CN105849160A - 着色玻璃纤维及其制造方法 - Google Patents
着色玻璃纤维及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105849160A CN105849160A CN201480070740.0A CN201480070740A CN105849160A CN 105849160 A CN105849160 A CN 105849160A CN 201480070740 A CN201480070740 A CN 201480070740A CN 105849160 A CN105849160 A CN 105849160A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass fibre
- weight
- colored glass
- silane coupler
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims abstract description 208
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 64
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 54
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 24
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 19
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 19
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 15
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 10
- 239000000865 liniment Substances 0.000 claims description 8
- 229940040145 liniment Drugs 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 84
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 26
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 15
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 abstract description 14
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 abstract 2
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 27
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 27
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 8
- -1 silicon Alkane Chemical class 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 4
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 241000276489 Merlangius merlangus Species 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- FIRQYUPQXNPTKO-UHFFFAOYSA-N ctk0i2755 Chemical class N[SiH2]N FIRQYUPQXNPTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical class [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCEBKLYUUDGVMD-UHFFFAOYSA-N [SiH3]S(=O)=O Chemical compound [SiH3]S(=O)=O MCEBKLYUUDGVMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 239000005315 stained glass Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 2
- KIOLQZZAVQPEQD-UHFFFAOYSA-N N(C(=O)N)[SiH3].N(C(=O)N)[SiH3] Chemical compound N(C(=O)N)[SiH3].N(C(=O)N)[SiH3] KIOLQZZAVQPEQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHTAVMHKEISGKU-UHFFFAOYSA-N N[SiH3].N[SiH3] Chemical compound N[SiH3].N[SiH3] IHTAVMHKEISGKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001055 blue pigment Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
- 230000032696 parturition Effects 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N silylurea Chemical compound NC(=O)N[SiH3] IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N sulfanylsilane Chemical compound S[SiH3] TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/465—Coatings containing composite materials
- C03C25/475—Coatings containing composite materials containing colouring agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/48—Coating with two or more coatings having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
- C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
- B29K2309/08—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
- B29K2995/002—Coloured
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/22—Thermoplastic resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
本发明的课题在于提供一种被实施着色的玻璃纤维。将该着色玻璃纤维使用为增强纤维时，成型品强度高且成型品外观良好。利用含有第1硅烷偶联剂、涂膜剂及表面活性剂的表面处理剂进行表面处理，利用含有第2硅烷偶联剂及颜料的着色剂进行着色处理，再通过水洗制得着色玻璃纤维。另外，使得表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量成为0.25～1.70wt％的方式进行处理。该着色玻璃纤维利用表面处理剂在玻璃表面上形成涂膜，因此，着色剂中含有的颜料等不会划伤玻璃纤维。所以，不会发生成型品强度的下降，并且，由于被实施着色，能够制得外观良好的成型品。
Description
技术领域
本发明涉及使用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的经着色的玻璃纤维、该着色玻璃纤维的制造方法以及使用了该玻璃纤维的成型制品。特别是涉及在该着色玻璃纤维作为增强纤维进行使用时，成型制品强度高且成型制品外观被很好地着色了的玻璃纤维。
背景技术
塑料成型制品因其轻量、成形性好且廉价，因此一般被广泛地使用。然而，仅是塑料单体的情况下，因缺乏弹性和强度，并不适用于结构材料。因此，开发有混合了玻璃纤维等增强纤维的纤维增强塑料(FRP)和纤维增强热塑性塑料(FRTP)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2008-516887号公报
专利文献2：日本特开2004-315981号公报
专利文献3：日本特开2007-092188号公报
发明概要
发明要解决的课题
玻璃纤维作为纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的增强纤维被使用。但是，存在因玻璃而引起的缺点。一般对树脂进行着色后使用FRP或FRTP的情况较多。但是，如果使用无着色的玻璃纤维时，含浸(impregnation)于树脂中的玻璃泛白、或是被透视到。因此，当未分散的玻璃纤维处于表面附近时，会出现泛白或玻璃纤维被透视到等外观上的问题，构成产生不良品的原因。
另外，将玻璃纤维作为增强纤维使用于热塑性塑料时，玻璃纤维的单丝会显露在成型品表面。因此，当光发生反射，单丝引起成型品表面的闪烁，具有给人廉价的印象的缺点。
