JP6960229B2 - Method for manufacturing PAS resin-impregnated long fiber pellets - Google Patents

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JP6960229B2 JP2017049295A JP2017049295A JP6960229B2 JP 6960229 B2 JP6960229 B2 JP 6960229B2 JP 2017049295 A JP2017049295 A JP 2017049295A JP 2017049295 A JP2017049295 A JP 2017049295A JP 6960229 B2 JP6960229 B2 JP 6960229B2
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本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法と、前記ペレットを含む組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing long fiber pellets impregnated with a polyarylene sulfide resin and a method for producing a composition containing the pellets.

ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略す場合がある)樹脂に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下PASと略す場合がある)樹脂は、高い耐熱性、耐化学薬品性、寸法安定性、難燃性を有していることから、電気・電子機器部品材料、自動車機器部品材料、化学機器部品材料などに広く使用されている。PAS樹脂単体では、成形品の高温剛性が不足する場合があるが、ガラス繊維などの無機フィラーを配合したPAS樹脂は、耐熱性および剛性が向上する。 Polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) resin and other polyarylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PAS) resin have high heat resistance, chemical resistance, dimensional stability, and flame retardancy. Therefore, it is widely used in electrical and electronic equipment parts materials, automobile equipment parts materials, chemical equipment parts materials, and the like. The high temperature rigidity of the molded product may be insufficient with the PAS resin alone, but the heat resistance and rigidity of the PAS resin containing an inorganic filler such as glass fiber are improved.

平行に整列されたガラス繊維などの連続繊維に、熱可塑性樹脂を含浸させた後、所要長さに切断した長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの成形物は、短繊維で強化されたものに比べて機械強度が優れることから、成形材料として汎用されている。
特許文献1の発明は、温度の異なる第1固定ダイと第2固定ダイを組み合わせた、被覆された繊維強化複合材料構造体のペレットの連続製造方法が記載されている。熱可塑性材料は段落番号0015、0017に記載され、繊維ストランドは段落番号0016に記載されている。
Molded products of long fiber reinforced thermoplastic resin pellets, which are obtained by impregnating continuous fibers such as glass fibers arranged in parallel with a thermoplastic resin and then cutting them to a required length, are compared with those reinforced with short fibers. Due to its excellent mechanical strength, it is widely used as a molding material.
The invention of Patent Document 1 describes a method for continuously producing pellets of a coated fiber-reinforced composite material structure in which a first fixed die and a second fixed die having different temperatures are combined. Thermoplastic materials are described in paragraphs 0015 and 0017, and fiber strands are described in paragraph 0016.

特許第4405080号公報Japanese Patent No. 4405080

本発明は、PAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法と、前記ペレットを含む組成物の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets and a method for producing a composition containing the pellets.

本発明は、 連続繊維を長さ方向に揃えた状態で束ねた連続繊維束に対して、加温状態のダイ中にて溶融状態のポリアリーレンスルフィド(PAS)樹脂を含浸させて一体化した後、4〜50mmの長さに切断するPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法であって、
前記PAS樹脂含浸長繊維ペレット中の前記連続繊維の含有割合が20〜60質量%であり、
使用するPAS樹脂の粘度(温度310℃、せん断速度1200s−1)が50〜250Pa・sであり、
前記ダイの設定温度が340℃以上で390℃以下である、PAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法を提供する。
In the present invention, a continuous fiber bundle in which continuous fibers are aligned in the length direction is impregnated with a molten polyarylene sulfide (PAS) resin in a heated die and integrated. A method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets, which is cut to a length of 4 to 50 mm.
The content ratio of the continuous fiber in the PAS resin-impregnated long fiber pellet is 20 to 60% by mass.
The viscosity of the PAS resin used (temperature 310 ° C., shear rate 1200s -1 ) is 50 to 250 Pa · s.
Provided is a method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets, wherein the set temperature of the die is 340 ° C. or higher and 390 ° C. or lower.

本発明は、上記の製造方法によりPAS樹脂含浸長繊維ペレットを製造した後、前記PAS樹脂含浸長繊維ペレット100質量部に対して0.005〜0.1質量部の脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、およびポリエチレンワックスからなる群から選ばれる1種又は2種以上からなる滑剤成分を添加混合する、PAS樹脂組成物の製造方法を提供する。 In the present invention, after producing PAS resin-impregnated long fiber pellets by the above production method, 0.005 to 0.1 parts by mass of fatty acid amide, fatty acid ester, and fatty acid with respect to 100 parts by mass of the PAS resin-impregnated long fiber pellets. Provided is a method for producing a PAS resin composition, which comprises adding and mixing one or more lubricant components selected from the group consisting of a metal salt and a polyethylene wax.

