KR101577589B1

KR101577589B1 - 섬유용 집속제 조성물 및 수성액, 섬유 다발 및 그 제조방법, 복합중간체 및 섬유강화 복합재료

Info

Publication number: KR101577589B1
Application number: KR1020147004871A
Authority: KR
Inventors: 마사히토 이노우에; 카즈키 아오키
Original assignee: 산요가세이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2015-12-15
Also published as: JPWO2013042367A1; US20140228481A1; WO2013042367A1; KR20140044917A; TW201323681A; CN103797183A

Abstract

섬유 강화 복합재료를 작성하기 위한 강화 섬유 다발에 충분한 집속성과 개섬성을 부여할 수 있는 섬유용 집속제 조성물 및 수성액, 섬유 다발 및 그 제조방법, 복합중간체 및 섬유강화 복합재료를 제공한다. 35℃에서 점도가 50 ~ 3,000 Pa·s인 집속제 (A)를 함유하고, 틱소트로피 인덱스가 3~15인 섬유용 집속제 조성물 (E)이고, (A)는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르 수지 및 비닐에스테르 수지가 바람직하다.

Description

섬유용 집속제 조성물 및 수성액, 섬유 다발 및 그 제조방법, 복합중간체 및 섬유강화 복합재료 {FIBER SIZING AGENT COMPOSITION AND AQUEOUS SOLUTION, FIBER BUNDLE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING, COMPLEX INTERMEDIATE AND FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}

본 발명은 섬유용 집속제에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 섬유 강화 복합재료에 사용되는 섬유용 집속제에 관한 것이다.

각종 섬유와 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 폴리프로필렌 수지 등의 매트릭스 수지와의 복합재료가 건축재료, 스포츠 용구, 레저 용품 및 항공기 등의 분야에서 넓게 이용되고 있다. 이러한 복합재료에 사용되는 섬유로서는, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유 및 슬래그(slag) 섬유 등을 들 수 있고, 이러한 섬유에는, 실밥이나 보풀을 억제하기 위해서, 집속제 등으로 처리하고, 다발형(섬유 다발)으로 한 것이 이용되고 있다.

이 섬유 다발은, 매트릭스 수지와 조합하기 전에 다발의 폭을 넓히는 공정을 행한다. 이것에 의해, 매트릭스 수지의 함침성이 증가하고, 얇고 품위가 높은 프리프레그를 만들 수가 있다. 이와 같이 섬유 다발은, 집속성이 좋고, 한편 개섬성(섬유 다발 폭이 넓을수록 개섬성이 좋다)이 좋은 것이 요구되어, 집속제의 성능에 따라, 이러한 특성이 컨트롤된다. 그러나, 집속성과 개섬성은 본래 상반되는 것이기 때문에, 높은 레벨로 양립하는 것은 어렵다.

특허문헌 1에는, 특정 모노머로부터 얻어지는 수용성 비닐 공중합체를 집속제로서 사용하는 시도가 행해지고 있다.

한편, 특허문헌 2에는, 충분한 개섬성을 갖게 하기 위해서, 특정 에스테르 화합물과 에폭시 수지를 조합한 집속제를 사용하는 시도가 행해지고 있다.

일본 특허공개공보 평9－291480호 공보 일본 특허공개공보 평9－31851호 공보

없음

특허문헌 1의 방법은 집속성이 높은 섬유 다발을 작성할 수 있지만, 비닐에스테르의 점도가 너무 높기 때문에, 충분한 개섬성을 갖게 할 수 없다.

특허문헌 2의 방법은 개섬성이 양호해지지만, 집속제의 점도가 너무 낮기 때문에, 충분한 집속성이 발현하지 않는다.

이와 같이, 종래의 집속제에는, 집속성과 함침성을 양립할 수 있는 것은 없었다.

본 발명의 목적은, 섬유 강화 복합재료를 작성하기 위한 강화 섬유 다발에 충분한 집속성과 개섬성을 부여할 수 있는 섬유용 집속제를 제공하는 것이다.

본 발명자 등은, 상기 목적을 달성할 수 있도록 검토를 실시한 결과, 본 발명에 도달했다.

즉, 본 발명은, 35℃에서의 점도가 50 ~ 3,000 Pa·s인 집속제 (A)를 함유하고, 틱소트로피 인덱스가 3 ~ 15인 섬유용 집속제 조성물 (E)；상기 섬유용 집속제 조성물 (E)를 수성 매체에 용해 또는 분산해 생긴 섬유용 집속제 수성액 (S)；각종 섬유를 상기 섬유용 집속제 조성물 (E) 또는 섬유용 집속제 수성액 (S)로 처리해 얻을 수 있는 섬유 다발；상기 섬유 다발과 매트릭스 수지로부터 생성되는 복합 중간체；및 상기 복합 중간체를 성형해 얻은 섬유 강화 복합재료；이다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물로 처리를 한 섬유 다발은, 집속성과 개섬성이 양호하기 때문에, 보풀이나 실분열이 없고, 함침성이 뛰어나, 품위가 높아지는 효과를 나타낸다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)는, 35℃에서의 점도가 50 ~ 3, 000 Pa·s인 집속제 (A)를 함유한다.

(A)의 35℃에서의 점도가 50 Pa·s보다 낮으면 (E)의 집속성이 불충분해진다. (A)의 35℃에서의 점도가 3,000 Pa·s보다 높으면 (E)의 개섬성이 불충분해진다.

35℃에 있어서의 (A)의 점도는, 바람직하게는 100 ~ 2,000 Pa·s이며, 더욱 바람직하게는 200 ~ 1,500 Pa·s이다.

(A)의 35℃에서의 점도는, 브룩필드 BH형 점도계를 사용해, 회전 수 0.3 rpm으로 측정 개시로부터 20분간 경과 후의 점도를 읽어내 측정한다. 로터에 대해서는, 장치에 부속되어 있는 측정 상한치 표로부터 적당한 조합을 선택해, 시도(示度)가 30 ~ 70인 범위에서 측정한다.

