WO2020174871A1 - 繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020174871A1
WO2020174871A1 PCT/JP2019/051416 JP2019051416W WO2020174871A1 WO 2020174871 A1 WO2020174871 A1 WO 2020174871A1 JP 2019051416 W JP2019051416 W JP 2019051416W WO 2020174871 A1 WO2020174871 A1 WO 2020174871A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyamide resin
fiber
derived
mol
resin material
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/051416
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
信彦 松本
尚史 小田
Original Assignee
三菱瓦斯化学株式会社
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 三菱瓦斯化学株式会社 filed Critical 三菱瓦斯化学株式会社
Priority to JP2021501654A priority Critical patent/JP7384197B2/ja
Priority to US17/434,343 priority patent/US20220153944A1/en
Priority to KR1020217028905A priority patent/KR20210134663A/ko
Priority to EP19917473.1A priority patent/EP3932992A4/en
Priority to CN201980092640.0A priority patent/CN113454164B/zh
Publication of WO2020174871A1 publication Critical patent/WO2020174871A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/244Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using glass fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2477/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2477/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids

Definitions

  • the present invention relates to a fiber-reinforced resin material, a winding body, a molded product, and a method for manufacturing a fiber-reinforced resin material.
  • it relates to a fiber reinforced resin material using a polyamide resin.
  • polyamide MXD6 poly(meta-xylylene adipamide) synthesized from meta-xylylenediamine and adipic acid has been used.
  • MXD6 has characteristics such as higher mechanical strength and elastic modulus, lower water absorption, and the like than polyamide 6 and polyamide 66 which are aliphatic polyamide resins.
  • MXD6 achieves extremely high strength and rigidity by being reinforced with glass fiber, inorganic filler, etc., and meets the demand in various fields.
  • Patent Document 1 a polyamide resin such as MXD6 and long fibers are sandwiched between a first metal foil and a second metal foil and hot-pressed. After the hot-pressing, the first metal foil and the second metal foil are pressed.
  • the first metal foil includes 1 to 30 parts by weight of a compound containing a silicon atom, based on 100 parts by weight of an epoxy resin, on the surface of the first metal foil in contact with the polyamide resin or the long fibers, which includes peeling off the metal foil.
  • a method for producing a fiber reinforced resin material having a composition is disclosed.
  • the present invention is intended to solve such a problem, and is a polyamide resin, such as MXD6, which is appropriately impregnated with continuous reinforcing fibers, and in which the perforations and defects of the film when melted are suppressed. It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced resin material using, as well as a winding body, a molded article, and a method for producing a fiber-reinforced resin material.
  • the present inventor when producing a fiber-reinforced resin material, blends a polyamide resin such as MXD6 with another polyamide resin to determine the melt tension and melt viscosity of the polyamide resin component to be melt extruded. It was found that the above problems can be solved by adjusting. Specifically, the above-mentioned problems have been solved by the following means.
  • the polyamide resin composition is composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the constitutional unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine, and the constitution derived from the dicarboxylic acid.
  • 70 mol% or more of the unit contains a polyamide resin (A) derived from adipic acid, and a polyamide resin (B) other than the polyamide resin (A), Using a polyamide resin composition capillograph contained in the fiber-reinforced resin material, a die having a diameter of 1 mm and a length of 10 mm, a cylinder temperature of X, a preheating time of 6 minutes, a piston speed of 5 mm/minute, and a take-up speed of 100 m/minute.
  • the melt tension measured under the conditions of 1 mN or more, the melt viscosity at a temperature X, a shear rate of 122 sec ⁇ 1 and a holding time of 6 minutes is 250 Pa ⁇ s or more
  • the temperature X is the melting point of the highest melting point of the polyamide resins included in the polyamide resin composition +20°C (however, when at least one of the polyamide resins is an amorphous polyamide resin, 270°C or the melting point +20°C).
  • Fiber reinforced resin material which is the higher one.
  • the polyamide resin (B) has a temperature Y, a shear rate of 122 sec ⁇ 1 , and a melt viscosity of 250 to 800 Pa ⁇ s at a holding time of 6 minutes, and the temperature Y is the melting point of the polyamide resin +20° C. (however, The fiber-reinforced resin material according to ⁇ 1>, which is 270° C. when the polyamide resin is an amorphous polyamide resin.
  • the fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the polyamide resin (B) is a semi-aromatic polyamide resin.
  • the polyamide resin (B) is composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, and 50 mol% to 100 mol% of the constitutional unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine. 0 mol% or more and 50 mol% or less are derived from paraxylylenediamine, and 70 mol% or more of the structural units derived from the dicarboxylic acid are derived from sebacic acid.
  • ⁇ 1> to ⁇ 4> The fiber-reinforced resin material described.
  • ⁇ 6> The fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, in which the continuous reinforcing fiber contains at least one kind of glass fiber and carbon fiber.
  • ⁇ 7> The fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, in which the melt viscosity of the polyamide resin composition is 400 Pa ⁇ s or less.
  • ⁇ 8> The fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, which is a prepreg.
  • ⁇ 9> The fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, which is a UD tape.
  • ⁇ 10> The fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, in which the continuous reinforcing fibers are aligned in one direction.
  • ⁇ 11> A winding body having a core material and the fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> wound around the core material.
  • ⁇ 12> A molded product formed from the fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>.
  • the method comprises melt-extruding a polyamide resin composition into a film, applying the polyamide resin composition to continuous reinforcing fibers arranged in parallel in at least one direction, and impregnating the continuous reinforcing fibers.
  • the polyamide resin composition is composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the constitutional unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine, and the constitution derived from the dicarboxylic acid.
  • 70 mol% or more of the unit contains a polyamide resin (A) derived from adipic acid, and a polyamide resin (B) other than the polyamide resin (A),
  • a capillograph of the polyamide resin composition at the time of melt extrusion, with a die having a diameter of 1 mm and a length of 10 mm, the cylinder temperature is temperature X, the preheating time is 6 minutes, the piston speed is 5 mm/minute, and the take-up speed is 100 m/minute.
  • the measured melt tension is 1 mN or more, and the melt viscosity at a temperature X, a shear rate of 122 sec ⁇ 1 and a holding time of 6 minutes is 250 Pa ⁇ s or more,
  • the temperature X is the melting point of the highest melting point of the polyamide resins included in the polyamide resin composition +20°C (however, when at least one of the polyamide resins is an amorphous polyamide resin, 270°C or the melting point +20°C). Whichever is higher), Manufacturing method of fiber-reinforced resin material.
  • ⁇ 14> The method for producing a fiber-reinforced resin material according to ⁇ 13>, wherein the polyamide resin (B) is a semi-aromatic polyamide resin.
  • the polyamide resin (B) is composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, and 50 mol% to 100 mol% of the constitutional unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine.
  • ⁇ 16> The method for producing a fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 13> to ⁇ 15>, in which the continuous reinforcing fibers are aligned in one direction.
  • ⁇ 17> The method for producing a fiber-reinforced resin material according to ⁇ 16>, wherein the continuous reinforcing fibers arranged in parallel in the one direction are obtained by opening continuous reinforcing fiber rovings.
  • ⁇ 19> The method for producing a fiber-reinforced resin material according to any one of ⁇ 13> to ⁇ 18>, wherein the melt viscosity of the polyamide resin composition is 400 Pa ⁇ s or less.
  • a fiber-reinforced resin material using a polyamide resin such as MXD6, which is appropriately impregnated with continuous reinforcing fibers, and in which the perforation and defects of the film when in a molten state is suppressed, and a wound body It has become possible to provide a method for manufacturing a molded product and a fiber-reinforced resin material.
  • the amorphous resin in the present invention refers to a resin having a crystal melting enthalpy ⁇ Hm of less than 5 J/g.
  • the fiber-reinforced resin material of the present invention is a film-shaped fiber-reinforced resin material in which a polyamide resin composition is impregnated into continuous reinforcing fibers arranged in at least one direction, and the polyamide resin composition is derived from diamine. And a structural unit derived from a dicarboxylic acid, 70 mol% or more of the structural unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine, and 70 mol% or more of the structural unit derived from the dicarboxylic acid is adipic acid.
  • the melt tension measured at a cylinder temperature of X, a preheating time of 6 minutes, a piston speed of 5 mm/minute, a take-up speed of 100 m/minute and a melt tension of 1 mN or more, and a temperature of X and a shear rate of 122 sec ⁇ 1
  • the melt viscosity at a holding time of 6 minutes is 250 Pa ⁇ s or more
  • the temperature X is the melting point of the highest melting point of the polyamide resins contained in the polyamide resin composition +20°C (provided that at least one of the polyamide resins is In the case of an amorphous polyamide resin, it is 270° C. or the melting point+20° C., whichever is higher).
  • the melt tension and melt viscosity of the polyamide resin composition contained in the fiber reinforced resin material are the values measured for the polyamide resin composition solvent-extracted from the fiber reinforced resin material.
  • the polyamide resin composition is likely to spread over the entire surface of the continuous reinforced resin fibers arranged in one direction. That is, it is possible to apply a polyamide resin composition containing MXD6 in the form of a film in a molten state, in which perforations and defects are suppressed, to the entire surface of the continuous reinforcing fiber.
  • the impregnating property into the continuous reinforcing fibers can also be increased.
  • a fiber-reinforced resin material that maintains the water absorption resistance and mechanical properties inherent in the polyamide resin (A) can be obtained.
  • the temperature X is a reference temperature for determining the melt viscosity and melt tension of the polyamide resin composition, and is the melting point of the highest melting point of the polyamide resins contained in the polyamide resin composition +20°C ( However, when at least one of the polyamide resins is an amorphous polyamide resin, it means 270° C. or the melting point +20° C., whichever is higher.
