JPS6233873A - Full-aromatic polyamide fiber and fiber reinforced composite - Google Patents

Full-aromatic polyamide fiber and fiber reinforced composite

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JPS6233873A
JPS6233873A JP60171752A JP17175285A JPS6233873A JP S6233873 A JPS6233873 A JP S6233873A JP 60171752 A JP60171752 A JP 60171752A JP 17175285 A JP17175285 A JP 17175285A JP S6233873 A JPS6233873 A JP S6233873A
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fiber
fibers
aromatic polyamide
adduct
resin
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マトリックス樹脂との接着性を改善した全芳
香族ポリアミドu1.維反び該繊維を強化成分として用
いた繊維強化樹脂複合体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides a fully aromatic polyamide u1. with improved adhesion to a matrix resin. The present invention relates to fiber-reinforced resin composites using the fibers as reinforcing components.

従来技術 ポリ(3,4’−オキシジフェニレンテレフタラミド・
p−フェニレンテレフタラミド)共合体、ポリ(p−)
ユニしンテレフタラミド)、ポリ(rn −フェニレン
テレフタラミド)等の全芳香族ポリアミドからなる、い
わゆる「アラミド繊維」は、良好な+Ik械的性的性質
熱性を有するため、これらの特性を利用して各種のマト
リックス樹脂と組合せて繊維強化複合材として、航空機
、宇宙債器、自動車、電子機器等に広範に用いられてい
る。即ち、該繊維強化複合材は、一方向プリプレグや慎
重を用いたラミネート板、ハニカム板、フィラメントワ
インディング成型瞼、プルトルージョン成型物、FRT
P等の形で広く用いられている。
Prior art poly(3,4'-oxydiphenylene terephthalamide)
p-phenylene terephthalamide) copolymer, poly(p-)
So-called "aramid fibers" made of wholly aromatic polyamides such as poly(rn-phenylene terephthalamide) and poly(rn-phenylene terephthalamide) have good +Ik mechanical properties and thermal properties. In combination with various matrix resins, it is widely used as a fiber-reinforced composite material in aircraft, space vehicles, automobiles, electronic equipment, etc. That is, the fiber-reinforced composite material can be used as a unidirectional prepreg, a laminate board using a careful method, a honeycomb board, a filament winding molded eyelid, a pultrusion molded product, or a FRT.
It is widely used in forms such as P.

しかしながら、これらの全芳香族ポリアミド繊維は、化
学的に安定、即ち不活性でありかつ非電に二次転移点が
高いために、マ) IIツクスとし【用いられる各種樹
脂との接着性がよくないという問題が指摘されてきて(
・る。
However, these wholly aromatic polyamide fibers are chemically stable, that is, inert, and have a high non-electrosecondary transition point, so they are used as ma) It has been pointed out that there is no
・Ru.

しかし、全芳香族ポリアミド繊維をゴム製品の補強材と
して使用する場合に該繊維の接着性を改善する方法は提
某されているものの(特公昭53−37473号)、樹
脂との接着性を改善するために有効な方法は未だ知られ
ていない。
However, although some methods have been proposed to improve the adhesiveness of fully aromatic polyamide fibers when used as reinforcing materials for rubber products (Japanese Patent Publication No. 53-37473), there are no methods for improving the adhesiveness of fully aromatic polyamide fibers to resins. An effective method for doing so is not yet known.

発明の目的 本発明の目的は、樹脂との接着性が6者に改善された全
芳香族ポリアミド繊維並びに該繊維を強化成分とする引
張り剪断強度、用間刺l4i1強度等の大きな繊維強化
樹脂複合体を提供することにある。
Object of the Invention The object of the present invention is to provide fully aromatic polyamide fibers with improved adhesion to resin, and fiber-reinforced resin composites with high tensile shear strength, interleaved l4i1 strength, etc., using the fibers as a reinforcing component. It's about offering your body.

発明の構成 全芳香族ポリアミド繊維のマトリックス樹脂とのは電性
を改善するには、該繊維表面に、全芳香族ポリアミドと
高い親和性或いは反応性を有するとともに、マトリック
ス樹脂ともに応性又を工強い親和性を有する伏看層を形
成せしめろ方法が適当であると考えられる。
Constituent Structure of the Invention In order to improve the electrical properties of wholly aromatic polyamide fibers with matrix resin, the surface of the fibers must have high affinity or reactivity with the wholly aromatic polyamide, and be modified to have high responsivity or reactivity with the matrix resin. It is considered that a method of forming a hidden layer having affinity is appropriate.

そこで、本発明者は、広範な研究を行った結果、全芳香
族ポリアミド繊維とも反応する0T能性を有し、かつ、
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂専の主要マトリックス樹脂との反応
性を有する化合物として、ポリアルキレンイミン化合物
に注目した。例えば、ポリエチレンイミンはその特性を
備えており、接着性を向上せしめることが可能と考えら
れる。
Therefore, as a result of extensive research, the present inventor has discovered that the present inventor has 0T ability to react with fully aromatic polyamide fibers, and
We focused on polyalkyleneimine compounds as compounds that have reactivity with the main matrix resins of epoxy resins, polyimide resins, unsaturated polyester resins, and phenolic resins. For example, polyethyleneimine has these properties and is thought to be able to improve adhesiveness.

