。バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、製造工程中の不織布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臭気はほとんど発生せず、また断裁工程を経ても層間剥離などを発生しない不織布又は繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。
(Binder component)
The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention may further include a binder component. The binder component is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.3 to 10% by mass, based on the total mass of the nonwoven fabric including the glass fiber and the polyolefin resin fiber. , 0.4 to 9% by mass, and particularly preferably 0.5 to 8% by mass. By setting the content of the binder component within the above range, the strength of the nonwoven fabric during the manufacturing process can be increased, and the handleability can be improved. In addition, when the amount of the binder component increases, both the surface strength and the interlayer strength increase, but on the contrary, the problem of the odor at the time of heat molding tends to occur. However, in the above range, a substrate for a nonwoven fabric or a fiber-reinforced plastic molded article that hardly generates odor and does not cause delamination or the like even after a cutting step can be obtained.

バインダー成分としては、一般的に不織布製造に使用される成分を用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂、各種澱粉、セルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、アクリルアミドーアクリル酸エステルーメタクリル酸エステル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、ポリ酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が使用できる。   As the binder component, a component generally used for producing a nonwoven fabric can be used. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate and modified polyethylene terephthalate, acrylic resins, styrene- (meth) acrylate copolymer resins, urethane resins, polyvinyl alcohol (PVA) resins, various starches, cellulose derivatives, sodium polyacrylate, Polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, acrylamide-acrylate-methacrylate copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer alkali salt, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer , Ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-butadiene- (meth) acrylate copolymer and the like can be used.

好ましいバインダー成分としては、ポリエステル樹脂及び変性ポリエステル樹脂を挙げることができる。ポリエステル樹脂としては、特に、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。
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、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。
Preferred binder components include polyester resins and modified polyester resins. As the polyester resin, polyethylene terephthalate (PET) is particularly 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 preferred. As the modified polyethylene terephthalate, copolymerized polyethylene terephthalate (coPET) is preferable, and examples thereof include urethane-modified copolymerized polyethylene terephthalate.
The copolymerized polyethylene terephthalate preferably has a melting point of 140 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower. Further, a modified polyester resin as described in Japanese Patent Publication No. 1-30926 may be used. As a specific example of the modified polyester resin, particularly, "Melty 4000" (trade name, manufactured by Unitika Ltd.) (a fiber in which all fibers are copolymerized polyethylene terephthalate) is preferably mentioned. As the binder fiber having a core-sheath structure, "Melty 4080" (trade name, manufactured by Unitika), "N-720" (trade name, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and the like can be preferably used.

また、バインダー成分として、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂も好ましく用いられる。ポリビニルアルコール(PVA)樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)繊維(クラレ社製、VPB105−2)等を用いることができる。なお、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂と、上述のポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂を併用してもよい。併用する場合、ポリエステル樹脂及び変性ポリエステル樹脂の合計質量と、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂の質量比は、100:1〜1:100であることが好ましい。   Further, a polyvinyl alcohol (PVA) resin is also preferably used as a binder component. As the polyvinyl alcohol (PVA) resin, for example, polyvinyl alcohol (PVA) fiber (VPB105-2 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) or the like can be used. In addition, you may use together polyvinyl alcohol (PVA) resin, the above-mentioned polyester resin, and modified polyester resin. When used in combination, the total mass of the polyester resin and the modified polyester resin and the mass ratio of the polyvinyl alcohol (PVA) resin are preferably from 100: 1 to 1: 100.

(繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法)
本発明は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を形成する工程と、不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程とを含む繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法に関するものでもある。本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、上記の工程を経て製造されるものであることが好ましい。このような製造方法により製造された繊維強化プラスチック成形体用基材は、高強度の繊維強化プラスチック成形体を成形することができる。
(Method of manufacturing base material for fiber-reinforced plastic molded body)
The present invention provides a base material for a fiber-reinforced plastic molded body comprising a step of forming a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers, and a step of attaching a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the nonwoven fabric. It also relates to a manufacturing method. The substrate for a fiber-reinforced plastic molded product of the present invention is preferably produced through the above steps. The substrate for a fiber-reinforced plastic molded body produced by such a production method can form a high-strength fiber-reinforced plastic molded body.

ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を形成する工程では、上述したようなガラス繊維とポリオレフィン樹脂繊維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(湿式抄紙法)を採用してもよく、ガラス繊維とポリオレフィン樹脂繊維を空気中に分散させることで混合し、ウエブを形成する方法(乾式抄紙法)を採用してもよい。また、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を形成する工程では、バインダー成分を混合してもよい。   In the step of forming a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers, a method of forming a web by dispersing the above-described glass fibers and polyolefin resin fibers in a solvent and then removing the solvent (wet papermaking method) is employed. Alternatively, a method of forming a web by mixing glass fibers and polyolefin resin fibers by dispersing them in the air (dry papermaking method) may be employed. In the step of forming a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers, a binder component may be mixed.

不織布を形成する工程において湿式抄紙法を用いる場合は、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む分散液の濃度や、分散液の溶媒の粘度を調整することで、各繊維を十分に分散させることができる。分散液の溶媒の粘度は、ポリアクリルアミド系の高分子を添加する等の方法で調整できる。各繊維を十分に分散させることで、繊維強化プラスチック成形体用基材中の各繊維同士が均一に混抄される。これにより、繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形した繊維強化プラスチック成形体において、部分的に樹脂の割合が多くなるのを防ぐことができ、繊維強化プラスチックの曲げ強度を高めることができる。分散液を得る工程では、ガラス繊維を単繊維状に分散させることが好ましい。   When the wet papermaking method is used in the step of forming the nonwoven fabric, the fibers can be sufficiently dispersed by adjusting the concentration of the dispersion containing the glass fibers and the polyolefin resin fibers, and the viscosity of the solvent of the dispersion. . The viscosity of the solvent of the dispersion can be adjusted by a method such as adding a polyacrylamide-based polymer. By sufficiently dispersing the respective fibers, the respective fibers in the substrate for a fiber-reinforced plastic molded product are uniformly mixed. Thereby, in the fiber-reinforced plastic molded body obtained by heating and pressing the base material for the fiber-reinforced plastic molded body, the ratio of the resin can be partially prevented from increasing, and the bending strength of the fiber-reinforced plastic can be increased. it can. In the step of obtaining the dispersion, it is preferable to disperse the glass fibers into a single fiber.

