JPH05220852A - Preparation of long filament reinforced polyamide resin composition - Google Patents

Preparation of long filament reinforced polyamide resin composition

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JPH05220852A
JPH05220852A JP4025447A JP2544792A JPH05220852A JP H05220852 A JPH05220852 A JP H05220852A JP 4025447 A JP4025447 A JP 4025447A JP 2544792 A JP2544792 A JP 2544792A JP H05220852 A JPH05220852 A JP H05220852A
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JP
Japan
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fiber
liquid
resin
mixed
impregnated
Prior art date
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Pending
Application number
JP4025447A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Onodera
章夫 小野寺
Tomoshi Shimomura
知史 下村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Ube Nitto Kasei Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ube Nitto Kasei Co Ltd filed Critical Ube Nitto Kasei Co Ltd
Priority to JP4025447A priority Critical patent/JPH05220852A/en
Publication of JPH05220852A publication Critical patent/JPH05220852A/en
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prepare a long fiber-reinforced polyamide resin compsn. by a method wherein amt. of the remaining monomer is small and the yield can be improved and a combination of a catalyst and an activating agent with which an obtd. polymer does not become to a high mol. wt. level where it is hardly molded is used. CONSTITUTION:A liq. lactam incorporated with sodium hydride as an anionic polymn. catalyst and a liq. lactam wherein a bifunctional org. isocyanate and a monofunctional org. isocyanate are mixed as an activating agent are fed into an impregnation room 4 while they are mixed by a specified ratio and a long filament-like reinforcing fiber 5 being continuously fed is impregnated with the mixed soln. in the impregnation room 4 and then, this is guided into a covering head of a melt-extrunder through a nipple 11 and the outer periphery of this impregnated reinforced fiber is covered with a molten thermoplastic resin with a softening temp. of at least 120 deg.C to form a seamless covering layer 14 and then, this is introduced in a heated polymer tank, wherein anion polymn. of the lactam existing inside of the covering layer 14 is performed and the product is cut into a specified length.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は長繊維強化ポリアミド樹
脂組成物の製造方法に関し、特に反応後のポリアミド樹
脂中の残留モノマーが少なく歩留まり良く製造する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a long-fiber-reinforced polyamide resin composition, and more particularly to a method for producing a polyamide resin after reaction with a small amount of residual monomers and a high yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂と補強用繊維とからなる機
械的強度に優れた繊維強化熱可塑性樹脂ペレットはこれ
までにも種々検討されている。本出願人も装置上、取扱
い上容易に繊維強化ポリアミド樹脂組成物を得る方法を
研究し、既に特願平2−179064号として出願し
た。
2. Description of the Related Art Various fiber-reinforced thermoplastic resin pellets made of a thermoplastic resin and reinforcing fibers and having excellent mechanical strength have been studied so far. The present applicant also studied a method for obtaining a fiber-reinforced polyamide resin composition easily in terms of equipment and handling, and has already filed as Japanese Patent Application No. 2-179064.

【0003】この出願にかかる製造方法は、アニオン重
合触媒,活性化剤をそれぞれ添加したラクタム類を連続
的に混合しながら長繊維状の補強繊維に含浸し、直ちに
これの外周を溶融熱可塑性樹脂により被覆した後加熱槽
に供給し、内部のラクタム類を前記触媒及び活性化剤の
存在下でアニオン重合させ、次いで所定の長さに切断し
ペレットに形成する方法である。
In the manufacturing method according to this application, long fiber-shaped reinforcing fibers are impregnated while continuously mixing lactams to which an anionic polymerization catalyst and an activator are added respectively, and immediately the outer periphery thereof is melted with a thermoplastic resin. After being coated with the above, it is supplied to a heating tank, an internal lactam is anionically polymerized in the presence of the catalyst and the activator, and then cut into a predetermined length to form a pellet.

【0004】この製造方法において用いられるアニオン
重合触媒は、一般に公知のラクタム類のアルカリ重合法
において使用されるアルカリ金属,アルカリ土類金属の
中から選ばれる。また、活性化剤は公知のラクタム類の
アルカリ重合法において使用される化合物であるN−ア
シルラクタム,有機イソシアネート,酸塩化物,酸無水
物,エステル,尿素誘導体,カルボイミド及びケテンの
中から選ばれる。
The anionic polymerization catalyst used in this production method is selected from the alkali metals and alkaline earth metals used in the generally known alkali polymerization method for lactams. Further, the activator is selected from N-acyl lactam, which is a compound used in the known alkali polymerization method of lactams, organic isocyanate, acid chloride, acid anhydride, ester, urea derivative, carboimide and ketene. ..

【0005】この方法によれば、装置上,取扱い上容易
に繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造でき、また得ら
れた樹脂ペレットは、補強繊維の樹脂に対する濡れも良
く機械強度に優れたペレットとなる。
According to this method, the fiber-reinforced thermoplastic resin pellets can be easily manufactured in terms of equipment and handling, and the resin pellets obtained are pellets having good wetting of the reinforcing fibers with the resin and excellent mechanical strength. ..

【0006】この方法において前記被覆用樹脂として、
得られるポリアミド樹脂組成物と相溶性のある樹脂を選
択すれば、該樹脂は被覆層内部に生成する樹脂組成物と
相溶性があるため、成形後に被覆層を剥がす工程が不要
となり、2次加工時に被覆をそのまま使用できる利点が
ある。
In this method, as the coating resin,
When a resin compatible with the obtained polyamide resin composition is selected, the resin is compatible with the resin composition formed inside the coating layer, so that the step of peeling off the coating layer after molding becomes unnecessary and the secondary processing is performed. Sometimes there is the advantage that the coating can be used as is.

【0007】しかし、これら相溶性のある被覆樹脂の種
類によっては被覆時に発生する分解ガスなどによって被
覆層内部のラクタム類のアニオン重合が阻害され、未反
応のラクタム或いは低分子量成分(以下残存モノマーと
称する)を多く含む欠点がある。なお、この種の残存モ
ノマーを多く含む組成物は2次加工の際にポリアミドの
解重合を起こすため、製造直後に残存モノマーを抽出分
離する必要があり、この成分が多ければ歩留まりが低下
する。
However, depending on the type of these compatible coating resins, the anionic polymerization of lactams inside the coating layer is inhibited by the decomposition gas generated during coating, and unreacted lactam or low molecular weight components (hereinafter referred to as residual monomer and There are many drawbacks. Since a composition containing a large amount of this type of residual monomer causes depolymerization of the polyamide during secondary processing, it is necessary to extract and separate the residual monomer immediately after production, and the yield decreases if this component is large.

【0008】この重合を阻害することのない熱可塑性の
被覆樹脂としては例えばフッ素系樹脂があるが、このフ
ッ素系樹脂はポリアミド樹脂との相溶性が悪く、したが
って2次加工の際に被覆を剥がす必要が生じ、生産性が
低下する。それゆえ、本出願人は重合阻害のない触媒及
び活性化剤の組合わせを研究した結果、アニオン重合触
媒として水素化ナトリウムと活性化剤として2官能性イ
ソシアネートとの組合せが残存モノマーが10%以下と
少なく歩留まりを向上することを確認した。
As a thermoplastic coating resin which does not inhibit the polymerization, there is, for example, a fluorine resin, but this fluorine resin has poor compatibility with a polyamide resin, and therefore the coating is peeled off during secondary processing. The need arises and productivity falls. Therefore, as a result of studying a combination of a catalyst and an activator which does not inhibit polymerization, the applicant has found that a combination of sodium hydride as an anionic polymerization catalyst and a bifunctional isocyanate as an activator has 10% or less residual monomer. It was confirmed that the yield was improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2官能
性イソシアネートを活性化剤として用いた場合には重合
したラクタムの分子量が非常に高くなる。この分子量が
高くなることにより、溶融時の粘度が上昇し、その後の
二次加工時の成形が難しくなり、流動性不足による充填
不良や強化繊維の破損による機械強度の低下を引き起こ
すことになる。
However, when a bifunctional isocyanate is used as an activator, the molecular weight of the polymerized lactam becomes very high. When the molecular weight becomes high, the viscosity at the time of melting rises, the subsequent molding at the time of secondary processing becomes difficult, and filling failure due to insufficient fluidity and breakage of the reinforcing fiber cause a decrease in mechanical strength.