しかしながら、かかるポリ低級アルキレンイミン類は極
めて入水性が高く、これによって生成する信Jt層も親
水性の高すぎる層となることが懸念されろ。
However, such polylower alkylene imines have extremely high water permeability, and there is a concern that the resulting Jt layer will also be a layer with too high hydrophilicity.

本発明者は、上記知見に基づき脱は薄化の結果、オリゴ
アルキレンイミン類とエポキシ化合物とを前もって反応
せしめたアダクト(付加物)を用いれば、上記の如き両
片に対する反応性を維持しなから親水性と疎水性のバラ
ンスを調整し、かつエポキシ樹脂等との親和性も向上し
4uることか判明した。そして、さらに検討を重ねた結
果、全芳香族ポリアミド繊維を上記アダクトにより被覆
することにより、該繊維とマトリックス樹月旨との!R
t性が飛緬的に同上することを罎認し、本発明に到達し
たものである。
Based on the above findings, the present inventors believe that as a result of thinning, the reactivity towards both fragments as described above can be maintained by using an adduct in which an oligoalkylene imine and an epoxy compound are reacted in advance. It was found that the balance between hydrophilicity and hydrophobicity was adjusted, and the affinity with epoxy resins and the like was also improved. As a result of further studies, we found that by covering fully aromatic polyamide fibers with the above-mentioned adducts, we were able to achieve a combination of the fibers and the matrix tree! R
The present invention was developed based on the recognition that the t-characteristics are the same as those described above.

すなわち、本発明は、 (1)繊維表面の少くとも一部が、オリゴアルキレンイ
ミンとエポキシ化合物とのアダクトで被覆されているこ
とを特徴とする、マドックス樹脂とのflit性が改#
された全芳香族ポリアミド繊維及び (2)  繊維表面の少くとも一部をオリゴアルキレン
イミンとエポキシ化合物との1ダクトで被覆した全芳香
族ポリアミド繊維を、強化材としてき有することを特徴
とする、機械的性質の優れた線維強化樹脂複合体 である。
That is, the present invention has the following features: (1) At least a part of the fiber surface is coated with an adduct of an oligoalkylene imine and an epoxy compound, and the flit property with Maddox resin is improved.
and (2) a wholly aromatic polyamide fiber in which at least a portion of the fiber surface is coated with one duct of an oligoalkylene imine and an epoxy compound as a reinforcing material. It is a fiber-reinforced resin composite with excellent mechanical properties.

本発明において、基体(被処理繊維)となる全芳香族ポ
リアミド繊維としては、下記の繰返し単位(A)&び/
又は(B)からなるポリアミドの繊維があげられる。
In the present invention, the following repeating units (A) &
Or polyamide fibers consisting of (B) can be mentioned.

−Qtl−人r  −00−NH−八r、−NH−・・
・・・・・・・(N−OOA r 3N H−・・・・
・・・・・・・・(四(λfl、人「2、人r3は互い
に同−又は相異る2価の′jfIF族基を表わす。) かかる全芳香族ポリアミド繊維としては、例えば、ポリ
(m−フェニレンテレフタラミド)、ポリ(p−フェニ
レンテレフタラミド)、ポリ(4,4’−ビフェニレン
テレフタラミド)、ポリ(p−ベンズアミド)、ポリ(
3,4’−ジオキシジフェニルテレフタラミド・p−)
ユニレンテレフタラミド)共重合体などの繊維があげら
れるが、なかでも、いわゆる高ヤング率高強力愼維に分
類されろポリ(3,4’−2オキシジフエニルテレフタ
ラミド・p−)ユニレンテレフタラミド)共菫合体積椎
反びポリ(p−)ユニレンテレフタラミド)Jmが好迩
である。
-Qtl-personr -00-NH-8r, -NH-...
・・・・・・・・・(N-OOA r 3N H-・・・・
(4 (λfl, 2, and r3 represent the same or different divalent 'jfIF group groups.) Such wholly aromatic polyamide fibers include, for example, polyamide fibers. (m-phenylene terephthalamide), poly(p-phenylene terephthalamide), poly(4,4'-biphenylene terephthalamide), poly(p-benzamide), poly(
3,4'-dioxydiphenylterephthalamide/p-)
Among them, poly(3,4'-2oxydiphenylterephthalamide/p-), which is classified as a so-called high Young's modulus and high strength fiber, can be mentioned. Unilene terephthalamide) copolymerized volume poly(p-) unilenterephthalamide) Jm is favorable.

一方、本発明において被覆成分としては、オリゴアルキ
レンイミンとエポキシ化合物とのアダクトが使用される
。ここで言うオリゴアルキレンイミンとは、主として下
記の如き一般式で表わされるものを指す。
On the other hand, in the present invention, an adduct of an oligoalkyleneimine and an epoxy compound is used as the coating component. The term "oligoalkyleneimine" as used herein mainly refers to those represented by the following general formula.