湿式抄紙法を用いる場合、抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機又は傾斜型抄紙機を用いることができる。このような抄紙機を用いて抄紙をし、脱水をすることにより、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を得ることができる。なお、本発明の製造工程では、不織布の脱水後に予備乾燥工程を設けてもよい。   When the wet papermaking method is used, a round paper machine, a fourdrinier paper machine or an inclined paper machine can be used as the paper machine. By making paper using such a paper machine and dewatering, a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers can be obtained. In the production process of the present invention, a preliminary drying step may be provided after dewatering the nonwoven fabric.

不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程は、湿式抄紙法又は乾式抄紙法によって抄紙された不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を接触させ、付着させる工程である。付着の方法としては、不織布を非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンに浸漬させる方法や、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを不織布にスプレー噴霧をする方法が挙げられる。溶液又はエマルジョンに浸漬させる方法は、簡便であり、確実に酸変性ポリオレフィン樹脂を不織布に付着させることができる。また、スプレー噴霧をする方法は、簡便であるため抄紙工程に取り入れやすく、生産性を向上させることができる。不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程では、0.1〜10質量%の非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを用いることが好ましい。なお、本明細書においては、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを、表面処理剤と呼ぶことがある。   The step of adhering a solution or an emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the non-woven fabric is a step of bringing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin into contact with the non-woven fabric made by a wet papermaking method or a dry papermaking method, and attaching the same. is there. Examples of the method of adhesion include a method in which the nonwoven fabric is immersed in a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin, and a method in which a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin is sprayed onto the nonwoven fabric. Can be The method of dipping in a solution or an emulsion is simple and can surely cause the acid-modified polyolefin resin to adhere to the nonwoven fabric. Further, the method of spraying is simple and easy to incorporate into a paper making process, and can improve productivity. In the step of attaching the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the nonwoven fabric, it is preferable to use a solution or emulsion containing 0.1 to 10% by mass of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin. In the present specification, a solution or an emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin may be referred to as a surface treatment agent.

非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンのpHは4以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましい。非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンのpHを上記範囲内とすることにより、曲げ強度及び曲げ弾性率により優れた繊維強化プラスチック成形体を成形することができる。   The pH of the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is preferably 4 or more, and more preferably 6 or more. By setting the pH of the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin within the above range, it is possible to mold a fiber-reinforced plastic molded article having more excellent flexural strength and flexural modulus.

不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程の後には、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が付着した不織布を80〜160℃で乾燥する工程を含むことが好ましい。非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂が付着した不織布を乾燥させることで繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。乾燥工程における乾燥温度は、80〜150℃が好ましく、80〜140℃がより好ましい。上記範囲の温度で不織布の乾燥を行うことにより、ポリオレフィン樹脂繊維を溶融することなく効率よく繊維強化プラスチック成形体用基材を製造することができる。これにより曲げ強度及び曲げ弾性率に優れた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基材を得ることができる。   After the step of attaching the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the non-woven fabric, it is preferable to include a step of drying the non-woven fabric to which the non-fibrous acid-modified polyolefin resin has adhered at 80 to 160 ° C. By drying the nonwoven fabric to which the non-fibrous acid-modified polyolefin resin has adhered, a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article can be obtained. The drying temperature in the drying step is preferably from 80 to 150 ° C, more preferably from 80 to 140 ° C. By drying the nonwoven fabric at a temperature in the above range, the base material for a fiber-reinforced plastic molded article can be efficiently produced without melting the polyolefin resin fiber. This makes it possible to obtain a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article capable of molding a fiber-reinforced plastic molded article having excellent bending strength and flexural modulus.

本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法は、さらにシランカップリング剤を付与する工程を含むことが好ましい。シランカップリング剤を付与する工程は、不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程の前後又は同時に設けられればよい。中でも、シランカップリング剤を付与する工程は、不織布を形成する工程の後であって、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程の前に設けられることが好ましい。本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法では、ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布にシランカップリング剤を付与した後に、非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを接触させることが好ましい。上記のような順番でシランカップリング剤を付与する工程を設けることにより、シロキサン縮合を十分に進行させることができ、より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。   The method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention preferably further includes a step of providing a silane coupling agent. The step of applying the silane coupling agent may be provided before or after or simultaneously with the step of attaching a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the nonwoven fabric. In particular, the step of applying the silane coupling agent is preferably provided after the step of forming the nonwoven fabric and before the step of attaching the solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin. In the method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention, a solution or an emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin is contacted after applying a silane coupling agent to a nonwoven fabric containing glass fibers and polyolefin resin fibers. Preferably. By providing the step of applying the silane coupling agent in the order described above, siloxane condensation can be sufficiently advanced, and a fiber-reinforced plastic molded article having higher strength can be obtained.

シランカップリング剤を付与する方法としては、不織布を、シランカップリング剤を含む水溶液に浸漬させる方法や、シランカップリング剤を含む水溶液を不織布にスプレー噴霧をする方法が挙げられる。シランカップリング剤としては、上述したシランカップリング剤を用いることが好ましい。また、シランカップリング剤を含む水溶液は、0.1〜10質量%のシランカップリング剤を含む水溶液であることが好ましい。   Examples of the method of applying the silane coupling agent include a method of immersing the nonwoven fabric in an aqueous solution containing the silane coupling agent, and a method of spraying the aqueous solution containing the silane coupling agent onto the nonwoven fabric. It is preferable to use the above-mentioned silane coupling agent as the silane coupling agent. The aqueous solution containing the silane coupling agent is preferably an aqueous solution containing 0.1 to 10% by mass of the silane coupling agent.

シランカップリング剤を付与する工程は、シランカップリング剤を付与した後に乾燥工程を含むことが好ましい。乾燥工程における乾燥温度は100〜135℃であることが好ましい。シランカップリング剤を付与した後の乾燥工程では、シランカップリング剤のカップリング反応が完全に進行しない温度で乾燥を行うことが好ましい。すなわち、シランカップリング剤を付与した後の乾燥工程では、一部のシロキサン縮合がなされた状態にすることが好ましい。
なお、シランカップリング剤のカップリング反応は、後述する繊維強化プラスチック成形体の製造工程における加熱加圧工程において完全に進行する。このようなカップリング反応を行うことにより、繊維強化プラスチック成形体の強度をより効果的に高めることができる。
The step of applying the silane coupling agent preferably includes a drying step after applying the silane coupling agent. The drying temperature in the drying step is preferably from 100 to 135 ° C. In the drying step after applying the silane coupling agent, it is preferable to perform drying at a temperature at which the coupling reaction of the silane coupling agent does not completely proceed. That is, in the drying step after the application of the silane coupling agent, it is preferable that a part of the siloxane is condensed.
Note that the coupling reaction of the silane coupling agent completely proceeds in a heating and pressing step in a manufacturing step of a fiber-reinforced plastic molded body described later. By performing such a coupling reaction, the strength of the fiber-reinforced plastic molded body can be more effectively increased.