【0010】本発明は以上の問題を解決するものであっ
て、その目的はアニオン重合触媒と活性化剤の組合せを
工夫することにより、被覆樹脂としてポリアミド樹脂と
相溶性のある樹脂を用いた場合に、残存モノマーが少な
く歩留まりを向上でき、なおかつ重合物が成形しにくい
程度にまでは高分子量化しない触媒及び活性化剤の組合
せを種々検討し、本発明を完成するに至った。
The present invention is intended to solve the above problems, and its object is to use a resin compatible with a polyamide resin as a coating resin by devising a combination of an anionic polymerization catalyst and an activator. In addition, various studies have been conducted on various combinations of catalysts and activators that have a small amount of residual monomers, can improve the yield, and do not increase the molecular weight to such an extent that the polymer is difficult to mold, and have completed the present invention.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、アニオン重合触媒として水素化ナトリウ
ムを添加した液状のラクタム類と、活性化剤として2官
能性の有機イソシアネートと1官能性の有機イソシアネ
ートとを混合添加した液状のラクタム類とを所定比率で
混合しながら含浸室に供給し、該含浸室中で連続的に供
給される長繊維状の補強繊維を前記混合液に含浸し、次
いでこれをニップルを介して溶融押出機の被覆ヘッド部
に導き、この含浸補強繊維の外周に軟化点が少なくても
120℃以上の熱可塑性樹脂を溶融被覆して継ぎ目なく
被覆層を形成した後、加熱された重合室中に導いて前記
被覆層内部のラクタム類をアニオン重合させた後、所定
長さに切断することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid lactam containing sodium hydride as an anionic polymerization catalyst, a bifunctional organic isocyanate and a monofunctional as an activator. Liquid lactams to which is mixed and added the organic isocyanate of are supplied to the impregnation chamber while being mixed at a predetermined ratio, and the continuous liquid is continuously impregnated in the impregnation chamber to impregnate the mixed liquid. Then, this was guided to the coating head of the melt extruder through a nipple, and the outer periphery of the impregnated reinforcing fiber was melt-coated with a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or more to form a seamless coating layer. After that, it is introduced into a heated polymerization chamber to anionically polymerize the lactams inside the coating layer, and then cut into a predetermined length.

【0012】以上の製造方法において、前記重合反応に
用いられるラクタム類の具体例としては、γ−ブチロラ
クタム,Σ−バレロラクタム,ε−カプロラクタム,ω
−エナントラクタム,ω−カプリルラクタム,ω−ウン
デカノラクタムが挙げられる。これらのラクタム類は単
独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
In the above production method, specific examples of the lactams used in the polymerization reaction include γ-butyrolactam, Σ-valerolactam, ε-caprolactam and ω.
-Enanthlactam, ω-capryllactam, ω-undecanolactam. These lactams may be used alone or in combination of two or more.

【0013】アニオン重合触媒は、公知のラクタム類の
アルカリ重合法において使用される化合物の中から水素
化ナトリウムが選択され、ラクタム類に対して0.1〜
3mol %、好ましくは0.3〜2.5mol %を加熱して
液状とされたモノマー状のラクタム類に添加して混合さ
れる(以下これをA液と称する)。
As the anionic polymerization catalyst, sodium hydride is selected from the compounds used in the known alkaline polymerization method of lactams, and the amount is 0.1 to lactams.
3 mol%, preferably 0.3 to 2.5 mol% is heated and added to the liquid monomeric lactams and mixed (hereinafter referred to as liquid A).

【0014】活性化剤として用いられる2官能性有機イ
ソシアネートの具体例はヘキサメチレンジイソシアネー
ト、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,
4−トルエンジイソシアネートなどが選択される。また
この2官能性イソシアネートに併用される1官能性イソ
シアネートとしては、フェニルイソシアネート,シクロ
ヘキシルイソシアネート,ナフチルイソシアネートなど
が掲げられる。
Specific examples of the bifunctional organic isocyanate used as the activator include hexamethylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, 2,
4-toluene diisocyanate or the like is selected. Examples of monofunctional isocyanates used in combination with this bifunctional isocyanate include phenyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, and naphthyl isocyanate.

【0015】このとき2官能/1官能イソシアネートの
混合比を決定するに当り、1官能の混合割合が低いと得
ようとする重合体の分子量が高くなり、2次成形が困難
となる。逆に2官能の混合割合が低いと溶融被覆樹脂か
らの水分の影響や分解ガスなどの影響を受けて残存モノ
マー量が高くなり、歩留まりが低下する不具合がある。
したがって、これらの相反する条件を満足する配合比を
決定することが必要である。実験によれば1官能/1官
能+2官能イソシアネートの混合比:0.1〜0.9、
より好ましくは0.3〜0.7が好適な配合比となる。
また、この有機イソシアネート全体としては0.2〜3
mol %、好ましくは0.5〜2.0mol%を加熱して液
状とされたモノマー状のラクタム類に添加して混合する
(以下これをB液と称する)。
At this time, in determining the mixing ratio of the bifunctional / monofunctional isocyanate, if the mixing ratio of the monofunctional is low, the molecular weight of the polymer to be obtained becomes high and the secondary molding becomes difficult. On the other hand, when the mixing ratio of the bifunctional is low, there is a problem that the amount of residual monomer increases due to the influence of moisture from the melt-coated resin and the influence of decomposition gas and the yield decreases.
Therefore, it is necessary to determine the compounding ratio that satisfies these contradictory conditions. According to the experiment, the mixing ratio of monofunctional / monofunctional + bifunctional isocyanate: 0.1 to 0.9,
More preferably, 0.3 to 0.7 is a suitable blending ratio.
Further, the total amount of this organic isocyanate is 0.2 to 3
Mol%, preferably 0.5 to 2.0 mol% is heated and added to the liquid monomeric lactams and mixed (hereinafter referred to as liquid B).

【0016】補強繊維としてはガラス繊維,炭素繊維な
どの無機繊維や、ポリエステルなどの有機繊維を問わず
使用可能である。
Inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, and organic fibers such as polyester can be used as the reinforcing fibers.

【0017】被覆層に用いられる熱可塑性樹脂は重合生
成物と相溶性があり、またアニオン重合の際の温度を考
慮して少なくとも120℃以上の軟化点であり、反応液
に対する耐性に富む樹脂が良い。具体的にはポリアミド
樹脂及びポリアミド/ポリプロピレン,ポリアミド/P
PO,ポリアミド/ABSなどのアロイ樹脂がかかげら
れる。
The thermoplastic resin used in the coating layer is compatible with the polymerization product, has a softening point of at least 120 ° C. or higher in consideration of the temperature during anionic polymerization, and is a resin having a high resistance to the reaction solution. good. Specifically, polyamide resin, polyamide / polypropylene, polyamide / P
Alloy resins such as PO and polyamide / ABS can be covered.