  • the temperature Y is a temperature that serves as a standard for determining the melt viscosity and melt tension of the polyamide resins (A) and (B) contained in the polyamide resin composition, and is the melting point of the polyamide resin +20°C (however, the polyamide resin is It is 270° C.
  • melt viscosity and melt tension of the polyamide resin (A) refer to the melt viscosity or melt tension of the polyamide resin having the largest content.
  • polyamide resin (B) refers to the melt viscosity or melt tension of the polyamide resin having the largest content.
  • the polyamide resin composition used in the present invention has a melt tension of 1 mN or more, preferably 1.2 mN or more, more preferably 1.4 mN or more, and further preferably 1.6 mN or more. ..
  • the upper limit value is preferably 25 mN or less, more preferably 10 mN or less, even more preferably 9 mN or less, further preferably 8 mN or less, and further preferably 3 mN or less.
  • the melt tension of the polyamide resin (A) is usually one that cannot be measured by the method described in Examples described later because the resin is broken.
  • the melt tension of the polyamide resin composition is adjusted by blending the polyamide resin (A) with the polyamide resin (B). The melt tension is measured based on the method described in Examples below.
  • the polyamide resin composition has a melt viscosity of 250 Pa ⁇ s or more, and preferably 260 Pa ⁇ s or more.
  • the upper limit value is preferably 400 Pa ⁇ s or less, more preferably 380 Pa ⁇ s or less, further preferably 350 Pa ⁇ s or less, and further preferably 320 Pa ⁇ s or less.
  • the polyamide resin (A) is composed of a constitutional unit derived from diamine and a constitutional unit derived from dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the constitutional unit derived from diamine is derived from metaxylylenediamine, and the constitutional unit derived from dicarboxylic acid is 70 mol% or more is derived from adipic acid.
  • the polyamide resin (A) is usually a crystalline resin, but it may be an amorphous resin.
  • 70 mol% or more is derived from metaxylylenediamine, preferably 80 mol% or more, more preferably 85 mol% or more, further preferably 90 mol% or more, and further preferably 95 mol% or more. Preferably, it is 97 mol% or more, and even more preferably. There is no particular upper limit and 100 mol% may be a structural unit derived from metaxylylenediamine.
  • diamines that can be used as the raw material diamine component of the polyamide resin (A) are tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, 2-methylpentanediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine.
  • Aliphatic diamines such as nonamethylenediamine, decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4-trimethyl-hexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,3-bis(aminomethyl) Cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)propane, bis Aromatic diamines such as (aminomethyl)decalin and bis(aminomethyl)tricyclodecane, aromatic rings such as paraxylylenediamine, bis(4-aminophenyl)ether, paraphenylenediamine, and bis(aminomethyl)naphthalene The diamine etc. which it has can be illustrated, and
  • 70 mol% or more of the constituent units derived from the dicarboxylic acid are derived from adipic acid, preferably 80 mol% or more, more preferably 85 mol% or more, further 90 mol% or more. 95 mol% or more is more preferable, and 97 mol% or more is still more preferable. There is no particular upper limit and 100 mol% may be a component derived from adipic acid.
  • Examples of the raw material dicarboxylic acid component of the polyamide resin (A) other than adipic acid include ⁇ , ⁇ -straight chain aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms other than adipic acid.
  • Examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid and dodecanedioic acid, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used.
  • the polyamide resin (A) used in the present invention is mainly composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, but it does not completely exclude constitutional units other than these, and ⁇ -caprolactam And a structural unit derived from lactams such as laurolactam, and aliphatic aminocarboxylic acids such as aminocaproic acid and aminoundecanoic acid may be contained.
  • the main component means that, out of the constitutional units constituting the polyamide resin, the total number of constitutional units derived from diamine and constitutional units derived from dicarboxylic acid is the largest among all the constitutional units.
  • the total of the constituent units derived from the diamine and the constituent units derived from the dicarboxylic acid in the polyamide resin preferably accounts for 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more of all the constituent units.
  • the lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the polyamide resin (A) is preferably 6,000 or more, more preferably 8,000 or more, and further preferably 10,000 or more.
  • the upper limit of Mn is preferably 100,000 or less, more preferably 70,000 or less, still more preferably 50,000 or less.
  • the melt viscosity of the polyamide resin (A) is preferably 100 Pa ⁇ s or more, more preferably 120 Pa ⁇ s or more, and further preferably 140 Pa ⁇ s or more.
  • the upper limit value is preferably 400 Pa ⁇ s or less, more preferably 380 Pa ⁇ s or less, further preferably 350 Pa ⁇ s or less, and further preferably 300 Pa ⁇ s or less. This melt viscosity is measured based on the method described in Examples below.
  • the polyamide resin (A) is a crystalline resin
  • its melting point is preferably 100° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, and further preferably 190° C. or higher.
  • the upper limit is preferably 350°C or lower, more preferably 330°C or lower, and further preferably 310°C or lower.
  • the polyamide resin (B) is not particularly limited as long as it is a polyamide resin other than the polyamide resin (A).
  • the constitutional unit derived from adipic acid is preferably 10 mol% or less of all constitutional units, more preferably 5 mol% or less, and 3 mol% or less. It is more preferable to be present, and it is more preferable to be 1 mol% or less.
  • the polyamide resin (B) may be a crystalline resin or an amorphous resin.
  • the polyamide resin (B) is preferably a semi-aromatic polyamide resin.
  • the semi-aromatic polyamide resin is composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, and is 20 to 80 mol% (preferably 30%) of the total constitutional units of the constitutional unit derived from the diamine and the constitutional unit derived from the dicarboxylic acid. (About 70 mol %) is a structural unit containing an aromatic ring.
  • the semi-aromatic polyamide resin is, for example, polyamide 6I, 6T, 6T/6I, 6/6T, 66/6T, 66/6T/6I, 9T, 10T, MXD10, MP10, PXD10, polytrimethylhexamethylene terephthalamide, poly Undecamethylene hexahydroterephthalamide etc. are mentioned, 6I, 6T, 6T/6I, 6/6T, 66/6T, 66/6T/6I, MXD10, MP10 are preferable, 6I, 6T, 6T/6I, 6/ 6T, 66/6T, 66/6T/6I, MXD10 and MP10 are more preferred, MXD10 and MP10 are still more preferred, and MP10 is even more preferred.
  • Polyamide 6I is a polyamide resin composed of hexamethylenediamine and isophthalic acid, but within a range not departing from the gist of the present invention (for example, 10% by mass or less of all structural units, particularly 5% by mass). It may contain constitutional units derived from other monomers (in the following range). The same applies to other polyamide resins.
  • the polyamide resin (B) is composed of a structural unit derived from a diamine and a structural unit derived from a dicarboxylic acid, and 50 mol% or more and 100 mol% or less of the structural unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine and 0 mol% It is preferable that not less than 50 mol% is derived from paraxylylenediamine and not less than 70 mol% of the structural unit derived from the dicarboxylic acid is derived from sebacic acid.
  • the structural unit derived from the diamine includes both a structural unit derived from metaxylylenediamine and a structural unit derived from paraxylylenediamine.
  • the constituent unit derived from metaxylylenediamine is preferably 1 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, further preferably 40 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more. More preferably, it is even more preferably 60 mol% or more.
  • the upper limit value is preferably 100 mol% or less, more preferably 99 mol% or less, further preferably 90 mol% or less, and further preferably 80 mol% or less.
  • the constituent unit derived from paraxylylenediamine is preferably 0 mol% or more, more preferably 1 mol% or more, further preferably 10 mol% or more, and more preferably 20 mol% or more. Is more preferable.
  • the upper limit is preferably 99 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, further preferably 60 mol% or less, further preferably 50 mol% or less, and 40 mol% It is even more preferable that it is not more than %.
  • the total of the constitutional unit derived from metaxylylenediamine and the constitutional unit derived from paraxylylenediamine is 100 mol% or less, but it may be 100 mol%. preferable.
  • Examples of diamines other than xylylenediamine that can be used as the raw material diamine component of the polyamide resin (B) include tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, 2-methylpentanediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nona.
  • Aliphatic diamines such as methylenediamine, decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4-trimethyl-hexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)propane, bis(amino Examples include alicyclic diamines such as methyl)decalin, bis(aminomethyl)tricyclodecane, etc., diamines having an aromatic ring such as bis(4-aminophenyl)ether, paraphenylenediamine, bis(aminomethyl)naphthalene, etc. It is possible to use one kind or
  • 70 mol% or more of the structural unit derived from the dicarboxylic acid is preferably derived from sebacic acid, and the ratio is more preferably 80 mol% or more, and 90 mol% or more. It is more preferable that the content is 95 mol% or more. There is no particular upper limit, and it may be 100 mol %.
  • Examples of the raw material dicarboxylic acid component of the polyamide resin (B) other than sebacic acid include ⁇ , ⁇ -straight chain aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms other than sebacic acid.
  • Examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid.
  • succinic acid glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid.
  • succinic acid glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid.
  • succinic acid glutaric acid
  • dicarboxylic acid component other than the sebacic acid examples include phthalic acid compounds such as isophthalic acid, terephthalic acid and orthophthalic acid, and dicarboxylic acids having an aromatic ring group such as naphthalenedicarboxylic acid. Two or more kinds can be mixed and used.
  • the polyamide resin (B) used in the present invention is mainly composed of a constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, but it does not completely exclude constitutional units other than these, and ⁇ -caprolactam It goes without saying that it may contain a structural unit derived from lactams such as or laurolactam, and aliphatic aminocarboxylic acids such as aminocaproic acid and aminoundecanoic acid.
