KR20170139108A - 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

섬유 강화 열가소성 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20170139108A
KR20170139108A KR1020177033529A KR20177033529A KR20170139108A KR 20170139108 A KR20170139108 A KR 20170139108A KR 1020177033529 A KR1020177033529 A KR 1020177033529A KR 20177033529 A KR20177033529 A KR 20177033529A KR 20170139108 A KR20170139108 A KR 20170139108A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mass
thermoplastic resin
fiber
copolymer
resin composition
Prior art date
Application number
KR1020177033529A
Other languages
English (en)
Inventor
다카히로 마쓰모토
후미아키 가케야
야스타카 후쿠나가
아키 가토리
Original Assignee
미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20170139108A publication Critical patent/KR20170139108A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/10—Polyamides derived from aromatically bound amino and carboxyl groups of amino-carboxylic acids or of polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/08—Copolymers of styrene
    • C08J2325/12—Copolymers of styrene with unsaturated nitriles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/12—Copolymers of styrene with unsaturated nitriles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 연속 강화 섬유(A) 및 열가소성 수지(B)를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물로서, 상기 열가소성 수지(B)가 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 공중합체(C)를 포함하고, 또한 상기 공중합체(C) 100질량% 중의 공액 다이엔 성분의 비율이 10질량% 이하인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

Description

섬유 강화 열가소성 수지 조성물
본 발명은 항공기 부재, 우주기 부재, 자동차 부재, 선박 부재, 토목 건축재, 전자 기기 부재 및 스포츠 관련 부재 등에 적합하게 이용되는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
탄소 섬유·유리 섬유·아라미드 섬유는 금속과 비교해서 저비중이면서, 탄성률 및 강도가 우수하기 때문에, 그들과 여러 가지의 매트릭스 수지를 조합한 복합 재료는 항공기 부재, 우주기 부재, 자동차 부재, 선박 부재, 토목 건축재, 전자 기기 부재 및 스포츠 용품 등의 많은 분야에 이용되고 있다. 특히 탄소 섬유와 에폭시 수지나 불포화 폴리에스터 수지 등의 열경화성 수지를 조합한 열경화성 탄소 섬유 강화 복합 재료가 널리 이용되고 있다.
종래의 열경화성 탄소 섬유 강화 복합 재료는 열경화에 다대한 시간을 필요로 하는 결점이 있었다. 그래서 최근에는, 열가소성 수지를 매트릭스로 하는 탄소 섬유 강화 열가소성 복합 재료(이하 "CFRTP"라고 칭하는 경우가 있음)가 하이 사이클 성형 가능한 복합 재료로서 기대되어 개발이 이루어지고 있다.
복잡 형상의 성형이 가능한 단(短)섬유 강화 열가소성 복합 재료는 이미 실용화되어 있지만, 강화 섬유의 섬유 길이가 짧기 때문에, 경금속과 비교하면 현저하게 저탄성률이 되어 버리는 문제가 있다. 이 때문에, 연속 섬유로 강화된 열가소성 수지 조성물이 강하고 요망되고 있다.
이 CFRTP에 이용하는 매트릭스 수지로서 저렴한 범용 플라스틱, 예를 들면 폴리프로필렌(PP), 아크릴로나이트릴·뷰타다이엔·스타이렌(ABS)이 기대되고 있지만, 이들 열가소성 수지와 특히 탄소 섬유의 복합 재료의 기계적 특성, 특히 굽힘 강도는 충분하다고 말할 수 있는 것은 아니었다.
기계적 특성의 개선을 목적으로 해서, 탄소 섬유에 기상 산화나 액상 산화 등의 산화 처리를 실시하여, 탄소 섬유 표면에 산소 함유 작용기를 도입해 탄소 섬유와 매트릭스 수지의 계면 밀착성을 향상시키는 제안이 행해지고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 탄소 섬유에 전해 처리를 실시하는 것에 의해, 계면 접착성의 지표인 층간 전단 강도를 향상시키는 방법이 제안되어 있지만, 해당 탄소 섬유로 강화된 열가소성 수지 복합 재료의 기계적 특성은 충분하다고는 말할 수 없는 것이었다.
