[发明专利]强化纤维用上浆剂及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化纤维用上浆剂及其用途。详细而言，涉及用于增强热塑性基体树脂的强化纤维用上浆剂、使用该强化纤维用上浆剂的合成纤维束及纤维强化复合材料。

背景技术

在汽车用途、航空航天用途、运动休闲用途、普通产业用途等中，广泛利用以各种合成纤维增强塑料材料(被称为基体树脂)而得到的纤维强化复合材料。作为这些复合材料中使用的纤维，可列举出：碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等各种无机纤维；芳族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维等各种有机纤维。这些各种合成纤维通常被制造成纤丝形状，之后经由利用热熔法、鼓形绕法(drum winding method)等加工成被称为单向预浸料的片状中间材料、利用纤丝缠绕法进行加工、或者根据情况加工成织物或短切纤维形状等各种高度加工工序而制成强化纤维来使用。

在采用上述的基体树脂中的、因容易成型且在再循环方面也有利而受到注目的聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、ABS树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酰亚胺树脂等所谓的热塑性树脂的纤维强化复合材料的情况下，增强纤维通常多以切断成1～15mm长的短切纤维形状来使用。在制造将该短切纤维和热塑性树脂混炼而成的颗粒时，短切纤维的集束性至关重要，若该集束性不当，则有时发生短切纤维的供给量不稳定化、丝束断裂等而使所得的复合材料的物性降低。为了防止此种情况，出于对纤维赋予适当的集束性的目的而提出了多种赋予以各种热塑性树脂作为主剂的上浆剂的技术(参照专利文献1～3)，并将这些技术在工业上广为利用。

另一方面，近年来，为了更有效地得到作为增强剂使用的纤维的拉伸强度等特性，以被称作长纤维颗粒的形态、或者像以热固化性树脂作为基体的复合材料那样使纤维以单向片材、带状、织物的状态浸渗于热塑性树脂并进行成型的情况也在增加。在这样的情况下，在复合成型时热熔融的热塑性树脂迅速地浸渗于纤维束内部、具体而言浸渗于纤维-纤维间，这在缩短成型工序的时间、提高所得复合材料的物性的方面是至关重要的。

但是，在应用以往技术中记载的上浆剂时，存在以下问题：有时因上浆剂本身的耐热性不足而产生基体树脂与强化纤维的粘接障碍，有时基体树脂的浸渗性低劣，从而无法达到能够令人满意的水准。

进而，作为重要的问题，对于以往的上浆剂而言，上浆剂无法迅速地均匀附着于纤维束内部、具体而言无法迅速地均匀附着于纤维-纤维间及纤维上(均匀附着性低劣)，因此基体树脂与强化纤维的粘接性低劣。此外，在将强化纤维加工成单向片材或织物时，重要的是利用成型工序的梳栉(guide bar)等使纤维束迅速地开纤，以往的上浆剂有时因较高的造膜性而使开纤性显著低劣。此外，容易引发因强化纤维束的手感变得过硬，牢固地卷绕成梭状而难以形成制品包装材料、在运输制品包装材料时包装材料的强化纤维束发生破卷等问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-2274号公报

专利文献2：日本特开2002-138370号公报

专利文献3：日本特开2003-165849号公报

发明内容

发明所要解决的课题

鉴于上述现有的技术背景，本发明的目的在于提供对强化纤维的均匀附着性优异、并且能够对用于增强热塑性基体树脂的强化纤维同时赋予与热塑性基体树脂的优异粘接性及优异开纤性的强化纤维用上浆剂、以及使用该强化纤维用上浆剂的合成纤维束及纤维强化复合材料。

用于解决课题的技术手段

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现含有特定成分且在规定条件下测得的动态表面张力为特定范围内的强化纤维用上浆剂可以解决上述课题，由此完成本发明。

即，本发明为一种强化纤维用上浆剂，其是用于增强热塑性基体树脂的强化纤维用上浆剂，该强化纤维用上浆剂作为必需成分含有酯化合物(A)和聚氧化烯烷基醚(B)，所述酯化合物(A)在化合物主链的至少一个末端具有乙烯酯基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，所述聚氧化烯烷基醚(B)为碳数4～14的一元醇的环氧烷加成物，利用最大泡压法在每100毫秒产生1个泡的条件下对在添加水使上浆剂的不挥发成分浓度达到1重量％时的动态表面张力进行测定的结果为40～55mN/m。

上述酯化合物(A)在上浆剂的不挥发成分中所占的重量比例优选为10～99重量％，上述聚氧化烯烷基醚(B)的重量比例优选为0.5～10重量％。