本発明の製造方法により得られるPAS樹脂含浸長繊維ペレットは、成形体の引張強さが高い。 The PAS resin-impregnated long fiber pellets obtained by the production method of the present invention have high tensile strength of the molded product.

<PAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法>
本発明の製造方法は、連続繊維を長さ方向に揃えた状態で束ねた連続繊維束に対して、加温状態のダイ中にて溶融状態のポリアリーレンスルフィド(PAS)樹脂を含浸させて一体化した後、4〜50mmの長さに切断する工程を有しているものである。
<Manufacturing method of PAS resin impregnated long fiber pellets>
In the production method of the present invention, a continuous fiber bundle in which continuous fibers are aligned in the length direction is impregnated with a molten polyarylene sulfide (PAS) resin in a heated die and integrated. It has a step of cutting into a length of 4 to 50 mm after sulphurization.

PAS樹脂は、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂などを挙げることができる。 Examples of the PAS resin include polyphenylene sulfide (PPS) resin and the like.

引張強さなど機械特性の優れた繊維強化されたPAS樹脂成形体を得るには、原料に使用するPAS樹脂の分子量が高いことが好ましいが、分子量が高すぎると溶融状態の流動性が悪くなる。
PAS樹脂の分子量および流動性の指標となる、温度310℃、せん断速度1200sec−1の粘度は、50〜250Pa・sが好ましく、60〜230Pa・sがより好ましく、70〜220Pa・sがさらに好ましい。前記条件におけるPAS樹脂の粘度が、50Pa・sより小さいと、成形体の機械特性、とりわけ引張強さが低くなる。また250Pa・sより大きいと加温状態のダイ中におけるPAS樹脂の連続繊維束への含浸性が低下する。
本発明に用いられるPAS樹脂は、前記粘度の異なるPAS樹脂を混合して上記粘度範囲となるようにしたものも使用することができる。
In order to obtain a fiber-reinforced PAS resin molded product having excellent mechanical properties such as tensile strength, it is preferable that the molecular weight of the PAS resin used as a raw material is high, but if the molecular weight is too high, the fluidity in the molten state deteriorates. ..
The viscosity at a temperature of 310 ° C. and a shear rate of 1200 sec -1 , which is an index of the molecular weight and fluidity of the PAS resin, is preferably 50 to 250 Pa · s, more preferably 60 to 230 Pa · s, still more preferably 70 to 220 Pa · s. .. If the viscosity of the PAS resin under the above conditions is less than 50 Pa · s, the mechanical properties of the molded product, particularly the tensile strength, will be low. On the other hand, if it is larger than 250 Pa · s, the impregnation property of the PAS resin into the continuous fiber bundle in the heated die is lowered.
As the PAS resin used in the present invention, one in which the PAS resins having different viscosities are mixed so as to be in the above viscosity range can also be used.

連続繊維は、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維から選ばれるものが好ましい。
連続繊維束の繊維本数は、好ましくは100〜30000本、より好ましくは500〜25000本、さらに好ましくは1000〜15000本、特に好ましくは2000〜10000本である。
The continuous fiber is preferably selected from glass fiber, carbon fiber, stainless steel fiber, and aramid fiber.
The number of fibers in the continuous fiber bundle is preferably 100 to 30,000, more preferably 500 to 25,000, still more preferably 1,000 to 15,000, and particularly preferably 2000 to 10,000.