  • the main component means that, out of the constitutional units constituting the polyamide resin, the total number of constitutional units derived from diamine and constitutional units derived from dicarboxylic acid is the largest among all the constitutional units.
  • the total of the constituent units derived from the diamine and the constituent units derived from the dicarboxylic acid in the polyamide resin preferably accounts for 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more of all the constituent units.
  • the lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the polyamide resin (B) is preferably 6,000 or more, more preferably 8,000 or more, and further preferably 10,000 or more.
  • the upper limit of Mn is preferably 100,000 or less, more preferably 70,000 or less, still more preferably 50,000 or less.
  • the melt tension of the polyamide resin (B) is preferably 1 mN or more, more preferably 3 mN or more, and further preferably 4 mN or more.
  • the upper limit is preferably 20 mN or less, more preferably 10 mN or less, and further preferably 8 mN or less.
  • the melt tension is measured based on the method described in Examples below.
  • the melt viscosity of the polyamide resin (B) is preferably 250 Pa ⁇ s or more, more preferably 300 Pa ⁇ s or more, further preferably 350 Pa ⁇ s or more, and more preferably 400 Pa ⁇ s or more. More preferable.
  • the upper limit value is preferably 800 Pa ⁇ s or less, more preferably 600 Pa ⁇ s or less, and further preferably 550 Pa ⁇ s or less. This melt viscosity is measured based on the method described in Examples below.
  • the polyamide resin (B) is a crystalline resin
  • its melting point is preferably 190° C. or higher, more preferably 200° C. or higher.
  • the upper limit is preferably 350°C or lower, more preferably 330°C or lower, and further preferably 310°C or lower.
  • the ratio of combining the polyamide resin (A) and the polyamide resin (B) is not particularly limited, but it is preferable that the polyamide resin (B) is 1 part by mass or more relative to 100 parts by mass of the polyamide resin (A). It is more preferably at least 5 parts by mass, further preferably at least 5 parts by mass.
  • the upper limit is preferably 1200 parts by mass or less, more preferably 500 parts by mass or less, further preferably less than 100 parts by mass, further preferably 40 parts by mass or less, and 30 parts by mass. It is even more preferable that the amount is 20 parts by mass or less, and it is even more preferable that the amount is 15 parts by mass or less.
  • the polyamide resin (B) By setting the polyamide resin (B) to 1 part by mass or more, the film-forming property of the polyamide resin composition is improved, and by setting it to 1200 parts by mass or less, the obtained fiber reinforced resin material, and further such fiber reinforced resin The mechanical strength of the molded product obtained from the material can be further improved.
  • the polyamide resin (A) and the polyamide resin (B) may each contain only one kind, or may contain two or more kinds.
  • the present invention is effective when the difference between the melt viscosity of the polyamide resin (A) and the melt viscosity of the polyamide resin (B) is large, and the absolute value of the difference is more preferably 100 Pa ⁇ s or more, It is more preferably 150 Pa ⁇ s or more.
  • the upper limit is 400 Pa ⁇ s or less, the value of using the present invention is high.
  • the difference between the melting point of the polyamide resin (A) and the melting point of the polyamide resin (B) is preferably small, and the absolute value of the difference is more preferably 100° C. or less, further preferably 70° C. or less, It is more preferably 50° C. or lower, still more preferably 30° C. or lower.
  • the lower limit of the difference in the melting points is ideally 0, but may be 1° C. or higher.
  • the total amount of the polyamide resin (A) and the polyamide resin (B) is preferably 90 parts by mass or more, and more preferably 95 parts by mass or more. It is more preferably 97 parts by mass or more.
  • the upper limit is practically 99 parts by mass or less.
  • the total amount of the polyamide resin (A) and the polyamide resin (B) is preferably 90 mass% or more of the composition, and more preferably 95 mass% or more.
  • the upper limit is preferably 100% by mass or less, and may be 99% by mass or less.
  • the polyamide resin composition may contain a thermoplastic resin and various additives in addition to the above components.
  • a nucleating agent, a catalyst, a polymerization initiator, a curing accelerator, a flame retardant, an ultraviolet absorber, an impact modifier, an antioxidant, a photopolymerization initiator, a fluorescent whitening agent, a photosensitizer, a dye examples thereof include pigments, thickeners, flow control agents, lubricants, defoamers, dispersants, leveling agents, brighteners, polymerization inhibitors and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more.
  • the impact resistance improver, the flexibility modifier and the fluidity modifier should be substantially not included.
  • the term "substantially free from” means that the total amount of the impact modifier and the flow modifier is 0.1% by mass or less of the resin composition, and may be 0.01% by mass or less, or 0.001% by mass. % Or less is more preferable.
  • a fatty acid metal salt can be used, and examples thereof include sodium stearate and calcium stearate.
  • the amount of the lubricant is preferably 1 to 200 mass ppm in 100 mass parts of the polyamide resin composition.
  • the mass ratio of the polyamide resin composition in the fiber-reinforced resin material of the present invention is preferably 40% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. Further, the upper limit value is preferably 80% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less.
  • the continuous reinforcing fiber is not particularly limited, and those applicable to this type of technique can be appropriately selected and used.
  • vegetable fiber, carbon fiber, glass fiber, alumina fiber, boron fiber, ceramic fiber, aramid fiber and the like are exemplified, and it is preferable to select from carbon fiber and glass fiber.
  • the carbon fiber known ones can be widely used, but for example, polyacrylonitrile-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber can be preferably used.
  • plant-derived carbon fibers such as lignin and cellulose can also be used.
  • As the glass fiber a fiber obtained by melt-spinning glass such as E glass, C glass, A glass, S glass, and alkali resistant glass which are generally supplied is used. In the present invention, E glass is used. It is preferable to include.
  • the cross section of the continuous reinforcing fiber may be circular or non-circular.
  • the form of the continuous reinforcing fibers is not particularly limited, and it is sufficient that they are arranged in at least one direction, and it is preferable that they are arranged in only one direction.
  • the parallel arrangement in at least one direction includes, for example, a form having a warp yarn and a weft yarn such as a woven fabric. Examples of the woven fabric include glass cloth.
  • a state in which the continuous reinforcing fiber rovings are opened is referred to as a state in which they are arranged in parallel only in one direction.
  • the tensile strength is preferably 1500 MPa or more, more preferably 2500 MPa or more, and further preferably 3500 MPa or more. There is no particular upper limit, but it is practical that the upper limit is 8,000 MPa or less. In the case of glass fiber, the tensile strength is preferably 800 MPa or more, more preferably 1800 MPa or more, and further preferably 2800 MPa or more. There is no particular upper limit, but it is practical that it is 5000 MPa or less.
  • the proportion of continuous reinforcing fibers in the fiber-reinforced resin material of the present invention is preferably 30% by volume or more, and more preferably 40% by volume or more.
  • the proportion of continuous reinforcing fibers in the fiber-reinforced resin material of the present invention is preferably 75% by volume or less, more preferably 65% by volume or less.
  • the water absorption of the fiber-reinforced resin material of the present invention is preferably 2% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but is 0% by mass or more.
  • the water absorption rate is measured based on the method described in Examples below.
  • the impregnation rate of the polyamide resin composition with respect to the continuous reinforcing fibers is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
  • the upper limit is preferably 100%.
  • the impregnation rate is measured based on the method described in Examples below.
  • the thickness of the fiber reinforced resin material is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 70 ⁇ m or more, further preferably 90 ⁇ m or more, and further preferably 100 ⁇ m or more.
  • the upper limit value is preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 450 ⁇ m or less, and further preferably 400 ⁇ m or less.
  • the fiber-reinforced resin material of the present invention can be preferably used as a prepreg. Further, the fiber-reinforced resin material of the present invention can be preferably used as a UD (Uni-Directional) tape.
  • the fiber-reinforced resin material of the present invention may be wound around a core material during storage or shipping. That is, it may be a winding body including a core material and a fiber-reinforced resin material wound around the core material.
  • the fiber-reinforced resin material of the present invention may be processed and molded as it is, or may be processed and molded by laminating several layers.
  • the form of the molded product formed from the fiber-reinforced resin material is not particularly limited.
  • a fiber reinforced resin material is produced, a plurality of the fiber reinforced resin materials are laminated, and the method includes a method of producing a molded article, and a molded article obtained by the method for producing the molded article. It is illustrated.
  • the thickness of the thinnest portion of such a molded product can be appropriately determined depending on the application etc., but can be, for example, 1 mm to 10 mm.
  • the field of use of the fiber-reinforced resin material of the present invention is not particularly limited, and it is a transportation machine part such as an automobile, a general machine part, a precision machine part, an electronic/electric equipment part, an OA equipment part, a building material/household equipment related part, and a medical device. It is widely used in equipment, leisure sports equipment, play equipment, medical products, daily necessities such as food packaging films, defense and aerospace products.
  • the method for producing a fiber-reinforced resin material of the present invention comprises melt-extruding a polyamide resin composition into a film, and applying and impregnating the continuous reinforcing fibers in parallel in at least one direction, wherein the polyamide resin composition is A constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic acid, 70 mol% or more of the constitutional unit derived from the diamine is derived from metaxylylenediamine, and 70 mol% or more of the constitutional unit derived from the dicarboxylic acid Containing a polyamide resin (A) derived from adipic acid and a polyamide resin (B) other than the polyamide resin (A), using a capillagraph of the polyamide resin composition at the time of melt extrusion, and having a diameter of 1 mm and a length of 10 mm.