H2N−+几−NH+nWNH2 (但し、式中R及び几′は炭素数2〜5のフルキレン基
の少くとも1種を表わし、mはO又は10以下の整数を
表わす。) かかるオリゴアルキレンイミンとしては、例えば、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレント
リアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレン
へキサミン等、オリゴエチレンイミンの上記m −0〜
lOのオリゴマー或いはそれらの混合物が用いられる。
H2N-+几-NH+nWNH2 (However, in the formula, R and 几' represent at least one kind of fullkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and m represents O or an integer of 10 or less.) Such oligoalkylene imine is , for example, the above m −0 to oligoethyleneimine such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetriamine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, etc.
1O oligomers or mixtures thereof are used.

また、同様なプロピレンイミンオリゴマー及びN%N′
−ビス(3−アミラブルピル)エチレンジアミン等も用
いることができる。
In addition, similar propylene imine oligomers and N%N'
-bis(3-amylablepyr)ethylenediamine and the like can also be used.

上記のオリゴアルキレンイミンのうちでも、m = 1
〜4のオリゴエチレンイミンが特に好適である。
Among the above oligoalkylene imines, m = 1
-4 oligoethyleneimines are particularly preferred.

なお、後述の如く、特別の場合には、高重合度のポリエ
チレンイミンも本発明で言うオリゴアルキレンイミンに
包含される場合がある。
In addition, as described below, in special cases, polyethyleneimine with a high degree of polymerization may also be included in the oligoalkyleneimine referred to in the present invention.

アダクトを作るのに用いられるエポキシ化合物としては
、上述の如きオリゴアルキレンイミン類と付加反応し、
可f#注の7タクトを生成しうるものが好ましいが、一
般疋は、1分子中に1〜4個(特に好ましくは2〜3個
)のエポキシ基を含有するエポキシ化合物が用いられる
Epoxy compounds used to make adducts include addition reactions with oligoalkylene imines such as those mentioned above,
It is preferable to use an epoxy compound that can generate a tact of 7 tact, but in general, an epoxy compound containing 1 to 4 (especially preferably 2 to 3) epoxy groups in one molecule is used.

好適なエポキシ化合物の具体例としては、次のものがあ
げられ、これら、単独でもしくは2種以上混合して用い
られる。
Specific examples of suitable epoxy compounds include the following, which may be used alone or in combination of two or more.

とスーツエノール人・ジグリジルエーテル(ビスフェノ
ール人を2−ヒドロキシートリメチレンジエーテルエも
偽 でつないだオリゴメリックなジグリジルエーテル類
も含む) エチレングリコールジグリシジルエーテルポリエチレン
グリコールジグリジルエーテルグリセリンジグリシジル
エーテル レゾルシンジグリシジルエーテル N、N’−ジグリシジルヒダントイン トリフェニルメタントリグリシジルエーテルトリグリシ
ジルイソシアスレート 9−7ミノフエノールーN、N、0− ) リグリシジ
ル テトラフェニルエタン・テトラグリシジルエーテル N)N、N’、N’−テトラグリシジルメチレンジアニ
リン フェノールノボラ、2グリシジルエーテル化合物 フェノールグリシジルエーテル スチレンオキサイド エチレングリコールモノグリシジルエーテルN−グリシ
ジルフタルイミド 特にマトリックス樹脂として、エポキシ樹脂が用いられ
る場合は、該樹脂のエポキシ化合智との相溶性を考慮し
て、アダクト生成に用いるエポキシ化合物を適宜選択す
るのが好ましい。
and suitenols/diglydyl ethers (including oligomeric diglydyl ethers in which bisphenols are linked with 2-hydroxytrimethylene diether or false) ethylene glycol diglycidyl ether polyethylene glycol diglycidyl ether glycerin diglycidyl ether Resorcin diglycidyl ether N, N'-diglycidyl hydantoin triphenylmethane triglycidyl ether triglycidyl isocyanate 9-7 minophenol N, N, 0-) diglycidyl tetraphenylethane tetraglycidyl ether N) N, N', N '-Tetraglycidyl methylene dianiline phenol novola, 2 glycidyl ether compound phenol glycidyl ether styrene oxide ethylene glycol monoglycidyl ether N-glycidyl phthalimide In particular, when an epoxy resin is used as the matrix resin, the epoxy compound of the resin It is preferable to appropriately select the epoxy compound used for adduct production in consideration of compatibility.

まで反応し、第2級アミノ基はエポキシ基1個と反応し
帰るため、7ミノ基とエポキシ基とを等当量になるよう
にしてアダクトを作ろふ うとする容易にグル化してしまうので、アミン基がかな
り過剰量になる状態で反応させなければならない。
The secondary amino group reacts with one epoxy group and returns, so if you try to make an adduct by making the 7-mino group and the epoxy group equal equivalents, the amine will easily glue. The reaction must be carried out in a significant excess of groups.

