(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物（ただし、硬化剤を含まない。）を０．１〜１０質量％浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド長繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を含浸させてなることを特徴とするアラミド繊維強化材。
【請求項２】
ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体の繊維径が１０μｍ〜３０μｍである請求項１に記載のアラミド繊維強化材。
【請求項３】
硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる１種類、または２種類以上の混合物である請求項１または２に記載のアラミド繊維強化材。
【請求項４】
硬化性エポキシ化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物である請求項１または２に記載のアラミド繊維強化材。
【請求項５】
硬化性エポキシ化合物とさらに浸透助剤を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体である請求項１〜４のいずれかに記載のアラミド繊維強化材。
【請求項６】
浸透助剤が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である請求項５に記載のアラミド繊維強化材。
【化１】
0006775875.tif 000004
（式中、Ｒ１は炭素原子数１〜１０のアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。また、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基を示し、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数である。なお、−（ＡＯ）−においては、単一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。）
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のアラミド繊維強化材を切断してなり、その切断長（μｍ）／アラミド繊維の繊維径（μｍ）の値が、１００〜５００の範囲であることを特徴とするアラミド繊維強化材。
【請求項８】
請求項７に記載のアラミド繊維強化材と熱可塑性樹脂とを混合、あるいはアラミド繊維強化材単独で、射出成形してなることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の補強用として好適なアラミド繊維強化材、及び、該アラミド繊維強化材を用いた繊維強化成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱可塑性樹脂の機械的強度を向上させる手段として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化用繊維を配合することが知られており、一般には、チョップドストランド等の短い繊維と熱可塑性樹脂を混合し、この混合樹脂を押出機で押出してペレット化し、これを射出成形することにより繊維強化された熱可塑性樹脂を製造している。
【０００３】
しかし、強化用繊維による補強効果が十分ではないために所望の性能が得られ難いのが実情であり、特に強化用繊維と熱可塑性樹脂との親和性が劣る場合は、成形品中に強化用繊維が均一に分散し難いために所望の性能が得られ難くなっている。
【０００４】
かかる問題点を解決するため、強化用アラミド繊維糸にウレタン系バインダーを付着させ、強化用アラミド繊維と熱可塑性樹脂との接着性を高める方法（特許文献１）などが提案されている。ところが、特許文献１に記載されている処理を施しても、アラミド繊維の場合には、ガラス繊維や炭素繊維に比べて剛性が小さいために、成形品中における繊維の配向性が悪く、成形品の機械的特性の改善効果がガラス繊維等に比べて小さいという課題がある。
【０００５】
アラミド繊維のロービングを引き抜き成形しアラミド繊維の周囲を熱可塑性樹脂で被覆することにより、熱可塑性樹脂との親和性を高めたストランド状ペレットからなる繊維強化材も知られている（例えば、特許文献２〜３）。硬化性エポキシ化合物による表面処理を施したアラミド繊維のストランド状ペレットからなる繊維強化材を配合した熱可塑性樹脂組成物は、表面処理を施していない繊維強化材を配合した組成物に比べて、引張強度、曲げ強度等の機械的特性が向上するものの、単に処理するだけでは処理剤がアラミド繊維表面に物理的に吸着しているに過ぎず、繊維と処理剤の相互作用が不十分であり、繊維と処理剤の相互作用を上げることにより、更なる機械的特性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０９１５４０号公報