  • the polyamide resin composition is A constitutional unit derived from a diamine and a constitutional unit derived from a dicarboxylic
  • the melt tension measured at a cylinder temperature of X, a preheating time of 6 minutes, a piston speed of 5 mm/minute, a take-up speed of 100 m/minute and a melt tension of 1 mN or more, and a temperature of X and a shear rate of 122 sec ⁇ 1
  • the melt viscosity at a holding time of 6 minutes is 250 Pa ⁇ s or more.
  • the film-shaped polyamide resin composition is applied onto the continuous reinforcing fibers, and the roll is used to impregnate the continuous reinforcing fibers with the polyamide resin composition.
  • the application method a known method can be adopted, but it is intended to include a mode in which the molten and film-like polyamide resin composition is spread, placed, spread, drooped, or the like on the continuous reinforcing fiber.
  • FIG. 1 is an apparatus configuration diagram schematically showing a manufacturing apparatus according to a preferred embodiment for manufacturing the fiber-reinforced resin material of the present invention.
  • continuous reinforcing fibers are fed from the creel 2 and sent to the fiber opening device 3.
  • the continuous reinforcing fiber rovings are opened, and the continuous reinforcing fibers 2a aligned in one direction are obtained.
  • the continuous reinforcing fibers are arranged in parallel in the MD direction (Machine Direction).
  • the continuous reinforcing fibers 2a may be woven through a weft yarn directed in the TD direction (Transverse direction).
  • the continuous reinforcing fiber 2 a passes through the hot roll 11 and is sent below the next hot roll 12.
  • the impregnation of the polyamide resin composition can proceed more effectively.
  • these rolls may be mere transport rolls rather than hot rolls.
  • the polyamide resin composition is melt-kneaded from the extruder 1 and extruded into a film in a predetermined amount.
  • the resin composition supplied at this time is preferably dry-blended and melt-extruded as it is.
  • the polyamide resin composition is extruded from the die 4, and the film-shaped polyamide resin composition in a molten state is applied to the continuous reinforcing fibers 2a.
  • the film of the molten polyamide resin composition is applied to the continuous reinforcing fiber 2a composed of the continuous reinforcing fibers while maintaining the homogeneity without a great change in the thickness of the film.
  • the melt extrusion temperature is preferably the above temperature X-20°C or higher, and more preferably the temperature X-10°C or higher.
  • the upper limit of the melt extrusion temperature is preferably the above temperature X+100° C. or less, and more preferably the above temperature X+50° C. or less.
  • the pressure (resin pressure) applied to the continuous reinforcing fibers of the melt-extruded film-shaped polyamide resin composition is preferably 0.05 MPa or more, more preferably 0.1 MPa or more when passing through the die 4. It is preferably 0.3 MPa or more, and more preferably 0.3 MPa or more.
  • the upper limit value is preferably 3 MPa or less, more preferably 2 MPa or less, and further preferably 1 MPa or less.
  • the thickness of the film-shaped polyamide resin composition is not particularly limited, but at the time of melt extrusion, it is preferably 15 ⁇ m or more, more preferably 25 ⁇ m or more, and further preferably 35 ⁇ m or more.
  • the upper limit is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less.
  • the continuous reinforcing fiber 2a made of continuous reinforcing fiber separately supplied to the hot roll 11 and the melted film-shaped polyamide resin composition come into contact with each other under the hot roll 12. Then, it is sent to the heating unit 13. In these stages (particularly in the stage of the hot roll 12), the molten film-shaped polyamide resin composition is impregnated into the continuous reinforcing fibers 2a. In this way, a suitable impregnation state is obtained, and the fiber-reinforced resin material 3a which is a composite body in which the film-shaped polyamide resin composition and the continuous reinforcing fibers 2a are integrated is obtained.
  • the temperature of the hot rolls 11 and 12 is preferably the above temperature X-20°C or higher, more preferably the above temperature X-10°C or higher.
  • the upper limit of the melt extrusion temperature is preferably the above temperature X+100° C. or less, and more preferably the above temperature X+50° C. or less.
  • the heating temperature of the heating unit 13 is preferably the temperature X or higher, and more preferably the temperature X+10° C. or higher.
  • the upper limit of the temperature of the hot roll is preferably the above temperature X+100° C. or less, and more preferably the above temperature X+80° C. or less.
  • the polyamide resin composition in melt-extruding the polyamide resin composition into a film, the polyamide resin composition is developed toward continuous reinforcing fibers, and the polyamide resin composition is separately supplied.
  • the film-like polyamide resin composition which is brought into contact with and comes into contact with the continuous reinforced fibers coming forward is advanced along with the rotation of the roll while being sandwiched between the roll and the continuous reinforced fibers.
  • the fiber reinforced resin material 3 a is sent to the cooling unit 14.
  • the cooling temperature of the cooling unit 14 is preferably the above temperature X-80°C or lower, and more preferably the above temperature X-100°C or higher.
  • the lower limit of the cooling temperature is preferably 50° C. or higher, and more preferably 80° C. or higher.
  • the fiber-reinforced resin material 3a whose form is fixed as described above is wound around the core material by the winding machine 9.
  • Raw material ⁇ Low viscosity MXD6> Made by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc., MX nylon, #6000, melting point 237°C, melt viscosity 240 Pa ⁇ s, melt tension cannot be measured because the resin is cut.
  • the reaction was continued for 60 minutes to adjust the amount of components having a molecular weight of 1,000 or less.
  • the obtained resin had a melt tension of 6 mN, a melt viscosity of 450 Pa ⁇ s and a melting point of 213°C.
  • ⁇ 6I/6T> EMS G21, polyamide 6I/6T, melt tension 16 mN, melt viscosity at 270° C. 360 Pa ⁇ s, amorphous polyamide resin, glass transition point 125° C.
  • Examples 1-3, Comparative Examples 1-2 The polyamide resin in the proportions shown in Table 1 below (the description in Table 1 is parts by mass) and sodium stearate were added to the extruder at 50 parts by mass per 100 parts by mass of the polyamide resin composition. ..
  • a fiber reinforced resin material was manufactured using the apparatus shown in FIG. Specifically, the polyamide resin composition was melt extruded in the form of a film from the die onto the surface of the continuous reinforcing fiber. At this time, the continuous reinforcing fibers were obtained by arranging 10 glass fiber rovings (RS 240 QR-483, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., count 2400 g/1000 m) and connecting them while opening the fibers.
  • the extrusion temperature during melt extrusion was temperature X
  • the resin pressure was 0.7 MPa
  • the film thickness during melt extrusion was 50 ⁇ m.
  • the roll temperature was temperature X
  • the heating unit temperature was 300°C
  • the cooling unit temperature was 120°C. After cooling, it was wound on a core material with a winder.
  • the thickness of the obtained fiber-reinforced resin material was 120 ⁇ m, and the volume ratio of the continuous reinforcing fiber was 58% by volume.
  • Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that 20 carbon fiber rovings (TR50S12L, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, count 800 g/1000 m) were used as the continuous reinforcing fibers.
  • the thickness of the obtained fiber-reinforced resin material was 110 ⁇ m, and the volume ratio of the continuous reinforcing fiber was 55% by volume.
  • the melt tension of the polyamide resin composition was measured by using a capillograph with a die having a diameter (capillary die inner diameter) of 1 mm and a length of 10 mm, a cylinder temperature of temperature X, a preheating time of 6 minutes, a piston speed of 5 mm/minute, and a take-up speed of 100 m. It was measured under the condition of /min.
  • the melt tension of the polyamide resin composition was measured for those collected by the following two methods. As the polyamide resin composition, the polyamide resin composition at the time of melt extrusion was recovered, cooled, and then ground (at the time of melt extrusion).
  • the fiber-reinforced resin material after impregnation was dissolved in hexafluoroisopropanol, the reinforcing fibers were filtered off, the filtrate was evaporated, and the residue was dried in a vacuum dryer to recover the polyamide resin composition (solvent extraction). ..
  • the melt tension of the polyamide resin was measured using a capillograph with a die having a diameter of 1 mm and a length of 10 mm, a cylinder temperature of Y, a preheating time of 6 minutes, a piston speed of 5 mm/minute, and a take-up speed of 100 m/minute.
  • the apparatus used was Capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The unit is indicated by mN.
  • melt viscosity of the polyamide resin composition was measured at a temperature X, a shear rate of 122 sec ⁇ 1 and a holding time of 6 minutes.
  • the melt viscosity of the polyamide resin composition was measured for those collected by the following two methods.
  • the polyamide resin composition As the polyamide resin composition, the polyamide resin composition at the time of melt extrusion was recovered, cooled, and then ground (at the time of melt extrusion). Further, the fiber-reinforced resin material after impregnation was dissolved in hexafluoroisopropanol, the reinforcing fibers were filtered off, the filtrate was evaporated, and the residue was dried in a vacuum dryer to recover the polyamide resin composition (solvent extraction).
  • the melt viscosity of the polyamide resin was measured at a temperature Y, a shear rate of 122 sec ⁇ 1 and a holding time of 6 minutes.
  • the polyamide resin the one opened from the packed state was used as it was.
  • the capillograph used was manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The unit is Pa ⁇ s.
  • the fiber reinforced resin material was cut out and embedded in epoxy resin.
  • a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the embedded fiber reinforced resin material was polished, and a cross-sectional view was photographed using an ultra-deep color 3D shape measuring microscope.
  • a region in which the component derived from the polyamide resin composition of the fiber reinforced resin material was melted and impregnated was selected using the image analysis software ImageJ, and the area was measured.
  • the impregnation rate was shown as the area in which the continuous reinforcing fiber was impregnated with the component derived from the thermoplastic resin composition/photographing cross-sectional area (unit: %).
  • the result was divided into three stages as follows.
  • VK-9500 controller section
  • VK-9510 measuring section
  • Karl Fischer trace moisture measuring device a Karl Fischer trace moisture measuring device (ZQ-2000) manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd. was used. The result was divided into three stages as follows. A: 1 mass% or less B: 1 mass% or more and 2 mass% or less C: 2 mass% or more