一般には、エポキシ化合物がジェポキシ化合物がジェポ
キシ化合物の場合は、オリゴフルキレンイミン類を三官
能と考え、ジェボキシとはy等モルとなるように組合せ
、エポキシ化合物が三官能以上のとぎには、オリゴアル
キレンイミン類を一官能と考えてエポキシと等当徴にな
るような割合から、多少エポキシが過剰になる範囲にお
いて、可溶性のものが得られる割合を実験的に確めて使
用すればよい。
In general, when the epoxy compound is a jepoxy compound, the oligofulkyleneimine is considered to be trifunctional and is combined with geboxy in y equimolar amounts. If the alkylene imine is considered to be monofunctional, it may be used after determining experimentally the ratio at which a soluble product can be obtained, ranging from a ratio that is equivalent to epoxy to a range in which epoxy is slightly excessive.

なお、当然のことながら、反応途上においてもオリゴア
ルキレンイミン類が絶えず過剰状jl;l Kあるよう
に反応させる方式、即ち、オリゴアルキレンイミン類中
にエポキシ化合物を徐々に添加する方式が好ましい。よ
り具体的には、オリゴアルキレンイミン類の水溶液に対
し、エポキシ化合物の溶液又は微粉状にしたものを徐々
に加えてアダクトを生成させていけばよい。
As a matter of course, it is preferable to carry out the reaction so that the oligoalkylene imine is constantly present in excess even during the course of the reaction, that is, to gradually add the epoxy compound to the oligoalkylene imine. More specifically, an adduct may be generated by gradually adding a solution or a finely powdered epoxy compound to an aqueous solution of oligoalkylene imines.

反応温度は常温から60℃程度までの温度が採用される
。当初は反応を常温で行ないエポキシ化合物の添加が終
ってから徐々に昇温し、反応を完結する方式をとること
もできる。
The reaction temperature is from room temperature to about 60°C. It is also possible to carry out the reaction at room temperature initially, and then gradually raise the temperature after the addition of the epoxy compound to complete the reaction.

水に不溶性のエポキシ化合物を添加するときは、メタノ
ール、エタノール、7セトン等の水と混合する低沸点の
溶媒に溶解して用いればよい。
When adding an epoxy compound that is insoluble in water, it may be used by dissolving it in a low boiling point solvent that mixes with water, such as methanol, ethanol, and 7-setone.

生成するアダクトは、一般に水溶性の場合が多く、繊維
への被覆を行なう場合、上記有機溶媒を前もって溜去し
て用いることもできる。
The produced adduct is generally water-soluble, and when coating fibers, the organic solvent can be distilled off beforehand.

一般に、反応濃度は、アダクトの濃度が反応終了時で3
〜20重量%(特に好ましくは5〜15重虚%)となる
範囲で行なわれる。
Generally, the reaction concentration is 3 at the end of the reaction.
-20% by weight (particularly preferably 5-15% by weight).

溶液中に不溶分が懸濁する場合があるが、この場合はF
遇して用いればよい。
Insoluble matter may be suspended in the solution, but in this case, F
You can use it as you see fit.

オリゴアルキレンイミンとエポキシ化合物とのアダクト
によって全芳香族ポリアミド繊維の表面を被覆する方法
としては、予め可溶性のアダクトを作っておき、それを
溶液の形で繊維表面に付着させる方法が一般的であるが
、他の方法として、繊維表面にまずオリゴアルキレンイ
ミンを、次いでエポキシ化合物を、各々(好tしくけ溶
液の形で)付与し、適宜乾燥熱処理して、繊維表面にて
上記アダクトを直接生成せしめる方法をとることもでき
る。特に、後者の方法は、アダクトがグル化しやすい組
成である場合に好ましく用いることができる。特に、こ
の場合には、高分子量のポリアルキレンイミン<*にポ
リエチレンイミン)も、オリゴフルキレンイミンと同様
に用いることが可能となる。
A common method for coating the surface of fully aromatic polyamide fibers with an adduct of oligoalkyleneimine and an epoxy compound is to prepare a soluble adduct in advance and attach it to the fiber surface in the form of a solution. However, as another method, first an oligoalkylene imine and then an epoxy compound are applied to the fiber surface (preferably in the form of a tack solution), and the adducts are produced directly on the fiber surface by dry heat treatment as appropriate. You can also take a method of coercion. In particular, the latter method can be preferably used when the adduct has a composition that is easily glued. In particular, in this case, high molecular weight polyalkyleneimine <*polyethyleneimine) can also be used in the same way as oligofulkyleneimine.

即ち、後者の方法では、オリゴアルキレンイミンの水溶
液を、スプレー、刷毛、ローラー等によって全芳香族ポ
リアミド繊維の表面に塗布するか、又は、該水溶液中に
繊維を浸漬したのち、ローラーで絞るとか、熱風によっ
て部分乾燥を行な−・、次いで、エポキシ化合物の溶液
(水溶液が好ましいが、不溶の場合は、アセトン、メタ
ノール、エタノール等の低沸点有機溶媒溶液でも差支え
ない)を同様に途布又は浸漬後、熱処理してアダクト被
覆繊維を得る方法をとることができる。
That is, in the latter method, an aqueous solution of oligoalkylene imine is applied to the surface of wholly aromatic polyamide fibers by spray, brush, roller, etc., or the fibers are immersed in the aqueous solution and then squeezed with a roller. Partial drying is performed with hot air, and then a solution of the epoxy compound (an aqueous solution is preferable, but if it is insoluble, a solution in a low-boiling organic solvent such as acetone, methanol, or ethanol may also be used) is applied as is or immersed in the same way. After that, a method can be adopted in which heat treatment is performed to obtain adduct-coated fibers.