【0018】[0018]

【作用】A液中のアニオン重合触媒に水素化ナトリウム
を用いることにより、触媒活性の安定が図られる。また
B液中の活性化剤として2官能の有機イソシアネートを
用いることによりアニオン重合速度があがり、溶融被覆
樹脂からの水分や分解ガスなどの重合阻害物質の影響を
受けることなく安定的に重合反応を完結し、残存モノマ
ーを低減する一方で、1官能有機イソシアネートの存在
によって重合物の重合度を低く制御することができる。
By using sodium hydride as the anionic polymerization catalyst in the liquid A, the catalytic activity can be stabilized. Further, by using a bifunctional organic isocyanate as an activator in the liquid B, the anionic polymerization rate is increased, and the polymerization reaction is stably performed without being affected by the polymerization inhibitor such as water and decomposition gas from the melt-coated resin. While being completed and reducing the residual monomer, the degree of polymerization of the polymer can be controlled low due to the presence of the monofunctional organic isocyanate.

【0019】[0019]

【実施例】次に本発明の好適な実施例を説明する。但し
本発明は以下の実施例のみに限定されるものでない。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0020】実施例1.図1,2は本発明にかかる製造
工程の全体と一部拡大した状態を示すものである。図に
おいて、80℃に加温され、モノマーとしてのε−カプ
ロラクタムに対してアニオン重合触媒として1mol %の
水素化ナトリウムを添加して混合したA液が入ったタン
ク1と、同じく80℃に加温され、活性化剤として0.
5mol %のヘキサメチレンジイソシアネート(以下HD
Iと省略する)と0.5mol %のフェニルイソシアネー
ト(以下PhNCOと省略する)を添加したB液が入っ
たタンク2とを準備した。
Example 1. 1 and 2 show the whole and part of the manufacturing process according to the present invention. In the figure, it is heated to 80 ° C., tank 1 containing solution A mixed with ε-caprolactam as a monomer and 1 mol% sodium hydride added as an anionic polymerization catalyst, and also heated to 80 ° C. As an activator.
5 mol% hexamethylene diisocyanate (henceforth HD
A tank 2 containing a solution B to which 0.5 mol% of phenyl isocyanate (hereinafter abbreviated as PhNCO) was added was prepared.

【0021】タンク1,2の下部に混合部3を設け、混
合部3でA液及びB液を1:1で混合して反応液を作成
した。混合部3の下部に接続された含浸室4に作成され
た反応液を連続的に供給し、この含浸室4中に乾燥処理
された補強繊維であるガラスロービングからなるガラス
繊維5を導いて、ガラス繊維5中に前記反応液を含浸さ
せた。
A mixing section 3 was provided below the tanks 1 and 2, and the reaction solution was prepared by mixing the solutions A and B at a ratio of 1: 1. The reaction liquid prepared in the impregnation chamber 4 connected to the lower portion of the mixing section 3 is continuously supplied, and the glass fiber 5 made of glass roving, which is the reinforcing fiber that has been dried, is guided into the impregnation chamber 4. The glass fiber 5 was impregnated with the reaction solution.

【0022】含浸室4の周囲は80℃に保持し、窒素ガ
ス雰囲気とし、含浸室4の入口には、内径2mmの繊維案
内孔6を設け、溶液の含浸部7は長さ500mm,内径が
10から3mmに絞られた円錐状とし、さらに反応液の逆
流及び滞留がないように図2に示すように曲管構造のも
のを用いた。
The circumference of the impregnation chamber 4 is maintained at 80 ° C. and a nitrogen gas atmosphere is provided, a fiber guide hole 6 having an inner diameter of 2 mm is provided at the inlet of the impregnation chamber 4, and a solution impregnating portion 7 has a length of 500 mm and an inner diameter of The conical shape was narrowed from 10 to 3 mm, and a curved tube structure was used as shown in FIG. 2 so as to prevent backflow and retention of the reaction solution.

【0023】この含浸部7の出口側は、内径3mmの案内
部9を有し、パイプ10に接続された温水によって80
℃に保持されたニップル11に接続されている。
An outlet side of the impregnating portion 7 has a guide portion 9 having an inner diameter of 3 mm and is heated to 80 by hot water connected to a pipe 10.
It is connected to the nipple 11 which is kept at ℃.

【0024】前記ガラス繊維5に含浸させるときの反応
液の粘度は10.5センチポイズであった。上記ニップ
ル11に導かれた反応液が含浸された混合繊維12の外
周に、溶融押出機のダイヘッド30に設けた外径6mm,
内径4mmの円環状ダイ13から溶融状のナイロン6樹脂
を押出して被覆層14を形成しつつ、3m/分の速度で
押出被覆した。
The viscosity of the reaction liquid when impregnating the glass fiber 5 was 10.5 centipoise. An outer diameter of 6 mm provided on the die head 30 of the melt extruder on the outer periphery of the mixed fiber 12 impregnated with the reaction liquid introduced to the nipple 11.
Molten nylon 6 resin was extruded from an annular die 13 having an inner diameter of 4 mm to form a coating layer 14, and extrusion coating was performed at a speed of 3 m / min.

【0025】以上の工程で得られた樹脂被覆物は、直ち
に冷却水槽17に導いて、表面の被覆層14を冷却した
後、170〜200℃に制御された、長さ30mの重合
槽18中で反応液を連続的に重合し、冷却水槽19中で
水冷した後、引取機20で引取り、その後カッター21
で約10mmにカットしてペレット化した。
The resin coating obtained in the above steps is immediately introduced into a cooling water tank 17 to cool the surface coating layer 14, and then in a polymerization tank 18 having a length of 30 m and controlled at 170 to 200 ° C. The reaction liquid is continuously polymerized with, cooled with water in the cooling water tank 19, and then taken up by the take-up machine 20, and then the cutter 21.
It was cut into about 10 mm and pelletized.

【0026】この組成物は、メタノールを溶媒としてソ
ックスレー抽出を行って残存モノマーを除去した。残存
モノマー量は、最初のラクタム原料量に対する抽出前後
の重合ポリアミド重量から算出した。また、粘度法によ
り数平均分子量を測定した。これらの結果は表1に一括
して示す。
This composition was subjected to Soxhlet extraction with methanol as a solvent to remove residual monomers. The amount of residual monomer was calculated from the weight of the polymerized polyamide before and after the extraction with respect to the initial amount of lactam raw material. Further, the number average molecular weight was measured by a viscosity method. The results are collectively shown in Table 1.

【0027】次に残存モノマー除去後の組成物は、スク
リュー径38mmの射出成形機に供給して外形が12.4
×126mm,厚さ6.4mmの曲げ試験片及び12.7×
181mm、厚さ3.2mmのダンベル形状引張試験片を成
形して、曲げ強度、曲げ弾性率、引張強度及びアイゾッ
ト衝撃強度を測定した。その結果を表2に示す。なお、
試験片の成形条件は射出圧力1000Kg/cm2 ,金
型温度80℃,スクリュー回転数30rpm,冷却時間
45秒,射出時間5秒である。
Next, the composition after removal of the residual monomer was fed to an injection molding machine having a screw diameter of 38 mm and the outer shape was 12.4.
Bending test piece of 126 mm x 6.4 mm thick and 12.7 x
A dumbbell-shaped tensile test piece having a thickness of 181 mm and a thickness of 3.2 mm was molded, and bending strength, bending elastic modulus, tensile strength and Izod impact strength were measured. The results are shown in Table 2. In addition,
The molding conditions of the test piece are as follows: injection pressure 1000 kg / cm 2 , mold temperature 80 ° C., screw rotation speed 30 rpm, cooling time 45 seconds, injection time 5 seconds.