Landscapes

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

Abstract

適切に連続強化繊維に含浸され、かつ、溶融状態としたときのフィルムの穴あきや欠損が抑制されたMXD6等のポリアミド樹脂を用いた繊維強化樹脂材料、ならびに、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法の提供。ポリアミド樹脂組成物が少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に含浸しているフィルム状の繊維強化樹脂材料であって、ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、ポリアミド樹脂組成物の溶融張力が1mN以上であり、かつ、溶融粘度が250Pa・s以上である、繊維強化樹脂材料。

Description

繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法
 本発明は、繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法に関する。特に、ポリアミド樹脂を用いた繊維強化樹脂材料に関する。
 従来から、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから合成されたポリアミドMXD6(ポリ(メタキシリレンアジパミド))が用いられている。MXD6は、脂肪族ポリアミド樹脂であるポリアミド6やポリアミド66と比較して、機械的強度や弾性率が高く、吸水性が低いなどの特徴を有している。また、MXD6は、ガラス繊維や無機質フィラーなどで強化することにより、極めて高い強度、剛性を実現し、様々な分野でその要求に応えている。
 一方、特許文献1には、MXD6等のポリアミド樹脂と長繊維を、第1の金属箔と第2の金属箔で挟んで熱プレスし、前記熱プレス後、第1の金属箔および第2の金属箔を剥離することを含み、前記第1の金属箔は、前記ポリアミド樹脂または長繊維と接する側の表面に、エポキシ樹脂100重量部に対し、ケイ素原子を含む化合物1~30重量部を含む組成物を有する、繊維強化樹脂材料の製造方法が開示されている。
特開2017-066255号公報
 上記特許文献1に記載の方法により、長繊維(連続強化繊維)に対するMXD6の含浸性は良好なものとなるが、熱プレス以外の方法で、連続強化繊維にMXD6を含浸させる方法が求められている。
 かかる観点から、本発明者が検討した結果、MXD6を連続強化繊維に含浸させるため、MXD6をフィルム状に溶融押出し、連続強化繊維のロービングを開繊したものに適用して含浸させることを試みた。しかしながら、MXD6の溶融状のフィルムについては、その製膜性が安定しないことが分かった。具体的には、フィルム状のMXD6の一部が欠損したり、穴の開いた状態になったりして、連続強化繊維の表面全体に、MXD6を均一に適用できなかった。一方で、MXD6の溶融状のフィルムの製膜性を向上させようとすると、連続強化繊維への含浸性が劣ってしまう場合がある。
 本発明はかかる課題を解決することを目的とするものであって、適切に連続強化繊維に含浸され、かつ、溶融状態としたときのフィルムの穴あきや欠損が抑制されたMXD6等のポリアミド樹脂を用いた繊維強化樹脂材料、ならびに、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題認識のもと、本発明者は、繊維強化樹脂材料を製造するに当たり、MXD6等のポリアミド樹脂に、他のポリアミド樹脂をブレンドして、溶融押出するポリアミド樹脂成分の溶融張力と溶融粘度を調整することにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1> ポリアミド樹脂組成物が少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に含浸しているフィルム状の繊維強化樹脂材料であって、
 前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、
 前記繊維強化樹脂材料に含まれるポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であり、
 前記温度Xが、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)である、繊維強化樹脂材料。
<2> 前記ポリアミド樹脂(B)の温度Y、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が、250~800Pa・sであり、前記温度Yが、ポリアミド樹脂の融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃)である、<1>に記載の繊維強化樹脂材料。
<3> 前記ポリアミド樹脂(B)のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度Y、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が、1~20mNであり、前記温度Yが、ポリアミド樹脂の融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃)である、<1>または<2>に記載の繊維強化樹脂材料。
<4> 前記ポリアミド樹脂(B)が半芳香族ポリアミド樹脂である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<5> 前記ポリアミド樹脂(B)がジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の50モル%以上100モル%以下がメタキシリレンジアミンに由来し、0モル%以上50モル%以下がパラキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来する、<1>~<4>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<6> 前記連続強化繊維が、ガラス繊維および炭素繊維の少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<7> 前記ポリアミド樹脂組成物の前記溶融粘度が400Pa・s以下である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<8> プリプレグである、<1>~<7>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<9> UDテープである、<1>~<7>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<10> 前記連続強化繊維が一方向に並列している、<1>~<9>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料。
<11> 芯材と、前記芯材に巻き取られた<1>~<10>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料とを有する、巻取体。
<12> <1>~<10>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料から形成された成形品。
<13> ポリアミド樹脂組成物をフィルム状に溶融押出し、少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に適用して含浸させることを含み、
 前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、
 前記溶融押出時のポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であり、
 前記温度Xが、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)である、
 繊維強化樹脂材料の製造方法。
<14> 前記ポリアミド樹脂(B)が半芳香族ポリアミド樹脂である、<13>に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
<15> 前記ポリアミド樹脂(B)がジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の50モル%以上100モル%以下がメタキシリレンジアミンに由来し、0モル%以上50モル%以下がパラキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来する、<13>または<14>に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
<16> 前記連続強化繊維が一方向に並列している、<13>~<15>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
<17> 前記一方向に並列している連続強化繊維は、連続強化繊維ロービングを開繊したものである、<16>に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
<18> 前記フィルム状のポリアミド樹脂組成物を、前記連続強化繊維の上に適用し、ロールを用いて、前記ポリアミド樹脂組成物を前記連続強化繊維に含浸させることを含む、<13>~<17>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
<19> 前記ポリアミド樹脂組成物の前記溶融粘度が400Pa・s以下である、<13>~<18>のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
 本発明により、適切に連続強化繊維に含浸され、かつ、溶融状態としたときのフィルムの穴あきや欠損が抑制されたMXD6等のポリアミド樹脂を用いた繊維強化樹脂材料、ならびに、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法を提供可能になった。
本発明の好ましい実施形態に係る繊維強化樹脂材料の製造装置を模式的に示した装置構成図である。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。なお、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
 本発明における非晶性樹脂とは、結晶融解エンタルピーΔHmが5J/g未満である樹脂をいう。
 本発明の繊維強化樹脂材料は、ポリアミド樹脂組成物が少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に含浸しているフィルム状の繊維強化樹脂材料であって、前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、前記繊維強化樹脂材料に含まれるポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であり、前記温度Xが、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)であることを特徴とする。
 ここで、繊維強化樹脂材料に含まれるポリアミド樹脂組成物の溶融張力および溶融粘度とは、繊維強化樹脂材料から溶剤抽出したポリアミド樹脂組成物について測定した値とする。詳細は、後述する実施例に記載の方法に従う。
 このような構成とすることにより、ポリアミド樹脂組成物が一方向に並列している連続強化樹脂繊維の面全体に広がりやすくなる。すなわち、溶融状態のフィルム状のMXD6を含むポリアミド樹脂組成物であって、穴あきや欠損が抑制されたものを、連続強化繊維の表面全体に適用することができ、さらに、ポリアミド樹脂組成物の連続強化繊維への含浸性も高くすることができる。
 さらに、ポリアミド樹脂(A)が本来的に有する耐吸水性や機械特性を維持した繊維強化樹脂材料が得られる。
 本明細書において、温度Xとは、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度や溶融張力等を定める基準となる温度であり、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)を意味する。
 また、温度Yとは、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂(A)および(B)の溶融粘度および溶融張力を定める基準となる温度であり、ポリアミド樹脂の融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃)である。
 ポリアミド樹脂組成物がポリアミド樹脂(A)を2種以上含むとき、ポリアミド樹脂(A)の溶融粘度および溶融張力は、最も含有量が多いポリアミド樹脂の溶融粘度または溶融張力をいう。ポリアミド樹脂(B)についても同様である。
<ポリアミド樹脂組成物>
 本発明で用いるポリアミド樹脂組成物は、溶融張力が、1mN以上であり、1.2mN以上であることが好ましく、1.4mN以上であることがより好ましく、1.6mN以上であることがさらに好ましい。上限値としては、25mN以下であることが好ましく、10mN以下であることがより好ましく、9mN以下であることがさらに好ましく、8mN以下であることが一層好ましく、3mN以下であることがより一層好ましい。この溶融張力を上記下限値以上とすることにより、ポリアミド樹脂組成物を穴あきや欠損が抑制された溶融フィルムとすることができる。また、溶融張力を上記上限値以下とすることで、溶融状態のフィルムをより容易に押出することが可能になる。
 ポリアミド樹脂(A)の溶融張力は、通常、後述する実施例に記載の方法では樹脂が切れてしまう等により測定できないものが用いられる。本発明では、このようなポリアミド樹脂(A)にポリアミド樹脂(B)を配合することにより、ポリアミド樹脂組成物の溶融張力を調整している。
 溶融張力は後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 前記ポリアミド樹脂組成物は、溶融粘度が250Pa・s以上であり、260Pa・s以上であることが好ましい。上限値としては、400Pa・s以下であることが好ましく、380Pa・s以下であることがより好ましく、350Pa・s以下であることがさらに好ましく、320Pa・s以下であることがより一層好ましい。前記溶融粘度を上記下限値以上とすることにより、ポリアミド樹脂組成物の穴あきや欠損を抑制できる。また、前記溶融粘度を上記上限値以下とすることで、ポリアミド樹脂組成物の連続強化繊維への含浸性が向上する。
 本明細書において溶融粘度は後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
<<ポリアミド樹脂(A)>>
 ポリアミド樹脂(A)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来する。
 ポリアミド樹脂(A)は通常結晶性樹脂であるが、非晶性樹脂であってもよい。
 前記ジアミン由来の構成単位は、70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、80モル%以上が好ましく、85モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましく、95モル%以上が一層好ましく、97モル%以上がより一層好ましい。上限値は特になく100モル%がメタキシリレンジアミンに由来する構成単位であってもよい。
 ポリアミド樹脂(A)の原料ジアミン成分として用いることができる上記メタキシリレンジアミン以外のジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2-メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレンジアミン、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノメチル)デカリン、ビス(アミノメチル)トリシクロデカン等の脂環式ジアミン、パラキシリレンジアミン、ビス(4-アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレン等の芳香環を有するジアミン等を例示することができ、1種または2種以上を混合して使用できる。
 本発明のポリアミド樹脂(A)は、そのジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来し、80モル%以上が好ましく、85モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましく、95モル%以上が一層好ましく、97モル%以上がより一層好ましい。上限は特になく、100モル%がアジピン酸に由来する成分であってもよい。