熱可塑性樹脂(但し、PAS樹脂を除く)を使用した樹脂含浸繊維束長繊維ペレットの製造方法自体は公知であり、例えば、特開2013−107979号公報(製造例1の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造)、特開2013−121988号公報(製造例1の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造)、特開2012−52093号公報(実施例1〜9)、特開2012−131104号公報(製造例1の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造、製造例2の樹脂含浸炭素繊維長繊維束の製造)、特開2012−131918号公報(製造例1の樹脂含浸炭素繊維束の製造、製造例2の樹脂含浸ガラス繊維束の製造)、特開2011−162905号公報(実施例1)、特開2004−14990号公報(実施例1〜7)に記載の方法に準じて製造することができる。 A method for producing resin-impregnated fiber bundle long fiber pellets using a thermoplastic resin (excluding PAS resin) is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-107979 (resin-impregnated glass long fiber bundle of Production Example 1) is known. , JP 2013-121988 (manufacturing of resin-impregnated glass fiber bundle of Production Example 1), JP 2012-52093 (Examples 1 to 9), JP 2012-131104 (manufacturing). Production of resin-impregnated glass long fiber bundle of Example 1, production of resin-impregnated carbon fiber long fiber bundle of Production Example 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-131918 (Production of resin-impregnated carbon fiber bundle of Production Example 1, Production Example 2) (Production of resin-impregnated glass fiber bundle), JP-A-2011-162905 (Example 1), JP-A-2004-14990 (Examples 1 to 7).

本発明の製造方法では、前記ダイの設定温度は340℃以上であり、345℃以上が好ましく、350℃以上がより好ましい。
前記温度が340℃よりも低い場合は、溶融したPAS樹脂の流動性が十分でなく、加温状態のダイ中におけるPAS樹脂の連続繊維束への含浸性が低下し、PAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造が困難となる。
一方、前記ダイの設定温度が高すぎると、成形体の機械特性、とりわけ引張強さが低下する。前記の使用するPAS樹脂の粘度が高い場合、すなわち分子量が高い場合は、380℃乃至390℃程度まで設定することができるが、粘度が低い場合には、370℃程度を上限設定温度の目安にすることが好ましい。なお、使用するPAS樹脂の前記粘度が250Pa・s以下であれば、370℃の設定温度で本発明のPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造はできる。
本発明の製造方法では、前記ダイの設定温度の上限は390℃以下であり、380℃以下が好ましく、370℃以下がより好ましい。ダイの設定温度が高すぎる場合は引張強さなどの機械的特性の低下が顕著になる。
In the production method of the present invention, the set temperature of the die is 340 ° C. or higher, preferably 345 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher.
When the temperature is lower than 340 ° C., the fluidity of the molten PAS resin is not sufficient, the impregnation property of the PAS resin into the continuous fiber bundle in the heated die is lowered, and the PAS resin impregnated long fiber pellets. Is difficult to manufacture.
On the other hand, if the set temperature of the die is too high, the mechanical properties of the molded product, particularly the tensile strength, will decrease. When the viscosity of the PAS resin used is high, that is, when the molecular weight is high, the temperature can be set from 380 ° C. to 390 ° C., but when the viscosity is low, about 370 ° C. is used as a guideline for the upper limit setting temperature. It is preferable to do so. If the viscosity of the PAS resin used is 250 Pa · s or less, the PAS resin-impregnated long fiber pellets of the present invention can be produced at a set temperature of 370 ° C.
In the production method of the present invention, the upper limit of the set temperature of the die is 390 ° C. or lower, preferably 380 ° C. or lower, more preferably 370 ° C. or lower. If the set temperature of the die is too high, the mechanical properties such as tensile strength will be significantly reduced.

PAS樹脂含浸長繊維ペレット中の連続繊維の含有割合は20〜60質量%、25〜55質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましく、40〜50質量%がさらに好ましく、合計で100質量%となる残部割合がPAS樹脂である。なお、前記割合は、実質的に原料基準と同一である。
PAS樹脂含浸長繊維ペレットに含まれる繊維の長さは、PAS樹脂含浸長繊維ペレットと同じである。
The content ratio of continuous fibers in the PAS resin-impregnated long fiber pellets is preferably 20 to 60% by mass, preferably 25 to 55% by mass, more preferably 30 to 50% by mass, further preferably 40 to 50% by mass, and a total of 100% by mass. The remaining ratio to be% is PAS resin. The ratio is substantially the same as the raw material standard.
The length of the fiber contained in the PAS resin-impregnated long fiber pellet is the same as that of the PAS resin-impregnated long fiber pellet.