집속제 (A)로서는, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르 수지 및 비닐에스테르 수지, 및 이들의 혼합 수지 등을 들 수 있다.

에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 폴리알킬렌글리콜계 에폭시 수지, 폴리우레탄계 에폭시 수지 및 지방족 알코올의 글리시딜화물 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 수지로서는, 디올과 이염기산으로부터 생성되는 직쇄상의 폴리에스테르, 락톤 개환 중합물 및 폴리히드록시 카르본산 등을 들 수 있다.

　디올로서는, 탄소수 2 ~ 30의 2가 알코올이며, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 및 이들 디올에 탄소수 2 ~ 4의 알킬렌옥사이드를 부가한 지방족 알칸디올, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 옥틸아민, 도데실아민 등의 1급 알킬아민의 알킬렌옥사이드 부가물, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 크레졸 등의 방향환 함유 2가 페놀의 알킬렌 옥사이드 부가물 등을 들 수 있다. 디올은 이것들을 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 좋다.

이염기산으로서는, 탄소수 2 ~ 24의 디카르복시산을 들 수 있고, 구체적으로는, 탄소수 2 ~ 24의 포화 지방족 디카르복시산(옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산 및 세바스산 등), 탄소수 2 ~ 24의 불포화 지방족 디카르본산(말레산 및 푸마르산 등), 탄소수 2 ~ 24의 방향족 디카르복시산(프탈산, 테레프탈산 및 이소프탈산 등) 및 탄소수 2 ~ 24의 디카르복시산 무수물(무수 말레산 및 무수 프탈산 등) 등을 들 수 있다.

락톤 개환 중합물로서는, 탄소수 3 ~ 12의 모노락톤(환중의 에스테르기 수 1개) 등의 락톤류(β－프로피오락톤, γ－부티로락톤, δ－발레로락톤 및 ε－카프로락톤 등)를, 금속 산화물 및 유기 금속 화합물 등의 촉매를 이용해, 개환 중합 시켜 얻을 수 있던 것 등을 들 수 있다.

폴리히드록시카르본산으로서는, 히드록시카르본산(글리콜산 및 유산 등)을 탈수축합시켜 얻을 수 있던 것을 들 수 있다.

폴리우레탄 수지로서는, 고분자 폴리올, 유기 디이소시아네이트 및 필요에 의한 사슬 신장제 및/또는 가교제로부터 유도되어 생성되는 것을 들 수 있다.

상기 고분자 폴리올로서는, 폴리에스테르폴리올(예를 들면 폴리에틸렌아디페이트디올, 폴리부틸렌아디페이트디올, 폴리에틸렌부틸렌아디페이트디올, 폴리네오펜틸아디페이트디올, 폴리네오펜틸테레프탈레이트디올, 폴리카프로락톤디올, 폴리 발레로락톤디올 및 폴리헥사메틸렌카보네이트디올 등)；폴리에테르폴리올［폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜, 및 비스페놀류의 탄소수 2 ~ 4의 알킬렌옥사이드 부가물 등］등을 들 수 있다.

유기 디이소시아네이트의 구체적인 예로서는, 예를 들면 2,4＇－ 또는 4,4＇－ 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4－ 또는 2,6－톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 4,4＇－디벤질 디이소시아네이트, 1,3－ 또는 1,4－페닐렌 디이소시아네이트, 1,5－나프틸렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트；에틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 리진 디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트；이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4＇－디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트；및 이들 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.

폴리에테르 수지로서는, 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜, 및 비스페놀류의 탄소수 2 ~ 4의 알킬렌옥시드 부가물 등을 들 수 있다.

비닐에스테르 수지로서는, 상기 에폭시 수지와 아크릴산 또는 메타크릴산과의 에스테르 등을 들 수 있다.

집속제 (A) 중 바람직한 것은, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지이며, 더욱 바람직한 것은, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 폴리알킬렌 글리콜계 에폭시 수지, 방향족 2가 페놀의 알킬렌옥사이드 부가물과 지방족 알칸디올과 불포화 지방족 디카르복시산과의 폴리에스테르이며, 가장 바람직한 것은, 비스페놀 A형 에폭시 수지이다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)는, 틱소트로피 인덱스(이하 TI값이라고 약기한다.)가 3 ~ 15이다. (E)의 TI값이란, 이하의 계산식 (1)로부터 산출되는 수치를 말한다.

(E)의 TI값 = (E0.3 rpm)/(E3 rpm)　　　(1)

(E0.3 rpm)：(E)의 35℃에 있어서의 점도 (브룩필드 BH형 점도계로 회전 수 0.3 rpm로 측정)

(E3 rpm)：(E)의 35℃에 있어서의 점도 (브룩필드 BH형 점도계로 회전 수 3 rpm로 측정)

덧붙여 (E)의 35℃에 있어서의 점도는, 측정 개시로부터 20분간 경과 후의 수치를 읽어낸다.

로터에 대해서는, 장치에 부속되어 있는 측정 상한치 표로부터 적당한 편성을 선택해, 시도가 30 ~ 70의 범위에서 측정한다.

(E)의 TI값이 3 미만이면, 집속성과 개섬성이 양립하지 않기 때문에 바람직하지 않다. (E)의 TI값이 15를 넘으면, 겔상이 되어 집속성이 악화되기 때문에 바람직하지 않다.

(E)의 TI값은, 바람직하게는 3 ~ 10이며, 더욱 바람직하게는 3.5 ~ 7이다.

(E)의 TI값을 3 ~ 15로 하는 방법으로서는 특별히 제한은 없지만, (E)에 요변부여제 (B)를 함유시키면, (E)의 TI값을 3 ~ 15의 범위로 조절하기 쉽기 때문에 바람직하다.