しかし、通常は、前述の如く、得られたアダクト溶液を
、スプレー、$す毛、ローラー等により繊維表面に塗布
するか又は該溶液中に繊維を浸漬して絞った直、乾燥す
る方法が用いられる。
However, as mentioned above, the method usually used is to apply the obtained adduct solution to the surface of the fibers using a spray, a roller, etc., or to immerse the fibers in the solution, squeeze the fibers, and then dry them immediately. It will be done.

溶液は、水溶液又は水と低沸点有機溶媒との混合液に溶
解した溶液が用いられるが、特に水溶液が好ましい。溶
液中のアダクト濃度は、0.5〜10重ILチ、好まし
くは1〜7Nim%程度の範囲が適当である。
As the solution, an aqueous solution or a solution dissolved in a mixture of water and a low-boiling organic solvent is used, and an aqueous solution is particularly preferred. The adduct concentration in the solution is suitably in the range of 0.5 to 10 times IL, preferably about 1 to 7 Nim%.

全芳香族ポリアミド繊維の表面に形成する上記アダクト
の被覆は、できるだけ均一であるのが好ましい。
It is preferable that the adduct coating formed on the surface of the wholly aromatic polyamide fiber be as uniform as possible.

被覆量は一般に繊維重量に対し0.1〜10重象チ特に
0.1〜5重及チが好ましい。
The coating amount is generally 0.1 to 10 times the weight of the fiber, and preferably 0.1 to 5 times the weight of the fiber.

なお、上記アダクト水溶液を、繊維処理油剤中に添加し
、繊維の油剤処理と同時に繊維に付与することもできる
The adduct aqueous solution can also be added to the fiber treatment oil and applied to the fibers simultaneously with the oil treatment of the fibers.

本発明では、繊維表面を上記アダクトにより被覆後、マ
トリックス樹脂を適用する以前に熱処理を行うことが好
ましく、熱処理温度は一般に150℃以下、好ましくは
50〜120℃程度の温度が用いられる。
In the present invention, after the fiber surface is coated with the adduct, it is preferable to perform heat treatment before applying the matrix resin, and the heat treatment temperature is generally 150°C or less, preferably about 50 to 120°C.

なお、本発明において、繊維表面に上記アダクト溶液を
付与した後、さらに、用いるマトリックス樹脂の成分で
あるエポキシ化合物ビスマレイミド化合物、不飽和結合
を有するポリエステルプレボらマー、フェノール樹脂、
レゾール体等を、好ましくは上記アダクト層が完全に乾
燥する以前に、溶液としてその上層に塗布し、前もって
プレ硬化層を形成しておくことによって、マトリックス
樹脂との相溶性、反応性をさらに向上させることができ
る。
In addition, in the present invention, after applying the above-mentioned adduct solution to the fiber surface, an epoxy compound bismaleimide compound, a polyester prevolamer having an unsaturated bond, a phenol resin,
By applying a resol or the like as a solution to the upper layer of the adduct layer, preferably before the adduct layer is completely dry, and forming a pre-cured layer in advance, the compatibility and reactivity with the matrix resin can be further improved. can be done.

上記アダクトによって被覆した全芳香族ポリアミド繊維
に対するマトリックス樹脂の適用、賦型1び硬化は、通
常の方法により実施することができる。
Application of the matrix resin to the fully aromatic polyamide fiber coated with the above-mentioned adduct, shaping and curing can be carried out by a conventional method.

該全芳香族ポリアミド繊維の形態は、ストランド又はロ
ービング、一方向別そろえプリプレグ1織物、編物、マ
ット状##!維、短繊維等その用途に応じて種々の形態
をとることができる。また、該全芳香族ポリアミド繊維
とともに他の強化用繊維、例えば炭素繊維、シリコンカ
ーバイト繊維、ガラス4維等とハイブリッドの形で併用
することもできる。
The morphology of the wholly aromatic polyamide fibers is strand or roving, unidirectionally aligned prepreg 1 woven fabric, knitted fabric, mat-like ##! It can take various forms depending on its use, such as fibers and short fibers. Further, the wholly aromatic polyamide fibers can be used in combination with other reinforcing fibers such as carbon fibers, silicon carbide fibers, glass 4 fibers, etc. in the form of a hybrid.

マ)IJソックス脂は、前述の如く、エポキシ樹脂、ポ
リ・イミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂等主要なマトリックス樹脂を使用することができ、
場合によっては、各種エラストマー類を用いることもで
きる。
M) As mentioned above, major matrix resins such as epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, and unsaturated polyester resin can be used for IJ sock resin.
Depending on the case, various elastomers can also be used.