<PAS樹脂組成物の製造方法>
本発明の組成物の製造方法は、上記したPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法によりPAS樹脂含浸長繊維ペレットを製造した後、さらに滑剤成分を添加混合する方法である。
滑剤成分は、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、およびポリエチレンワックスからなる群から選ばれる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。滑剤成分は沸点が観測されないか、300℃以上であることが好ましく、沸点が330℃以上であることがより好ましい。
<Manufacturing method of PAS resin composition>
The method for producing the composition of the present invention is a method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets by the above-mentioned method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets, and then further adding and mixing lubricant components.
The lubricant component is selected from the group consisting of fatty acid amides, fatty acid esters, fatty acid metal salts, and polyethylene wax. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The boiling point of the lubricant component is not observed, or it is preferably 300 ° C. or higher, and more preferably 330 ° C. or higher.

脂肪族アミドとしては、具体的には、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミド等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the aliphatic amide include stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, behenic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, and ethylene bislauric acid amide. And so on. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

脂肪族エステルとしては、具体的には、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸オクチル、ヤシ脂肪酸オクチルエステル、ステアリン酸オクチル、牛脂脂肪酸オクチルエステル、ラウリル酸ラウリル、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル、ミリスチン酸セチル、炭素数28〜30の直鎖状で分岐がない飽和モノカルボン酸(以下モンタン酸と略記する)とエチレングリコールのエステル、モンタン酸とグリセリンのエステル、モンタン酸とブチレングリコールのエステル、モンタン酸とトリメチロールエタンのエステル、モンタン酸とトリメチロールプロパンのエステル、モンタン酸とペンタエリスリトールのエステル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
モンタン酸エステル系ワックスは金属塩を形成していると成型時の金型離型性にも好適に寄与する。さらには、モンタン酸エステル化物と、モンタン酸と水酸化カルシウムとのケン化物との混合ワックスも使用できる。
Specific examples of the aliphatic ester include isopropyl palmitate, octyl palmitate, octyl palm fatty acid ester, octyl stearate, octyl beef fatty acid fatty acid ester, lauryl laurate, stearyl stearate, behenyl behenyl, cetyl myristate, and carbon. 28-30 linear, non-branched saturated monocarboxylic acids (hereinafter abbreviated as montanic acid) and ethylene glycol esters, montanic acid and glycerin esters, montanic acid and butylene glycol esters, montanic acid and trimethylol Examples thereof include an ester of ethane, an ester of montanoic acid and trimethylolpropane, and an ester of montanoic acid and pentaerythritol. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
When the montanic acid ester wax forms a metal salt, it also suitably contributes to the mold releasability during molding. Furthermore, a mixed wax of a montanic acid esterified product and a saponified product of montanic acid and calcium hydroxide can also be used.

脂肪族エステルには、グリセリン有機酸エステル、ポリグリセリン有機酸エステル、ソルビタン有機酸エステル、プロピレングリコール有機酸エステル、高級アルコール有機酸エステルも含まれる。これらは、炭素数40未満の脂肪酸から誘導されるものであることが最も好ましい。具体的には、ステアリン酸モノグリセライド、クエン酸飽和脂肪酸モノグリセライド、ソルビタンステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、ポリグリセリンステアレート等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The aliphatic ester also includes a glycerin organic acid ester, a polyglycerin organic acid ester, a sorbitan organic acid ester, a propylene glycol organic acid ester, and a higher alcohol organic acid ester. Most preferably, these are derived from fatty acids having less than 40 carbon atoms. Specific examples thereof include stearic acid monoglyceride, citric acid saturated fatty acid monoglyceride, sorbitan stearate, propylene glycol monostearate, stearyl steerate, and polyglycerin stearate. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

また、ポリエチレンワックスとは、例えばチグラー触媒にて重合されるポリエチレンワックスであれば、問題なく使用できる。さらに、極性プラスチックへの相溶性を高める為に酸化されたポリエチレンワックスであることが好ましい。溶融粘度としては、140℃下で、3000mPa・s以下であることが好ましい。 Further, as the polyethylene wax, for example, any polyethylene wax polymerized by a Ziegler catalyst can be used without any problem. Further, it is preferable that the polyethylene wax is oxidized in order to improve the compatibility with the polar plastic. The melt viscosity is preferably 3000 mPa · s or less at 140 ° C.

脂肪酸金属塩としては、好ましくは炭素数16〜36の高級脂肪酸の金属塩で、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸リチウム等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのうち、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどが好ましい。
The fatty acid metal salt is preferably a metal salt of a higher fatty acid having 16 to 36 carbon atoms, for example, magnesium stearate, calcium stearate, barium stearate, calcium montanate, sodium montanate, zinc stearate, aluminum stearate, and the like. Examples thereof include sodium stearate and lithium stearate. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
Of these, calcium stearate, magnesium stearate and the like are preferable.