또, 탄소 섬유 자체의 문제로서는 취성이어서 집속성 및 내마찰성이 부족한 것을 들 수 있어, 고차 가공 공정에 있어서 보풀이나 사(絲)절단이 발생하기 쉽다. 이 문제 개선을 목적으로 해서, 특허문헌 2 및 3에는 탄소 섬유에 사이징제를 도포하는 방법이 제안되어 있는데, 사이징제에 의해 열경화성 수지에 대한 탄소 섬유의 접착성은 충분히 부여할 수 있지만, 여전히 열가소성 수지와의 계면 접착성은 낮고, 또한 사이징 처리된 강화 섬유로 강화된 열가소성 수지 복합 재료의 기계적 특성은 충분하다고는 말할 수 없었다.
전술한 대로, 굽힘 강도 등의 기계적 특성을 개선하기 위해서는, 탄소 섬유측의 처리만으로는 충분하지는 않아, 충분한 굽힘 강도를 가지는 열가소성 탄소 섬유 복합 재료를 기존 기술로 달성할 수는 없었다.
일본 특허공개 평04-361619호 공보 미국 특허 제3,957,716호 명세서 일본 특허공고 소62-056266 공보
본 발명의 목적은 상기의 종래 기술에 있어서의 문제점에 비추어, 기계적 특성이 우수한 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 연속 강화 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지가 사이아노기 함유 바이닐 모노머 및 방향족계 바이닐 모노머의 공중합체를 포함하고, 또한 공액 다이엔 성분의 함유량을 일정 이하로 하는 것에 의해, 상기의 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 이하에 나타내는 것이다.
[1] 연속 강화 섬유(A) 및 열가소성 수지(B)를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물로서, 상기 열가소성 수지(B)가 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 공중합체(C)를 포함하고, 또한 상기 공중합체(C) 100질량% 중의 공액 다이엔 성분의 비율이 10질량% 이하인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[2] 상기 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100질량%에 있어서, 연속 강화 섬유(A)를 1질량%∼80질량% 및 열가소성 수지(B)를 20질량%∼99질량% 함유하는, [1]에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[3] 상기 연속 강화 섬유(A)의 섬유 길이의 평균이 10mm 이상인, [1] 또는 [2]에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[4] 상기 연속 강화 섬유가 탄소 섬유, 유리 섬유 및 아라미드 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 함유하는, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[5] 상기 열가소성 수지(B) 100질량%에 있어서의 공중합체(C)의 비율이 50∼100질량%인, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[6] 상기 공중합체(C) 100질량%에 있어서의 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1)의 비율이 15질량%∼45질량%, 또한 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 비율이 55질량%∼85질량%인, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[7] 상기 공중합체(C)가 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)로 이루어지는 공중합체인, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[8] 상기 공중합체(C)가 아크릴로나이트릴-스타이렌인, [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
[9] [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형체.
[10] 최대 굽힘 강도가 300MPa 이상인, [9]에 기재된 성형체.
사이아노기에서 기인하는 복합 재료의 굽힘 강도 향상의 효과 및 연속 섬유에 의한 보강 효과에 의해, 기계적 특성이 우수한 섬유 강화 열가소성 수지 조성물이 얻어진다.
본 발명의 섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 연속 강화 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물로서, 상기 열가소성 수지가 사이아노기 함유 바이닐 모노머 및 방향족계 바이닐 모노머의 공중합체를 포함하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물이다.
<연속 강화 섬유(A)>
본 발명에서 사용되는 연속 강화 섬유(A)로는, 유리 섬유, 탄소 섬유(예를 들면, PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 등) 또는 아라미드 섬유 등을 들 수 있고, 탄성률의 점에서 탄소 섬유가 바람직하다.