複合体中における繊維の使用Mk(マf)は5〜70重
量%、好1しくに20〜65重盾チ、特に好ましくは4
5〜60瀘瀘チの範囲が用いられる◇ 発明の効果 本発明による上記アダクトで被覆された全芳香族ポリア
ミド繊維はマトリックス樹脂、特に熱硬化性樹脂、との
!i着性が良好なだめすぐれた機械的性質を有する繊維
強化複合体が形成される。
The Mk (Mf) of the fibers used in the composite is 5 to 70% by weight, preferably 20 to 65% by weight, particularly preferably 4
A range of 5 to 60 filtration is used. ◇ Effects of the invention The wholly aromatic polyamide fiber coated with the above adduct according to the invention is a matrix resin, especially a thermosetting resin! A fiber-reinforced composite with good mechanical properties is formed due to good adhesion.

複合体における強化線維とマトリックス樹脂との贋看性
測定法については各種の方法が備差されており、いずれ
の方法によっても測定が可能であるが、複合体の引張り
剪断強度又は@間剪断剥虐強度等を測定することが一般
に行われている。
Various methods are available for measuring the unreliability of reinforcing fibers and matrix resin in composites, and measurement is possible using any of these methods. It is common practice to measure violence intensity, etc.

不発明により得られる繊維強化複合体は、引張り剪断強
度、層間剪断剥離強度のいずれにおいても潰れており、
種々の形態にて航空機、宇宙模梠、自動車、″α気機器
等各櫨の用途に有利に使用することができる。
The fiber-reinforced composite obtained according to the invention is collapsed in both tensile shear strength and interlaminar shear peel strength,
It can be advantageously used in various forms such as aircraft, space models, automobiles, and alpha equipment.

かかるアダクトによる被覆が繊維−マトリックス樹脂の
接着性を向上する理由は、アダクト中のオリゴアルキレ
ンイミンセグメントが全芳香族ポリアミド°偉維表面と
の反応性を有しており、かつ、主要なマトリックス樹脂
とも反応性を有するためと考えられる。
The reason why coating with such an adduct improves the fiber-matrix resin adhesion is that the oligoalkyleneimine segment in the adduct has reactivity with the surface of the wholly aromatic polyamide fiber and the main matrix resin This is thought to be because both are reactive.

即ち、該アダクトは、エポキシ樹脂とは、反応性よく、
付加反応を行なう。また、ビスマレイミド化合物を含有
するポリアミド樹脂とはマイケル付加型の反応及び通常
のポリイミドを含めてイミド狽をアミノ基によって開環
する形で反応し5る。さらに、不飽和ポリエステルに対
しては、マレイン酸度びフマル戚セグメントに対してマ
イケル付加型の反応及びエステル基への7ミドリシス等
によって谷J4Jvc反応する可能性を有する。
That is, the adduct has good reactivity with the epoxy resin,
Carry out an addition reaction. In addition, a polyamide resin containing a bismaleimide compound undergoes a Michael addition type reaction and a reaction in which an imide resin including a normal polyimide is ring-opened by an amino group. Furthermore, unsaturated polyesters have the possibility of undergoing a valley J4Jvc reaction by a Michael addition type reaction with maleic acidity and a fumaric segment, and a 7-midorisis into an ester group.

また、アダクト中のエポキシ化合物残基は、マトリック
ス樹脂との親和性Jw個の効果のある場合も多く、かつ
ポリアルキレンイミン単独で用いた場合に比して、被覆
層の1!水性を減じる方向でAl1順でさるため、得ら
れた繊維強化複合材料の耐水性を増進する効果が期待さ
れろことになる。
In addition, the epoxy compound residue in the adduct often has an effect of increasing the affinity with the matrix resin, and compared to the case where polyalkylene imine is used alone, the epoxy compound residue has an effect of increasing the affinity with the matrix resin. Since the water resistance decreases in the order of Al1, it is expected that the effect of improving the water resistance of the obtained fiber reinforced composite material is expected.

実施例 以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明を1
これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be explained with reference to Examples below.
The present invention is not limited in any way by these examples.

実施例1 ナトラエチレ/ペンタミン51it S a 度の水心
fF!L100重坂部を35〜・10℃で撹拌下に、あ
らかじめ調製しておいたビスフェノールA−ジグリジル
エーテル型エポキシ樹j1旨[j−ピコ−■ )828J  (油化シェル■販光)の5mlチ濃度の
メタノール6液IGO重は部を徐々に添加した。2時+
+−1f L応授、濾過し、アミンエポキシアダクトを
均一溶液として鴎た。
Example 1 Natra Echire/Pentamine 51it S a Degree of Water Center fF! While stirring L100 Jusaka part at 35 to 10℃, add 5 ml of bisphenol A-diglylylether type epoxy resin j1ji [j-pico-■) 828J (Yuka Shell ■Hanko) prepared in advance. 6 parts of concentrated methanol and IGO were gradually added. 2 o'clock+
+-1f L was mixed, filtered, and the amine epoxy adduct was dissolved as a homogeneous solution.