所以，将对玻璃纤维着色后的着色玻璃纤维作为增强纤维进行使用(专利文献1～3)。专利文献1及专利文献2中公开了以下内容：通过在对玻璃纤维进行处理的表面处理剂中混合碳黑等着色剂，制得着色玻璃纤维。另外，在专利文献3中公开了下述玻璃纤维织物：利用硅烷偶联剂对玻璃纤维织物表面进行表面处理，并利用含有染料的着色剂进行处理后获得玻璃纤维织物。
如专利文献1及专利文献2中所公开的，在表面处理剂中加入颜料进行着色时，上述外观上的缺点能够获得减轻。但是，颜料颗粒直接与玻璃表面接触，玻璃被划伤而导致成型品强度下降在所难免。另外，如专利文献3中公开的，在利用硅烷偶联剂进行表面处理后再实施着色时，因没有加入涂膜剂，无法形成涂膜，也存在起毛、强度方面的问题。
另外，因包含染料等的表面处理剂在周围飞散，纺丝现场受染料污染的情形无法避免。因此，在对着色玻璃纤维进行纺丝之后对无着色的玻璃进行纺丝、或者着色成不同的颜色并进行纺丝时，每次都必须非常注意纺丝装置和周边的清洗，操作性差。
根据本发明，事先利用表面处理剂进行处理，在形成涂膜后实施着色处理，由此能够提供一种不会产生成型品强度下降、能够制成外观良好的成型品的着色玻璃纤维。
用于解决课题的方式
本发明的一方面的纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料中使用的着色玻璃纤维的特征在于：在玻璃纤维表面上依次层叠表面处理层及着色层，表面处理层不含有颜料，含有第1硅烷偶联剂、涂膜剂、及表面活性剂，着色层含有第2硅烷偶联剂及颜料，表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量的是0.25～1.70wt％，颜料均匀地附着在着色玻璃纤维的表面上。
利用表面处理剂在玻璃纤维表面上形成涂膜(表面处理层)，因此，着色剂中含有的颜料颗粒等不会划伤玻璃纤维。所以，使用该玻璃纤维作为增强纤维时，成型品强度不会下降。
另外，为了满足成型品外观等标准及成型品强度等物理性表面，表面处理层和着色层的重量之和优选相对玻璃纤维的重量是上述范围内。
特别是具备含有一定量的硅烷偶联剂的表面处理及着色层关系到成型品强度，因此，表面处理层和着色层的重量之和优选相对玻璃纤维的重量是0.25wt％。另外，当表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量多于1.70wt％时，过剩的处理剂导致玻璃纤维彼此附着，由于该原因，产生成型品强度下降、粘连发生率上升。因此，表面处理层和着色层的重量之和优选相对玻璃纤维的重量是1.70wt％以下。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于：表面处理层的重量相对玻璃纤维的重量是0.20～1.30wt％，着色层的重量相对所述玻璃纤维的重量是0.03～0.50wt％。
表面处理层的重量相对玻璃纤维的重量不足0.20wt％时，玻璃纤维的涂膜的厚度不够充分，颜料会划伤玻璃，无法获得足够的成型品强度。另外，表面处理层的重量相对玻璃纤维的重量多于1.30wt％时，过剩的表面处理剂导致短切原丝彼此粘附，因而粘合发生率变高。其结果，出现短切原丝流动稳定性的下降，玻璃纤维不能均匀地被混炼到树脂中，因此构成成型品强度下降、外观不良的原因。此外，树脂和玻璃纤维的粘合受过剩的表面处理剂的阻碍，出现成型品强度下降的问题。
另外，采用粗纱时，存在过剩的涂膜成分时，树脂和玻璃纤维的表面粘合受到阻碍，同时，树脂对玻璃纤维的浸渍性能变差，构成白化、强度下降的原因。
而且，当着色层的重量相对玻璃纤维的重量不足0.03wt％时，附着于玻璃纤维的颜料变少，造成玻璃纤维产生色斑、着色变薄、成型品外观产生不良的结果。
同时，当着色层的重量相对玻璃纤维的重量多于0.50wt％时，过剩的着色处理剂导致粘连发生率变高。其结果，短切原丝的流动稳定性产生下降，玻璃纤维不能均匀地混炼于树脂中，因此构成成型品强度下降、外观不良的原因。另外，采用粗纱时，一旦存在过剩的颜料，树脂与玻璃纤维的粘合受到阻碍，同时树脂对玻璃纤维的浸渍性能变差，因此，构成成型品白化、产生强度下降的原因。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于：第1硅烷偶联剂与第2硅烷偶联剂的重量比是20:80～95:5。
由于第1硅烷偶联剂与第2硅烷偶联剂的重量比是20:80～95:5范围外的数值时，成型品强度变得极低。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于：第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的合计重量相对表面处理层的重量和着色层的重量之和是2.0～65.0wt％。
因为当硅烷偶联剂含量相对表面处理层的重量和着色层的重量之和少于2.0wt％时，附着性、闪烁、成型品外观差，并且，成型品强度降得极低。
同时因为当硅烷偶联剂相对表面处理层的重量和着色层的重量之和多于65.0wt％时，短切原丝的流动稳定性变得极差。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于，该着色玻璃纤维是短切原丝或粗纱。