연속 강화 섬유(A)의 섬유 길이는 평균 10mm 이상인 것이 바람직하고, 성형 후의 성형품보다도 긴 섬유를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 연속 강화 섬유의 형태로서는, 일방향 시트, 직물 시트, 다축 적층 시트 등을 들 수 있고, 구체예로서는 이하에 나타내지만, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
유리 섬유: (닛토방적사제) WF 350 100 BS6
아라미드 섬유: (데이진사제) 트와론
탄소 섬유: (아리사와제작소사제) CFP3113
본 발명의 연속 강화 섬유(A)의 비율은, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100질량%에 있어서, 1질량%∼80질량%여도 되고, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 기계적 특성의 관점에서 바람직하게는 40질량%∼75질량%, 보다 바람직하게는 50질량%∼75질량%이다.
<열가소성 수지(B)>
본 발명에 이용되는 열가소성 수지(B)는 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 공중합체(C)를 함유한다. 여기에서, 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 공중합체(C)란, 모노머(c1) 및 모노머(c2)를 포함하는 모노머 혼합물로부터 생성되는 공중합체를 의미하고, 그 모노머의 배열에는 특별히 한정은 없고, 랜덤, 블록, 그래프트, 교호 등이어도 된다.
사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1)이란, 사이아노기를 갖는 바이닐 모노머이고, 예를 들면 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. 기계적 특성의 관점에서 아크릴로나이트릴이 바람직하다.
공중합체(C) 100질량%에 있어서, 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1)의 비율은 15질량%∼45질량%여도 되고, 기계적 특성의 이유로부터 20질량%∼40질량%인 것이 바람직하다. 즉, 공중합체(C)를 생성하는 모노머 혼합물 중의 모노머 성분의 합계에 대해서, 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1)의 비율이 15질량%∼45질량%여도 되고, 20질량%∼40질량%인 것이 바람직하다.
방향족계 바이닐 모노머(c2)란, 방향환을 갖는 바이닐 모노머이고, 예를 들면 스타이렌, 브로모스타이렌, α-메틸스타이렌 등을 들 수 있다. 입수 용이성의 관점에서 스타이렌이 바람직하다.
공중합체(C) 100질량%에 있어서 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 비율은 55질량%∼85질량%여도 되고, 기계적 특성의 관점에서 60질량%∼80질량%인 것이 바람직하다. 즉, 공중합체(C)를 생성하는 모노머 혼합물 중의 모노머 성분의 합계에 대해서, 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 비율이 55질량%∼85질량%여도 되고, 60질량%∼80질량%인 것이 바람직하다.
공중합체(C)를 생성하는 모노머 혼합물에는, 임의의 바이닐계 모노머를 포함하고 있어도 된다. 그와 같은 바이닐계 모노머로서, 에틸렌 프로필렌 다이엔, 아크릴산 에스터, 2-클로로에틸 바이닐 에터 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 공중합체(C)는 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)만으로 생성되는 공중합체이다.
이와 같은 공중합체(C)로서는 예를 들면, 아크릴로나이트릴 스타이렌(AS) 수지, 아크릴로나이트릴 에틸렌 프로필렌 다이엔 스타이렌(AES) 수지, 아크릴레이트 스타이렌 아크릴로나이트릴(ASA) 수지를 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 닛폰에이앤드엘사제 라이탁-A 100PCF/120PCF, 테크노폴리머사제 산렉스 SAN-C/SAN-R/SAN-H/SAN-L/SAN-T, 다이셀폴리머사제 세비안-N 020/020SF/050/050SF/070SF/080SF, 아사히화성케미컬즈사제 스타이락 AS 767/T8701/769/789/783/T8707/CS747, 도레이사제 토요락 A20C-300/A25C-300 등의 이른바 AS 수지 또는 SAN 수지를 들 수 있고, 시판품을 용이하게 입수할 수 있다. 단, 발명의 효과를 나타내는 한에 있어서, 이들로 한정되지 않는다.