該アミンエポキシアダクト化合物m?y、をメタノール
で希釈し1″m!−1,3俄IJi%% 5紙筐チに調
製した各々の溶液に、米1肩午i許第4075172号
記載のポリ(3,4’−オキシジフェニレンテレフクラ
ミド・p−フェニレンテレフタラミド)j# TX合体
(共重合比50150)よりなる全芳香族ポリアミド繊
維(帝人■裂「HM〜50」)を含浸し、溶液を塗布し
たfQ、120℃で2時間乾燥し、各々アミンエポキシ
アダクトの付着量1.17 31jlチ、2.17 .
31量チ、4.02  瀘虚チとなるよ5表面波iされ
た繊維を得た。該破[繊維をエポキシ樹脂系マ) IJ
ラックス脂(「エビコー)828J■100重徴部、「
エビキュア2」■(4,4’−ジアミノジフェニルスル
ホン系硬化剤)このプリプレグを14F!1.MXdし
て熱プレスを用いて次の硬化条件で、繊維含量(vf)
60重置チの、寸法127醪民X12.5m幅×2龍ノ
ブの一方向強化複合材料板を優だ。
The amine epoxy adduct compound m? Poly(3,4'-oxy) diluted with methanol and prepared in a paper box to 1"m!-1,3% fQ, which was impregnated with fully aromatic polyamide fiber (Teijin ``HM ~ 50'') consisting of diphenylene terephclamide/p-phenylene terephthalamide) TX combination (copolymerization ratio 50150) and coated with a solution; After drying at 120°C for 2 hours, the amount of amine epoxy adduct deposited was 1.17, 31, and 2.17, respectively.
A fiber was obtained which had been subjected to surface waves of 5 to give a weight of 31% and a thickness of 4.02%. The break [fiber is made of epoxy resin material] IJ
Lux fat ("Ebiko") 828J ■ 100 double parts, "
Ebicure 2" ■ (4,4'-diaminodiphenylsulfone hardening agent) This prepreg is 14F! 1. MXd and fiber content (vf) using a heat press with the following curing conditions:
A unidirectional reinforced composite material plate with 60 stacked plates and dimensions of 127 mm x 12.5 m width x 2 dragon knobs is used.

硬化条件 主硬化  160℃  20分間 熱プレス力ロ圧下後
硬化  160℃  2時間  補圧Fかくして得られ
た複合材料板をバー」いて、人8TMυ−2344に?
嬶拠してショートビーム3点曲(f″C層間剪4fr強
度を測定した。
Curing conditions Main curing: 160°C for 20 minutes Heat press force/reduction post-curing: 160°C for 2 hours Compensating pressure
Therefore, the short beam three-point bending (f″C interlayer shear 4fr strength) was measured.

その値は、上記の付fitの順で、7 、1 kg /
 an”、7.3 # / m2.7.1 kl / 
an2であった。比較のために、被覆処理を全く行わな
い原糸を用い、同様にして得た複合材ト導板のへ骨間剪
断強度は、6,4h / an2であり、被覆処理によ
ってその強度が大巾に向上したことが確認された。
The values are 7, 1 kg /
an”, 7.3 # / m2.7.1 kl /
It was an2. For comparison, the inter-helical shear strength of a composite conductive plate obtained in the same manner using yarn without any coating treatment was 6.4 h/an2, and the strength was significantly increased by the coating treatment. It was confirmed that there was an improvement in

次いで、付a鑞2.17mfiチの繊維を用いた上記複
合材料板と、比較をして、全く処理をしていない繊維を
用いた同様の複合材料板とを、各々6ド水中で14重間
処理した漫、取り出して1紙で充分拭いてからXtを測
定、処理前の1遣を基として、吸水機を測定した。
Next, the above-mentioned composite material board using 2.17 mfi of fibers and, for comparison, a similar composite material board using completely untreated fibers were each heated 14 times in 6 liters of water. After taking out the treated bag and thoroughly wiping it with a piece of paper, Xt was measured, and the water absorber was measured based on the one piece before treatment.

被覆処理繊維の場合、2.55重)1%、未処J!l1
ffi維の場合2.56重筺チであり、被覆処理は吸水
率の上で全く悪いル蓄を与えておらず、従って耐水性の
面で、穆影響を与えていないことが予測される。
For coated fibers, 2.55 weight) 1%, untreated J! l1
In the case of ffi fiber, it is 2.56 layers, and the coating treatment does not have any negative effect on water absorption, and therefore it is predicted that it has no effect on water resistance.

実施例2 実施ff1J 1のテトラエチレノベンタミンの代すに
、ペンタエチレンへキサミンを用い、かつ、10011
It部に代え120亜址部とした以外は実“施例1と同
様にして、アミンエポキシアダクトを帰、実施91J 
1と同様にこのアダクトにより共重合全芳香族ポリアミ
ド!t!L維(奇人■畏rHM−50J)k被覆し、ア
ダク)(t#to、69嵐1%、2.83m慮チ、4.
41覆攬チの各処理繊維を得た。
Example 2 Implementation ff1J In place of tetraethylenobentamine in 1, pentaethylenehexamine was used, and 10011
Example 91J was carried out in the same manner as in Example 1, except that the It part was replaced with 120 parts.
Similar to 1, this adduct copolymerizes fully aromatic polyamide! T! L fiber (kijin ■rHM-50J) k coated, adak) (t#to, 69 Arashi 1%, 2.83m consideration chi, 4.
41 coats of each treated fiber were obtained.