 ポリアミド樹脂(A)の原料ジカルボン酸成分としてアジピン酸以外のものを挙げると、アジピン酸以外の炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。例えばコハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示でき、1種または2種以上を混合して使用できる。
 本発明に用いられるポリアミド樹脂(A)は、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を主成分として構成されるが、これら以外の構成単位を完全に排除するものではなく、ε-カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類由来の構成単位を含んでいてもよい。ここで主成分とは、ポリアミド樹脂を構成する構成単位のうち、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計数が全構成単位のうち最も多いことをいう。本発明では、ポリアミド樹脂における、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計は、全構成単位の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましい。
 ポリアミド樹脂(A)は、数平均分子量(Mn)の下限が、6,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましい。上記Mnの上限は、100,000以下が好ましく、70,000以下がより好ましく、50,000以下がさらに好ましい。
 ポリアミド樹脂(A)の溶融粘度は、100Pa・s以上であることが好ましく、120Pa・s以上であることがより好ましく、140Pa・s以上であることがさらに好ましい。上限値としては、400Pa・s以下であることが好ましく、380Pa・s以下であることがより好ましく、350Pa・s以下であることがさらに好ましく、300Pa・s以下であることが一層好ましい。この溶融粘度は、後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 ポリアミド樹脂(A)は、結晶性樹脂である場合、その融点は100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、190℃以上であることがさらに好ましい。上限としては、350℃以下であることが好ましく、330℃以下であることがより好ましく、310℃以下であることがさらに好ましい。
<<ポリアミド樹脂(B)>>
 ポリアミド樹脂(B)はポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂であれば特に限定されない。本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、アジピン酸に由来する構成単位は、全構成単位の10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、3モル%以下であることがさらに好ましく、1モル%以下であることが一層好ましい。
 ポリアミド樹脂(B)は、結晶性樹脂であっても、非晶性樹脂であってもよい。
 ポリアミド樹脂(B)は、半芳香族ポリアミド樹脂であることが好ましい。
 半芳香族ポリアミド樹脂とは、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位およびジカルボン酸由来の構成単位の合計構成単位の20~80モル%(好ましくは30~70モル%)が芳香環を含む構成単位であることをいう。このような半芳香族ポリアミド樹脂を用いることにより、得られる成形体の機械的強度を高くすることができる。半芳香族ポリアミド樹脂は、例えば、ポリアミド6I、6T、6T/6I、6/6T、66/6T、66/6T/6I、9T、10T、MXD10、MP10、PXD10、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド等が挙げられ、6I、6T、6T/6I、6/6T、66/6T、66/6T/6I、MXD10、MP10が好ましく、6I、6T、6T/6I、6/6T、66/6T、66/6T/6I、MXD10、MP10がより好ましく、MXD10、MP10がさらに好ましく、MP10が一層好ましい。なお、上記「I」はイソフタル酸成分、「T」はテレフタル酸成分を示す。また、ポリアミド6Iとは、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸から構成されるポリアミド樹脂であるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で(例えば、全構成単位の10質量%以下、特には、5質量%以下の範囲で)他のモノマー由来の構成単位を含んでいてもよい。他のポリアミド樹脂についても、同様である。
 ポリアミド樹脂(B)はジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の50モル%以上100モル%以下がメタキシリレンジアミンに由来し、0モル%以上50モル%以下がパラキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来することが好ましい。
 前記ジアミン由来の構成単位はメタキシリレンジアミンに由来する構成単位とパラキシリレンジアミンに由来する構成単位の両方を含むことが好ましい。
 メタキシリレンジアミンに由来する構成単位は1モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、40モル%以上であることがさらに好ましく、50モル%以上であることが一層好ましく、60モル%以上であることがより一層好ましい。上限値としては、100モル%以下であることが好ましく、99モル%以下であることがより好ましく、90モル%以下であることがさらに好ましく、80モル%以下であることが一層好ましい。
 パラキシリレンジアミンに由来する構成単位は、0モル%以上であることが好ましく、1モル%以上であることがより好ましく、10モル%以上であることがさらに好ましく、20モル%以上であることが一層好ましい。上限値としては、99モル%以下であることが好ましく、80モル%以下であることがより好ましく、60モル%以下であることがさらに好ましく、50モル%以下であることが一層好ましく、40モル%以下であることがより一層好ましい。
 なお、ここでのジアミン由来の構成においては、メタキシリレンジアミンに由来する構成単位とパラキシリレンジアミンに由来する構成単位との合計が100モル%以下であるが、100モル%であることが好ましい。
 ポリアミド樹脂(B)の原料ジアミン成分として用いることができるキシリレンジアミン以外のジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2-メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレンジアミン、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノメチル)デカリン、ビス(アミノメチル)トリシクロデカン等の脂環式ジアミン、ビス(4-アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレン等の芳香環を有するジアミン等を例示することができ、1種または2種以上を混合して使用できる。
 ポリアミド樹脂(B)においては、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来することが好ましく、その比率は、80モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることがさらに好ましく、95モル%以上であることが一層好ましい。上限値は特になく、100モル%であってもよい。
 ポリアミド樹脂(B)の原料ジカルボン酸成分としてセバシン酸以外のものを挙げると、セバシン酸以外の炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示でき、1種または2種以上を混合して使用できる。
 上記セバシン酸以外のジカルボン酸成分としては、また、イソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸等のフタル酸化合物、ナフタレンジカルボン酸等の芳香環族基を有するジカルボン酸を例示することができ、1種または2種以上を混合して使用できる。
 本発明に用いられるポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を主成分として構成されるが、これら以外の構成単位を完全に排除するものではなく、ε-カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類由来の構成単位を含んでいてもよいことは言うまでもない。ここで主成分とは、ポリアミド樹脂を構成する構成単位のうち、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計数が全構成単位のうち最も多いことをいう。本発明では、ポリアミド樹脂における、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計は、全構成単位の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましい。
 ポリアミド樹脂(B)は、数平均分子量(Mn)の下限が、6,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましい。上記Mnの上限は、100,000以下が好ましく、70,000以下がより好ましく、50,000以下がさらに好ましい。
 ポリアミド樹脂(B)の溶融張力は、1mN以上であることが好ましく、3mN以上であることがより好ましく、4mN以上であることがさらに好ましい。上限値としては、20mN以下であることが好ましく、10mN以下であることがより好ましく、8mN以下であることがさらに好ましい。溶融張力は、後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 ポリアミド樹脂(B)の溶融粘度は、250Pa・s以上であることが好ましく、300Pa・s以上であることがより好ましく、350Pa・s以上であることがさらに好ましく、400Pa・s以上であることが一層好ましい。上限値としては、800Pa・s以下であることが好ましく、600Pa・s以下であることがより好ましく、550Pa・s以下であることがさらに好ましい。この溶融粘度は、後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 ポリアミド樹脂(B)は、結晶性樹脂である場合、その融点は190℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましい。上限としては、350℃以下であることが好ましく、330℃以下であることがより好ましく、310℃以下であることがさらに好ましい。
<<ブレンド>>
 ポリアミド樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)とを組み合わせる比率は特に限定されないが、ポリアミド樹脂(A)100質量部に対して、ポリアミド樹脂(B)が1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましい。上限としては、1200質量部以下であることが好ましく、500質量部以下であることがより好ましく、100質量部未満であることがさらに好ましく、40質量部以下であることが一層好ましく、30質量部以下であることがより一層好ましく、20質量部以下であることがさらに一層好ましく、15質量部以下であることが特に一層好ましい。ポリアミド樹脂(B)を1質量部以上とすることにより、ポリアミド樹脂組成物の製膜性が向上し、1200質量部以下とすることにより、得られる繊維強化樹脂材料、さらには、かかる繊維強化樹脂材料から得られる成形品の機械的強度をより向上させることができる。
 ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)は、それぞれ、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
 本発明は、ポリアミド樹脂(A)の溶融粘度とポリアミド樹脂(B)の溶融粘度の差が大きい場合に効果的であり、その差の絶対値が、100Pa・s以上であることがより好ましく、150Pa・s以上であることがさらに好ましい。上限値としては、例えば、400Pa・s以下の場合に、本発明を用いる価値が高い。
 ポリアミド樹脂(A)の融点とポリアミド樹脂(B)の融点の差は小さい方が好ましく、その差の絶対値が、100℃以下であることがより好ましく、70℃以下であることがさらに好ましく、50℃以下であることが一層好ましく、30℃以下であることがより一層好ましい。前記融点の差の下限値は0が理想であるが、1℃以上であってもよい。
 ポリアミド樹脂組成物は、樹脂成分を100質量部としたとき、ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)の合計量が90質量部以上であることが好ましく、95質量部以上であることがより好ましく、97質量部以上であることがさらに好ましい。上限としては、99質量部以下であることが実際的である。
 ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)の合計量が、組成物の90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。上限としては、100質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であってもよい。
<<その他の成分(C)>>
 上記ポリアミド樹脂組成物は、上記の成分の他、熱可塑性樹脂および各種添加剤を含有してもよい。添加剤としては、核剤、触媒、重合開始剤、硬化促進剤、難燃剤、紫外線吸収剤、衝撃改良剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤、光増感剤、染料、顔料、増粘剤、流動調整剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、重合禁止剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明では、ポリアミド樹脂組成物のブレンド形態によって、溶融粘度と溶融張力を調整できるため、耐衝撃性改良剤、柔軟性改質剤および流動性改質剤を実質的に含まない構成とすることができる。実質的に含まないとは、衝撃改良剤および流動調整剤の合計が樹脂組成物の0.1質量%以下であることをいい、0.01質量%以下であってもよく、0.001質量%以下であることがさらに好ましい。
 滑剤としては、脂肪酸金属塩を用いることができ、ステアリン酸ナトリウムやステアリン酸カルシウムが例示される。滑剤の量は、ポリアミド樹脂組成物100質量部中、1~200質量ppmであることが好ましい。
 本発明の繊維強化樹脂材料におけるポリアミド樹脂組成物の質量割合は、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。また、上限値としては、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましい。
<連続強化繊維>
 連続強化繊維としては、特に制限なく、この種の技術に適用しうるものを適宜選定して用いることができる。例えば、植物繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、アラミド繊維等が例示され、炭素繊維およびガラス繊維から選択されることが好ましい。
 炭素繊維としては公知のものを広く採用することができるが、例えば、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維を好ましく用いることができる。また、リグニンやセルロースなど、植物由来原料の炭素繊維も用いることができる。
 ガラス繊維としては、一般的に供給されるEガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、および耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸して得られる繊維が用いられるが、本発明では、Eガラスを含むことが好ましい。
 連続強化繊維の断面は、円形および非円形のいずれであってもよい。
 連続強化繊維は、その形態は特に限定されず、少なくとも一方向に並列していればよく、一方向にのみ並列していることが好ましい。少なくとも一方向に並列しているとは、例えば、織物など縦糸と横糸を有する形態が挙げられる。織物としては、ガラスクロスなどが例示される。一方向にのみ並列している状態としては、連続強化繊維ロービングを開繊したものなどをいう。