これら具体的な化合物の中で、滑剤成分は、エチレンビスステアリン酸アミド、モンタン酸エステルワックス、ポリグリセリンステアレート、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびポリエチレンワックスからなる群から選ばれる1種または2種以上が好ましく、モンタン酸エステルワックス、ステアリン酸カルシウム、及びステアリン酸マグネシウムからなる群から選ばれる1種または2種以上がより好ましい。 Among these specific compounds, the lubricant component is one or more selected from the group consisting of ethylene bisstearic acid amide, montanic acid ester wax, polyglycerin stearate, calcium stearate, magnesium stearate and polyethylene wax. Is preferable, and one or more selected from the group consisting of montanic acid ester wax, calcium stearate, and magnesium stearate is more preferable.

本発明の組成物では、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、およびポリエチレンワックスからなる群を除いた他の外部滑剤は必要ないが、他の外部滑剤と併用するときは、外部滑剤中の脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、およびポリエチレンワックスからなる群の含有割合が95質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることがより好ましい。 The composition of the present invention does not require any other external lubricant except for the group consisting of fatty acid amides, fatty acid esters, fatty acid metal salts, and polyethylene wax, but when used in combination with other external lubricants, the fatty acids in the external lubricant The content ratio of the group consisting of amide, fatty acid ester, fatty acid metal salt, and polyethylene wax is preferably 95% by mass or more, and more preferably 98% by mass or more.

PAS樹脂含浸長繊維ペレットと滑剤の含有割合は、PAS100質量部に対して滑材が0.005〜0.1質量部、好ましくは0.005〜0.05質量部、より好ましくは0.005〜0.02質量部である。
滑剤は累積分布値90%に対応する粒子径(D90)として表される粒子径が100μm以下であるものが好ましく、5〜75μmのものがより好ましく、10〜60μmのものがさらに好ましい。
滑剤成分の累積分布値90%に対応する粒子径(D90)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、「Microtrac MT3300EX II」(商品名)、Microtrac社製)を用い、分散媒に例えばエタノールなどの溶媒を用いて測定することができる。
The content ratio of the PAS resin-impregnated long fiber pellets and the lubricant is 0.005 to 0.1 parts by mass, preferably 0.005 to 0.05 parts by mass, and more preferably 0.005 parts by mass of the lubricant with respect to 100 parts by mass of PAS. ~ 0.02 parts by mass.
The lubricant has a particle size of 100 μm or less, which is represented as a particle size (D90) corresponding to a cumulative distribution value of 90%, preferably 5 to 75 μm, more preferably 10 to 60 μm.
The particle size (D90) corresponding to the cumulative distribution value of 90% of the lubricant component was determined by using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (for example, "Microtrac MT3300EX II" (trade name), manufactured by Microtrac) as a dispersion medium. For example, it can be measured using a solvent such as ethanol.

本発明の組成物は、組成物の用途に応じて公知の添加剤を添加することもできる。
公知の添加剤としては、安定剤、可塑剤、耐光剤、耐電防止剤、着色剤などを挙げることができるが、難燃剤は含まない
Known additives can be added to the composition of the present invention depending on the use of the composition.
Known additives, stabilizers, plasticizers, light stabilizer, antistatic agent, there may be mentioned, such as wearing color agent, a flame retardant is not included.

(1)PPS粘度(Pa・s)
PPSのペレットを140℃、3時間の条件で乾燥後、東洋精機製キャピログラフ1Bにより溶融粘度を測定した。
この際、キャピラリーは、1mmφ×20mmLのフラットダイを使用し、設定温度は310℃とした。PPSのペレットを装置に導入し、5分間保持した後、ズリ速度1200sec-1での溶融粘度を測定した。溶融粘度が高いほど分子量が高く、流動性が悪いため、これを分子量と流動性の指標とした。
(1) PPS viscosity (Pa · s)
The PPS pellets were dried at 140 ° C. for 3 hours, and then the melt viscosity was measured with Capillograph 1B manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
At this time, the capillary used a flat die of 1 mmφ × 20 mmL, and the set temperature was set to 310 ° C. PPS pellets were introduced into the apparatus and held for 5 minutes, after which the melt viscosity was measured at a shear rate of 1200 sec -1. The higher the melt viscosity, the higher the molecular weight and the lower the fluidity, so this was used as an index of the molecular weight and fluidity.