요변부여제 (B)로서는, 지방산 아미드, 지방산 에스테르, 지방산 염, 산화폴리올레핀 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

지방산 아미드로서는, 탄소수 10 ~ 50이며, 지방족 모노카르본산아미드, N－치환 지방족 모노카르본산아미드, 지방족 비스카르본산아미드, N－치환 지방족 카르본산비스아미드 등을 들 수 있다.

지방족 모노카르본산아미드의 구체적인 예로서는, 라우린산아미드, 팔미틴산아미드, 올레산아미드, 스테아린산아미드, 에루크산아미드, 베헤닌산아미드, 리시놀산아미드 및 히드록시스테아린산아미드 등을 들 수 있다.

N－치환 지방족 모노카르본산아미드의 구체적인 예로서는, N－올레일팔미틴산아미드, N－올레일올레산아미드, N－올레일스테아린산아미드, N－스테아릴올레산아미드, N－스테아릴스테아린산아미드, N－스테아릴에루크산아미드, 메틸롤스테아린산아미드 및 메틸롤베헤닌산 아미드 등을 들 수 있다.

지방족 비스카르본산아미드의 구체적인 예로서는, 에틸렌비스스테아린산아미드, 에틸렌비스라우린산아미드, 에틸렌비스카프르산아미드, 에틸렌비스올레산아미드, 에틸렌비스에루크산아미드, 에틸렌비스베헤닌산아미드, 에틸렌비스이소스테아린산아미드, 에틸렌비스히드록시스테아린산아미드, 부틸렌비스스테아린산아미드, 헥사메틸렌비스올레산아미드, 헥사메틸렌비스스테아린산아미드, 헥사메틸렌비스베헤닌산아미드 및 헥사메틸렌비스히드록시스테아린산아미드 등을 들 수 있다.

N－치환 지방족 카르본산비스아미드의 구체적인 예로서는, N,N＇－디올레일세바스산비스아미드, N,N＇－디올레일아디프산비스아미드, N,N＇－디스테아릴아디프산비스아미드 및 N,N＇－디스테아릴세바스산비스아미드 등을 들 수 있다.

지방산 에스테르로서는, 탄소수 19 ~ 60이며, 다가 알코올과 지방산의 에스테르, 구체적으로는, 경화 피마자 기름, 글리세린과 스테아린산과의 에스테르, 글리세린과 올레산과의 에스테르, 소르비탄과 스테아린산과의 에스테르, 소르비탄과 올레산과의 에스테르 등을 들 수 있다.

지방산 염으로서는, 탄소수 12 ~ 22의 지방산과 리튬, 나트륨, 칼륨, 바륨, 알루미늄 등의 금속과의 염을 들 수 있다.

탄소수 12 ~ 22의 지방산으로서는, 라우린산, 미리스틴산, 팔미트산, 팔미톨레산, 마르가린산, 스테아린산, 올레산, 바크센산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키진산, 베헨산, 12－히드록시 스테아린산 등을 들 수 있다.

산화 폴리올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌, 1－부텐, 1－펜텐으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머로부터 생성되는 폴리머를 산소에 의해 산화한 것, 또는 산 그라프트 처리를 한 것이고, 산가가 1 ~ 85 mgKOH/g, 중량 평균 분자량은 1, 000 ~ 4,500의 것이다. 구체적인 예는 일본 특허공개 2008－266448호 공보의 단락번호 0019 ~ 0027 단락에 기재되어 있다.

(B) 중 바람직한 것은, 지방산 아미드이며, 더욱 바람직한 것은 지방족 단일 카르본산 아미드이며, 가장 바람직한 것은 라우린산 아미드, 팔미트산 아미드, 올레산 아미드 및 스테아린산 아미드이다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에는, 필요에 의해 , 계면활성제 (C)나 그 외의 첨가제 (D)를 병용해도 괜찮다.

계면활성제 (C)로서는, 비이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제 등의 공지의 계면활성제를 들 수 있다. 이것들은 2종 이상을 병용해도 괜찮다.

비이온 계면활성제로서는, 예를 들면 알킬렌옥사이드［탄소수 2 ~ 4；에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 1,2－부틸렌옥사이드, 1,4－부틸렌옥사이드 및 이들의 2종 이상의 병용, 이하 계면활성제 (C)의 설명에 대해 같음］부가형 비이온 계면활성제［예를 들면, 고급 알코올(탄소수 8 ~ 18) 또는 고급 지방산(탄소수 12 ~ 24)의 알킬렌옥사이드 부가물［중량 평균 분자량(이하 Mw라고 약기한다)=158 ~ 20,000］；알킬페놀(탄소수 10 ~ 20), 스티렌화페놀(탄소수 14 ~ 62), 스티렌화크밀페놀 또는 스티렌화크레졸(탄소수 15 ~ 61)의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 500 ~ 5,000) 또는 폴리알킬렌 글리콜(Mw 150 ~ 6,000)에 고급 지방산을 반응시킨 것；다가(2가 ~ 8가 또는 그 이상) 알코올(탄소수 2 ~ 32, 예를 들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비탄 등)에 고급 지방산(탄소수 12 ~ 24, 예를 들면 라우린산, 스테아린산)을 반응시켜 얻을 수 있던 에스테르화물의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 350 ~ 10,000)；고급 지방산 아미드의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 200 ~ 30,000)；다가(2가 ~ 8가 또는 그 이상) 알코올알킬(탄소수 8 ~ 60)에테르의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 220 ~ 30,000) 등］, 및 다가(2가 ~ 8가 또는 그 이상) 알코올(탄소수 2 ~ 32)형 비이온 계면활성제［다가 알코올지방산(탄소수 8 ~ 36)에스테르, 다가 알코올알킬(탄소수 7 ~ 32)에테르, 지방산(탄소수 8 ~ 32)알칸올 아미드 등］등을 들 수 있다.