【0028】実施例2.活性化剤としてHDIを0.2
5mol %,PhNCOを0.5mol %とした以外は実施
例1と同様の製造条件で樹脂組成物を得て、残存モノマ
ー量,平均分子量を測定した。これらの結果は以下の表
1に一括して示す。
Example 2. HDI 0.2 as activator
A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that 5 mol% and PhNCO were 0.5 mol%, and the residual monomer amount and the average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0029】実施例3.活性化剤としてHDIを0.5
mol %,PhNCOを0.25mol %とした以外は実施
例1と同様の製造条件で樹脂組成物を得て、残存モノマ
ー量,平均分子量を測定した。これらの結果は以下の表
1に一括して示す。
Example 3. HDI 0.5 as activator
A resin composition was obtained under the same manufacturing conditions as in Example 1 except that mol% and PhNCO were changed to 0.25 mol%, and the residual monomer amount and the average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0030】比較例1.活性化剤としてHDIのみを1
mol %,とした以外は実施例1と同様の製造条件で樹脂
組成物を得て、残存モノマー量,平均分子量及び機械強
度を測定した。これらの結果は以下の表1,2に一括し
て示す。
Comparative Example 1. HDI only 1 as activator
A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that the amount was mol%, and the residual monomer amount, average molecular weight and mechanical strength were measured. The results are collectively shown in Tables 1 and 2 below.

【0031】比較例2.活性化剤としてPhNCOのみ
を1mol %,とした以外は実施例1と同様の製造条件で
樹脂組成物を得て、残存モノマー量,平均分子量を測定
した。これらの結果は以下の表1に一括して示す。
Comparative Example 2. A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that only PhNCO was used as the activator at 1 mol%, and the residual monomer amount and average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0032】[0032]

【表1】 この表1からは比較例1のものが残存モノマーが少ない
が平均分子量は実施例1,2,3に比べてほぼ2倍であ
ることが示されている。また、比較例2では分子量は小
さいが、残存モノマー量は実施例1,2,3に比べてほ
ぼ2.5〜3倍にも達することが確認できる。
[Table 1] From Table 1, it is shown that Comparative Example 1 has less residual monomer, but the average molecular weight is almost twice that of Examples 1, 2, and 3. Further, it can be confirmed that the molecular weight of Comparative Example 2 is small, but the amount of residual monomer reaches about 2.5 to 3 times that of Examples 1, 2, and 3.

【0033】[0033]

【表2】 以上の表2からも明らかなように実施例1は成形後の残
存繊維長が長く、成形した状態の物性値が曲げ弾性率以
外比較例1より向上している。これは重合度が低いため
に、成形時における流動性が良く、強化繊維の破損が生
じないからである。なお、射出圧力と充填量の関係を図
3に示す。これによれば、分子量の小さな実施例1によ
る組成物の方が比較例1に比べて同一射出圧力による充
填率が高く流動性が良いことを示している。
[Table 2] As is clear from Table 2 above, in Example 1, the residual fiber length after molding is long, and the physical properties in the molded state are higher than in Comparative Example 1 except for the flexural modulus. This is because the degree of polymerization is low, so that the fluidity at the time of molding is good and the reinforcing fibers are not damaged. The relationship between the injection pressure and the filling amount is shown in FIG. According to this, it is shown that the composition of Example 1 having a smaller molecular weight has a higher filling rate under the same injection pressure and better fluidity than Comparative Example 1.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、本発明の製造方法によれば、B液中の活性化剤とし
て2官能の有機イソシアネートを用いることによりアニ
オン重合速度があがり、溶融被覆樹脂からの水分や分解
ガスなどの重合阻害物質の影響を受けることなく安定的
に重合反応を完結し、残存モノマーを低減する一方で、
1官能有機イソシアネートの存在によって重合物の重合
度を低く制御することができるため、得られた長繊維強
化ポリアミド樹脂組成物が従来より歩留り良く製造でき
る一方で、2次成形時の流動性が良好となるため生産性
が向上し、また充填不良や補強繊維の破損がなく強度の
高い成形品を得られる利点がある。
As described above in detail with reference to the examples, according to the production method of the present invention, the use of a bifunctional organic isocyanate as the activator in the solution B increases the anionic polymerization rate, resulting in melt coating. While the polymerization reaction is completed stably without being affected by the polymerization inhibitor such as water or decomposition gas from the resin, and the residual monomer is reduced,
The presence of the monofunctional organic isocyanate makes it possible to control the degree of polymerization of the polymer to a low level, so that the obtained long-fiber-reinforced polyamide resin composition can be produced with a higher yield than before, but has good fluidity during secondary molding. Therefore, there is an advantage that productivity is improved and a molded product having high strength can be obtained without defective filling or breakage of reinforcing fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる製造方法の工程を示す全体説明
図である。
FIG. 1 is an overall explanatory view showing steps of a manufacturing method according to the present invention.

【図2】図1の要部詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of an essential part of FIG.

【図3】実施例1と比較例1によって得られた樹脂組成
物を射出成形した場合における射出圧力と充填量との関
係を比較したグラフである。
FIG. 3 is a graph comparing the relationship between the injection pressure and the filling amount when the resin compositions obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are injection molded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 混合室 4 含浸室 5 補強繊維(ガラス繊維) 11 ニップル 14 被覆層 18 重合槽 20 引取り機 21 カッター 30 ダイヘッド 3 Mixing Chamber 4 Impregnation Chamber 5 Reinforcing Fiber (Glass Fiber) 11 Nipple 14 Covering Layer 18 Polymerization Tank 20 Pulling Machine 21 Cutter 30 Die Head

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年8月26日[Submission date] August 26, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 長繊維強化ポリアミド樹脂組成物
の製造方法
Title: Method for producing long fiber reinforced polyamide resin composition

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は長繊維強化ポリアミド樹
脂組成物の製造方法に関し、特に反応後のポリアミド樹
脂中の残留モノマーが少なく歩留まり良く製造する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a long-fiber-reinforced polyamide resin composition, and more particularly to a method for producing a polyamide resin after reaction with a small amount of residual monomers and a high yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂と補強用繊維とからなる機
械的強度に優れた繊維強化熱可塑性樹脂ペレットはこれ
までにも種々検討されている。本出願人も装置上、取扱
い上容易に繊維強化ポリアミド樹脂組成物を得る方法を
研究し、既に特願平2−179064号として出願し
た。
2. Description of the Related Art Various fiber-reinforced thermoplastic resin pellets made of a thermoplastic resin and reinforcing fibers and having excellent mechanical strength have been studied so far. The present applicant also studied a method for obtaining a fiber-reinforced polyamide resin composition easily in terms of equipment and handling, and has already filed as Japanese Patent Application No. 2-179064.

【0003】この出願にかかる製造方法は、アニオン重
合触媒,活性化剤をそれぞれ添加したラクタム類を連続
的に混合しながら長繊維状の補強繊維に含浸し、直ちに
これの外周を溶融熱可塑性樹脂により被覆した後加熱槽
に供給し、内部のラクタム類を前記触媒及び活性化剤の
存在下でアニオン重合させ、次いで所定の長さに切断し
ペレットに形成する方法である。
In the manufacturing method according to this application, long fiber-shaped reinforcing fibers are impregnated while continuously mixing lactams to which an anionic polymerization catalyst and an activator are added respectively, and immediately the outer periphery thereof is melted with a thermoplastic resin. After being coated with the above, it is supplied to a heating tank, an internal lactam is anionically polymerized in the presence of the catalyst and the activator, and then cut into a predetermined length to form a pellet.

【0004】この製造方法において用いられるアニオン
重合触媒は、一般に公知のラクタム類のアルカリ重合法
において使用されるアルカリ金属,アルカリ土類金属の
中から選ばれる。また、活性化剤は公知のラクタム類の
アルカリ重合法において使用される化合物であるN−ア
シルラクタム,有機イソシアネート,酸塩化物,酸無水
物,エステル,尿素誘導体,カルボイミド及びケテンの
中から選ばれる。
The anionic polymerization catalyst used in this production method is selected from the alkali metals and alkaline earth metals used in the generally known alkali polymerization method for lactams. Further, the activator is selected from N-acyl lactam, which is a compound used in the known alkali polymerization method of lactams, organic isocyanate, acid chloride, acid anhydride, ester, urea derivative, carboimide and ketene. ..