(2)引張強さ(MPa)
ISO527に準拠して測定した。
下記条件にてISO多目的試験片A型形状品(厚み4mm)を作製して、引張強さ測定用の試験片とした。
装置:(株)日本製鋼所製、J−150EII
シリンダー温度330℃
金型温度:160℃
スクリュー:長繊維専用スクリュー
スクリュー径:51mm
ゲート形状20mm幅サイドゲート
(2) Tensile strength (MPa)
Measured according to ISO527.
An ISO multipurpose test piece A-shaped product (thickness 4 mm) was prepared under the following conditions and used as a test piece for measuring tensile strength.
Equipment: J-150EII manufactured by Japan Steel Works, Ltd.
Cylinder temperature 330 ℃
Mold temperature: 160 ° C
Screw: Screw for long fibers Screw diameter: 51 mm
Gate shape 20 mm wide side gate

使用したPAS樹脂
A−1:ポリプラスチックス(株)製PPS樹脂、DURAFIDE 0220C9(310℃、せん断速度1200sec−1における粘度210Pa・s)
A−2:ポリプラスチックス(株)製PPS樹脂、DURAFIDE 0203C6(310℃、せん断速度1200sec−1における粘度28Pa・s)
A−3:A−1とA−2を質量比1:1で混合したPPS樹脂(せん断速度1200sec−1における粘度72Pa・s)
A−4:A−1とA−2を質量比1:2で混合したPPS樹脂(せん断速度1200sec−1における粘度51Pa・s)
PAS resin used A-1: PPS resin manufactured by Polyplastics Co., Ltd., DURAFIDE 0220C9 (310 ° C., viscosity 210 Pa · s at shear rate 1200 sec -1)
A-2: PPS resin manufactured by Polyplastics Co., Ltd., DURAFIDE 0203C6 (viscosity 28 Pa · s at 310 ° C. and shear rate 1200 sec -1)
A-3: PPS resin in which A-1 and A-2 are mixed at a mass ratio of 1: 1 (viscosity 72 Pa · s at a shear rate of 1200 sec -1)
A-4: PPS resin in which A-1 and A-2 are mixed at a mass ratio of 1: 2 (viscosity 51 Pa · s at a shear rate of 1200 sec -1)

実施例1(PPS樹脂含浸カーボン長繊維ペレット)
炭素長繊維(トレカT700S(東レ(株)製)からなる24000本の繊維束)を、予備加熱装置による230℃の加熱を経て、クロスヘッドダイに通した。
そのとき、樹脂フィーダーから、PPS樹脂(A−3)を99.7質量部および安定剤 BASFジャパン(株)製IRGAFOS168を0.3質量部ドライブレンドしたものを投入し、2軸押出機(シリンダー温度最高345℃)で溶融させてクロスヘッドダイ(設定温度360℃)に供給し、表1に記載の割合で、繊維束にPPS樹脂を含浸させた。
その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより切断し、PPS樹脂含浸カーボン長繊維ペレットを得た。
PPS樹脂含浸カーボン長繊維ペレットを切断して確認したところ、カーボン長繊維が長さ方向にほぼ平行になっており、中心部まで樹脂が含浸されていた。
Example 1 (PPS resin impregnated carbon long fiber pellet)
Long carbon fibers (24,000 fiber bundles made of Trading Card T700S (manufactured by Toray Industries, Inc.)) were passed through a crosshead die after being heated at 230 ° C. by a preheating device.
At that time, a dry blend of 99.7 parts by mass of PPS resin (A-3) and 0.3 parts by mass of IRGAFOS168 manufactured by BASF Japan Ltd. was charged from the resin feeder, and a twin-screw extruder (cylinder). It was melted at a maximum temperature of 345 ° C.) and supplied to a crosshead die (set temperature of 360 ° C.), and the fiber bundle was impregnated with PPS resin at the ratio shown in Table 1.
Then, it was shaped with a shaping nozzle at the outlet of the crosshead die, shaped with a shaping roll, and then cut with a pelletizer to obtain PPS resin-impregnated carbon long fiber pellets.
When the PPS resin-impregnated carbon long fiber pellets were cut and confirmed, the carbon long fibers were substantially parallel in the length direction, and the resin was impregnated up to the center.