【特許文献２】特開２００８−２７４１３８号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、強化用繊維として熱可塑性樹脂成形品に使用することで更なる機械的安定性の向上を達成することができるアラミド繊維強化材、及び、該アラミド繊維強化材を用いた機械的特性に優れる成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を溶融して含浸させて得られるアラミド繊維強化材は、成形品中におけるアラミド繊維の配向度が高く、当該繊維強化材を使用した成形品には顕著な機械的特性の向上効果が認められることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物（ただし、硬化剤を含まない。）を０．１〜１０質量％浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド長繊維束の繊維間に、熱可塑性樹脂を含浸させてなることを特徴とするアラミド繊維強化材を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上記のアラミド繊維強化材を切断してなり、その切断長（μｍ）／アラミド繊維の繊維径（μｍ）の値が、１００〜５００の範囲であることを特徴とするアラミド繊維強化材を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、上記のアラミド繊維強化材と熱可塑性樹脂とを混合、あるいはアラミド繊維強化材単独で、射出成形してなることを特徴とする成形品を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアラミド繊維強化材は、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させた、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体からなるアラミド繊維束を用いているため、熱可塑性樹脂の含浸性に優れているだけでなく、成形品中におけるアラミド繊維の配向性にも優れているため、従来よりも機械的特性が向上した成形品を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明におけるポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）とは、テレフタル酸とパラフェニレンジアミンを重縮合して得られる重合体であるが、少量のジカルボン酸およびジアミンを共重合したものも使用でき、重合体または共重合体の分子量は通常２０，０００〜２５，０００が好ましい。
【００１４】
通常のＰＰＴＡ繊維は、ＰＰＴＡを濃硫酸に溶解し、その粘調な溶液を紡糸口金から押し出し、空気中または水中に紡出することによりフィラメント状にした後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、最終的には１２０〜５００℃で乾燥・熱処理をして得られる。
本発明の、繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させたポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体（以下、「ＰＰＴＡ繊維複合体」と略称することがある。）は、水分量が１５〜２００質量％に調整されたＰＰＴＡ繊維骨格内に、硬化性エポキシ化合物を浸透させることにより、好適に得ることができる。
【００１５】
水分量１５〜２００質量％に調整されたＰＰＴＡ繊維は、例えば、以下のようにして得ることができる。すなわち、ＰＰＴＡを濃硫酸に溶解して１８〜２０質量％の粘調な溶液とし、これを紡糸口金から吐出して、わずかの間空気中に紡出後、水中へ紡糸し（この時、口金吐出時のせん断速度を２５，０００〜５０，０００ｓｅｃ−１にするのが好ましい。）、水洗中和処理を経た後、得られた原糸を１００〜１６０℃で、好ましくは５〜２０秒間乾燥する。水分率が１５質量％未満では、樹脂分散液を均一に繊維骨格内に浸透させることが困難となり、一方、水分率が２００質量％を超えると、浸透させた樹脂分散液が巻き取り工程までにガイド等に接触した際に水分と共に脱落する恐れがあり、また、繊維の巻き取り工程が難しくなる。ＰＰＴＡ繊維の水分率は、硬化性エポキシ化合物のＰＰＴＡ繊維骨格内への浸透性、ＰＰＴＡ繊維の水分調整の容易性および生産効率等の観点より、好ましくは１５〜１００質量％、より好ましくは２０〜５０質量％、特に好ましくは３０〜５０質量％である。
【００１６】
またＰＰＴＡ繊維複合体は、温度１００〜１６０℃で熱処理条件などを変更しながら、ＰＰＴＡ繊維の結晶サイズが５０オングストローム未満の状態を保ち、かつ、水分率が１５〜２００質量％の状態を保つようなＰＰＴＡ繊維を調整しておき、該ＰＰＴＡ繊維骨格内に硬化性エポキシ化合物を浸透させることにより、好ましく得ることができる。
【００１７】
硬化性エポキシ化合物を浸透させるＰＰＴＡ繊維は、紡出後水分率が１５質量％未満に乾燥された履歴を持たないことが望ましい。常に水分率が１５質量％以上に調整されたＰＰＴＡ繊維を用いることにより、硬化性エポキシ化合物が浸透し易い状態を保持することができる。
【００１８】