【0005】この方法によれば、装置上,取扱い上容易
に繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造でき、また得ら
れた樹脂ペレットは、補強繊維の樹脂に対する濡れも良
く機械強度に優れたペレットとなる。
According to this method, the fiber-reinforced thermoplastic resin pellets can be easily manufactured in terms of equipment and handling, and the resin pellets obtained are pellets having good wetting of the reinforcing fibers with the resin and excellent mechanical strength. ..

【0006】この方法において前記被覆用樹脂として、
得られるポリアミド樹脂組成物と相溶性のある樹脂を選
択すれば、該樹脂は被覆層内部に生成する樹脂組成物と
相溶性があるため、成形後に被覆層を剥がす工程が不要
となり、2次加工時に被覆をそのまま使用できる利点が
ある。
In this method, as the coating resin,
When a resin compatible with the obtained polyamide resin composition is selected, the resin is compatible with the resin composition formed inside the coating layer, so that the step of peeling off the coating layer after molding becomes unnecessary and the secondary processing is performed. Sometimes there is the advantage that the coating can be used as is.

【0007】しかし、これら相溶性のある被覆樹脂の種
類によっては被覆時に発生する分解ガスなどによって被
覆層内部のラクタム類のアニオン重合が阻害され、未反
応のラクタム或いは低分子量成分(以下残存モノマーと
称する)を多く含む欠点がある。なお、この種の残存モ
ノマーを多く含む組成物は2次加工の際にポリアミドの
解重合を起こすため、製造直後に残存モノマーを抽出分
離する必要があり、この成分が多ければ歩留まりが低下
する。
However, depending on the type of these compatible coating resins, the anionic polymerization of lactams inside the coating layer is inhibited by the decomposition gas generated during coating, and unreacted lactam or low molecular weight components (hereinafter referred to as residual monomer and There are many drawbacks. Since a composition containing a large amount of this type of residual monomer causes depolymerization of the polyamide during secondary processing, it is necessary to extract and separate the residual monomer immediately after production, and the yield decreases if this component is large.

【0008】この重合を阻害することのない熱可塑性の
被覆樹脂としては例えばフッ素系樹脂があるが、このフ
ッ素系樹脂はポリアミド樹脂との相溶性が悪く、したが
って2次加工の際に被覆を剥がす必要が生じ、生産性が
低下する。それゆえ、本出願人は重合阻害のない触媒及
び活性化剤の組合わせを研究した結果、アニオン重合触
媒として水素化ナトリウムと活性化剤として2官能性イ
ソシアネートとの組合せが残存モノマーが10%以下と
少なく歩留まりを向上することを確認した。
As a thermoplastic coating resin which does not inhibit the polymerization, there is, for example, a fluorine resin, but this fluorine resin has poor compatibility with a polyamide resin, and therefore the coating is peeled off during secondary processing. The need arises and productivity falls. Therefore, as a result of studying a combination of a catalyst and an activator which does not inhibit polymerization, the applicant has found that a combination of sodium hydride as an anionic polymerization catalyst and a bifunctional isocyanate as an activator has 10% or less residual monomer. It was confirmed that the yield was improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2官能
性イソシアネートを活性化剤として用いた場合には重合
したラクタムの分子量が非常に高くなる。この分子量が
高くなることにより、溶融時の粘度が上昇し、その後の
二次加工時の成形が難しくなり、流動性不足による充填
不良や強化繊維の破損による機械強度の低下を引き起こ
すことになる。
However, when a bifunctional isocyanate is used as an activator, the molecular weight of the polymerized lactam becomes very high. When the molecular weight becomes high, the viscosity at the time of melting rises, the subsequent molding at the time of secondary processing becomes difficult, and filling failure due to insufficient fluidity and breakage of the reinforcing fiber cause a decrease in mechanical strength.

【0010】本発明は以上の問題を解決するものであっ
て、その目的はアニオン重合触媒と活性化剤の組合せを
工夫することにより、被覆樹脂としてポリアミド樹脂と
相溶性のある樹脂を用いた場合に、残存モノマーが少な
く歩留まりを向上でき、なおかつ重合物が成形しにくい
程度にまでは高分子量化しない触媒及び活性化剤の組合
せを種々検討し、本発明を完成するに至った。
The present invention is intended to solve the above problems, and its object is to use a resin compatible with a polyamide resin as a coating resin by devising a combination of an anionic polymerization catalyst and an activator. In addition, various studies have been conducted on various combinations of catalysts and activators that have a small amount of residual monomers, can improve the yield, and do not increase the molecular weight to such an extent that the polymer is difficult to mold, and have completed the present invention.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、アニオン重合触媒として水素化ナトリウ
ムを添加した液状のラクタム類と、活性化剤として2官
能性の有機イソシアネートと1官能性の有機イソシアネ
ートとを混合添加した液状のラクタム類とを所定比率で
混合しながら含浸室に供給し、該含浸室中で連続的に供
給される長繊維状の補強繊維を前記混合液に含浸し、次
いでこれをニップルを介して溶融押出機の被覆ヘッド部
に導き、この含浸補強繊維の外周に軟化点が少なくても
120℃以上の熱可塑性樹脂を溶融被覆して継ぎ目なく
被覆層を形成した後、加熱された重合室中に導いて前記
被覆層内部のラクタム類をアニオン重合させた後、所定
長さに切断することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid lactam containing sodium hydride as an anionic polymerization catalyst, a bifunctional organic isocyanate and a monofunctional as an activator. Liquid lactams to which is mixed and added the organic isocyanate of are supplied to the impregnation chamber while being mixed at a predetermined ratio, and the continuous liquid is continuously impregnated in the impregnation chamber to impregnate the mixed liquid. Then, this was guided to the coating head of the melt extruder through a nipple, and the outer periphery of the impregnated reinforcing fiber was melt-coated with a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or more to form a seamless coating layer. After that, it is introduced into a heated polymerization chamber to anionically polymerize the lactams inside the coating layer, and then cut into a predetermined length.

【0012】以上の製造方法において、前記重合反応に
用いられるラクタム類の具体例としては、γ−ブチロラ
クタム,Σ−バレロラクタム,ε−カプロラクタム,ω
−エナントラクタム,ω−カプリルラクタム,ω−ウン
デカノラクタムが挙げられる。これらのラクタム類は単
独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
In the above production method, specific examples of the lactams used in the polymerization reaction include γ-butyrolactam, Σ-valerolactam, ε-caprolactam and ω.
-Enanthlactam, ω-capryllactam, ω-undecanolactam. These lactams may be used alone or in combination of two or more.

【0013】アニオン重合触媒は、公知のラクタム類の
アルカリ重合法において使用される化合物の中から水素
化ナトリウムが選択され、ラクタム類に対して0.1〜
3mol%、好ましくは0.3〜2.5mol%を加熱
して液状とされたモノマー状のラクタム類に添加して混
合される(以下これをA液と称する)。
As the anionic polymerization catalyst, sodium hydride is selected from the compounds used in the known alkaline polymerization method of lactams, and the amount is 0.1 to lactams.
3 mol%, preferably 0.3 to 2.5 mol%, is added to and mixed with a monomeric lactam which is made into a liquid by heating (hereinafter referred to as liquid A).