実施例2
クロスヘッドダイの設定温度が380℃である以外は、実施例1と同様の方法でPPS樹脂含浸カーボン長繊維ペレットを得た。
Example 2
PPS resin-impregnated carbon long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that the set temperature of the crosshead die was 380 ° C.

Figure 0006960229
Figure 0006960229

実施例3(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
ガラス長繊維からなる集束剤で束ねられた繊維束(ガラス繊維:約4000本の繊維の束)をクロスヘッドダイに通した。
そのとき、樹脂フィーダーから、PPS樹脂(A−1)を99.7質量部および安定剤BASFジャパン(株)製IRGAFOS168を0.3質量部ドライブレンドしたものを投入し、2軸押出機(シリンダー温度最高345℃)で溶融させてクロスヘッドダイ(設定温度350℃)に供給し、表2に記載の割合で、繊維束にPPS樹脂を含浸させた。
その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより所定長さに切断し、PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
このようにして得たPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを切断して確認したところ、ガラス長繊維が長さ方向にほぼ平行になっており、中心部まで樹脂が含浸されていた。
Example 3 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
A fiber bundle (glass fiber: a bundle of about 4000 fibers) bundled with a sizing agent composed of long glass fibers was passed through a crosshead die.
At that time, a dry blend of 99.7 parts by mass of PPS resin (A-1) and 0.3 parts by mass of IRGAFOS168 manufactured by BASF Japan Ltd. was charged from the resin feeder, and a twin-screw extruder (cylinder). It was melted at a maximum temperature of 345 ° C.) and supplied to a crosshead die (set temperature of 350 ° C.), and the fiber bundle was impregnated with PPS resin at the ratio shown in Table 2.
Then, it was shaped with a shaping nozzle at the outlet of the crosshead die, shaped with a shaping roll, and then cut to a predetermined length with a pelletizer to obtain PPS resin-impregnated glass long fiber pellets.
When the PPS resin-impregnated glass long fiber pellets thus obtained were cut and confirmed, the glass long fibers were substantially parallel in the length direction, and the resin was impregnated to the center.

実施例4(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
使用したPPS樹脂がA−3であるほかは、実施例3と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Example 4 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 3 except that the PPS resin used was A-3.

実施例5(PPS樹脂組成物)
実施例4で製造したPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット100質量部に対し、ステアリン酸カルシウム(堺化学工業(株)製 SC−100)0.01質量部をドライブレンドすることでPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Example 5 (PPS resin composition)
PPS resin-impregnated glass long fibers by dry-blending 0.01 parts by mass of calcium stearate (SC-100 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) with 100 parts by mass of PPS resin-impregnated glass long fiber pellets produced in Example 4. Pellets were obtained.

実施例6(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
クロスヘットダイの設定温度が370℃であるほかは、実施例4と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Example 6 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 4 except that the set temperature of the crosshead die was 370 ° C.

実施例7(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
使用したPPS樹脂がA−4、クロスヘットダイの設定温度が370℃であるほかは、実施例3と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Example 7 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 3 except that the PPS resin used was A-4 and the set temperature of the crosshead die was 370 ° C.

実施例8(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
クロスヘットダイの設定温度が390℃であるほかは、実施例7と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Example 8 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 7 except that the set temperature of the crosshead die was 390 ° C.

比較例1(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
使用したPPS樹脂がA−2、ガラス繊維の質量分率が40%、クロスヘットダイの設定温度が390℃であるほかは、実施例3と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Comparative Example 1 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 3 except that the PPS resin used was A-2, the mass fraction of the glass fiber was 40%, and the set temperature of the crosshead die was 390 ° C. rice field.

比較例2(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
クロスヘットダイの設定温度が370℃であるほかは、比較例1と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Comparative Example 2 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the set temperature of the crosshead die was 370 ° C.

比較例3(PPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレット)
使用したPPS樹脂がA−2であるほかは、実施例3と同様の方法でPPS樹脂含浸ガラス長繊維ペレットを得た。
Comparative Example 3 (PPS resin impregnated glass long fiber pellet)
PPS resin-impregnated glass long fiber pellets were obtained in the same manner as in Example 3 except that the PPS resin used was A-2.