本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は上述したような製造方法で製造されたものであることが好ましい。このように所定の工程を所定の順番で含むことにより、曲げ強度及び曲げ弾性率の優れた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基材を得ることができる。   The substrate for a fiber-reinforced plastic molded product of the present invention is preferably manufactured by the above-described manufacturing method. By including the predetermined steps in a predetermined order in this manner, it is possible to obtain a base material for a fiber-reinforced plastic molded article capable of molding a fiber-reinforced plastic molded article having excellent bending strength and flexural modulus.

(繊維強化プラスチック成形体の成形方法)
本発明の繊維強化プラスチック成形体は、上述した繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形することにより成形される。繊維強化プラスチック成形体用基材は、目的とする形状や成形法に合わせて任意の形状に加工することができる。繊維強化プラスチック成形体は、繊維強化プラスチック成形体用基材を、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た金型によって加熱加圧成形したりすることで成形される。また、繊維強化プラスチック成形体が多層構造である場合、他種の繊維強化プラスチック成形体用基材を積層して熱プレスで加熱加圧成形することもできる。本発明の繊維強化プラスチック成形体は、一般的な繊維強化プラスチック成形体用基材の加熱加圧成形方法を用いて加工される。
(Molding method of fiber-reinforced plastic molding)
The fiber-reinforced plastic molded product of the present invention is molded by subjecting the above-described base material for a fiber-reinforced plastic molded product to heat and pressure molding. The substrate for a fiber-reinforced plastic molded article can be processed into an arbitrary shape in accordance with a desired shape and a molding method. The fiber-reinforced plastic molded body is made of a single substrate for a fiber-reinforced plastic molded body alone or laminated so as to have a desired thickness and molded by heating and pressing with a hot press, or gold pre-heated with an infrared heater or the like. It is molded by heating and pressing with a mold. When the fiber-reinforced plastic molded article has a multilayer structure, another type of substrate for a fiber-reinforced plastic molded article can be laminated and heated and pressed by a hot press. The fiber-reinforced plastic molded article of the present invention is processed by a general heating and pressure molding method for a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article.

プレス成形の方法としては、各種存在するプレス成形の方法の中でも、大型の航空機などの成形体部材を作製する際によく使用されるオートクレーブ法や、工程が比較的簡便である金型プレス法が好ましく挙げられる。ボイドの少ない高品質な成形体を得るという観点からはオートクレーブ法が好ましい。一方、設備や成形工程でのエネルギー使用量、使用する成形用の治具や副資材等の簡略化、成形圧力、温度の自由度の観点からは、金属製の型を用いて成形をおこなう金型プレス法を用いることが好ましく、これらは用途に応じて選択することができる。   As the press molding method, among various existing press molding methods, an autoclave method often used when producing a molded member such as a large aircraft, and a mold press method in which the process is relatively simple are used. Preferred are mentioned. The autoclave method is preferred from the viewpoint of obtaining a high-quality molded article with few voids. On the other hand, from the viewpoint of the amount of energy used in equipment and the molding process, the simplification of molding jigs and auxiliary materials to be used, the degree of freedom in molding pressure and temperature, a metal mold formed using a metal mold is used. It is preferable to use a mold pressing method, and these can be selected according to the application.

金型プレス法には、ヒートアンドクール法やスタンピング成形法を採用することができる。ヒートアンドクール法は、繊維強化プラスチック成形体用基材を型内に予め配置しておき、型締とともに加圧、加熱をおこない、次いで型締をおこなったまま、金型の冷却により該シートの冷却をおこない成形体を得る方法である。スタンピング成形法は、予め該基材を遠赤外線ヒーター、加熱板、高温オーブン、誘電加熱などの加熱装置で加熱し、ポリオレフィン樹脂を溶融、軟化させた状態で、成形体型の内部に配置し、次いで型を閉じて型締を行い、その後加圧冷却する方法である。また、低密度の成形体を得る場合など、成形時の温度が比較的低い場合は、ホットプレス法を採用することもできる。   As the mold pressing method, a heat and cool method or a stamping molding method can be adopted. In the heat and cool method, a base material for a fiber-reinforced plastic molded body is placed in a mold in advance, pressurized and heated together with mold clamping, and then, while the mold is clamped, the sheet is cooled by cooling the mold. This is a method of obtaining a compact by cooling. In the stamping molding method, the base material is heated in advance by a heating device such as a far-infrared heater, a heating plate, a high-temperature oven, and a dielectric heating, and the polyolefin resin is melted and softened. This is a method in which the mold is closed, the mold is clamped, and then pressure is cooled. When the temperature at the time of molding is relatively low, such as when a low-density molded body is obtained, a hot press method can be employed.

成形用の金型は大きく2種類に分類され、1つは鋳造や射出成形などに使用される密閉金型であり、もう1つはプレス成形や鍛造などに使用される開放金型である。本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材を用いた場合、用途に応じていずれの金型も使用することが可能である。成形時の分解ガスや混入空気を型外に排除する観点からは開放金型が好ましいが、過度の樹脂の流出を抑制するためには、成形加工中においては開放部をできるだけ少なくし、樹脂の型外への流出を抑制するような形状を採用することも好ましい。   Molds for molding are roughly classified into two types. One is a closed mold used for casting and injection molding and the other is an open mold used for press molding and forging. When the substrate for a fiber-reinforced plastic molding of the present invention is used, any mold can be used depending on the application. An open mold is preferable from the viewpoint of removing decomposed gas and mixed air outside the mold during molding.However, in order to suppress excessive resin outflow, the number of open portions should be reduced as much as possible during molding to minimize resin It is also preferable to adopt a shape that suppresses outflow from the mold.