【0014】活性化剤として用いられる2官能性有機イ
ソシアネートの具体例はヘキサメチレンジイソシアネー
ト、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,
4−トルエンジイソシアネートなどが選択される。また
この2官能性イソシアネートに併用される1官能性イソ
シアネートとしては、フェニルイソシアネート,シクロ
ヘキシルイソシアネート,ナフチルイソシアネートなど
が掲げられる。
Specific examples of the bifunctional organic isocyanate used as the activator include hexamethylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, 2,
4-toluene diisocyanate or the like is selected. Examples of monofunctional isocyanates used in combination with this bifunctional isocyanate include phenyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, and naphthyl isocyanate.

【0015】このとき2官能/1官能イソシアネートの
混合比を決定するに当り、1官能の混合割合が低いと得
ようとする重合体の分子量が高くなり、2次成形が困難
となる。逆に2官能の混合割合が低いと溶融被覆樹脂か
らの水分の影響や分解ガスなどの影響を受けて残存モノ
マー量が高くなり、歩留まりが低下する不具合がある。
したがって、これらの相反する条件を満足する配合比を
決定することが必要である。実験によれば1官能/1官
能+2官能イソシアネートの混合比:0.1〜0.9、
より好ましくは0.3〜0.7が好適な配合比となる。
また、この有機イソシアネート全体としては0.2〜3
mol%、好ましくは0.5〜2.0mol%を加熱し
て液状とされたモノマー状のラクタム類に添加して混合
する(以下これをB液と称する)。
At this time, in determining the mixing ratio of the bifunctional / monofunctional isocyanate, if the mixing ratio of the monofunctional is low, the molecular weight of the polymer to be obtained becomes high and the secondary molding becomes difficult. On the other hand, when the mixing ratio of the bifunctional is low, there is a problem that the amount of residual monomer increases due to the influence of moisture from the melt-coated resin and the influence of decomposition gas and the yield decreases.
Therefore, it is necessary to determine the compounding ratio that satisfies these contradictory conditions. According to the experiment, the mixing ratio of monofunctional / monofunctional + bifunctional isocyanate: 0.1 to 0.9,
More preferably, 0.3 to 0.7 is a suitable blending ratio.
Further, the total amount of this organic isocyanate is 0.2 to 3
Mol%, preferably 0.5 to 2.0 mol% is heated and added to the liquid monomeric lactams and mixed (hereinafter referred to as liquid B).

【0016】補強繊維としてはガラス繊維,炭素繊維な
どの無機繊維や、ポリエステルなどの有機繊維を問わず
使用可能である。
Inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, and organic fibers such as polyester can be used as the reinforcing fibers.

【0017】被覆層に用いられる熱可塑性樹脂は重合生
成物と相溶性があり、またアニオン重合の際の温度を考
慮して少なくとも120℃以上の軟化点であり、反応液
に対する耐性に富む樹脂が良い。具体的にはポリアミド
樹脂及びポリアミド/ポリプロピレン,ポリアミド/P
PO,ポリアミド/ABSなどのアロイ樹脂がかかげら
れる。
The thermoplastic resin used in the coating layer is compatible with the polymerization product, has a softening point of at least 120 ° C. or higher in consideration of the temperature during anionic polymerization, and is a resin having a high resistance to the reaction solution. good. Specifically, polyamide resin, polyamide / polypropylene, polyamide / P
Alloy resins such as PO and polyamide / ABS can be covered.

【0018】[0018]

【作用】A液中のアニオン重合触媒に水素化ナトリウム
を用いることにより、触媒活性の安定が図られる。また
B液中の活性化剤として2官能の有機イソシアネートを
用いることによりアニオン重合速度があがり、溶融被覆
樹脂からの水分や分解ガスなどの重合阻害物質の影響を
受けることなく安定的に重合反応を完結し、残存モノマ
ーを低減する一方で、1官能有機イソシアネートの存在
によって重合物の重合度を低く制御することができる。
By using sodium hydride as the anionic polymerization catalyst in the liquid A, the catalytic activity can be stabilized. Further, by using a bifunctional organic isocyanate as an activator in the liquid B, the anionic polymerization rate is increased, and the polymerization reaction is stably performed without being affected by the polymerization inhibitor such as water and decomposition gas from the melt-coated resin. While being completed and reducing the residual monomer, the degree of polymerization of the polymer can be controlled low due to the presence of the monofunctional organic isocyanate.

【0019】[0019]

【実施例】次に本発明の好適な実施例を説明する。但し
本発明は以下の実施例のみに限定されるものでない。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0020】実施例1.図1,2は本発明にかかる製造
工程の全体と一部拡大した状態を示すものである。図に
おいて、80℃に加温され、モノマーとしてのε−カプ
ロラクタムに対してアニオン重合触媒として1mol%
の水素化ナトリウムを添加して混合したA液が入ったタ
ンク1と、同じく80℃に加温され、活性化剤として
0.5mol%のヘキサメチレンジイソシアネート(以
下HDIと省略する)と0.5mol%のフェニルイソ
シアネート(以下PhNCOと省略する)を添加したB
液が入ったタンク2とを準備した。
Example 1. 1 and 2 show the whole and part of the manufacturing process according to the present invention. In the figure, 1 mol% as an anionic polymerization catalyst with respect to ε-caprolactam as a monomer heated to 80 ° C.
Tank 1 containing the liquid A mixed with sodium hydride and mixed with 0.5 mol% of hexamethylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as HDI) as an activator and heated to 80 ° C. % Phenylisocyanate (hereinafter abbreviated as PhNCO) B
A tank 2 containing the liquid was prepared.

【0021】タンク1,2の下部に混合部3を設け、混
合部3でA液及びB液を1:1で混合して反応液を作成
した。混合部3の下部に接続された含浸室4に作成され
た反応液を連続的に供給し、この含浸室4中に乾燥処理
された補強繊維であるガラスロービングからなるガラス
繊維5を導いて、ガラス繊維5中に前記反応液を含浸さ
せた。
A mixing section 3 was provided below the tanks 1 and 2, and the reaction solution was prepared by mixing the solutions A and B at a ratio of 1: 1. The reaction liquid prepared in the impregnation chamber 4 connected to the lower portion of the mixing section 3 is continuously supplied, and the glass fiber 5 made of glass roving, which is the reinforcing fiber that has been dried, is guided into the impregnation chamber 4. The glass fiber 5 was impregnated with the reaction solution.

【0022】含浸室4の周囲は80℃に保持し、窒素ガ
ス雰囲気とし、含浸室4の入口には、内径2mmの繊維
案内孔6を設け、溶液の含浸部7は長さ500mm,内
径が10から3mmに絞られた円錐状とし、さらに反応
液の逆流及び滞留がないように図2に示すように曲管構
造のものを用いた。
The circumference of the impregnation chamber 4 is maintained at 80 ° C. and a nitrogen gas atmosphere is provided, a fiber guide hole 6 having an inner diameter of 2 mm is provided at the inlet of the impregnation chamber 4, and a solution impregnating portion 7 has a length of 500 mm and an inner diameter of The conical shape was squeezed to 10 to 3 mm, and the one having a curved tube structure as shown in FIG. 2 was used so that there was no backflow and retention of the reaction solution.

【0023】この含浸部7の出口側は、内径3mmの案
内部9を有し、パイプ10に接続された温水によって8
0℃に保持されたニップル11に接続されている。
The outlet side of the impregnating portion 7 has a guide portion 9 having an inner diameter of 3 mm, and is connected to the pipe 10 by hot water.
It is connected to the nipple 11 held at 0 ° C.