这是因为玻璃纤维通常采用短切原丝或粗纱的形态作为增强纤维进行使用。无论是上述哪一种形态的玻璃纤维，只要是利用本发明制得的着色玻璃纤维，将其作为增强纤维进行使用时，能够获得成型品强度及外观均为良好的玻璃纤维成型品。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于具有椭圆形截面。其中，椭圆形是指在长方形两端带半圆形的形状、或是与该形状相似的形状。
这是因为当截面是椭圆形时，截面积增大，与树脂的接触面增加，因此，能够获得成型品强度更高的玻璃纤维成型品。另外，玻璃纤维的截面是指成束构成玻璃纤维(束)的玻璃纤维丝的与纤维长度方向垂直的截面。
获得使用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的本发明的一方面的着色玻璃纤维的方法的特征在于具备下述步骤：对利用表面处理剂进行了处理后的玻璃纤维进行处理的表面处理步骤，其中，所述表面处理剂不含有颜料，但是含有第1硅烷偶联剂、涂膜层及表面活性剂；制得通过干燥形成表面处理层的玻璃纤维的步骤；利用含有第2硅烷偶联剂及颜料的着色剂对形成有表面处理层的玻璃纤维进行处理并由此形成着色层的着色步骤；以及用水洗的水洗步骤。
利用含有第1硅烷偶联剂的表面处理剂进行处理后，利用含有第2硅烷偶联剂的着色剂进行处理，颜料由此附着到玻璃纤维表面上。另外，通过利用含有硅烷偶联剂的着色剂进行着色步骤，能过获得与树脂粘合性良好的着色玻璃纤维。此外，利用表面处理剂在玻璃表面上形成涂膜(表面处理层)，因此，在此后的着色处理步骤中，着色处理剂中含有的颜料等不会划伤玻璃纤维。所以，作为增强纤维进行使用时，成型品强度不会发生下降。
并且，在着色处理后进行水洗，由此能够除去过剩的着色处理剂，使得颜料颗粒对玻璃纤维的附着形成均匀。
获得使用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的本发明的一方面的着色玻璃纤维的方法的特征在于，使得表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量成为0.25～1.70wt％的方式进行处理。
表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量是0.25wt％以上，这对保持较高的成型品强度而言是优选的。另外，当表面处理层和着色层的重量之和相对玻璃纤维的重量多于1.70wt％时，过剩的处理剂会导致发生玻璃纤维彼此附着，因此，成型品强度下降、粘连发生率增高。
获得使用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的本发明的一方面的着色玻璃纤维的方法的特征在于，实施着色的玻璃纤维的形态是短切原丝或粗纱。
玻璃纤维通常采用短切原丝或粗纱的形态作为增强纤维进行使用。无论采用哪一种形态的玻璃纤维，只要是利用本发明着色玻璃纤维的制造方法，将其作为增强纤维进行使用时，均能够获得成型品强度、外观均为良好的成型品。
本发明的一方面的着色玻璃纤维的特征在于通过上述方式制造而成。
只要是通过本发明的一方面的制造方法制得的着色玻璃纤维，成型品强度高、而且，能够获得外观良好的成型品。
本发明的一方面的纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料的特征在于，其含有所述着色玻璃纤维和塑料或热塑性塑料。
通过使用本发明的一方面的着色玻璃纤维制成复合材料，能够获得强度高、外观优异的成型品。
附图的简单说明
图1是示意性地表示根据本发明制成的着色玻璃纤维(图1A)以及通过现有手法制成的着色玻璃纤维(图1B)的表面部分的截面的图。
图2是表示本发明一方面的着色玻璃纤维的制造方法的图。
用于实施发明的方式
图1A中示意性地表示本发明一个方面的着色玻璃纤维的表面构造。在本发明中，在利用表面处理剂进行处理后，利用着色处理剂进行处理。所以，在玻璃表面上形成由表面处理剂构成的表面处理层，并且在该表面处理层的外侧形成着色层。
另一方面，在现有手法中，在表面处理剂中添加着色剂进行使用，因此，形成为玻璃表面的着色层与表面处理剂构成为一体(图1B)。
图2中表示本发明的制造方法。熔融玻璃通过纺丝能够获得玻璃纤维。本发明一方面的着色玻璃纤维可以通过短切原丝(chopped strand)或粗纱(roving)的形态进行提供。在进行纺丝的同时，涂抹表面处理剂，粗纱在经过干燥步骤后，在玻璃表面上形成表面处理层，而短切原丝则在被切断前或切断后经过干燥步骤，在玻璃表面上形成表面处理层。
干燥步骤例如可以采用以下处理：在玻璃纤维切断前，在70～140℃下干燥10～30小时；而在切断后可以在70～140℃下干燥30分钟～1小时左右。如果是使用粗纱，接着直接进行着色处理。如果是使用短切原丝，则将短切原丝切断成规定长度后，在进行着色处理。着色处理可以通过以下方式进行：如果是使用粗纱，通过设置放入了着色处理剂的着色槽，进行连续性浸渍，并在进行缠绕的同时实施着色。
如果是使用短切原丝，可以将制造后的短切原丝置入着色槽，经过规定时间搅拌，从而实施着色。