さらに、金型には打ち抜き機構、タッピング機構から選択される少なくとも一種を有する金型を使用することができる。2段プレス機構を用いるなどの工夫で、熱プレス後に連続して、成形体を打ち抜き加工することも可能である。また、成形体は、その使用目的などによってはリブやボス等の強度補強・加工用の突起やネジ穴の形成、意匠性の付与を目的とした模様の付与を行うことができる。   Further, a mold having at least one selected from a punching mechanism and a tapping mechanism can be used as the mold. By devising such as using a two-stage press mechanism, it is also possible to continuously punch out the molded body after hot pressing. Further, depending on the purpose of use, the molded article can be formed with projections and screw holes for reinforcing and processing the strength such as ribs and bosses, and can be provided with a pattern for the purpose of imparting designability.

繊維強化プラスチック成形体が多層構造である場合、他種の繊維強化プラスチック成形体用基材を積層して熱プレスで加熱加圧成形することもできる。また、繊維強化プラスチック成形体用基材を成形すると同時、或いは成形後にアウトサート成形やインサート成形によって、より複雑な形状部材を接着することも可能である。   When the fiber-reinforced plastic molded article has a multilayer structure, another type of substrate for a fiber-reinforced plastic molded article can be laminated and subjected to heat and pressure molding by a hot press. Further, it is also possible to adhere more complicated shaped members by outsert molding or insert molding at the same time as molding the fiber-reinforced plastic molded article base material or after molding.

繊維強化プラスチック成形体用基材から繊維強化プラスチック成形体を成形する際には、具体的には、繊維強化プラスチック成形体用基材を150〜600℃の温度で加熱加圧成形することが好ましく、160〜250℃がより好ましい。なお、加熱温度は、不織布内のポリオレフィン樹脂が流動する温度であって強化繊維は溶融しない温度帯であることが好ましい。   When molding a fiber-reinforced plastic molded article from a fiber-reinforced plastic molded article substrate, specifically, it is preferable to heat and press mold the fiber-reinforced plastic molded article substrate at a temperature of 150 to 600 ° C. , 160 to 250 ° C. is more preferable. The heating temperature is a temperature at which the polyolefin resin in the nonwoven fabric flows, and is preferably in a temperature range in which the reinforcing fibers do not melt.

繊維強化プラスチック成形体を成形する際の圧力としては、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。さらに、生産効率はやや落ちるものの、熱プレスの保持温度からポリオレフィン樹脂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160〜250℃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。   The pressure for molding the fiber-reinforced plastic molded body is preferably 5 to 20 MPa. 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 pressing 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 the cooling rate at 3 to 20 ° C./min while maintaining the pressure up to the following. Further, although the production efficiency is slightly lowered, it is also preferable from the viewpoint of improving the strength that the air-cooling is carried out slowly at 0.1 to 3 ° C./min from the holding temperature of the hot press to the glass transition temperature of the polyolefin resin. It is also possible to carry out hot press molding using rapid heating and rapid cooling (heat and cool) molding, in which case the temperature rise and cooling rates are respectively 30 to 500 ° C./min. Further, in the case of using an infrared heater, it can be heated at a temperature of 150 to 600 ° C, preferably 160 to 250 ° C for 1 to 30 minutes, and then molded at a pressure of 30 to 150 MPa.

(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の曲げ強度は130MPa以上であることが好ましく、150MPa以上であることがより好ましく、180MPa以上であることがさらに好ましく、200MPa以上であることが特に好ましい。なお、本明細書において、繊維強化プラスチック成形体の曲げ強度とは、繊維強化プラスチック成形体用基材のマシンディレクション方向(以下、MD方向という)およびMD方向と直交するクロスディレクション方向(以下、CD方向という)の曲げ強度の相乗平均値である。なお、各方向の曲げ強度は、JIS K 7074(炭素繊維プラスチック成形体の曲げ試験方法)に準じて測定することができる。
曲げ強度の相乗平均値=√(MD方向の曲げ強度×CD方向の曲げ強度)
なお、繊維強化プラスチック成形体のMD方向とCD方向は、以下の通り求めた。繊維強化プラスチック成形体の3辺(縦、横、厚さ)のうち、最短の辺を厚みとし、厚み方向に垂直の面を繊維強化プラスチック成形体の面とした。ここで、繊維強化プラスチック成形体のMD方向は、繊維強化プラスチック成形体の面上に存在する方向のうち、最も強度が強い方向である。また、CD方向は、面上に存在する方向であって、MD方向に直交する方向である。繊維強化プラスチック成形体のMD方向は、繊維強化プラスチック成形体の面上の任意の1点を中心点とし、その中心点を基準として各方向(縦、横方向を含む面内に存在する方向)の強度を計測することで決定した。各方向の強度は中心点から10°刻みで36方向測定した。
(Fiber reinforced plastic molding)
The bending strength of the fiber-reinforced plastic molded article of the present invention is preferably 130 MPa or more, more preferably 150 MPa or more, further preferably 180 MPa or more, and particularly preferably 200 MPa or more. In this specification, the bending strength of a fiber-reinforced plastic molded body refers to a machine direction (hereinafter, referred to as an MD direction) of a substrate for a fiber-reinforced plastic molded body and a cross direction (hereinafter, referred to as a CD) orthogonal to the MD direction. Direction)). The bending strength in each direction can be measured according to JIS K 7074 (bending test method for molded carbon fiber plastic).
Geometric mean value of bending strength = √ (bending strength in MD direction × bending strength in CD direction)
In addition, the MD direction and the CD direction of the fiber-reinforced plastic molded body were determined as follows. Of the three sides (length, width, and thickness) of the fiber-reinforced plastic molded body, the shortest side was the thickness, and the plane perpendicular to the thickness direction was the surface of the fiber-reinforced plastic molded body. Here, the MD direction of the fiber-reinforced plastic molded body is the direction having the highest strength among the directions existing on the surface of the fiber-reinforced plastic molded body. The CD direction is a direction existing on the surface and is a direction orthogonal to the MD direction. The MD direction of the fiber-reinforced plastic molded body is set at an arbitrary point on the surface of the fiber-reinforced plastic molded body as a center point, and each direction (direction existing in a plane including vertical and horizontal directions) with respect to the center point. Was determined by measuring the strength of the sample. The strength in each direction was measured in 36 directions at intervals of 10 ° from the center point.