 連続強化繊維は炭素繊維の場合、引張強度が1500MPa以上であることが好ましく、2500MPa以上であることがより好ましく、3500MPa以上であることがさらに好ましい。上限は特にないが、8000MPa以下であることが実際的である。ガラス繊維の場合は、引張強度が800MPa以上であることが好ましく、1800MPa以上であることがより好ましく、2800MPa以上であることがさらに好ましい。上限は特にないが、5000MPa以下であることが実際的である。
 本発明の繊維強化樹脂材料における連続強化繊維の割合は、30体積%以上であることが好ましく、40体積%以上であることがより好ましい。また、本発明の繊維強化樹脂材料における連続強化繊維の割合は、75体積%以下であることが好ましく、65体積%以下であることがより好ましい。
<繊維強化樹脂材料の特性>
 本発明の繊維強化樹脂材料は、その吸水率が2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。下限値は特に制限されないが、0質量%以上である。
 吸水率は、後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 本発明の繊維強化樹脂材料は、連続強化繊維に対するポリアミド樹脂組成物の含浸率が90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。上限値としては、100%であることが好ましい。
 含浸率は、後述の実施例に記載の方法に基づき測定される。
 繊維強化樹脂材料の厚さは特に限定されないが、50μm以上であることが好ましく、70μm以上であることがより好ましく、90μm以上であることがさらに好ましく、100μm以上であることが一層好ましい。上限値としては、500μm以下であることが好ましく、450μm以下であることがより好ましく、400μm以下であることがさらに好ましい。
<繊維強化樹脂材料の用途>
 本発明の繊維強化樹脂材料は、プリプレグとして好ましく用いることができる。また、本発明の繊維強化樹脂材料は、UD(Uni-Directional)テープとして好ましく用いることができる。
 本発明の繊維強化樹脂材料は、保存時や出荷時等には、芯材に巻き取ってもよい。すなわち、芯材と、前記芯材に巻き取られた繊維強化樹脂材料を有する、巻取体としてもよい。
 本発明の繊維強化樹脂材料は、そのまま加工成形してもよいし、何層かを積層して、加工成形してもよい。すなわち、繊維強化樹脂材料から形成された成形品の形態は特に定めるものではない。
 一例として、繊維強化樹脂材料を製造し、前記繊維強化樹脂材料を複数枚積層して、加熱加工することを含む、成形品の製造方法、ならびに、前記成形品の製造方法により得られる成形品が例示される。このような成形品の最薄肉部の厚さとしては、用途等に応じて適宜定めることができるが、例えば、1mm~10mmとすることができる。
 本発明の繊維強化樹脂材料の利用分野については特に定めるものではなく、自動車等輸送機部品、一般機械部品、精密機械部品、電子・電気機器部品、OA機器部品、建材・住設関連部品、医療装置、レジャースポーツ用品、遊戯具、医療品、食品包装用フィルム等の日用品、防衛および航空宇宙製品等に広く用いられる。
<製造工程>
 次に、本発明の繊維強化樹脂材料の製造方法について説明する。
 本発明の繊維強化樹脂材料の製造方法は、ポリアミド樹脂組成物をフィルム状に溶融押出し、少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に適用して含浸させることを含み、前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、前記溶融押出時のポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であることを特徴とする。
 より好ましくは、フィルム状のポリアミド樹脂組成物を、連続強化繊維の上に適用し、ロールを用いて、前記ポリアミド樹脂組成物を前記連続強化繊維に含浸させる方法である。適用方法は、公知の方法を採用できるが、溶融状かつフィルム状のポリアミド樹脂組成物を連続強化繊維の上に、展開する、載せる、広げる、垂下する、等の態様を含む趣旨である。
 図1は、本発明の繊維強化樹脂材料を製造する好ましい実施形態に係る製造装置を模式的に示した装置構成図である。本実施形態の装置においては、クリール(Creel)2から連続強化繊維が繰り出され、開繊装置3に送られる。ここでは、連続強化繊維ロービングが開繊され、一方向に並列した連続強化繊維2aが得られる。このときの連続強化繊維はMD方向(Machine Direction)に向けて並列している。連続強化繊維2aは、必要により、TD方向(Transsverse Direction)に向けた横糸を通して織り込んだ状態としてもよい。また、ガラスクロスなどを搬送して用いてもよい。
 連続強化繊維2aはホットロール11を通過して、次のホットロール12の下方へと送られる。ホットロールを用いることにより、ポリアミド樹脂組成物の含浸をより効果的に進行させることができる。しかしながら、これらのロールは、ホットロールではなく、単なる搬送ロールであってもよい。
 一方、本実施形態の装置において押出機1から、ポリアミド樹脂組成物が溶融混練され、所定の量でフィルム状に押し出される。このときに供給される樹脂組成物は、ドライブレンドしてそのまま溶融押出することが好ましい。このような構成とすることにより、ポリアミド樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)の相溶化を抑制し、互いの樹脂特性を発現しやすくすることができる。また、ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)について、分散性を高くしすぎず、結晶化しやすくすることができる。
 ポリアミド樹脂組成物はダイ4から押し出され、溶融状態のフィルム状のポリアミド樹脂組成物は、連続強化繊維2aに適用される。本実施形態においては、溶融状のポリアミド樹脂組成物のフィルムは、そのフィルムの厚さに大きな変化はなく、均質さを保って連続強化繊維で構成された連続強化繊維2aに適用される。比較例の実施形態としては、このときに溶融状のフィルムに穴が開いたり欠損したりする態様が挙げられる。
 また、離型紙などを補助的に用いてもよい。
 溶融押出温度は、上記温度X-20℃以上であることが好ましく、上記温度X-10℃以上であることがより好ましい。溶融押出温度の上限は、上記温度X+100℃以下であることが好ましく、上記温度X+50℃以下であることがより好ましい。
 溶融押出したフィルム状のポリアミド樹脂組成物の連続強化繊維にかかる圧力(樹脂圧力)は、ダイ4を通過する時点で、0.05MPa以上であることが好ましく、0.1MPa以上であることがより好ましく、0.3MPa以上であることがさらに好ましい。上限値としては、3MPa以下であることが好ましく、2MPa以下であることがより好ましく、1MPa以下であることがさらに好ましい。
 フィルム状のポリアミド樹脂組成物の厚さは特に限定されないが、溶融押出時に、15μm以上であることが好ましく、25μm以上であることがより好ましく、35μm以上であることがさらに好ましい。上限値としては、2mm以下であることが好ましく、1mm以下であることがより好ましい。
 前記ホットロール11に向けて別途供給されてくる連続強化繊維からなる連続強化繊維2aと、溶融したフィルム状のポリアミド樹脂組成物とが、ホットロール12の下部で当接する。その後、加熱ユニット13へと送られる。これらの段階(特に、ホットロール12の段階)において、溶融したフィルム状のポリアミド樹脂組成物は連続強化繊維2aに含浸していく。このようにして、好適な含浸状態が得られ、フィルム状のポリアミド樹脂組成物と連続強化繊維2aとが一体化した複合体である繊維強化樹脂材料3aが得られる。
 ホットロール11、12の温度は、上記温度X-20℃以上であることが好ましく、上記温度X-10℃以上であることがより好ましい。溶融押出温度の上限は、上記温度X+100℃以下であることが好ましく、上記温度X+50℃以下であることがより好ましい。
 また、加熱ユニット13の加熱温度は、上記温度X以上であることが好ましく、上記温度X+10℃以上であることがより好ましい。ホットロールの温度の上限は、上記温度X+100℃以下であることが好ましく、上記温度X+80℃以下であることがより好ましい。
 すなわち、本発明の好ましい実施形態としては、前記ポリアミド樹脂組成物をフィルム状に溶融押出しするに当たり、前記ポリアミド樹脂組成物を連続強化繊維に向けて展開し、前記ポリアミド樹脂組成物は別途供給されてくる連続強化繊維と当接し、溶融したフィルム状のポリアミド樹脂組成物は、ロールと連続強化繊維とで挟まれながらロールの回転にそって進行することが挙げられる。
 次いで、繊維強化樹脂材料3aは、冷却ユニット14に送られる。ここで、繊維強化樹脂材料3aが冷却されることで、樹脂組成物が連続強化繊維に含浸された状態が固定化される。
 また、冷却ユニット14の冷却温度は、上記温度X-80℃以下であることが好ましく、上記温度X-100℃以上であることがより好ましい。冷却温度の下限は、上記温度50℃以上であることが好ましく、上記温度80℃以上であることがより好ましい。
 次いで、上記のとおり形態が固定化された繊維強化樹脂材料3aは、巻取機9で、芯材に巻き取られる。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
原料
<低粘度MXD6>
 三菱ガス化学株式会社製、MXナイロン、#6000、融点237℃、溶融粘度240Pa・s、溶融張力は樹脂が切れてしまい測定不可
<高粘度MXD6>
 三菱ガス化学株式会社製、MXナイロン、S6121、融点237℃、溶融粘度1900Pa・s、溶融張力2mN
<MP10>
ポリメタパラキシリレンセバカミド(MP10)
<<MP10の合成例(M/P比=7:3)>>
 セバシン酸を窒素雰囲気下の反応缶内で加熱溶解した後、内容物を撹拌しながら、メタキシリレンジアミン(三菱ガス化学社製)とパラキシリレンジアミン(三菱ガス化学社製)のモル比が7:3の混合ジアミンを、加圧(0.35MPa)下でジアミンとセバシン酸とのモル比が約1:1になるように徐々に滴下しながら、温度を235℃まで上昇させた。滴下終了後、60分間反応継続し、分子量1,000以下の成分量を調整した。反応終了後、内容物をストランド状に取り出し、ペレタイザーにてペレット化し、ポリアミド樹脂(MP10、メタキシリレンジアミン/パラキシリレンジアミン(M/P)=7:3)を得た。
 得られた樹脂は、溶融張力6mN、溶融粘度450Pa・s、融点213℃であった。
<6I/6T>
 EMS社製G21、ポリアミド6I/6T、溶融張力16mN、270℃での溶融粘度360Pa・s、非晶性ポリアミド樹脂、ガラス転移点125℃
実施例1~3、比較例1~2
 以下の表1に記載の割合(表1の記載は質量部である)のポリアミド樹脂、ならびに、ステアリン酸ナトリウムをポリアミド樹脂組成物100質量部に対し50質量ppmとなるように押出機に投入した。
 図1に記載の装置を用いて繊維強化樹脂材料を製造した。具体的には、ダイからポリアミド樹脂組成物を、連続強化繊維の表面上に、フィルム状に溶融押出した。このときの連続強化繊維は、ガラス繊維ロービング(日東紡績株式会社製、RS 240 QR-483、番手2400g/1000m)を10本並べ、開繊しながらつなぎ合わせたものである。溶融押出の際の押出温度は温度X、樹脂圧力は0.7MPa、溶融押出時のフィルムの厚さは50μmとした。また、ロール温度は温度X、加熱ユニット温度は300℃、冷却ユニット温度は120℃とした。冷却した後、巻取機で、芯材に巻き取った。得られた繊維強化樹脂材料の厚さは、120μmであり、連続強化繊維の体積割合は58体積%であった。
実施例4
 連続強化繊維に、炭素繊維ロービング(三菱ケミカル株式会社製、TR50S12L、番手800g/1000m)を20本用いた以外は実施例1と同様に実施した。得られた繊維強化樹脂材料の厚さは、110μmであり、連続強化繊維の体積割合は55体積%であった。
<溶融張力>
 ポリアミド樹脂組成物の溶融張力は、キャピログラフを用い、直径(キャピラリーダイの内径)1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した。
 ポリアミド樹脂組成物の溶融張力は、以下の2つの方法で回収したものについて測定した。
 ポリアミド樹脂組成物として、上記溶融押出時のポリアミド樹脂組成物を回収し、冷却後、粉砕したものを用いた(溶融押出時)。また、含浸後の繊維強化樹脂材料をヘキサフルオロイソプロパノールに溶解し、強化繊維を濾別した後に、濾液を蒸発させて、真空乾燥器で乾燥させて、ポリアミド樹脂組成物を回収した(溶剤抽出)。
 ポリアミド樹脂の溶融張力は、キャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度Y、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した。ポリアミド樹脂は、梱包状態から開封したものをそのまま用いた。
 装置は、東洋精機製作所製 キャピログラフ 1Dを用いた。
 単位は、mNで示した。
<溶融粘度>
 ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度は、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における値を測定した。
 ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度は、以下の2つの方法で回収したものについて測定した。
 ポリアミド樹脂組成物として、上記溶融押出時のポリアミド樹脂組成物を回収し、冷却後、粉砕したものを用いた(溶融押出時)。また、含浸後の繊維強化樹脂材料をヘキサフルオロイソプロパノールに溶解し、強化繊維を濾別した後に、濾液を蒸発させて、真空乾燥器で乾燥させて、ポリアミド樹脂組成物を回収した(溶剤抽出)。
 ポリアミド樹脂の溶融粘度は、温度Y、せん断速度122sec-1、保持時間6分における値を測定した。ポリアミド樹脂は、梱包状態から開封したものをそのままを用いた。
 キャピログラフは、東洋精機製作所製のものを用いた。
 単位は、Pa・sで示した。
<製膜性>
 ポリアミド樹脂組成物を溶融状にしたときの、フィルムの形態を目視にて確認した。その結果を下記のように3段階で区分した。
A:ほとんど穴や欠損はない、あるいは、全く穴や欠損がない。
B:こぶし大以下の穴が頻繁に見受けられる。
C:こぶし大を超える大きな穴や欠損が頻繁に見受けられる。
<含浸性>
 繊維強化樹脂材料を切り取ってエポキシ樹脂で包埋した。前記包埋した繊維強化樹脂材料の長手方向に垂直な断面を研磨し、断面図を、超深度カラー3D形状測定顕微鏡を使用して撮影した。得られた断面写真に対し、繊維強化樹脂材料のポリアミド樹脂組成物由来の成分が溶融し含浸した領域を画像解析ソフトImageJを用いて選択し、その面積を測定した。含浸率は、熱可塑性樹脂組成物由来の成分が連続強化繊維に含浸した領域/撮影断面積(単位%)として示した。その結果を下記のように3段階で区分した。
 超深度カラー3D形状測定顕微鏡は、VK-9500(コントローラー部)/VK-9510(測定部)(キーエンス社製)を用いた。
A: 95%以上
B: 90%以上95%未満
C: 90%未満
<吸水率>
 表1に記載の割合のポリアミド樹脂、ならびに、ステアリン酸ナトリウムをポリアミド樹脂組成物100質量部に対し50質量ppmとなるように射出成形機に投入した。温度Xで射出し、80(mm)x10(mm)x4(mm)の短冊片を得た。得られた短冊片を23℃の蒸留水中に20日間浸漬し、0.5gを切り出し、カールフィッシャー法により測定した。測定温度は、温度X-25℃とし、30分の気化条件で水分量を定量して、ポリアミド樹脂組成物中の水分率を求めた。
 カールフィッシャー微量水分測定装置は、平沼産業(株)製カールフィッシャー微量水分測定装置(ZQ-2000)を用いた。
 その結果を下記のように3段階で区分した。
A: 1質量%以下
B: 1質量%超2質量%以下
C: 2質量%超
<機械物性>
 得られた繊維強化樹脂材料を10プライ積層し、260℃、3MPaで15分プレスした後に、加圧状態のまま150℃まで徐冷し、1mm厚の成形品を得た。それを20mmx150mmの寸法に切り出し、チャック間距離を32mmとし、1mm/分で、23℃条件下で曲げ強さを測定した。
 曲げ強さの測定には、INSTRON5947を用いた。
 その結果を下記のように3段階で区分した。
A:1000MPa以上
B:750MPa以上1000MPa未満
C:750MPa未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記の結果から、特定の2種のポリアミド樹脂をブレンドし、ポリアミド樹脂組成物の溶融張力と溶融粘度とを規定の範囲としたものでは、製膜性と含浸性に優れていた(実施例1~4)。
 これに対し、比較例1は溶融張力が弱く、溶融張力を測定すること自体できなかった。
 また、溶融張力がクレームの範囲外である場合(比較例2)、含浸性について劣る結果となった。
1 押出機
2 クリール
3 開繊装置
4 ダイ
9 巻取機
11、12 ホットロール
13 加熱ユニット
14 冷却ユニット
2a 連続強化繊維
3a 繊維強化樹脂材料