음이온 계면활성제로서는, 예를 들면, 카르본산(탄소수 8 ~ 22의 포화 또는 불포화 지방산) 또는 그 염(나트륨, 칼륨, 암모늄 및 알칸올아민 등의 염), 탄소수 8 ~ 16의 지방족 알코올의 카복시메틸화물의 염, 탄소수 8 ~ 24의 지방족 알코올에테르카르본산(예를 들면, 탄소수 8 ~ 24, 바람직하게는 탄소수 10 ~ 18의 지방족 알코올의 알킬렌옥사이드 1 ~ 10몰 부가물의 카복시메틸화물 등), 황산에스테르염［고급 알코올 황산에스테르염(탄소수 8 ~ 18의 지방산 알코올의 황산에스테르염 등)］, 고급 알킬 에테르황산에스테르염［탄소수 8 ~ 18의 지방산 알코올의 에틸렌옥사이드(1 ~ 10몰) 부가물의 황산에스테르염］, 황산화유(천연의 불포화 유지 또는 불포화의 밀을 그대로 황산화해 중화한 것), 황산화지방산에스테르(불포화 지방산의 저급 알코올 에스테르를 황산화해 중화한 것), 황산화올레핀(탄소수 12 ~ 18의 올레핀을 황산화해 중화한 것), 술폰산염［알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 술포호박산디에스테르, α－올레핀(탄소수 12 ~ 18)술폰산염 및 이게폰 T형 등］및 인산에스테르염［고급 알코올(탄소수 8 ~ 60) 인산에스테르염, 고급 알코올(탄소수 8 ~ 60) 에틸렌옥사이드 부가물 인산에스테르염, 알킬(탄소수 8 ~ 60)페놀에틸렌옥시드 부가물 인산에스테르염 등］, 알킬페놀(탄소수 10 ~ 20)의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 500 ~ 5,000)의 황산에스테르염(나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 및 알칸올아민염 등), 아릴알킬페놀［스티렌화페놀(탄소수 14 ~ 62), 스티렌화쿠밀페놀 및 스티렌화크레졸(탄소수 15 ~ 61) 등］의 알킬렌옥사이드 부가물(Mw 500 ~ 5,000)의 황산에스테르염 등을 들 수 있다.

양이온 계면활성제로서는, 예를 들면, 제4급 암모늄염형［염화스테아릴트리메틸암모늄, 염화베헤닐트리메틸암모늄, 염화디스테아릴디메틸암모늄, 및 에틸 황산라놀린지방산아미노프로필에틸디메틸암모늄 등］, 아민염형［스테아린산디에틸아미노에틸아미드유산염, 디라우릴아민염산염 및 나일아민유산염 등］등을 들 수 있다.

양성 계면활성제로서는, 예를 들면, 베타인형 양성 계면활성제［야자유 지방산 아미드 프로필디메틸베타인, 라우릴디메틸베타인, 2－알킬-N－카복시메틸-N－히드록시에틸이미다졸리움베타인, 라우릴히드록시술포베타인, 및 라우로일아미드에틸 히드록시에틸카복시메틸베타인 히드록시프로필인산나트륨 등］, 아미노산형 양성 계면활성제［β－라우릴아미노프로피온산나트륨 등］을 들 수 있다.

계면활성제 (C) 중 바람직한 것은, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제의 혼합물이며, 더욱 바람직한 것은 알킬페놀의 알킬렌옥사이드 부가물, 아릴알킬페놀의 알킬렌옥사이드 부가물, 알킬페놀의 알킬렌옥사이드 부가물의 황산에스테르염, 아릴알킬페놀의 알킬렌옥사이드 부가물의 황산에스테르염 및 이들의 혼합물이며, 특히 바람직한 것은, 아릴알킬페놀의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드) 부가물 및 아릴알킬페놀의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드) 부가물의 황산에스테르염 및 이들의 혼합물이다.

그 외의 첨가제(D)로서는, 평활제, 방부제 및 산화 방지제 등을 들 수 있다.

평활제로서는, 유동 파라핀 등을 들 수 있다.

방부제로서는, 안식향산류, 살리실산류 및 소르빈산류 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는, 페놀류(2,6－디-t－부틸-p－크레졸 등), 티오디프로피오네이트류(디라우릴-3,3＇－티오디프로피오네이트 등) 및 포스파이트류(트리페닐포스파이트 등) 등을 들 수 있다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에 있어서의 (A)의 함유율은, (E)의 중량에 대해서, 바람직하게는 50 ~ 100 중량%이며, 더욱 바람직하게는 70 ~ 97 중량%, 특히 바람직하게는 85 ~ 95 중량%이다. (A)의 함유율이 50 중량% 이상이라면, 개섬성이 충분하게 되어 바람직하다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에 있어서의 (B)의 함유율은, (E)의 중량에 대해서, 바람직하게는 0 ~ 50 중량%이며, 더욱 바람직하게는 3 ~ 30 중량%, 특히 바람직하게는 5 ~ 15 중량%이다.

(B)의 함유율이 3 중량% 이상이라면 첨가 효과를 얻을 수 있어 집속성과 개섬성이 양립한다. 또, (B)의 함유율이 50 중량% 이하라면, (E)의 점도가 적절하고, 개섬성이 충분해진다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에 있어서의 (C)의 함유율은, (E)의 중량에 대해서, 바람직하게는 0 ~ 40 중량%이며, 더욱 바람직하게는 1 ~ 25 중량%, 특히 바람직하게는 5 ~ 20 중량%이다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에 있어서의 (D)의 함유율은, (E)의 중량에 대해서, 바람직하게는 0 ~ 60 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 50 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 ~ 40 중량%이다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)의 제조 방법으로 특히 제한은 없지만, 예를 들면, 혼합 용기에, 집속제 (A), 필요에 의해 요변부여제 (B), 계면활성제 (C), 그 외의 첨가제 (D)를 투입 순서에 특히 제한없이 투입해, 바람직하게는 20 ~ 90℃, 더욱 바람직하게는 40 ~ 90℃으로 균일하게 될 때까지 교반해 제조하는 방법을 들 수 있다.