【0024】前記ガラス繊維5に含浸させるときの反応
液の粘度は10.5センチポイズであった。上記ニップ
ル11に導かれた反応液が含浸された混合繊維12の外
周に、溶融押出機のダイヘッド30に設けた外径6m
m,内径4mmの円環状ダイ13から溶融状のナイロン
6樹脂を押出して被覆層14を形成しつつ、3m/分の
速度で押出被覆した。
The viscosity of the reaction liquid when impregnating the glass fiber 5 was 10.5 centipoise. An outer diameter of 6 m provided on the die head 30 of the melt extruder on the outer periphery of the mixed fiber 12 impregnated with the reaction liquid introduced to the nipple 11.
While the molten nylon 6 resin was extruded from the circular die 13 having an inner diameter of 4 mm and an inner diameter of 4 mm to form the coating layer 14, extrusion coating was performed at a speed of 3 m / min.

【0025】以上の工程で得られた樹脂被覆物は、直ち
に冷却水槽17に導いて、表面の被覆層14を冷却した
後、170〜200℃に制御された、長さ30mの重合
槽18中で反応液を連続的に重合し、冷却水槽19中で
水冷した後、引取機20で引取り、その後カッター21
で約10mmにカットしてペレット化した。
The resin coating obtained in the above steps is immediately introduced into a cooling water tank 17 to cool the surface coating layer 14, and then in a polymerization tank 18 having a length of 30 m and controlled at 170 to 200 ° C. The reaction liquid is continuously polymerized with, cooled with water in the cooling water tank 19, and then taken up by the take-up machine 20, and then the cutter 21.
It was cut into about 10 mm and pelletized.

【0026】この組成物は、メタノールを溶媒としてソ
ックスレー抽出を行って残存モノマーを除去した。残存
モノマー量は、最初のラクタム原料量に対する抽出前後
の重合ポリアミド重量から算出した。また、粘度法によ
り数平均分子量を測定した。これらの結果は表1に一括
して示す。
This composition was subjected to Soxhlet extraction with methanol as a solvent to remove residual monomers. The amount of residual monomer was calculated from the weight of the polymerized polyamide before and after the extraction with respect to the initial amount of lactam raw material. Further, the number average molecular weight was measured by a viscosity method. The results are collectively shown in Table 1.

【0027】次に残存モノマー除去後の組成物は、スク
リュー径38mmの射出成形機に供給して外形が12.
4×126mm,厚さ6.4mmの曲げ試験片及び1
2.7×181mm、厚さ3.2mmのダンベル形状引
張試験片を成形して、曲げ強度、曲げ弾性率、引張強度
及びアイゾット衝撃強度を測定した。その結果を表2に
示す。なお、試験片の成形条件は射出圧力1000Kg
/cm,金型温度80℃,スクリュー回転数30rp
m,冷却時間45秒,射出時間5秒である。
Next, the composition after removal of the residual monomer was fed to an injection molding machine having a screw diameter of 38 mm to give an external shape of 12.
Bending test piece of 4 × 126 mm and thickness of 6.4 mm and 1
A dumbbell-shaped tensile test piece having a size of 2.7 × 181 mm and a thickness of 3.2 mm was molded, and bending strength, bending elastic modulus, tensile strength, and Izod impact strength were measured. The results are shown in Table 2. The molding conditions for the test piece are injection pressure of 1000 Kg.
/ Cm 2 , mold temperature 80 ° C, screw rotation speed 30 rp
m, cooling time 45 seconds, injection time 5 seconds.

【0028】実施例2.活性化剤としてHDIを0.2
5mol%,PhNCOを0.5mol%とした以外は
実施例1と同様の製造条件で樹脂組成物を得て、残存モ
ノマー量,平均分子量を測定した。これらの結果は以下
の表1に一括して示す。
Example 2. HDI 0.2 as activator
A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that 5 mol% and PhNCO were changed to 0.5 mol%, and the residual monomer amount and the average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0029】実施例3.活性化剤としてHDIを0.5
mol%,PhNCOを0.25mol%とした以外は
実施例1と同様の製造条件で樹脂組成物を得て、残存モ
ノマー量,平均分子量を測定した。これらの結果は以下
の表1に一括して示す。
Example 3. HDI 0.5 as activator
A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that mol% and PhNCO were changed to 0.25 mol%, and the residual monomer amount and the average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0030】比較例1.活性化剤としてHDIのみを1
mol%,とした以外は実施例1と同様の製造条件で樹
脂組成物を得て、残存モノマー量,平均分子量及び機械
強度を測定した。これらの結果は以下の表1,2に一括
して示す。
Comparative Example 1. HDI only 1 as activator
A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that the content was mol%, and the residual monomer amount, average molecular weight, and mechanical strength were measured. The results are collectively shown in Tables 1 and 2 below.

【0031】比較例2.活性化剤としてPhNCOのみ
を1mol%,とした以外は実施例1と同様の製造条件
で樹脂組成物を得て、残存モノマー量,平均分子量を測
定した。これらの結果は以下の表1に一括して示す。
Comparative Example 2. A resin composition was obtained under the same production conditions as in Example 1 except that only PhNCO was used as the activator at 1 mol%, and the residual monomer amount and the average molecular weight were measured. The results are collectively shown in Table 1 below.

【0032】 この表1からは比較例1のものが残存モノマーが少ない
が平均分子量は実施例1,2,3に比べてほぼ2倍であ
ることが示されている。また、比較例2では分子量は小
さいが、残存モノマー量は実施例1,2,3に比べてほ
ぼ2.5〜3倍にも達することが確認できる。
[0032] From Table 1, it is shown that Comparative Example 1 has less residual monomer, but the average molecular weight is almost twice that of Examples 1, 2, and 3. Further, it can be confirmed that the molecular weight of Comparative Example 2 is small, but the amount of residual monomer reaches about 2.5 to 3 times that of Examples 1, 2, and 3.

【0033】 以上の表2からも明らかなように実施例1は成形後の残
存繊維長が長く、成形した状態の物性値が曲げ弾性率以
外比較例1より向上している。これは重合度が低いため
に、成形時における流動性が良く、強化繊維の破損が生
じないからである。なお、射出圧力と充填量の関係を図
3に示す。これによれば、分子量の小さな実施例1によ
る組成物の方が比較例1に比べて同一射出圧力による充
填率が高く流動性が良いことを示している。
[0033] As is clear from Table 2 above, in Example 1, the residual fiber length after molding is long, and the physical properties in the molded state are higher than in Comparative Example 1 except for the flexural modulus. This is because the degree of polymerization is low, so that the fluidity at the time of molding is good and the reinforcing fibers are not damaged. The relationship between the injection pressure and the filling amount is shown in FIG. According to this, it is shown that the composition of Example 1 having a smaller molecular weight has a higher filling rate under the same injection pressure and better fluidity than Comparative Example 1.

【0034】本発明により得られる繊維強化熱可塑性樹
脂は低粘度のモノマー反応液を補強繊維に充分含浸させ
た後重合させる方法により製造するため、補強繊維に対
する樹脂の含浸・濡れが従来の繊維強化熱可塑性樹脂に
比べて格段に向上し、補強繊維の樹脂に対する補強効果
が十分に発揮できる。補強効果の顕著な機械物性として
長期間の繰り返し応力に対する耐久性が挙げられる。
Fiber-reinforced thermoplastic resin obtained by the present invention
For the fat, the reinforcing fiber is sufficiently impregnated with the low-viscosity monomer reaction liquid.
Since it is manufactured by a method of polymerizing after
Impregnation / wetting of existing resin is the same as conventional fiber-reinforced thermoplastic resin
Remarkably improved, the reinforcing effect of the reinforcing fiber on the resin
Can be fully demonstrated. As a mechanical property with a remarkable reinforcing effect
The durability against repeated stress for a long period of time is mentioned.

【0035】実施例4.長期間の繰り返し応力に対する
試験材料の耐久性を評価するため、平面曲げ疲労試験
(JIS K7119、応力振幅一定法)を行った。
Example 4. For long-term cyclic stress
Plane bending fatigue test to evaluate the durability of test materials
(JIS K7119, constant stress amplitude method) was performed.