Claims (19)

  1.  ポリアミド樹脂組成物が少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に含浸しているフィルム状の繊維強化樹脂材料であって、
     前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、
     前記繊維強化樹脂材料に含まれるポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であり、
     前記温度Xが、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)である、繊維強化樹脂材料。
  2.  前記ポリアミド樹脂(B)の温度Y、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が、250~800Pa・sであり、前記温度Yが、ポリアミド樹脂の融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃)である、請求項1に記載の繊維強化樹脂材料。
  3.  前記ポリアミド樹脂(B)のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度Y、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が、1~20mNであり、前記温度Yが、ポリアミド樹脂の融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃)である、請求項1または2に記載の繊維強化樹脂材料。
  4.  前記ポリアミド樹脂(B)が半芳香族ポリアミド樹脂である、請求項1~3のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  5.  前記ポリアミド樹脂(B)がジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の50モル%以上100モル%以下がメタキシリレンジアミンに由来し、0モル%以上50モル%以下がパラキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来する、請求項1~4のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  6.  前記連続強化繊維が、ガラス繊維および炭素繊維の少なくとも1種を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  7.  前記ポリアミド樹脂組成物の前記溶融粘度が400Pa・s以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  8.  プリプレグである、請求項1~7のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  9.  UDテープである、請求項1~7のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  10.  前記連続強化繊維が一方向に並列している、請求項1~9のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料。
  11.  芯材と、前記芯材に巻き取られた請求項1~10のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料とを有する、巻取体。
  12.  請求項1~10のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料から形成された成形品。
  13.  ポリアミド樹脂組成物をフィルム状に溶融押出し、少なくとも一方向に並列している連続強化繊維に適用して含浸させることを含み、
     前記ポリアミド樹脂組成物が、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)と、前記ポリアミド樹脂(A)以外のポリアミド樹脂(B)とを含み、
     前記溶融押出時のポリアミド樹脂組成物のキャピログラフを用い、直径1mmかつ長さ10mmのダイで、シリンダー温度を温度X、予熱時間6分、ピストンスピード5mm/分とし、引取速度100m/分の条件で測定した溶融張力が1mN以上であり、かつ、温度X、せん断速度122sec-1、保持時間6分における溶融粘度が250Pa・s以上であり、
     前記温度Xが、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち最も融点が高いものの融点+20℃(但し、ポリアミド樹脂の少なくとも1種が非晶性ポリアミド樹脂の場合は270℃または前記融点+20℃のうち高い方)である、
     繊維強化樹脂材料の製造方法。
  14.  前記ポリアミド樹脂(B)が半芳香族ポリアミド樹脂である、請求項13に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
  15.  前記ポリアミド樹脂(B)がジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の50モル%以上100モル%以下がメタキシリレンジアミンに由来し、0モル%以上50モル%以下がパラキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来する、請求項13または14に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
  16.  前記連続強化繊維が一方向に並列している、請求項13~15のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
  17.  前記一方向に並列している連続強化繊維は、連続強化繊維ロービングを開繊したものである、請求項16に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
  18.  前記フィルム状のポリアミド樹脂組成物を、前記連続強化繊維の上に適用し、ロールを用いて、前記ポリアミド樹脂組成物を前記連続強化繊維に含浸させることを含む、請求項13~17のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
  19.  前記ポリアミド樹脂組成物の前記溶融粘度が400Pa・s以下である、請求項13~18のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂材料の製造方法。
PCT/JP2019/051416 2019-02-28 2019-12-27 繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法 WO2020174871A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021501654A JP7384197B2 (ja) 2019-02-28 2019-12-27 繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法
US17/434,343 US20220153944A1 (en) 2019-02-28 2019-12-27 Fiber-reinforced resin material, wound body, molded article, and production method for fiber-reinforced resin material
KR1020217028905A KR20210134663A (ko) 2019-02-28 2019-12-27 섬유강화 수지재료, 권취체, 성형품 및 섬유강화 수지재료의 제조방법
EP19917473.1A EP3932992A4 (en) 2019-02-28 2019-12-27 FIBER-REINFORCED RESIN MATERIAL, WRAP BODY, MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING FIBER-REINFORCED RESIN MATERIAL
CN201980092640.0A CN113454164B (zh) 2019-02-28 2019-12-27 纤维增强树脂材料、卷取体、成型品和纤维增强树脂材料的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019035458 2019-02-28
JP2019-035458 2019-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020174871A1 true WO2020174871A1 (ja) 2020-09-03

Family

ID=72239634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/051416 WO2020174871A1 (ja) 2019-02-28 2019-12-27 繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220153944A1 (ja)
EP (1) EP3932992A4 (ja)
JP (1) JP7384197B2 (ja)
KR (1) KR20210134663A (ja)
CN (1) CN113454164B (ja)
WO (1) WO2020174871A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7318839B1 (ja) * 2022-03-28 2023-08-01 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、および、成形品の製造方法
WO2023188549A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、および、成形品の製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4317265A1 (en) 2022-08-04 2024-02-07 Kuraray Europe GmbH Method of producing an organo sheet

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102360A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 繊維強化ポリアミド樹脂組成物
US20130115836A1 (en) * 2010-05-17 2013-05-09 Rhodia Operations Composite polyamide article
WO2014084194A1 (ja) * 2012-11-27 2014-06-05 三菱レイヨン株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグおよびその成形体、並びに繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの製造方法
JP2016216661A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 三菱瓦斯化学株式会社 複合シートの製造方法
JP2017066255A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 三菱瓦斯化学株式会社 長繊維強化複合材料の製造方法および長繊維強化複合材料
JP2017511420A (ja) * 2014-04-15 2017-04-20 アルケマ フランス プレポリマー及び鎖延長剤から得られたポリアミドポリマーから作製された熱可塑性組成物と製造方法
WO2017203893A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 三菱瓦斯化学株式会社 材料および成形品
JP2019026686A (ja) * 2017-07-27 2019-02-21 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、繊維およびフィルム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102360A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 繊維強化ポリアミド樹脂組成物
US20130115836A1 (en) * 2010-05-17 2013-05-09 Rhodia Operations Composite polyamide article
WO2014084194A1 (ja) * 2012-11-27 2014-06-05 三菱レイヨン株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグおよびその成形体、並びに繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの製造方法
JP2017511420A (ja) * 2014-04-15 2017-04-20 アルケマ フランス プレポリマー及び鎖延長剤から得られたポリアミドポリマーから作製された熱可塑性組成物と製造方法
JP2016216661A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 三菱瓦斯化学株式会社 複合シートの製造方法
JP2017066255A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 三菱瓦斯化学株式会社 長繊維強化複合材料の製造方法および長繊維強化複合材料
WO2017203893A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 三菱瓦斯化学株式会社 材料および成形品
JP2019026686A (ja) * 2017-07-27 2019-02-21 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、繊維およびフィルム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3932992A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7318839B1 (ja) * 2022-03-28 2023-08-01 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、および、成形品の製造方法
WO2023188549A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、成形品、および、成形品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210134663A (ko) 2021-11-10
JPWO2020174871A1 (ja) 2021-12-23
US20220153944A1 (en) 2022-05-19
EP3932992A1 (en) 2022-01-05
CN113454164A (zh) 2021-09-28
CN113454164B (zh) 2023-07-28
JP7384197B2 (ja) 2023-11-21
EP3932992A4 (en) 2022-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101315921B1 (ko) 폴리아미드 수지계 복합재 및 그 제조 방법
WO2020174871A1 (ja) 繊維強化樹脂材料、巻取体、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法
US9403943B2 (en) Composite polyamide shaped articles
KR102385582B1 (ko) 복합재료, 복합재료의 제조방법 및 성형품의 제조방법
JP2012503693A (ja) 複合ポリアミド物品
US20130115836A1 (en) Composite polyamide article
KR20120026614A (ko) 복합 폴리아미드 물품
WO2020250564A1 (ja) フィラメントおよび釣り糸
US10774188B2 (en) Material and formed article
US11932741B2 (en) Method for manufacturing molded article, and composite material
JP6922519B2 (ja) 樹脂組成物、成形品、繊維およびフィルム
JP7228178B2 (ja) 材料および成形品の製造方法
EP3984717A1 (en) Method for producing molded article
US11499022B2 (en) Material, method for producing the material, partially welded material, composite material, and method of producing molded product
WO2021019928A1 (ja) 成形品の製造方法および複合材料
JP2020200405A (ja) 延伸フィルムおよび多層体
JP2020075384A (ja) 繊維強化樹脂成形品の製造方法
JP7138015B2 (ja) 繊維強化樹脂材料の製造方法
JP7275962B2 (ja) 長尺平板状材料
WO2023152185A1 (en) Fiber-reinforced thermoplastic composite
JP2022189277A (ja) 繊維強化樹脂材料、成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法
KR20160083549A (ko) 인발성형 공정에 의한 복합소재 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19917473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021501654

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019917473

Country of ref document: EP

Effective date: 20210928