본 발명의 섬유용 집속제 수성액 (S)은, 본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)를 수성 매체에 용해 또는 분산하여 이루어진다.

(E)를 수성 매체에 용해 또는 분산함으로써, 섬유 다발에의 (E)의 부착량을 적당량으로 하는 것이 용이하게 되어, 집속성과 개섬성의 컨트롤을 하기 쉽다.

수성 매체로서는, 공지의 수성 매체, 예를 들면, 물 및 친수성 유기용매［탄소수 1 ~ 4의 저급 알코올(메탄올, 에탄올 및 인소프로판올 등), 탄소수 3 ~ 6의 케톤(아세톤, 에틸메틸케톤 및 메틸이소부틸케톤 등), 탄소수 2 ~ 6의 글리콜(에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌글리콜 및 트리에틸렌글리콜 등) 및 그 모노알킬(탄소수 1 ~ 2)에테르, 디메틸포름아미드 및 탄소수 3 ~ 5의 아세트산알킬에스테르(아세트산메틸 및 아세트산에틸 등) 등］를 들 수 있다. 이것들은 2종 이상을 병용해도 괜찮다. 수성 매체 가운데, 안전성 등의 관점에서 바람직한 것은, 물 및 친수성 유기용매 및 물의 혼합 용매이며, 더욱 바람직한 것은 물이다.

본 발명의 섬유용 집속제 수성액 (S)는, 코스트 등의 관점에서, 유통시는 고농도이며, 섬유 다발의 제조시는 저농도인 것이 바람직하다. 즉, 고농도로 유통함으로써 수송 코스트 및 보관 코스트 등을 저하시켜, 저농도로 섬유를 처리함으로써, 뛰어난 집속성과 개섬성 양립한 섬유 다발을 제조할 수 있다.

(S)가 고농도인 경우의 농도(수성 매체 이외의 성분의 함유 비율)는, 보존 안정성 등의 관점에서, 바람직하게는 30 ~ 80 중량%이며, 더욱 바람직하게는 40 ~ 70 중량%이다.

(S)가 저농도인 경우의 농도는, 섬유 다발의 제조시에 (E)의 부착량을 적당량으로 할 수 있다고 하는 관점 등에서, 바람직하게는 0.5 ~ 15 중량%이며, 더욱 바람직하게는 1 ~ 10 중량%이다.

본 발명의 섬유용 집속제 수성액 (S)의 제조 방법에 특히 제한은 없지만, 예를 들면, 상기의 방법으로 얻을 수 있던 본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)에 수성 매체를 투입해, (E)를 수성 매체 안에 용해 또는 유화 분산시키는 방법을 들 수 있다.

(E)를 수성 매체 안에 용해 또는 유화 분산할 때의 온도는, 혼합하기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 20 ~ 90℃이며, 더욱 바람직하게는 40 ~ 90℃이다.

(E)를 수성 매체 안에 용해 또는 유화 분산하는 시간은, 바람직하게는 1 ~ 20시간이며, 더욱 바람직하게는 2 ~ 10시간이다.

(E)를 수성 매체 안에 용해 또는 유화 분산할 때에는, 공지의 혼합 장치, 용해 장치 및 유화 분산 장치를 사용할 수가 있어, 구체적으로는, 교반 날개(날개 형상：조개형 및 삼단 패들 등), 나우타믹서［호소카와 미클론(주)제］, 리본 믹서, 코니컬 블렌더, 몰탈 믹서, 만능 혼합기｛만능 혼합 교반기 「5 DM－L」［(주)산에이 제작소제］등｝및 헨시에르 믹서［일본 코크스 공업(주)］등을 사용할 수 있다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E) 또는 섬유용 집속제 수성액 (S)를 적용할 수 있는 섬유로서는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유 및 슬래그 섬유 등의 공지의 무기 섬유(WO2003/47830호 팜플렛에 기재한 것 등), 아라미드 섬유 등의 유기 섬유를 들 수 있어 성형체 강도의 관점에서 바람직한 것은, 탄소 섬유이다. 이러한 섬유는 2종 이상을 병용해도 괜찮다.

본 발명의 섬유 다발은, 섬유 3,000 ~ 3만 개 정도를 묶은 섬유 다발이며, 이들 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 섬유를, 상기의 섬유용 집속제 조성물 (E) 또는 섬유용 집속제 수성액 (S)로 처리해 얻을 수 있다.

섬유의 처리 방법으로서는, 스프레이법 또는 침지법 등을 들 수 있다. 섬유상에의 섬유용 집속제 조성물 (E)의 부착량은, 섬유의 중량에 근거해, 0.05 ~ 5 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 2.5 중량%이다. 이 범위라면, 집속성과 개섬성이 뛰어나다.

본 발명의 복합 중간체는, 상기와 같이 본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E) 또는 섬유용 집속제 수성액 (S)로 처리된 섬유 다발 또는 상기 섬유 제품과 매트릭스 수지로 이루어진다. 필요에 의해, 촉매를 함유해도 괜찮다. 촉매를 함유 하면, 성형체 강도가 더욱 뛰어나다.

매트릭스 수지로서는, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술피드 등의 열가소성 수지 및 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 페놀 수지 등의 열강화성 수지를 들 수 있다. 매트릭스 수지의 중 바람직한 것은, 열강화성 수지이며, 더욱 바람직한 것은 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 및 비닐에스테르 수지이다.