无论是使用粗纱形态还是使用短切原丝形态，经过着色后的水洗步骤、干燥步骤后，制成着色玻璃纤维制品。
当使用短切原丝时，本发明的一方面的着色玻璃纤维是指单丝直径3～19μm，切割长度1.5～25mm。另外，粗纱的玻璃纤维支数(count)为280～9600tex。此外，玻璃纤维的支数(tex)相当于每1000m玻璃纤维的克数。处于这些范围内的短切原丝或粗纱，能够使用于各种树脂、成型法的纤维增强塑料(FRP)、纤维增强热塑性塑料(FRTP)。
另外，在本发明中，“成型品”包括纤维增强塑料和纤维增强热塑性塑料。
着色玻璃纤维的单丝截面形状可以采用椭圆形或圆形。但是，椭圆形的截面积较大，成型品强度预计会有所提高，因此，优选采用椭圆形截面。
另外，本发明的表面处理剂包括硅烷偶联剂(silane couplingagent)、涂膜剂及表面活性剂。可以例举以下偶联剂作为硅烷偶联剂：单氨基硅烷(mono aminosilane)、二氨基硅烷(di-aminosilane)、甲基硅烷(methacrylic silane)、环氧硅烷(epoxysilane)、乙烯基硅烷(vinyl silane)、丙烯酸硅烷(acrylic silane)、脲基硅烷(ureidosilane)、巯基硅烷(mercaptosilane)。只要根据与树脂的相容性选定硅烷偶联剂即可。
可以例举以下树脂作为涂膜剂：聚氨酯树脂(urethane resin)、环氧树脂(epoxy resin)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、醋酸乙烯树脂(vinyl acetate resin)、聚脂树脂(polyester resin)。通过添加涂膜剂，在玻璃表面上形成涂膜，因此，能够防止作为外层的着色层中含有的颜料颗粒划伤玻璃表面。只要根据与树脂的相容性、成型方式来适当地选择涂膜剂即可。
例如可以采用阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂作为表面活性剂。通过添加表面活性剂，能够产生以下效果：表面处理剂的稳定性；纺丝时玻璃纤维断裂率的下降；复卷时起毛的减轻；防止带电；赋予玻璃纤维束柔软性。
在表面处理剂中，含有作为溶剂以外的成分的硅烷偶联剂、涂膜剂及表面活性剂，其中，相对溶剂以外的成分的总重量，硅烷偶联剂的含量为2～40wt％，涂膜剂的含量为60～95wt％，表面活性剂的含量为0.1～10wt％。
另外，本发明的着色处理剂包含硅烷偶联剂及颜料。可以例举出以下偶联剂作为硅烷偶联剂：单氨基硅烷、二氨基硅烷、甲基硅烷、环氧硅烷、乙烯基硅烷、丙烯酸硅烷、脲基硅烷、巯基硅烷。只要根据与成型品制造中使用的树脂的相容性来选定硅烷偶联剂即可。
表面处理剂含有的硅烷偶联剂(以下，称为第1硅烷偶联剂)和着色剂含有的硅烷偶联剂(以下，称为第2硅烷偶联剂)可以是相同的硅烷偶联剂，也可以采用不同的偶联剂。但是，优选按以下方式含有第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂：第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的总量相对表面处理层和着色层的总重量(表面处理剂中溶剂以外成分的重量和着色剂中溶剂以外成分的重量的和)是2.0～65.0wt％，第1硅烷偶联剂与第2硅烷偶联剂的重量比是20:80～95:5。由于玻璃纤维的集束性及成型品强度优异，第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的合计重量更优选是相对表面处理层和着色层的总重量是5.0～30.0wt％、进一步优选的是8.0～20.0wt％。
另外，依据JIS(日本工业标准)R 3420测定表面处理剂的附着量(即，表面处理层的重量)、着色剂的附着量(即，着色层的重量)。也即，将规定量的着色玻璃纤维放入105℃的干燥机中干燥30分钟后，冷却至室温。将干燥后的试验片的重量设定为m1。接着，将试验片放入温度调整成625℃的马弗炉，加热30分钟后，冷却至室温。将加热后的试验片的重量设定为m2。通过下式(1)计算出试验片的烧失量(ignitionloss)H2(质量分数(％))，并将其作为表面处理剂及着色剂的附着量。另外，本发明的一方面的着色玻璃纤维的烧失量相当于表面处理剂的附着量和着色剂的附着量的总和，即相当于表面处理剂的重量和着色量的重量的总和。
H2＝(m1-m2)/m1×100 (1)
当硅烷偶联剂的重量比不在上述范围内时，形成玻璃纤维/表面处理剂(表面处理层)/着色剂(着色剂)的各层间容易产生剥离，因此，成型品无法获得充分的强度。另外，由于着色层产生了剥离，难以获得着色改善成型品外观的效果。
利用对从套管引出的玻璃纤维施以表面处理剂时的表面处理剂涂抹用滚辊的旋转速度和表面处理剂的浓度，能够调节表面处理剂的附着量。例如，在将表面处理剂的附着量、即表面处理层的重量设定成相对玻璃纤维的重量是0.20wt％时，只要将表面处理剂涂抹用滚辊的旋转速度设定成10～19m/min，将表面处理剂的浓度(表面处理剂含有的溶剂以外的成分的重量总和相对包含溶剂的表面处理剂的总重的比率)设定成1.2～6.8％即可。另外，将表面处理剂的附着量设定成1.30wt％时，只要将表面处理剂涂抹用滚辊的旋转速度设定成20～35m/min，将表面处理剂的浓度设定成7.0～13.5％即可。此外，并不仅限于上述范围，通过适当地调节表面处理剂涂抹用滚辊的旋转速度及表面处理剂的浓度就能够实现所需附着量也是不言而喻的。