この繊維から同(遺にして一方向強化複合材料板をつく
り、層1itl ′IJfJ斯強度を測定した。
A unidirectionally reinforced composite board was made from the fibers and the strength of each layer was measured.

その値は、上記の付a↑Aの順で、7.2.7.1.7
.3す/趨2であり、いずれも償り注が改斗されている
ことが判る。
The values are 7.2.7.1.7 in the order of appendix a↑A above.
.. 3 and 2, and it can be seen that the atonement note has been changed in both cases.

また、実施例1と同様に那水処理を9H間行った後の吸
水率は2.54  丈、1%で、未処理のものの吸水率
2.55It%に比して吸水率は異ならず、耐水性の面
で悪影響を与えていないと考えられる。
In addition, the water absorption rate after 9 hours of water treatment as in Example 1 was 2.54% and 1%, which was not different from the untreated water absorption rate of 2.55It%. It is thought that there is no adverse effect on water resistance.

に、同化合物50モルチとトリグリシジルイソシアヌレ
ート50モル多との混合物の5天−チ9度のメタノール
溶液115重量部を用(・ろ以外は実施例]と同じよう
に同種4維を処理し、付a道3.l 5 * ’Aよチ
の被覆繊維を優、実施しg 1と同様に一方向性・趨化
袴合材料板を調製し、洲1iU IJ tm強Iαを測
定すると7.5ゆ71m2の値を示した。
Then, 4 fibers of the same type were treated in the same manner as in Example except for 100% by weight of 115 parts by weight of a 5-9% methanol solution of a mixture of 50 mol of the same compound and 50 mol of triglycidyl isocyanurate. , Attached a way 3.l 5 *' A unidirectional Hakama composite material board was prepared in the same manner as in g1, and the strength Iα was measured. It showed a value of .5 Yu71m2.

実施例4 実施例lの[エピコー) 828j■単独の代りに、グ
リセリンジグリシジルエーテルの81%濃度の水m液9
51懐部を用いろ以外は、実施例1と同様にして付着量
2.1東拡チの被覆繊維を11+、同様に一方向強化複
合材料板を調製した。このものの’+’41itl剪4
1強反を測定すると7.2ゆ7m11の値を示した。
Example 4 Instead of [Epicor] 828j■ alone in Example 1, an 81% concentration water m solution of glycerin diglycidyl ether 9
A unidirectionally reinforced composite material board was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 51 pocket was used, using 11+ coated fibers with a coating amount of 2.1 east expansion. This '+' 41 itl cutting 4
A measurement of one-strong rebound showed a value of 7.2Y7m11.

実施例5 実施例1の共重合全芳香族ポリアミド+i維の代りに、
ポリ−p−フェニレンテレフタラミド繊維(デュポン社
製「Kevlar■49」)を用(する以外は実施例1
とrif1様に付a敏3.31五はチの被Q[維を1(
ト、同様に一方向強化複合材料板ft++f、ニーo 
コノモノi!7.4 kg/1+m(7)層111’!
114%度を与えた。全く処理しないで洗浄したのみの
繊維で得たイM合材料仮の禎Nil刊鑵強度を411]
定すると7.1 kg / tax”の値を示し、本発
明のものはそれに比し、層間φi 1111’ftt 
Ifが向上しているのが1′4する。
Example 5 Instead of the copolymerized fully aromatic polyamide + i fiber of Example 1,
Example 1 except that poly-p-phenylene terephthalamide fiber (Kevlar 49 manufactured by DuPont) was used.
3.315 is the Q [fi 1 (
Similarly, unidirectionally reinforced composite material plate ft++f, knee o
Konomono i! 7.4 kg/1+m (7) layer 111'!
It gave 114% degree. The tentative strength of the composite material obtained from fibers that have been washed without any treatment is 411]
In comparison, the interlayer φi of the present invention is 1111'ftt.
If is improved by 1'4.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)繊維表面の少くとも一部が、オリゴアルキレンイ
ミンとエポキシ化合物とのアダクトで被覆されているこ
とを特徴とする、全芳香族ポリアミド繊維。
(1) A wholly aromatic polyamide fiber characterized in that at least a portion of the fiber surface is coated with an adduct of an oligoalkyleneimine and an epoxy compound.
(2)繊維表面の少くとも一部をオリゴアルキレンイミ
ンとエポキシ化合物とのアダクトで被覆した全芳香族ポ
リアミド繊維を、強化成分として含有することを特徴と
する、繊維強化樹脂複合体。
(2) A fiber-reinforced resin composite comprising, as a reinforcing component, a wholly aromatic polyamide fiber whose fiber surface is at least partially coated with an adduct of an oligoalkylene imine and an epoxy compound.
JP60171752A 1985-08-06 1985-08-06 Full-aromatic polyamide fiber and fiber reinforced composite Granted JPS6233873A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6239633A (en) * 1985-08-14 1987-02-20 Motoo Takayanagi Rubber reinforcing material and production thereof

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