촉매로서는, 에폭시 수지용으로서는, 공지(일본 특허공개 2005－213337호 공보에 기재한 것 등)의 에폭시 수지용 경화제 및 경화촉진제 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 폴리에스테르 수지 및 비닐 에스테르 수지용으로서는, 과산화물(벤조일퍼옥사이드, t－부틸파벤조에이트, t－부틸크밀퍼옥사이드 등 , 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 1,1－디(t－부틸퍼옥시)부탄, 디(4－t－부틸시클로헥실)퍼옥시 디카보네이트 등)나 아조계 화합물(아조비스이소발레르니트릴 등)을 들 수 있다.

매트릭스 수지와 섬유 다발과의 중량비(매트릭스 수지/섬유 다발)는, 성형체 강도 등의 관점에서, 바람직하게는 10/90 ~ 90/10이며, 더욱 바람직하게는 20/80 ~ 70/30, 특히 바람직하게는 30/70 ~ 60/40이다. 촉매를 함유하는 경우, 촉매의 함유율은, 성형체 강도 등의 관점에서, 매트릭스 수지에 대해서 바람직하게는 0.01 ~ 10 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ~ 3 중량%이다.

복합 중간체는, 열용해(용해 온도：60 ~ 150℃) 한 매트릭스 수지, 또는 용제(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 크실렌 및 아세트산 에틸 등 )로 희석한 매트릭스 수지를, 섬유 다발 또는 섬유 제품에 함침시킴으로써 제조할 수 있다. 용제를 사용했을 경우, 프리프레그를 건조시켜 용제를 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유 강화 복합재료는, 상기 복합 중간체를 성형해 얻을 수 있다. 매트릭스 수지가 열가소성 수지인 경우, 프리프레그를 가열 성형해, 상온으로 고화함으로써 성형체로 할 수가 있다. 매트릭스 수지가 열강화성 수지인 경우, 프리프레그를 가열 성형해, 경화함으로써 성형체로 할 수가 있다. 경화는 완결할 필요는 없지만, 성형체가 형상을 유지할 수 있는 정도로 경화하고 있는 것이 바람직하다. 성형 후, 더욱 가열해 완전하게 경화시켜도 괜찮다. 가열 성형의 방법은 특히 한정되지 않고, 예를 들면 필라멘트 와인딩 성형법(회전하는 맨드릴에 장력을 걸면서 휘감아 가열 성형하는 방법), 프레스 성형법(프리프레그 시트를 적층해 가열 성형하는 방법), 오토 클레이브법(프리프레그 시트를 틀에 압력을 가하고 억눌러 가열 성형하는 방법) 및 촙프드(chopped)파이버 또는 밀드(milled) 파이버를 매트릭스 수지와 혼합해 사출 성형하는 방법 등을 들 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 자세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

＜제조예 1＞

폴리에스테르 수지 (A2)：

비스페놀 A 에틸렌옥사이드 2몰 부가물 「뉴 폴 BPE－20」［산요 화성공업(주)제］2,212 중량부, 테레프탈산 996 중량부(알코올/산=7/6몰 비) 및 옥살산티탄산칼륨 3 중량부를, 유리 반응 용기 안에서 230℃로 0.001 MPa까지 감압해 물을 증류하면서 15시간 반응시켰다. 여기에 더욱 폴리옥시에틸렌글리콜 「PEG1500」［산요 화성공업(주)제］1,500 중량부를 더해 180℃으로 상압으로 10시간 반응시켜, 폴리에스테르 수지 (A2) 4,490 중량부를 얻었다.

(A2)의 35℃에서의 점도는 700 Pa·s였다.

이하의 실시예로 사용한 집속제 (A), 요변부여제 (B), 계면활성제 (C)의 조성은 이하와 같다.

집속제 (A):

비스페놀 A형 에폭시 수지 (A1)：「JER834」［미츠비시화학(주)제］

폴리우레탄 에멀젼 (A3)：「케미틸렌 GA－500」［35℃에서의 점도：55 Pa·s, 폴리에스테르폴리올과 지방족 이소시아네이트와의 우레탄 에멀젼, 불휘발 성분：50 중량%, 산요화성공업(주)제］

폴리에테르 수지(A4)：비스페놀 A1몰에 대해, 프로필렌옥사이드 10몰과 에틸렌옥사이드 20몰을 랜덤하게 부가시킨 것.

비닐에스테르 수지(A5)：비스페놀 A형 에폭시 수지 (A1) 1몰에 메타크릴산 2몰을 에스테르화 시킨 것.

요변부여제 (B):

고급 지방산 아미드 (B1)：「스테아린산아미드」

지방산 에스테르 (B2)：「경화 피마자유A」［이토세이유(주)제］

지방산 염 (B3)：「스테아린산리튬」［카와무라 화성공업(주)제］

산화 폴리에틸렌 (B4)：「산왁스 E－310」［산가 15 mg KOH/g, Mw：2,000, 산요 화성공업(주)제］

계면활성제 (C):

비이온 계면활성제 (C1)：스틸렌화페놀 1몰에 에틸렌옥사이드 20몰을 부가시킨 것

＜집속제 (A)의 35℃에서의 점도 측정＞

실시예로 사용한 (A)의 35℃에서의 점도는, 이하의 조건으로 2회 측정한 값의 평균값으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 덧붙여 2종 이상의 (A)를 병용했을 경우, 그 혼합물의 35℃에서의 점도를 측정했다.

기종：BH형 점도계［동기산업(주)제］

측정 온도：35℃

로터 No. 23

회전수 0.3rpm

측정 개시로부터 20분 경과 후의 점도를 읽어낸다.

＜집속제 (E)의 틱소트로피 인덱스(TI)의 측정＞

실시예로 사용한 (E)의 TI의 측정은 이하와 같이 행했다.

기종：BH형 점도계［동기산업(주)제］

측정 온도：35℃

로터 No.23

E0.3 rpm：회전 수 0.3 rpm의 점도

E3 rpm：회전 수 3 rpm의 점도

측정 개시로부터 20분 경과 후의 점도를 읽어낸다.