열가소성 수지(B) 100질량% 중의 상기 공중합체(C)의 비율은 50질량%∼100질량%여도 되고, 80질량%∼100질량%인 것이 저렴한 복합 재료가 얻어지기 때문에 바람직하다.
열가소성 수지(B)에는 발명의 효과를 나타내는 한에 있어서 상기 공중합체(C) 이외의 성분을 포함하고 있어도 되고, 그 밖의 수지, 및 이형제, 난연제, 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 배합할 수 있다.
예를 들면 내열성이나 내약성 등의 개선을 목적으로 한 엔지니어링 플라스틱이나 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 등(폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리에스터 등)을 가하여 AS 수지, AES 수지, ASA 수지 등의 알로이로서 이용할 수 있다.
이들 성분의 열가소성 수지(B) 100질량% 중의 비율은 0∼50질량%여도 되고, 0∼20질량%인 것이 저렴한 복합 재료가 얻어지기 때문에 바람직하다.
한편, 공중합체(C) 중의 공액 다이엔 성분은 10질량% 이하이다. 즉, 공중합체(C)를 생성하는 모노머 혼합물 중의 모노머 성분의 합계에 대해서, 공액 다이엔 성분의 비율이 10질량% 이하인 것을 의미한다.
공액 다이엔 성분이란, 하나의 단일결합에 의해 이중결합이 떨어져 공액된 다이엔을 가지는 모노머이고, 예를 들면 뷰타다이엔, 아이소프렌 등을 들 수 있다.
공중합체(C) 중의 공액 다이엔 성분이 10질량%보다 많으면, 굽힘 강도가 저하된다.
공중합체(C)로서는 특히 AS 수지가, 저렴하면서 기계적 특성이 우수한 복합 재료가 얻어지기 때문에 바람직하고, AS 수지 중의 조성(모노머비)이 아크릴로나이트릴/스타이렌=20/80질량%∼40/60질량%의 범위에 있으면 특히 바람직하다.
<섬유 강화 열가소성 수지 조성물>
본 발명의 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 중의 연속 강화 섬유(A)와 열가소성 수지(B)의 비율은, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100질량%에 있어서, 연속 강화 섬유(A) 1질량%∼80질량%, 열가소성 수지(B) 20질량%∼99질량%여도 되고, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 기계적 특성의 관점에서, 바람직하게는 연속 강화 섬유(A) 40질량%∼75질량%, 열가소성 수지(B) 25질량%∼60질량%이다.
이 범위보다도 강화 섬유의 비율이 적은 경우, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 기계적 특성은 경금속과 동등 이하가 되어 버리고, 강화 섬유 비율이 이 범위보다도 많은 경우에는, 수지량이 적어, 매트릭스 수지에 의한 강화 섬유의 집속 작용이 기능하지 않아, 기계적 특성이 저하된다.
섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 열가소성 수지(B)의 용융 수지를 압출기의 T 다이로부터 흐르게 하고, 조출(繰出)된 연속 섬유 시트와 합류시켜 함침시키는 방법, 분말 수지를 연속 섬유 상에 분산시켜 가열 용융시키는 방법, 수지를 필름화하여 열라미네이트하는 방법, 수지를 용제에 용해시킨 후에 연속 섬유에 함침·건조시키는 방법 등이 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 한편, 발명의 효과를 나타내는 한에 있어서, 적절히 실시형태를 변경할 수 있다.
[실시예 1]
평직 탄소 섬유 클로스(아리사와제작소제, CFP-3113: 질량 200g/m2, 두께 0.2mm, 섬유 길이 세로 210mm, 가로 300mm)를, AS 수지(테크노폴리머사제 「SANREX 290FF」(아크릴로나이트릴/스타이렌=24/76질량%)) 25질량부와 메틸 에틸 케톤(이하, 간단히 MEK로 나타내는 경우도 있음) 75질량부를 포함하는 바니시에 30초 함침시킨 후, 100℃에서 1시간의 건조를 행하는 것에 의해 용제를 제거하여, AS 수지 중에 탄소 섬유 클로스가 배치된 프리프레그를 얻었다.