Figure 0006960229
Figure 0006960229

比較例1〜3では、使用したPAS樹脂の粘度が低すぎたため、十分な引張強さが得られなかった。
また実施例4と実施例を比べると、外部滑剤の有無によって引張強さに9MPaの差があった。
In Comparative Examples 1 to 3, the viscosity of the PAS resin used was too low, so that sufficient tensile strength could not be obtained.
Further, when Example 4 and Example 5 were compared, there was a difference of 9 MPa in tensile strength depending on the presence or absence of the external lubricant.

本発明の製造方法により得られたPAS樹脂含浸長繊維ペレットは、PPS樹脂が元来示す耐熱性、耐薬品性、耐熱水性を維持して機械的特性(引張強さ)に優れるため、例えば、電気・電子用途、自動車用途、水廻り用途、一般雑貨用途、建築部材などに利用することができる。 The PAS resin-impregnated long fiber pellets obtained by the production method of the present invention maintain the heat resistance, chemical resistance, and heat resistance and water resistance originally exhibited by the PPS resin and are excellent in mechanical properties (tensile strength). It can be used for electrical / electronic applications, automobile applications, water-related applications, general miscellaneous goods applications, building materials, etc.

Claims (5)

連続繊維を長さ方向に揃えた状態で束ねた連続繊維束に対して、加温状態のダイ中にて溶融状態のポリアリーレンスルフィド(PAS)樹脂を含浸させて一体化した後、4〜50mmの長さに切断するPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法であって、
前記PAS樹脂含浸長繊維ペレットが難燃剤を含まず、
前記PAS樹脂含浸長繊維ペレット中の前記連続繊維の含有割合が20〜60質量%であり、
使用するPAS樹脂の粘度(温度310℃、せん断速度1200s-1)が50〜250Pa・sであり、
前記ダイの設定温度が340℃以上で390℃以下である、PAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法。
A continuous fiber bundle in which continuous fibers are aligned in the length direction is impregnated with a molten polyarylene sulfide (PAS) resin in a heated die and integrated, and then 4 to 50 mm. It is a method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets that are cut to the length of
The PAS resin impregnated long fiber pellet does not contain a flame retardant and
The content ratio of the continuous fiber in the PAS resin-impregnated long fiber pellet is 20 to 60% by mass.
The viscosity of the PAS resin used (temperature 310 ° C., shear rate 1200s -1 ) is 50 to 250 Pa · s.
A method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets, wherein the set temperature of the die is 340 ° C. or higher and 390 ° C. or lower.
前記PAS樹脂の粘度が50〜220Pa・sであり、前記ダイの設定温度が340℃以上で370℃以下である、請求項1又は2に記載のPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法。 The method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets according to claim 1 or 2, wherein the PAS resin has a viscosity of 50 to 220 Pa · s, and the set temperature of the die is 340 ° C. or higher and 370 ° C. or lower. 前記連続繊維が、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維から選ばれるものである、請求項1又は2に記載のPAS樹脂含浸長繊維ペレットの製造方法。 The method for producing PAS resin-impregnated long fiber pellets according to claim 1 or 2, wherein the continuous fiber is selected from glass fiber, carbon fiber, stainless fiber, and aramid fiber. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法によりPAS樹脂含浸長繊維ペレットを製造した後、前記PAS樹脂含浸長繊維ペレット100質量部に対して0.005〜0.1質量部の脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、およびポリエチレンワックスからなる群から選ばれる1種又は2種以上からなる滑剤成分を添加混合する、PAS樹脂組成物の製造方法。 After producing the PAS resin-impregnated long fiber pellets by the production method according to any one of claims 1 to 3, 0.005 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the PAS resin-impregnated long fiber pellets. A method for producing a PAS resin composition, which comprises adding and mixing one or more lubricant components selected from the group consisting of fatty acid amides, fatty acid esters, fatty acid metal salts, and polyethylene wax. 前記滑剤成分が、エチレンビスステアリン酸アミド、モンタン酸エステルワックス、ポリグリセリンステアレート、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびポリエチレンワックスからなる群から選ばれる1種又は2種以上からなる、請求項4記載のPAS樹脂組成物の製造方法。 The fourth aspect of claim 4, wherein the lubricant component comprises one or more selected from the group consisting of ethylene bisstearic acid amide, montanic acid ester wax, polyglycerin stearate, calcium stearate, magnesium stearate and polyethylene wax. A method for producing a PAS resin composition.
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