硬化性エポキシ化合物を、水分量１５〜２００質量％に調整されたＰＰＴＡ繊維骨格内に浸透させる場合は、硬化性エポキシ化合物を溶剤等に溶解させて浸透させることができる。また、繊維油剤を適用する場合には、油剤に含ませて浸透させてもよいし、油剤と別工程で用いてもよい。油剤としては、ＰＰＴＡ繊維に用いられる一般的な油剤、例えば、炭素数１８以下の低分子量脂肪酸エステル、ポリエーテル、鉱物油等が挙げられる。硬化性エポキシ化合物を油剤や溶剤等に含ませて浸透させる場合は、油剤または溶剤等中に約２０〜６０質量％含有させることが好ましく、より好ましくは３０〜５０質量％である。硬化性エポキシ化合物は、ＰＰＴＡ繊維骨格内へ浸透させることが容易である点より、溶剤や油剤に含ませて浸透させることが好ましい。
【００１９】
ＰＰＴＡ繊維骨格内に浸透させる成分には、本発明による効果を阻害しない範囲で、その他の成分として、非イオン界面活性剤等の浸透剤、シリコーン系化合物、フッ素系化合物、有機界面活性剤等の平滑剤、シラン系やイソシアネート系等のカップリング剤などが含まれていてもよい。
【００２０】
硬化性エポキシ化合物をＰＰＴＡ繊維に付与する方法は、特に限定されず、従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、浸漬給油法、スプレー給油法、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法などの方法が挙げられる。
【００２１】
硬化性エポキシ化合物を浸透させた水分量１５〜２００質量％のＰＰＴＡ繊維複合体を調製し、その後、乾燥・熱処理して水分を除去し、水分率を１５質量％未満、より好ましくは１０質量％未満とすることにより、ＰＰＴＡ繊維複合体を得ることができる。乾燥・熱処理条件は特に限定されず、例えば８０〜３００℃、望ましくは１００〜２５０℃で行うことが好ましい。熱処理により、ＰＰＴＡの結晶サイズを拡大し、結晶間間隙を狭くさせることにより硬化性エポキシ化合物をＰＰＴＡ繊維骨格内に固定することができる。
【００２２】
硬化性エポキシ化合物は、ＰＰＴＡ繊維の水分量を０％に換算した繊維質量に対して、０．１〜１０．０質量％、より好ましくは０．２〜５．０質量％浸透させるのがよい。浸透させる量が少ないと熱可塑性樹脂との親和性を向上させる効果が不十分となる恐れがある。
【００２３】
硬化性エポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物もしくは芳香環を有するエポキシ化合物から選ばれる１種、または２種以上を併用することができる。また、硬化性エポキシ化合物は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することが望ましい。
【００２４】
脂肪族エポキシ化合物としては、グリセロール、ジグリセロール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、ソルビトール、ポリグリセロールなどの多価アルコールのグリシジルエーテル化合物から選ばれる１種、または２種以上の混合物が好ましい。
【００２５】
例えば、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
これらの脂肪族エポキシ化合物の中でも、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルが特に好ましい。
【００２６】
芳香環を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物から選ばれる１種、または２種以上の混合物が好ましい。例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン［ビスフェノールＦ］、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＣ］などのグリシジルエーテル化物が挙げられる。これらの中でも、常温で液状の、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦのグリシジルエーテル化合物が特に好ましい。
【００２７】
硬化剤は、無くても硬化性エポキシ化合物の硬化反応は進行する。
【００２８】
また、硬化性エポキシ化合物をＰＰＴＡ繊維骨格内に浸透させる場合には、一般的な溶剤で希釈して用いてもよいし、該溶剤中にさらに浸透助剤を混合して用いてもよい。浸透助剤としては、一般式（Ｉ）で表される化合物が挙げられ、それぞれ単独で使用してもよいし、２種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。硬化性エポキシ化合物に浸透助剤を混合して用いる場合は、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を、２：８〜８：２（質量比）の割合で用いるのがよい。
【００２９】
【化１】
0006775875.tif 000002
【００３０】
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ１ は炭素原子数１〜１０のアルキル基または炭素原子数１〜１０のアルケニル基であり、好ましくは炭素原子数４〜８のアルキル基または炭素原子数４〜８のアルケニル基であり、Ｒ２ は水素原子、または炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数１〜５のアルケニル基を示す。Ｒ２ は、好ましくは水素原子である。