また、本発明の繊維強化プラスチック成形体の曲げ弾性率は、8.3GPa以上であることが好ましく、9.0GPa以上であることがより好ましく、10.0GPa以上であることがさらに好ましい。なお、本明細書において、繊維強化プラスチック成形体の曲げ弾性率とは、繊維強化プラスチック成形体用基材のMD方向およびMD方向と直交するCD方向の曲げ弾性率の相乗平均値である。なお、各方向の曲げ弾性率は、JIS K 7074(炭素繊維プラスチック成形体の曲げ試験方法)に準じて測定することができる。
曲げ弾性率の相乗平均値=√(MD方向の曲げ弾性率×CD方向の曲げ弾性率)
Further, the flexural modulus of the fiber-reinforced plastic molded product of the present invention is preferably 8.3 GPa or more, more preferably 9.0 GPa or more, and even more preferably 10.0 GPa or more. In addition, in this specification, the bending elastic modulus of the fiber-reinforced plastic molded body is a geometric mean value of the bending elastic modulus in the MD direction and the CD direction orthogonal to the MD direction of the substrate for the fiber-reinforced plastic molded body. In addition, the bending elastic modulus in each direction can be measured according to JIS K 7074 (bending test method of carbon fiber plastic molded article).
Geometric mean value of flexural modulus = √ (flexural modulus in MD direction × flexural modulus in CD direction)

繊維強化プラスチック成形体の厚みは、特に限定されないが、0.1〜50mm程度である。また、繊維強化プラスチック成形体の密度は、1.0〜2.0g/cmであることが好ましい。本発明の繊維強化プラスチック成形体は、上記のような構成により、所望の曲げ強度及び曲げ弾性率を有することができる。 The thickness of the fiber-reinforced plastic molded body is not particularly limited, but is about 0.1 to 50 mm. Further, the density of the fiber-reinforced plastic molded product is preferably 1.0 to 2.0 g / cm 3 . The fiber-reinforced plastic molded article of the present invention can have desired bending strength and bending elastic modulus by the above-described configuration.

繊維強化プラスチック成形体のスプリングバック(厚みの変化率)は、17%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。本発明の繊維強化プラスチック成形体は、スプリングバック(厚みの変化率)を上記範囲内とすることにより、良好な耐熱性を有することができる。
ここで、繊維強化プラスチック成形体のスプリングバック(厚みの変化率)は、繊維強化プラスチック成形体を90℃の恒温器中に350時間保管し、処理前後の厚み変化率を下式より求める。
厚み変化率=(処理後の厚み−処理前の厚み)÷処理前の厚み×100
The springback (rate of change in thickness) of the fiber-reinforced plastic molded body is preferably 17% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 1% or less. The fiber-reinforced plastic molded article of the present invention can have good heat resistance by setting the springback (rate of change in thickness) within the above range.
Here, the spring back (rate of change in thickness) of the fiber-reinforced plastic molded body is obtained by storing the fiber-reinforced plastic molded body in a thermostat at 90 ° C. for 350 hours, and calculating the thickness change rate before and after the treatment by the following formula.
Thickness change rate = (Thickness after treatment−Thickness before treatment) ÷ Thickness before treatment × 100

(繊維強化プラスチック成形体の用途)
本発明の繊維強化プラスチック成形体の用途としては、例えば、「OA機器、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、タブレットPC、デジタルビデオカメラなどの携帯電子機器、エアコンその他家電製品などの筐体、及び筐体に貼り付けるリブ等の補強材、「支柱、パネル、補強材」などの土木、建材用部品、「各種フレーム、各種車輪用軸受、各種ビーム、ドア、トランクリッド、サイドパネル、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、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、などの外板またはボディー部品及びその補強材」、「インストルメントパネル、シートフレームなどの内装部品」、または「ガソリンタンク、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」、「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、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング」、などの自動車、二輪車用部品、「ウィングレット、スポイラー」などの航空機用部品、「鉄道車両用の座席用部材、外板パネル、外板パネルに貼り付ける補強材、天井パネル、エアコン等の噴出し口」などの鉄道車両用部品、「樹脂(熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂)からなる成形体の補強材、樹脂と強化繊維からなる成形体の補強材、植物由来のシート(クラフト紙、段ボール、耐油紙、絶縁紙、導電紙、剥離紙、含浸紙、グラシン紙、セルロースナノファイバーシートなど)の補強材」などの部材等に好適に使用される。さらに、本発明の繊維強化プラスチック成形体は薄くても難燃性に優れるため、電気絶縁性の高いガラス繊維を強化繊維として用いることで、電気絶縁用基板としても好適に用いることができる。
このように、本発明の繊維強化プラスチック成形体は、強度が高く、また優れた難燃性を有するため安全性が高いので、電気、電子機器用の筐体、自動車用の構造部品、航空機用の部品、土木、建材用のパネル、その他多種多様な用途に好ましく用いられる。
(Uses of fiber-reinforced plastic moldings)
Examples of applications of the fiber-reinforced plastic molded article of the present invention include “OA equipment, mobile phones, smartphones, personal digital assistants, tablet PCs, portable electronic devices such as digital video cameras, housings for air conditioners and other home appliances, and Reinforcing materials such as ribs to be attached to the housing, civil engineering such as "posts, panels, reinforcing materials", parts for building materials, "various frames, various wheel bearings, various beams, doors, trunk lids, side panels, upper back panels" , Front body, underbody, various pillars, various frames, various beams, various supports, etc., outer panels or body parts and their reinforcements, '' interior parts such as instrument panels and seat frames, '' or `` gasoline tanks, Fuel system, exhaust system or intake system parts such as various piping and various valves "," Parts for automobiles and motorcycles, such as engine cooling water joints, thermostat bases for air conditioners, headlamp supports, and pedal housings; aircraft parts such as winglets and spoilers; Parts for railway vehicles, such as "reinforcing materials to be attached to outer panel panels, ceiling panels, air-conditioning vents, etc.", "reinforcing materials for molded articles made of resin (thermosetting resin, thermoplastic resin), resin and reinforcement Reinforcing material for fiber molded products, reinforcing material for plant-derived sheets (kraft paper, cardboard, oil-resistant paper, insulating paper, conductive paper, release paper, impregnated paper, glassine paper, cellulose nanofiber sheet, etc.) And the like. Furthermore, since the fiber-reinforced plastic molded article of the present invention is excellent in flame retardancy even if it is thin, it can be suitably used as an electric insulating substrate by using glass fiber having high electric insulation as the reinforcing fiber.
As described above, since the fiber-reinforced plastic molded article of the present invention has high strength and excellent flame retardancy and is therefore highly safe, it can be used for electric and electronic equipment housings, structural parts for automobiles, and aircraft. It is preferably used for components, civil engineering, panels for building materials, and various other uses.