(TI) = (E0.3 rpm) / (E3 rpm)

＜실시예 1＞

에폭시 수지 (A1) 600 중량부, 고급 지방산 아미드 (B1) 200 중량부, 계면활성제 (C1) 200 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 130℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 섬유용 집속제 조성물 (E1)을 얻었다. 이어서 (E1)에 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 물방울을 떨어트려, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액(S－1) 2,500 중량부를 얻었다. (A1)의 35℃에서의 점도는 55 Pa·s였다.

＜실시예 2＞

폴리에스테르 수지 (A2) 650 중량부, 지방산 에스테르 (B2) 50 중량부, 폴리에테르 수지 (A4) 50 중량부, 계면활성제 (C1) 200 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 50℃로 30분간, 균일 혼합했다. 나아가, 1,450 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 여기에 폴리우레탄 에멀젼 (A3) 100 중량부를 더해 불휘발 성분 농도 42 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S－2) 2,500 중량부를 얻었다. (A) 성분［상기 (A2), (A4), (A3)의 혼합물의 불휘발 성분］의 35℃에서의 점도는 700 Pa·s였다.

＜실시예 3＞

비닐 에스테르 수지 (A5) 700 중량부, 지방산 염 (B3) 100 중량부, 계면활성제 (C1) 200 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 80℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각하여, 섬유용 집속제 조성물 (E3)을 얻었다. 이어서 (E3)에 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액(S－3) 2,500 중량부를 얻었다. (A5)의 35℃에서의 점도는 2,800 Pa·s였다.

＜실시예 4＞

에폭시 수지 (A1) 200 중량부, 산화 폴리에틸렌 (B4) 400 중량부, 폴리에스테르 수지 (A2) 200 중량부, 계면활성제 (C1)를 200 중량부, 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 130℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 섬유용 집속제 조성물 (E4)을 얻었다. 이어서 (E4)에 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S－4) 2,500 중량부를 얻었다. 또한 (A) 성분［상기 (A1)와 (A2 )의 혼합물］의 35℃에서의 점도는 200 Pa·s였다.

＜실시예 5＞

폴리에스테르 수지 (A2) 850 중량부, 고급 지방산 아미드(B1) 150 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 130℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 섬유용 집속제 조성물 (E5)을 얻었다. 이어서 (E5)에 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S－5) 2,500 중량부를 얻었다. 또한 (A2)의 35℃에서의 점도는 600 Pa·s였다.

＜실시예 6＞

에폭시 수지 (A1) 300 중량부, 폴리에스테르 수지 (A2) 500 중량부, 고급 지방산 아미드 (B1) 50중량부, 계면활성제 (C1) 150 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 130℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 섬유용 집속제 조성물 (E6)을 얻었다. 이어서 (E6)에 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S－6) 2,500 중량부를 얻었다.

또한 (A) 성분［상기 (A1)와 (A2)의 혼합물］의 35℃에서의 점도는 330 Pa·s였다.

＜비교예 1＞

에폭시 수지 (A1) 800 중량부, 계면활성제 (C1) 200 중량부를, 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 80℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 1,500 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하여, 불휘발 성분 농도 40 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S＇1) 2,500 중량부를 얻었다.

＜비교예 2＞

고급 지방산 아미드 (B1) 200 중량부, 폴리에테르 수지 (A4) 750 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 130℃로 30분간, 균일 혼합한 후 50℃로 냉각해, 1,450 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하고, 나아가 폴리우레탄 에멀젼 (A3) 100 중량부를 더해 불휘발 성분 농도 42 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S＇2) 2,500 중량부를 얻었다. (A) 성분［(A4), (A3)의 불휘발 성분]의 35℃에서의 점도는 40 Pa·s였다.

＜비교예 3＞

고급 지방산 아미드 (B1) 200 중량부, 폴리에테르 수지 (A4) 100 중량부, 계면활성제 (C1) 200 중량부를 만능 혼합기［(주) 산에이제작소제］에 투입해, 30℃로 30분간, 균일 혼합했다. 이어서 50℃로 냉각해, 1,000 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하고, 나아가 폴리우레탄 에멀젼 (A3) 1,000 중량부를 더해 불휘발 성분 농도 60 중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S＇3) 2,500 중량부를 얻었다. (A) 성분［(A4), (A3)의 불휘발 성분］의 35℃에서의 점도는 3,300 Pa·s였다.

＜비교예 4＞

고급 지방산 아미드 (B1) 500 중량부, 폴리에테르 수지 (A4) 100 중량부, 계면활성제 (C1) 100 중량부를 만능 혼합기［(주)산에이제작소제］에 투입해, 30℃로 30분간, 균일 혼합했다. 이어서 50℃로 냉각해, 1,200 중량부의 물을 6시간 걸쳐 적하하고, 나아가 폴리우레탄 에멀젼 (A3) 600 중량부를 더해 불휘발 성분 농도 52중량%의 섬유용 집속제 수성액 (S＇4) 2,500 중량부를 얻었다. (A) 성분［(A4), (A3)의 불휘발 성분］의 35℃에서의 점도는 2,100 Pa·s였다.

섬유용 집속제 수성액 (S1) ~ (S6) , (S＇1) ~ (S＇4) 중 섬유용 집속제 조성물의 유효 성분이 각각 1.5 중량%가 되도록 물로 희석했다. 이 희석액에 미처리 탄소섬유(섬도 800 tex, 필라멘트 수 12,000개)를 1시간 함침시킨 후, 150℃로 3분간 열풍 건조시켜 얻어진 탄소 섬유 다발(섬유 다발의 넓이 약 7 mm)에 대해, 집속성 및 개섬성을 이하의 방법에 의해 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

＜집속성의 평가＞

상기 방법으로 얻어진 탄소 섬유 다발 30 cm를, 대상에서 똑바로 잡아늘인 후, 받침대의 가장자리로부터 내밀어, 탄소 섬유 다발이 꺽여지기까지 내민 길이를 측정했다. 수치가 큰 만큼 집속성이 뛰어난 것을 의미한다.