【0036】試験材料として用いたカーボン繊維強化ポ
リアミド樹脂組成物は、実施例1において、補強繊維と
してガラスロービングの代わりにカーボン繊維のロービ
ングを用いた以外は実施例1と同様の製造条件によりペ
レットを作成し、残存モノマーを除去して調製した。補
強繊維含有率は40wt%であった。
Carbon fiber reinforced porous material used as a test material
The amide resin composition was used in Example 1 with the reinforcing fiber.
Instead of glass roving, carbon fiber
Under the same manufacturing conditions as in Example 1 except that
Lett was prepared and the residual monomer was removed, and it was prepared. Supplement
The strong fiber content was 40 wt%.

【0037】得られたペレットをスクリュー径38mm
の射出成形機に供給してダンベル形状試験片(9.9×
181×3.2mmt)を成形し、これを幅8mmにサ
ンプルカットして、I号型試験片を作成した。
The pellets obtained were screw diameter 38 mm.
Dumbbell-shaped test piece (9.9 x
181 x 3.2 mmt) and molded into a width of 8 mm.
The sample was cut to form a No. I type test piece.

【0038】次に23℃雰囲気中、繰り返し速度毎分1
800回、負荷応力が1500−1750Kg/cm
の範囲で両持ち繰り返し曲げ試験を行い試験片が破断す
るまでの回数を測定した。結果を表3に示す。
Next, in an atmosphere of 23 ° C., a repetition rate of 1 per minute
800 times, load stress 1500-1750 Kg / cm 2
Repeated bending test with both ends in the range of
Was measured. The results are shown in Table 3.

【0039】参考例1.市販の繊維強化熱可塑性樹脂と
して、トレカ3101T−40(東レ製、カーボン短繊
維補強ナイロン6,6、補強繊維含有率40wt%)を
用いて実施例4と同様にして試験片を作成し、負荷応力
の範囲を1250−1625Kg/cmとした以外は
実施例4と同様の繰り返し曲げ試験を行い試験片が破断
するまでの回数を測定した。結果を表3に示す。
Reference Example 1. As a commercially available fiber-reinforced thermoplastic resin, using a trading card 3101T-40 (manufactured by Toray, carbon short fiber reinforced nylon 6,6, reinforcing fiber content 40 wt%), a test piece was prepared in the same manner as in Example 4 and loaded. stress
Except that the range of 1250-1625 Kg / cm 2 was set.
Repeated bending test similar to that of Example 4 was performed and the test piece broke.
The number of times until it was measured was measured. The results are shown in Table 3.

【0040】参考例2.市販の繊維強化熱可塑性樹脂と
して、セルストランカーボン(ヘキスト・セラニース
製、カーボン長繊維補強ナイロン6,6、補強繊維含有
率40wt%)を用いて実施例4と同様にして試験片を
作成し、負荷応力の範囲を1250−1625Kg/c
とした以外は実施例4と同様の繰り返し曲げ試験を
行い試験片が破断するまでの回数を測定した。結果を表
3に示す。
Reference Example 2. With commercially available fiber-reinforced thermoplastics
And then, Cell Strand Carbon (Hoechst Celanese
Made of carbon long fiber reinforced nylon 6,6, reinforced fiber included
Test piece in the same manner as in Example 4 using
Create and set the load stress range to 1250-1625 Kg / c
Repeated bending test similar to that in Example 4 except that m 2 was performed.
The number of times until the test piece was broken was measured. Table of results
3 shows.

【0041】 表3の結果より疲労強さを10回の時間強さとして表
すと次のようになる。
[0041] Based on the results in Table 3, the fatigue strength was calculated as 10 7 time strength.
The result is as follows.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、本発明の製造方法によれば、B液中の活性化剤とし
て2官能の有機イソシアネートを用いることによりアニ
オン重合速度があがり、溶融被覆樹脂からの水分や分解
ガスなどの重合阻害物質の影響を受けることなく安定的
に重合反応を完結し、残存モノマーを低減する一方で、
1官能有機イソシアネートの存在によって重合物の重合
度を低く制御することができるため、得られた長繊維強
化ポリアミド樹脂組成物が従来より歩留り良く製造でき
る一方で、2次成形時の流動性が良好となるため生産性
が向上し、また充填不良や補強繊維の破損がなく強度の
高い成形品を得られる利点がある。
As described above in detail with reference to the examples, according to the production method of the present invention, the use of a bifunctional organic isocyanate as the activator in the solution B increases the anionic polymerization rate, resulting in melt coating. While the polymerization reaction is completed stably without being affected by the polymerization inhibitor such as water or decomposition gas from the resin, and the residual monomer is reduced,
The presence of the monofunctional organic isocyanate makes it possible to control the degree of polymerization of the polymer to a low level, so that the obtained long-fiber-reinforced polyamide resin composition can be produced with a higher yield than before, but has good fluidity during secondary molding. Therefore, there is an advantage that productivity is improved and a molded product having high strength can be obtained without defective filling or breakage of reinforcing fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる製造方法の工程を示す全体説明
図である。
FIG. 1 is an overall explanatory view showing steps of a manufacturing method according to the present invention.

【図2】図1の要部詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of an essential part of FIG.

【図3】実施例1と比較例1によって得られた樹脂組成
物を射出成形した場合における射出圧力と充填量との関
係を比較したグラフである。
FIG. 3 is a graph comparing the relationship between the injection pressure and the filling amount when the resin compositions obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are injection molded.

【符号の説明】 3 混合室 4 含浸室 5 補強繊維(ガラス繊維) 11 ニップル 14 被覆層 18 重合槽 20 引取り機 21 カッター 30 ダイヘッド[Explanation of symbols] 3 mixing chamber 4 impregnation chamber 5 reinforcing fiber (glass fiber) 11 nipple 14 coating layer 18 polymerization tank 20 take-up machine 21 cutter 30 die head

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 77/02 LQY 9286−4J // B29K 77:00 105:06 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C08L 77/02 LQY 9286-4J // B29K 77:00 105: 06

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アニオン重合触媒として水素化ナトリウ
ムを添加した液状のラクタム類と、活性化剤として2官
能性の有機イソシアネートと1官能性の有機イソシアネ
ートとを混合添加した液状のラクタム類とを所定比率で
混合しながら含浸室に供給し、該含浸室中で連続的に供
給される長繊維状の補強繊維を前記混合液に含浸し、次
いでこれをニップルを介して溶融押出機の被覆ヘッド部
に導き、この含浸補強繊維の外周に軟化点が少なくても
120℃以上の熱可塑性樹脂を溶融被覆して継ぎ目なく
被覆層を形成した後、加熱された重合室中に導いて前記
被覆層内部のラクタム類をアニオン重合させた後、所定
長さに切断することを特徴とする長繊維強化ポリアミド
樹脂組成物の製造方法
1. A liquid lactam containing sodium hydride as an anionic polymerization catalyst, and a liquid lactam containing a mixture of a bifunctional organic isocyanate and a monofunctional organic isocyanate as an activator. The mixture liquid is supplied to the impregnation chamber while being mixed at a ratio, the long fiber-like reinforcing fibers continuously supplied in the impregnation chamber are impregnated in the mixed liquid, and then the mixture liquid is impregnated with the mixture liquid through a nipple. And the thermoplastic resin having a softening point of at least 120 ° C. is melt-coated on the outer periphery of the impregnated reinforcing fiber to form a seamless coating layer, which is then introduced into a heated polymerization chamber and the inside of the coating layer is introduced. A method for producing a long-fiber-reinforced polyamide resin composition, which comprises anionically polymerizing the lactams and then cutting the lactams to a predetermined length.
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