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、以下において実施例1〜5及び7〜10は、それぞれ参考例1〜5及び7〜10と読み替えるものとする。   Hereinafter, features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Materials, usage amounts, ratios, processing contents, processing procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed 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 described below. In addition, below, Examples 1-5 and 7-10 shall be read as Reference Examples 1-5 and 7-10, respectively.

(実施例1)
以下のようにして、表1に示す割合で各繊維を含む繊維強化プラスチック成形体用基材(以下、湿式不織布または不織布ということもある)を傾斜型抄紙機(傾斜ワイヤー型抄紙機)を用いた抄紙工程を経て製造した。なお、ガラス繊維としては、質量平均繊維長が18mm、直径が9μmのユージー基材社製のガラス繊維(丸断面繊維)を用いた。ポリプロピレン繊維(熱可塑性樹脂繊維)としては、質量平均繊維長が15mm、直径が18μmの未変性ポリプロピレン繊維(「PZ」ダイワボウポリテック社製)を用いた。
(Example 1)
In the following manner, a base material for a fiber-reinforced plastic molded article (hereinafter, also referred to as a wet nonwoven fabric or a nonwoven fabric) containing each fiber in a ratio shown in Table 1 is used with an inclined type paper machine (inclined wire type paper machine). It was manufactured through a papermaking process. In addition, as a glass fiber, a glass fiber (circular cross-section fiber) manufactured by UZY BASE Corporation having a mass average fiber length of 18 mm and a diameter of 9 μm was used. As the polypropylene fiber (thermoplastic resin fiber), an unmodified polypropylene fiber ("PZ" manufactured by Daiwabo Polytech) having a mass average fiber length of 15 mm and a diameter of 18 µm was used.

まず、プロペラ型アジテーター付のタンクに、ガラス繊維の濃度が0.5質量%となるように、ガラス繊維と水を投入した。さらに、分散剤として「エマノーン(登録商標)3199V」(花王株式会社製、モノステアリン酸ポリエチレングリコール)の0.5質量%水溶液を、その固形分がガラス繊維100質量部に対して0.5質量部となるように添加し、プロペラ型アジテーターを用いて回転数250rpmで攪拌した。
ついで、ポリプロピレン繊維と、バインダー成分としてポリビニルアルコール繊維(「VPB105−2」クラレ社製)を表1の配合比(質量比)となるように投入し、回転数250rpmで攪拌を続けた。ポリビニルアルコール繊維は水溶性であるため、得られた不織布中では繊維の形態を維持していない。
First, glass fiber and water were charged into a tank equipped with a propeller type agitator so that the concentration of glass fiber was 0.5% by mass. Further, a 0.5% by weight aqueous solution of "Emanon (registered trademark) 3199V" (manufactured by Kao Corporation, polyethylene glycol monostearate) was used as a dispersant, and its solid content was 0.5% by mass with respect to 100 parts by mass of glass fiber. And stirred at 250 rpm using a propeller-type agitator.
Next, polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber (“VPB105-2” manufactured by Kuraray Co., Ltd.) as a binder component were added so as to have a compounding ratio (mass ratio) shown in Table 1, and stirring was continued at a rotation speed of 250 rpm. Since the polyvinyl alcohol fiber is water-soluble, the fiber form is not maintained in the obtained nonwoven fabric.

ついで、ポリアクリルアミド系粘剤(「FA−40MT」アクアポリマー社製、質量平均分子量:1700万)の0.2質量%水溶液を、得られる原料液に対してポリアクリルアミドの固形分が9ppmとなるように投入し、回転数250rpmで攪拌し、各繊維がモノフィラメント化した原料液を得た。
その後、これに水を加え、固形分濃度(ガラス繊維、ポリプロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維の合計濃度。)が0.5質量%となるように調整した。
Then, a 0.2% by mass aqueous solution of a polyacrylamide-based adhesive ("FA-40MT" manufactured by Aqua Polymer Co., Ltd., mass average molecular weight: 17,000,000) has a solid content of polyacrylamide of 9 ppm with respect to the obtained raw material liquid. And the mixture was stirred at 250 rpm to obtain a raw material liquid in which each fiber was converted into a monofilament.
Thereafter, water was added to the mixture to adjust the solid content concentration (total concentration of glass fiber, polypropylene fiber, and polyvinyl alcohol fiber) to 0.5% by mass.

その後、この原料液に水(白水)を加え、固形分濃度が0.05質量%の分散液を得た。この分散液の分散媒の25℃における粘度(ただし、JIS Z 8803「液体の粘度測定方法」に規定された測定方法による。)は、1.05mPa・sであった。   Thereafter, water (white water) was added to this raw material liquid to obtain a dispersion having a solid content of 0.05% by mass. The viscosity of the dispersion medium of this dispersion at 25 ° C. (provided by a measuring method specified in JIS Z 8803 “Method of measuring viscosity of liquid”) was 1.05 mPa · s.

この分散液を傾斜型抄紙機のワイヤーに連続的に供給し、抄速:10m/min、ジェットワイヤー比:0.8になるよう調整し、抄紙工程を行った。サクションボックスを通過させて脱水した後、ヤンキードライヤーにより140℃で乾燥し、幅50cm、坪量100g/mの不織布を得た。 This dispersion was continuously supplied to a wire of an inclined paper machine, and the paper making process was performed by adjusting the paper making speed to 10 m / min and the jet wire ratio to 0.8. After passing through a suction box for dehydration, it was dried at 140 ° C. using a Yankee dryer to obtain a nonwoven fabric having a width of 50 cm and a basis weight of 100 g / m 2 .

得られた不織布を希釈した酸変性ポリオレフィン樹脂水溶液(「NZ−1022」東洋紡社製)中に浸した後、真空吸引によって吸着量を調節し、110℃の恒温機で60分間乾燥させた後、酸変性ポリオレフィン樹脂が1.6質量部付着した不織布を得た。   After immersing the obtained nonwoven fabric in a diluted aqueous solution of an acid-modified polyolefin resin (“NZ-1022” manufactured by Toyobo Co., Ltd.), the amount of adsorption was adjusted by vacuum suction, and the resultant was dried in a thermostat at 110 ° C. for 60 minutes. A nonwoven fabric having 1.6 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin was obtained.