また、上記一般式（Ｉ）において、Ａは炭素原子数２〜４のアルキレン基を示し、好ましくは炭素原子数２〜３のアルキレン基であり、ｎはオキシアルキレン基（ＡＯ）の平均付加モル数を表す１〜１０の整数、好ましくは２〜８である。なお、−（ＡＯ）−においては、単一のオキシアルキレン基が付加していても、２種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。
【００３１】
具体的な化合物としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコール（ｎ＝３）グリセリルエーテルなどが挙げられる。浸透助剤は、水及び硬化性エポキシ化合物との相溶性に優れる化合物が好ましい。
【００３２】
アラミド繊維束を形成する、硬化性エポキシ化合物を浸透させたＰＰＴＡ繊維複合体の繊維径は、１０μｍ〜３０μｍが好ましく、より好ましくは１８μｍ〜３０μｍである。アラミド繊維束（一繊維束）中には１００〜６，０００本の硬化性エポキシ化合物を浸透させたＰＰＴＡ繊維複合体が含まれていることが好ましく、より好ましくは１，０００〜５，０００本である。前記ＰＰＴＡ繊維複合体の繊維径が１４μｍ以下になると、ＰＰＴＡ繊維の配向がランダム化する傾向にあり、繊維径が１０μｍ未満になると繊維強化材として十分な機能を発揮できなくなる恐れがある。また、前記ＰＰＴＡ繊維複合体の繊維径が３０μｍを超えると、ＰＰＴＡ繊維の占有表面積が減少し、熱可塑性樹脂との接着面が減少することにより、成形品の引張強度、引張弾性率、曲げ強度、曲げ弾性率が減少する傾向にある。
【００３３】
本発明のアラミド繊維強化材は、引抜成形法により製造することが好ましい。引抜成形法とは、数千から数万本のフィラメントで構成された繊維ロービングを開繊して引き出しながら、樹脂を含浸させ、所望の長さに切断してストランド状ペレットを形成する方法である。
すなわち、押出機が取り付けられたクロスヘッドダイまたはオフセットダイ中に、開繊したアラミド繊維束を通し、押出機から溶融した熱可塑性樹脂が送り込まれ、アラミド繊維束の繊維間に含浸される。そして熱可塑性樹脂を含浸させたアラミド繊維束は、ダイ出口でダイス等によりしごかれ、余分な樹脂を取り除かれるとともに、冷却されることで、アラミド繊維の配向性が保持される。
本発明では、アラミド繊維束を形成するＰＰＴＡ繊維複合体に予め硬化性エポキシ化合物を浸透させてあるため、ＰＰＴＡ繊維の配向性を保持しつつ、繊維と繊維の間により均一に熱可塑性樹脂を含浸させることができる。
【００３４】
アラミド繊維強化材中の硬化性エポキシ化合物を浸透させたＰＰＴＡ繊維複合体の含有量は、熱可塑性樹脂の溶融温度（すなわち樹脂の流動性）を適宜設定することにより調整することができるが、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％である。繊維強化材中の前記ＰＰＴＡ繊維複合体含有率が８０質量％を超えると、熱可塑性樹脂の含浸が不充分となりやすく、マトリックス樹脂との混合後、射出成形の際のＰＰＴＡ繊維複合体の分散性が劣るため、好ましくない。また、繊維強化材中の前記ＰＰＴＡ繊維複合体含有率が１０質量％未満では、成形品に十分な機械的特性を付与できないため実用面で好ましくない。
【００３５】
アラミド繊維束に含浸させる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクリレート樹脂等のメタクリル系樹脂；ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂等のポリスチレン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリ１，４−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂；ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂；ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂；変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂；ポリスルホン（ＰＳＦ）樹脂；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂；ポリケトン樹脂；ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）樹脂；ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂；ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）樹脂；ポリイミド（ＰＩ）樹脂；ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂；またはこれらの樹脂の変性樹脂を挙げることができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独または２種以上混合して用いることができる。未変性樹脂と変性樹脂を混合して用いることもできる。