＜개섬성의 평가＞

표면이 평활한 직경 10 mm의 스텐레스봉 5개를, 50 mm간격으로 각각 평행하게 하는 한편 탄소 섬유 다발이 120도의 각도로 접촉하면서 통과하도록 지그재그로 배치했다. 이 스텐레스봉 간에 상기 방법으로 얻어진 탄소 섬유 다발을 지그재그로 걸쳐 권취(卷取)롤과 권출(卷出)롤과의 사이의 장력 1,000 g중, 속도 1 m/분으로 탄소 섬유 다발을 권출롤로부터 권취롤에 당겨 감아, 5개의 스텐레스봉을 통과한 후의, 탄소 섬유다발의 펼친 폭(mm)을, 「실주행 시험 장치」［아사노기계제작소(주)제］를 이용해 측정했다. 수치가 클수록, 개섬성이 뛰어난 것을 의미한다.

＜품위 지표＞

집속성과 개섬성의 곱을 품위 지표로 했다. 수치가 큰 것은 집속성과 개섬성이 모두 뛰어난 것을 의미한다.

＜복합 중간체의 외관 평가＞

상기의 방법으로 얻어진 50 cm 탄소 섬유 다발 10개를, 평행하게 당겨 정돈하여 시트상으로 하고, 여기에 탄소 섬유 다발과 같은 중량의 비스페놀 A형 에폭시 수지 「JER828」［미츠비시화학(주)제］를 전면에 도포해, 100℃에 가온(加溫) 준비로부터 2분 경과시에, 함침 얼룩에 의한 반상의 모양이 없는지 눈으로 관찰하여 확인했다. 모양이 없는 것을 ○, 있는 것을 ×로 했다.

＜섬유 강화 복합 재료의 굴곡 강도 평가＞

상기 방법으로 얻어진 탄소 섬유 다발을, 한 방향으로 당겨 정돈하여 금형(세로 10 cm×가로 10 cm, 두께 2 mm의 형틀모양)에 넣어 거기에 매트릭스 수지［비스페놀 A형 에폭시 수지 「JER828」100 중량부와 BＦ₃ 모노에틸아민염 3 중량부를 혼합한 것］을 더해 감압(0.0065 MPa) 아래에서 함침시켰다. 이때, 탄소 섬유 다발의 체적 함유율이 60%이 되도록 탄소 섬유 다발의 양을 조절했다. 이어서, 150℃, 가압하(0.49 MPa)에서 1시간 경화시키고, 나아가 140℃로 온도를 내려 가압하(0.49 MPa)에서 4시간 경화시켰다. 얻어진 경화물을 다이아몬드 커터로 절단해, 두께 2 mm, 폭 10 mm, 길이 100 mm의 테스트 조각을 제작하고, JIS　K7074에 준거해 굴곡 강도(스팬/두께 비=32, 시험 속도 5.0mm/분)을 측정했다. 수치가 클수록, 굴곡 강도가 뛰어난 것을 의미한다.

표 1로부터 분명하듯이, 본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)로 처리해 얻어진 섬유 다발은, 집속성과 개섬성의 양쪽 모두가 뛰어나다. 비교예가 나타내듯이, 집속성과 개섬성의 양쪽 모두가 우수한 섬유 다발은 지금까지 없었다.

집속성과 개섬성의 양쪽 모두가 우수한 것을 알기 쉽게 하기 위해서, 표 1에 품위 지표를 기재했다. 이것은, 집속성과 개섬성의 수치의 곱이며, 이 수치가 100보다 높으면 집속성과 개섬성이 모두 뛰어난 것을 나타낸다. 비교예가 나타내듯이, 종래의 섬유용 집속제 조성물에서는, 이 지표의 수치가 100 미만이었다.

본 발명의 섬유용 집속제 조성물 (E)로 처리해 얻어진 섬유 다발은, 모두 120을 넘고 있어 지금까지 없던 뛰어난 섬유용 집속제 조성물인 것을 알 수 있다.

본 발명의 섬유 다발과 매트릭스 수지로부터 얻어지는 복합 중간체를 성형해 얻은 섬유 강화 복합재료는, 각종의 토목·건축용 재료, 수송기용 재료, 스포츠 용품 재료 및 발전 장치용 재료 등으로서 매우 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

35℃에서의 점도가 50 내지 3,000 Pa·s인 집속제를 함유하고, 틱소트로피 인덱스가 3 내지 15인 섬유용 집속제 조성물.
청구항 1에 있어서, 요변부여제를 추가로 함유하는, 섬유용 집속제 조성물.
청구항 1에 있어서, 집속제가, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르 수지 및 비닐에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 섬유용 집속제 조성물.
청구항 2에 있어서, 요변부여제가, 지방산 아미드, 지방산 에스테르, 지방산 염 및 산화폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 섬유용 집속제 조성물.
청구항 2에 있어서, 요변부여제의 함유율이, 섬유용 집속제 조성물의 중량에 대해서 3 내지 30 중량%인, 섬유용 집속제 조성물.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 기재의 섬유용 집속제 조성물을 수성 매체에 용해 또는 분산시켜 얻어지는 섬유용 집속제 수성액.
청구항 6에 기재의 섬유용 집속제 수성액으로 섬유를 처리하는 것을 특징으로 하는 섬유 다발의 제조 방법.
청구항 7에 있어서, 섬유가, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유 및 슬래그 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 섬유 다발의 제조 방법.
청구항 7에 기재의 섬유 다발의 제조 방법으로 얻어진 섬유 다발.
청구항 9에 기재의 섬유 다발과 매트릭스 수지로부터 얻어지는 복합 중간체.
청구항 10에 기재의 복합 중간체를 성형해 얻어지는 섬유 강화 복합재료.