その不織布を16枚積層し、185℃に予熱したホットプレス内に入れ、温度:185℃、圧力:10MPa、時間:5分間の条件で、加熱加圧成形を行った。
その後、50℃に冷却し、厚み1.1mmの繊維強化プラスチック成形体を得た。
Sixteen such nonwoven fabrics were laminated, placed in a hot press preheated to 185 ° C., and heated and pressed under the conditions of temperature: 185 ° C., pressure: 10 MPa, and time: 5 minutes.
Then, it cooled to 50 degreeC and obtained the 1.1-mm-thick fiber-reinforced plastic molded object.

(実施例2)
実施例1の抄紙工程で得られた不織布(酸変性ポリオレフィン樹脂水溶液含浸前の不織布)エポキシ系シランカップリング剤水溶液(「KBM−403」信越化学工業社製)中に浸した後、真空吸引によって吸着量を調節し、110℃の恒温機で60分間乾燥させた後、シランカップリング剤が1.4質量部付着した不織布を得た。その後、さらに「NZ−1022」水溶液中に浸して酸変性ポリオレフィン樹脂が1.4質量部付着した不織布を得た。それ以外は、実施例1と同様に行った。
(Example 2)
The nonwoven fabric (nonwoven fabric before impregnated with the acid-modified polyolefin resin aqueous solution) obtained in the papermaking process of Example 1 was immersed in an aqueous solution of an epoxy-based silane coupling agent ("KBM-403" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and then subjected to vacuum suction. After adjusting the amount of adsorption and drying with a thermostat at 110 ° C. for 60 minutes, a nonwoven fabric to which 1.4 parts by mass of the silane coupling agent had adhered was obtained. Then, it was further immersed in an “NZ-1022” aqueous solution to obtain a nonwoven fabric to which 1.4 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin had adhered. Other than that, it carried out similarly to Example 1.

(実施例3)
「NZ−1022」の代わりに酸変性ポリオレフィン樹脂水溶液(「NZ−1015」東洋紡社製)を用いて酸変性ポリオレフィン樹脂が1.4質量部付着した不織布を得たこと以外は、実施例2と同様に行った。
(Example 3)
Example 2 was repeated except that an acid-modified polyolefin resin aqueous solution (“NZ-1015” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used in place of “NZ-1022” to obtain a nonwoven fabric to which 1.4 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin had adhered. Performed similarly.

(実施例4)
「KBM−403」の代わりにアミン系シランカップリング剤水溶液(「KBM−603」信越化学工業社製)を用いてシランカップリング剤が1.8質量部付着した不織布を得たこと、及び酸変性ポリオレフィン樹脂の付着量を表1の通りとなるように変更した以外は、実施例2と同様に行った。
(Example 4)
Using an aqueous solution of an amine-based silane coupling agent ("KBM-603" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) instead of "KBM-403" to obtain a nonwoven fabric having 1.8 parts by mass of a silane coupling agent attached thereto, and acid The procedure was performed in the same manner as in Example 2 except that the amount of the modified polyolefin resin attached was changed as shown in Table 1.

(実施例5)
未変性ポリプロピレン繊維「PZ」の代わりに 酸変性ポリプロピレン繊維(「PZ−AD」ダイワボウポリテックス社製)を用い、シランカップリング剤及び酸変性ポリオレフィン樹脂の付着量を表1の通りとなるように変更した以外は、実施例2と同様に行った。
(Example 5)
An acid-modified polypropylene fiber (“PZ-AD” manufactured by Daiwabo Polytex Co., Ltd.) was used instead of the unmodified polypropylene fiber “PZ”, and the adhesion amounts of the silane coupling agent and the acid-modified polyolefin resin were as shown in Table 1. Except having changed, it carried out similarly to Example 2.

(実施例6)
ガラス繊維の代わりに、質量平均繊維長が13mm、長径が28μm、短径が7μm、比(長径/短径)が4の日東紡社製の扁平ガラス繊維を用い、シランカップリング剤及び酸変性ポリオレフィン樹脂の付着量を表1の通りとなるように変更した以外は、実施例2と同様に行った。
(Example 6)
Instead of glass fiber, a flat glass fiber manufactured by Nitto Boshoku Co., Ltd. having a mass average fiber length of 13 mm, a major axis of 28 μm, a minor axis of 7 μm, and a ratio (major axis / minor axis) of 4 was used, and a silane coupling agent and acid modification were used. The procedure was performed in the same manner as in Example 2 except that the adhesion amount of the polyolefin resin was changed as shown in Table 1.

(実施例7)
シランカップリング剤を付着させる工程の前に「NZ−1022」水溶液を用いて酸変性ポリオレフィン樹脂が0.9質量部付着した不織布を得た後、「KBM−403」水溶液を用いてシランカップリング剤が0.8質量部付着した不織布を得たこと以外は、実施例2と同様に行った。
(Example 7)
Before the step of attaching the silane coupling agent, a nonwoven fabric to which 0.9 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin is attached using an aqueous solution of “NZ-1022” is obtained, and then silane coupling is performed using an aqueous solution of “KBM-403”. Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2, except that a nonwoven fabric having 0.8 part by mass of the agent was obtained.

(実施例8)
「NZ−1022」と「KBM−403」の等重量混合水溶液を用いて酸変性ポリオレフィン樹脂とシランカップリング剤が0.8質量部ずつ付着した不織布を得たこと以外は、実施例1と同様に行った。
(Example 8)
Same as Example 1 except that an equal weight mixed aqueous solution of “NZ-1022” and “KBM-403” was used to obtain a nonwoven fabric to which 0.8 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin and the silane coupling agent were attached. I went to.

(実施例9及び10)
質量平均繊維長が各々25mm、50mmのガラス繊維を用い、シランカップリング剤及び酸変性ポリオレフィン樹脂の付着量を表1の通りとなるように変更した以外は、実施例2と同様に行った。
(Examples 9 and 10)
The procedure was performed in the same manner as in Example 2 except that glass fibers having a mass average fiber length of 25 mm and 50 mm were used, and the amounts of the silane coupling agent and the acid-modified polyolefin resin were changed as shown in Table 1.

(比較例1)
「NZ−1022」処理を実施しなかった以外は、実施例1と同様に行った。
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed, except that the “NZ-1022” treatment was not performed.

(比較例2)
「NZ−1022」処理を実施しなかった以外は、実施例2と同様に行った。
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 2 was performed, except that the “NZ-1022” treatment was not performed.

(比較例3)
「KBM−403」処理、及び「NZ−1022」処理を実施しなかった以外は、実施例5と同様に行った。
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 5 was performed, except that the “KBM-403” processing and the “NZ-1022” processing were not performed.