이 프리프레그재를 6매 준비하고, 이들을 겹친 것을, 150℃로 가열된 상태의 평판 형상의 금형을 이용하여 프레스 시간 5분, 성형 압력 1.0MPa의 조건에서 프레스 성형을 행하여, 연속 섬유 강화 AS 수지 시트를 얻었다.
얻어진 시트를 JIS K 7074에 따라 굽힘 특성을 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 1]
평직 탄소 섬유 클로스(아리사와제작소제, CFP-3113: 질량 200g/m2, 두께 0.2mm, 섬유 길이 세로 210mm, 가로 300mm)를, ABS 수지(테크노폴리머사제 「테크노 ABS DP611」(아크릴로나이트릴/뷰타다이엔/스타이렌=16/40/44질량%)) 25질량부와 MEK 75질량부를 포함하는 바니시에 30초 함침시킨 후, 100℃에서 1시간의 건조를 행하는 것에 의해 용제를 제거하여, ABS 수지 중에 탄소 섬유 클로스가 배치된 프리프레그를 얻었다.
이 프리프레그재를 6매 준비하고, 이들을 겹친 것을, 150℃로 가열된 상태의 평판 형상의 금형을 이용하여 프레스 시간 5분, 성형 압력 1.0MPa의 조건에서 프레스 성형을 행하여, 연속 섬유 강화 ABS 수지 시트를 얻었다.
얻어진 시트를 JIS K 7074에 따라 굽힘 특성을 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 2]
평직 탄소 섬유 클로스(아리사와제작소제, CFP-3113: 질량 200g/m2, 두께 0.2mm, 섬유 길이 세로 210mm, 가로 300mm)를, PS 수지(PS재팬사제, PSJ-폴리스타이렌) 25질량부와 MEK 75질량부를 포함하는 바니시에 30초 함침시킨 후, 100℃에서 1시간의 건조를 행하는 것에 의해 용제를 제거하여, PS 수지 중에 탄소 섬유 클로스가 배치된 프리프레그를 얻었다.
이 프리프레그재를 6매 준비하고, 이들을 겹친 것을, 150℃로 가열된 상태의 평판 형상의 금형을 이용하여 프레스 시간 5분, 성형 압력 1.0MPa의 조건에서 프레스 성형을 행하여, 연속 섬유 강화 PS 수지 시트를 얻었다.
얻어진 시트를 JIS K 7074에 따라 굽힘 특성을 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 3]
탄소 단섬유 강화 폴리아마이드(PA) 66(도레이사제, 토레카 단섬유 펠릿, 3101T40, 섬유 길이 1mm 이하)을 이용하여 사출 성형에 의해 두께 1mm, 폭 15mm, 길이 60mm의 굽힘 시험편을 작성해서, 단섬유 강화 PA66 수지 시트를 얻었다. 실린더 온도는 290℃, 금형 온도는 80℃로 했다. 얻어진 시트를 JIS K 7074에 따라 굽힘 특성을 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
Figure pct00001
상기의 실시예 1 및 비교예 1∼3으로부터 이하를 말할 수 있다.
CFRTP에 있어서 매트릭스 수지를 AS 수지로 한 경우, 매트릭스 수지가 PS 수지인 경우와 비교해서 굽힘 강도가 향상된다(실시예 1, 비교예 2). 이는 AS 수지에 포함되는 사이아노기가 굽힘 강도의 향상에 기여하고 있다고 생각된다.
CFRTP에 있어서 매트릭스 수지를 AS 수지로 한 경우, 매트릭스 수지가 ABS 수지인 경우와 비교해서 굽힘 강도가 향상된다(실시예 1, 비교예 1). 이는 ABS 수지에 포함되는 공액 다이엔 성분이 복합 재료의 굽힘 강도를 저하시키고 있다고 생각된다.