【００３６】
上記のポリアミド系樹脂としては、ジアミンとジカルボン酸とから形成されるポリアミド樹脂及びそれらの共重合体、具体的には、ポリカプロアミド（ナイロン６）樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）樹脂、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）樹脂、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６１２）樹脂、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）樹脂、ポリヘキサメチレンテレフタラミド（ナイロン６Ｔ）樹脂、ポリヘキサンメチレンイソフタラミド（ナイロン６Ｉ）樹脂、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ナイロン６／６Ｔ）樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｔ）樹脂、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｉ）樹脂等のナイロン樹脂及びナイロン共重合体樹脂等を挙げることができる。
【００３７】
冷却された繊維強化材は、ペレタイザーなどのカッターにより所望の長さに切断されて熱可塑性樹脂配合用の繊維強化材となる。
【００３８】
繊維強化材を切断する場合、その切断長は１ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好ましく、切断長が１ｍｍ未満では、成形品の機械的特性が向上し難くなる。また、切断長が１５ｍｍを超えると、マトリックス樹脂と均一に混合し難くなるため、成形品中のアラミド繊維の分散性が劣るものとなり易い。繊維強化材の平均径は、好ましくは０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
【００３９】
引抜成形法により製造される繊維強化材では、繊維強化材の切断長と繊維強化材中に含まれる繊維の繊維長は、ほぼ等しくなる。そのため、繊維強化材の切断長を短くすることにより、アラミド繊維のアスペクト比（長さ／太さ）が小さくなり、見掛けの曲げ弾性率が向上することでアラミド繊維が曲がり難くなり、配向性向上による成形品の引張強度、引張弾性率、曲げ強度、曲げ弾性率の向上が期待できる。一方で、アラミド繊維を太くすると、繊維質量当りの占有表面積が減少し、マトリックス樹脂との界面が減少することによる成形品の物性低下が懸念される。かかる観点より、繊維強化材の切断長は、切断長（μｍ）／アラミド繊維の繊維径（μｍ）の値が、１００〜５００の範囲にあることが好ましい。
【００４０】
切断されたアラミド繊維強化材は、マトリックス樹脂とドライブレンドされた後、或いはそのままブレンドされずに単独で、射出成形されて成形品が得られる。成形品中のＰＰＴＡ繊維複合体含有率は、５〜６０質量％の範囲で選択されることが好ましい。
【００４１】
上記のマトリックス樹脂は、アラミド繊維束の含浸に用いた熱可塑性樹脂と同一であっても異なっていてもよいが、異なる場合は互いに相溶性のある樹脂を選択することが望ましい。
【００４２】
アラミド繊維束の含浸に用いられる熱可塑性樹脂及び／またはマトリックス樹脂は、慣用の添加剤、例えば、滑剤、可塑剤あるいは軟化剤、着色剤、分散剤、離型剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、充填剤などを、一般的な割合で含んでいてもよい。これらの添加剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組合せて使用できる。
【００４３】
切断した繊維強化材のペレットを単独またはマトリックス樹脂と混合して、射出成形する際の流動状態は一般的なファウンテンフローであり、金型面側にスキン層、内側にコア層が形成され、成形品の断面はスキン／コア／スキン層の３層構造を形成し、スキン層の繊維は流動方向へ配向する傾向があり、コア層の繊維は流動方向と直交する方向へ配向する傾向がある。従って、ＰＰＴＡ繊維複合体の配向性が高くなるとマトリックス樹脂の補強効果が向上して、機械的特性に優れた成形品を得ることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。なお、実施例中における各測定値は次の方法にしたがった。
【００４５】
（１）水分率（質量％）
試料約５ｇの質量を測定し、１０５℃×４時間処理を行い、２４℃、５５％ＲＨで５分間放置した後、再度質量を測定する。ここで使う水分率は、｛［乾燥前質量−乾燥後質量］／［乾燥後質量］｝×１００で得られるドライベース水分率である。
【００４６】
（２）引張り試験、曲げ試験
成形品から試験片を切り出し、ＩＳＯ５２７−１，２法に従い、引張特性を評価し、ＩＳＯ１７８法に従い、曲げ特性を評価した。試験片は、射出成形にて作製した。測定数は各方向についてｎ＝５とし、全ての測定結果の平均値を求めた。