(評価)
<曲げ強度及び曲げ弾性率>
得られた繊維強化プラスチック成形体について、JIS K 7074(炭素繊維プラスチック成形体の曲げ試験方法)に準じて、繊維の配向方向(マシンディレクション、以下「MD方向」という。)およびMD方向と直交する方向(クロスディレクション、以下「CD方向」という。)の曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
そして、MD方向とCD方向の値の相乗平均値を下式にて求めた。
相乗平均値=√(MD方向の曲げ強度×CD方向の曲げ強度)
曲げ強度の値を表1及び2に示す。
(Evaluation)
<Bending strength and flexural modulus>
The obtained fiber-reinforced plastic molded body is orthogonal to the fiber orientation direction (machine direction, hereinafter referred to as “MD direction”) and MD direction according to JIS K 7074 (bending test method for carbon fiber plastic molded body). The bending strength and the bending elastic modulus in the direction (cross direction, hereinafter referred to as “CD direction”) were measured.
Then, the geometric mean of the values in the MD and CD directions was determined by the following equation.
Geometric mean = √ (bending strength in MD direction × bending strength in CD direction)
The bending strength values are shown in Tables 1 and 2.

<スプリングバック>
スプリングバックは、得られた繊維強化プラスチック成形体を90℃の恒温器中に350時間保管し、処理前後の厚み変化率を下式より求め、n=3の平均値を算出した。
厚み変化率=(処理後の厚み−処理前の厚み)÷処理前の厚み×100
厚み変化率を表1に示す。
<Spring back>
For the springback, the obtained fiber-reinforced plastic molded body was stored in a thermostat at 90 ° C. for 350 hours, and the rate of change in thickness before and after the treatment was determined by the following formula, and the average value of n = 3 was calculated.
Thickness change rate = (Thickness after treatment−Thickness before treatment) ÷ Thickness before treatment × 100
Table 1 shows the thickness change rate.

Figure 0006669242
Figure 0006669242

Figure 0006669242
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表1及び表2に示すように、各実施例の不織布を加熱加圧成形した繊維強化プラスチック成形体は、曲げ強度に優れていた。実施例1と比較例1〜3の比較から、酸変性ポリオレフィン樹脂を付着させることで強度が良化することがわかった。実施例2〜6では、シランカップリング剤と併用することでより高い曲げ強度が得られることがわかった。実施例7〜8では、シランカップリング剤、酸変性ポリオレフィン樹脂を適切な順序で処理することで高い曲げ強度が得られることがわかった。実施例9〜10では、適切な長さのガラス繊維を用いることで高い曲げ強度が得られることがわかった。   As shown in Tables 1 and 2, the fiber-reinforced plastic molded products obtained by heating and pressing the nonwoven fabrics of the examples were excellent in bending strength. From the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, it was found that the strength was improved by attaching the acid-modified polyolefin resin. In Examples 2 to 6, it was found that higher bending strength was obtained by using the silane coupling agent in combination. In Examples 7 and 8, it was found that high bending strength was obtained by treating the silane coupling agent and the acid-modified polyolefin resin in an appropriate order. In Examples 9 to 10, it was found that high bending strength was obtained by using glass fibers of an appropriate length.

Claims (11)

扁平ガラス繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体用基材であって、
前記非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の少なくとも一部は、前記扁平ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維の表面に付着している繊維強化プラスチック成形体用基材。
Flat glass fiber, a base material for a fiber-reinforced plastic molded article containing a polyolefin resin fiber and a non-fibrous acid-modified polyolefin resin,
A substrate for a fiber-reinforced plastic molded article, wherein at least a part of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin adheres to surfaces of the flat glass fiber and the polyolefin resin fiber.
さらにシランカップリング剤を含む請求項1に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。   The base material for a fiber-reinforced plastic molded product according to claim 1, further comprising a silane coupling agent. 前記シランカップリング剤は、アミノ基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種の基を含有する請求項2に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材。   The substrate for a fiber-reinforced plastic molded product according to claim 2, wherein the silane coupling agent contains at least one group selected from an amino group and an epoxy group. 前記ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリプロピレン樹脂繊維である請求項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基材。   The base material for a fiber-reinforced plastic molded product according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyolefin resin fiber is a polypropylene resin fiber. 前記非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂は、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂である請求項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基材。   The base material for a fiber-reinforced plastic molded product according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is a maleic acid-modified polyolefin resin. 前記非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量は、前記不織布100質量部に対して0.1〜5質量部である請求項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基材。   The content of the non-fibrous acid-modified polyolefin resin is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric, for a fiber-reinforced plastic molded article according to any one of claims 1 to 5. Base material. 前記扁平ガラス繊維の繊維長は、3〜50mmである請求項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基材。   The base material for a fiber-reinforced plastic molded product according to any one of claims 1 to 6, wherein a fiber length of the flat glass fiber is 3 to 50 mm. 扁平ガラス繊維及びポリオレフィン樹脂繊維を含む不織布を形成する工程と、
前記不織布に非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程を含む繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
Step of forming a nonwoven fabric containing flat glass fibers and polyolefin resin fibers,
A method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article, comprising a step of attaching a solution or emulsion containing a non-fibrous acid-modified polyolefin resin to the nonwoven fabric.
さらにシランカップリング剤を付与する工程を含み、
前記シランカップリング剤を付与する工程は、前記不織布を形成する工程の後であって、前記非繊維状の酸変性ポリオレフィン樹脂を含む溶液又はエマルジョンを付着させる工程の前に設けられる請求項8に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。
Further including a step of applying a silane coupling agent,
9. The method according to claim 8, wherein the step of applying the silane coupling agent is provided after the step of forming the nonwoven fabric and before the step of attaching a solution or emulsion containing the non-fibrous acid-modified polyolefin resin. A method for producing a substrate for a fiber-reinforced plastic molded article according to the above.
前記シランカップリング剤を付与する工程は、シランカップリング剤を付与した後に乾燥工程を含み、前記乾燥温度は100〜135℃である請求項9に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。   The manufacturing of the substrate for a fiber-reinforced plastic molded product according to claim 9, wherein the step of applying the silane coupling agent includes a drying step after applying the silane coupling agent, and the drying temperature is 100 to 135 ° C. Method. 前記シランカップリング剤は、アミノ基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種の基を含有する請求項9又は10に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法。   The method according to claim 9 or 10, wherein the silane coupling agent contains at least one group selected from an amino group and an epoxy group.
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