CFRTP에 있어서 강화 섬유를 연속 섬유로 한 경우, 강화 섬유가 단섬유인 경우와 비교해서 탄성률이 대폭으로 향상된다(실시예 1, 비교예 3). 매트릭스 수지로, 복합 재료의 굽힘 강도가 높아지는 PA66을 사용하더라도, 강화 섬유가 단섬유인 경우에 경금속과 동등한 탄성률을 얻는 것은 곤란하여, 강화 섬유를 연속 섬유로 하는 것의 중요성을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 연속 강화 섬유(A) 및 열가소성 수지(B)를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 조성물로서, 상기 열가소성 수지(B)가 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 공중합체(C)를 포함하고, 또한 상기 공중합체(C) 100질량% 중의 공액 다이엔 성분의 비율이 10질량% 이하인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100질량%에 있어서, 연속 강화 섬유(A)를 1질량%∼80질량% 및 열가소성 수지(B)를 20질량%∼99질량% 함유하는, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연속 강화 섬유(A)의 섬유 길이의 평균이 10mm 이상인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연속 강화 섬유가 탄소 섬유, 유리 섬유 및 아라미드 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 함유하는, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지(B) 100질량%에 있어서의 공중합체(C)의 비율이 50∼100질량%인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체(C) 100질량%에 있어서의 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1)의 비율이 15질량%∼45질량%, 또한 방향족계 바이닐 모노머(c2)의 비율이 55질량%∼85질량%인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체(C)가 사이아노기 함유 바이닐 모노머(c1) 및 방향족계 바이닐 모노머(c2)로 이루어지는 공중합체인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체(C)가 아크릴로나이트릴-스타이렌인, 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    최대 굽힘 강도가 300MPa 이상인 성형체.
KR1020177033529A 2015-04-21 2016-04-14 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 KR20170139108A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015086990 2015-04-21
JPJP-P-2015-086990 2015-04-21
PCT/JP2016/061962 WO2016171060A1 (ja) 2015-04-21 2016-04-14 繊維強化熱可塑性樹脂組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170139108A true KR20170139108A (ko) 2017-12-18

Family

ID=57144427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177033529A KR20170139108A (ko) 2015-04-21 2016-04-14 섬유 강화 열가소성 수지 조성물

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180127558A1 (ko)
JP (1) JP6750616B2 (ko)
KR (1) KR20170139108A (ko)
CN (1) CN107531968A (ko)
TW (1) TWI692498B (ko)
WO (1) WO2016171060A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230010412A (ko) 2021-07-12 2023-01-19 재단법인 한국탄소산업진흥원 미분 셀룰로스섬유를 포함하는 고효율 섬유강화열가소성수지 조성물

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6965899B2 (ja) * 2017-02-17 2021-11-10 日東紡績株式会社 樹脂付着強化繊維織物、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812343A (en) * 1988-01-27 1989-03-14 W. H. Brady Co. Pultruded fiber reinforced plastic marking devices
JPH04120155A (ja) * 1990-09-10 1992-04-21 Asahi Chem Ind Co Ltd 耐熱性に優れた軟質樹脂アロイ
JPH081698A (ja) * 1994-06-15 1996-01-09 Sumitomo Chem Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法およびそれに用いる金型
JP3488753B2 (ja) * 1994-10-27 2004-01-19 住友化学工業株式会社 長繊維強化樹脂構造体及びその成形品
JPH10330503A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Chuo Puratetsuku Kk 繊維強化熱可塑性樹脂材料及び該材料を使用した成形用樹脂組成物
JP4120155B2 (ja) * 2000-11-13 2008-07-16 富士ゼロックス株式会社 ログデータ記録装置及びログデータ記録方法
US7343715B2 (en) * 2001-05-17 2008-03-18 Toray Industries, Inc. Sound-proof wall made of FRP, and method of producing the same
ES2290502T3 (es) * 2002-07-29 2008-02-16 Bayer Materialscience Ag Masas de moldeo de policarbonato, ignifugas.