【００４７】
（実施例１）
通常の方法で得られたＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１，５００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、１１０℃×１５秒間の低温乾燥をして、水分率３５％の処理前のＰＰＴＡ繊維になるように調製した。
このＰＰＴＡ繊維を、硬化性エポキシ化合物としてトリグリセロールトリグリシジルエーテルと浸透助剤（質量比１／１）を含むディップ浴に通し、ロールで絞り、付着量を調整し、１０５℃で４時間乾燥させることにより、水分率０質量％換算としたときのＰＰＴＡ繊維質量に対し、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を２質量％浸透させたＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。
【００４８】
上記のＰＰＴＡ繊維複合体（繊維径；２０μｍ）を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、ＰＰＴＡ繊維複合体１，５００本よりなるアラミド繊維束に、２５０℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ７ｍｍに切断し、アラミド繊維含有率３０質量％のペレット状（円柱状）の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度２３０℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
【００４９】
（実施例２）
通常の方法で得られたＰＰＴＡ（分子量約２０，０００）１ｋｇを４ｋｇの濃硫酸に溶解し、直径０．１ｍｍのホールを１，５００個有する口金からせん断速度３０，０００ｓｅｃ−１となるよう吐出し、４℃の水中に紡糸した後、１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液で、１０℃×１５秒の条件で中和処理し、その後、１１０℃×１５秒間の低温乾燥をして、水分率３５％の処理前のＰＰＴＡ繊維になるように調製した。
このＰＰＴＡ繊維を、硬化性エポキシ化合物としてトリグリセロールトリグリシジルエーテルと浸透助剤（質量比１／１）を含むディップ浴に通し、ロールで絞り、付着量を調整し、１０５℃で４時間乾燥させることにより、水分率０質量％換算としたときのＰＰＴＡ繊維質量に対し、硬化性エポキシ化合物と浸透助剤を２質量％浸透させたＰＰＴＡ繊維複合体を製造した。
【００５０】
上記のＰＰＴＡ繊維複合体（繊維径；１２μｍ）を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、ＰＰＴＡ繊維複合体１，５００本よりなるアラミド繊維束に、２５０℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ７ｍｍに切断し、アラミド繊維含有率３０質量％のペレット状（円柱状）の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度２３０℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
【００５１】
（比較例１〜２）
繊維径２０μｍと繊維径１２μｍのポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）繊維（Ｋｅｖｌａｒ（Ｒ））を用いてアラミド繊維強化材を製造した。含浸ダイ中で、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維１，５００本よりなるアラミド繊維束に、２５０℃の温度で溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させた後、ペレタイザーで長さ７ｍｍに切断し、アラミド繊維含有率３０質量％のペレット状（円柱状）の繊維強化材を得た。
得られたペレットを、射出成形機により温度２３０℃で射出成形し、成形品を得た。得られた成形品の引張特性、曲げ特性を測定した。
【００５２】
実施例及び比較例で得られた成形品について、上記の方法により引張特性、曲げ特性を評価した結果を表１にまとめて示す。
【００５３】
【表１】
0006775875.tif 000003
【００５４】
表１の結果より、本発明の繊維強化材を用いることにより、引張強度、曲げ強度が向上したＰＰ成形品を得ることができた。
【００５５】
繊維径２０μｍのアラミド繊維束と繊維径１２μｍのアラミド繊維束を比較すると、繊維径が大きいアラミド繊維は、それより繊維径の小さいアラミド繊維に比べて繊維全表面積が小さくなるが、成形品の機械的特性面での悪影響は殆んどなく、繊維径の小さいアラミド繊維と同等以上の結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の繊維強化材は、公知の加工法で加工することにより、優れた耐熱性と機械的特性を具備する材料が求められる自動車構造材や各種部品、電子機器筐体や各種部品、精密機械部品等、様々な用途に用いることができ、その実用的価値は大である。