JP2005336368A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Toray Ind Inc 熱可塑性樹脂組成物
US7432327B2 (en) * 2004-12-30 2008-10-07 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Transparent polymeric compositions comprising polysiloxane-polycarbonate copolymer, articles made therefrom and methods of making same
JP5226227B2 (ja) * 2007-02-23 2013-07-03 ダイセルポリマー株式会社 長繊維強化熱可塑性樹脂組成物
WO2008142474A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Hexcel Composites, Ltd. Adhesion promoting layer for composite assemblies
US7915329B2 (en) * 2008-12-30 2011-03-29 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Flame retardant resinous compositions and process
JP4558091B1 (ja) * 2009-10-29 2010-10-06 株式会社イノアックコーポレーション 繊維強化成形体及びその製造方法
JP2012240610A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Kaneka Corp 航空機用構造材料及びその利用
WO2013147257A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 三菱レイヨン株式会社 炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグ、炭素繊維複合材料、ならびに製造方法
EP2871202A4 (en) * 2012-07-05 2015-08-12 Teijin Ltd COMPOSED BASE
TWM470753U (zh) * 2013-10-08 2014-01-21 Hsin Yung Chien Co Ltd 纖維強化板材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230010412A (ko) 2021-07-12 2023-01-19 재단법인 한국탄소산업진흥원 미분 셀룰로스섬유를 포함하는 고효율 섬유강화열가소성수지 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
TW201704315A (zh) 2017-02-01
WO2016171060A1 (ja) 2016-10-27
TWI692498B (zh) 2020-05-01
CN107531968A (zh) 2018-01-02
US20180127558A1 (en) 2018-05-10
JP6750616B2 (ja) 2020-09-02
JPWO2016171060A1 (ja) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111094407B (zh) 纤维强化热塑性树脂成型品
US10836118B2 (en) Modified resin systems for liquid resin infusion applications and process methods related thereto
TWI548514B (zh) 金屬複合體之製造方法及電子機器殼體
Adekunle et al. Mechanical properties of natural fiber hybrid composites based on renewable thermoset resins derived from soybean oil, for use in technical applications
JP2007016121A (ja) 複合材料用プリプレグおよび複合材料
US20120115388A1 (en) Compatible carrier for secondary toughening
JP7425731B2 (ja) 炭素繊維シート材、プリプレグ、成形体、炭素繊維シート材の製造方法、プリプレグの製造方法および成形体の製造方法
JP6562153B2 (ja) 繊維強化複合材料成形品およびその製造方法
Jang et al. Influence of processing method on the fracture toughness of thermoplastic-modified, carbon-fiber-reinforced epoxy composites
KR20170139108A (ko) 섬유 강화 열가소성 수지 조성물
CN103724933A (zh) 一种柔性碳纤维复合材料及其制备方法
JP6884983B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂組成物複合材料および成形体
Xu et al. Molding of PBO fabric reinforced thermoplastic composite to achieve high fiber volume fraction
JP2012206348A (ja) 繊維強化ａｂｓ系樹脂材料及び成形体
JP4863630B2 (ja) 炭素繊維強化樹脂
JP6922154B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂複合材料および成形体
Chandru et al. Preparation and evaluation of mechanical and wear properties of hybrid FRP composites
JP2012224762A (ja) 繊維強化ａｂｓ系樹脂成型体及びその製造方法
JP6889332B2 (ja) 強化繊維束、強化繊維開繊織物、および繊維強化複合体、並びにそれらの製造方法
TW202337982A (zh) 預浸體、預製件和纖維強化樹脂成形品
Xu et al. Manufacture of Fabric Reinforced Thermoplastic Composites with High Fiber Volume Fraction
JP2013199613A (ja) 繊維強化複合材料及びその製造方法
CN115135474A (zh) 片状模塑料和成形品的制造方法
JPH05214126A (ja) プリプレグおよび繊維補強樹脂成形物
JP2013011049A (ja) 複合強化繊維束、その製造方法、および成形材料

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application