另外，可以例举下述颜料作为着色剂中含有的颜料：比如碳黑、氧化钛的无机颜料；中空颗粒乳胶颜料(latex pigment)；偶氮颜料(azopigment)；以酞菁蓝颜料(phthalocyanine pigment)为代表的多环颜料。另外，也可以组合多种颜料，调制成所需颜色。
此外，颜料的粒径范围例如是0.01～1μm。这里所指的粒径是指中值粒径(median size)。具体地，能够采用以下范围作为颜料的粒径范围：碳黑采用0.02～0.3μm；如果是使用氧化钛，粒径范围采用0.2～0.4μm；如果使用中空颗粒乳胶颜料(白)；粒径范围采用0.5～1μm；如果使用其他颜色的中空颗粒乳胶颜料，粒径范围是0.05～0.4μm的颜料。
另外，也可以在着色处理剂中加入表面活性剂。作为表面活性剂可以例举出阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂等。
使用粗纱时的着色剂附着量可以利用着色槽内的浸渍及其浸渍时间、着色处理剂的浓度进行调节。
另外，短切原丝的着色剂附着量可以利用通过着色处理剂进行处理的时间、着色处理剂的浓度进行调节。
通过着色步骤后的水洗步骤，冲洗掉过剩的着色处理剂。因此，在水洗步骤后，着色剂附着量减少10～40％左右。所以，需要在预计到减少量的基础上实施着色剂的附着。
例如，采用短切原丝时，要实现最终的着色剂附着量、即着色层的重量相对玻璃纤维的重量是0.05wt％时，只需将着色剂处理时间设定为10～60分钟，将着色剂的浓度(着色剂含有的溶剂以外的成分的重量总和相对包含溶剂的着色剂的总重的比率)设定为0.7～3.5wt％。要实现着色剂附着量是0.40％时，只需将着色剂处理时间设定为10～60分钟，将着色剂的浓度设定成5.0～25.0wt％。另外，并不仅限于上述范围，通过适当地调节着色剂处理时间及着色处理剂的浓度就能够实现所需附着量也是不言而喻的。
本发明一方面的成型品包括本发明一方面的着色玻璃纤维和塑料或热塑性塑料。作为塑料或热塑性塑料，例如可以例举出下述材料：聚酰胺(polyamide)、氯化聚丙烯(propylene)、聚缩醛(polyacetal resin)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalater)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(polyester)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、环氧树脂(epoxyresin)、非饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin)、乙烯基酯树脂(vinyl ester resin)酚树脂(phenol resin)、丙烯酸树脂(acrylicresin)。这里，塑料或热塑性塑料优选通过含有颜料或染料被着色成与着色玻璃纤维大致同色。本发明的着色玻璃纤维和塑料或热塑性塑料被着色成大致同色，因此，通过本发明的着色玻璃纤维实现的闪烁减轻、成型品外观改善的效果提高。另外，由于通过本发明的着色玻璃纤维实现的闪烁减轻、成型品外观改善的效果能够得到特别的提高，本发明的着色玻璃纤维及塑料或热塑性塑料更为优选被着色成暗色(黑色、褐色、深蓝色、深绿色、暗红色等)，特别优选被着色成黑色。另外，两个色调(L1，a1，b1)，(L2，a2，b2)大致同色是指ΔE＝((L1-L2)2+(a1-a2)2+(b1-b2)2)1/2是20以下。
以下，示出实施例的同时详细说明本发明。
另外，通过下述方法测定并评估下述表1中所示的玻璃纤维、成型品的评估项目。
通过下述方式，关于颜料颗粒的附着均匀性(表1，表述为附着均匀性)，求出变异系数：利用扫描电子显微镜拍摄5张照片，并在每张照片中各选择10根能够测定300μm长度的部位，数出附着的颜料颗粒数，根据平均值和标准偏差求出变异系数。当变异系数不足30％时，表示成均匀(○)，当变异系数是30％以上时，表示成不均匀(×)。另外，在本发明中，上述变异系数不足30％时，定义为“颜料均匀地附着于着色玻璃纤维的表面上”。
关于成型品外观，通过目视判断由单丝形成的成型品的表面的闪烁程度(表1中表述为闪烁)。具体是通过是否能够看到在成型品表面附近的玻璃纤维反射光后的闪烁，来判断由单丝形成的成型品的表面的闪烁。将完全看不到闪烁的成型品判定成○；将仅看到少许闪烁的成型品判定成△；将整个表面上均看到闪烁的成型品判定成×。
另外，关于成型品外观，将成型品表面上未分散的玻璃看上去泛白或者能够透视到玻璃纤维的成型品表示成×；将仅能看到少许泛白的未分散的玻璃或透视到少许玻璃纤维的成型品表示成△；将看不到上述泛白的未分散的玻璃或透视不到玻璃纤维的成型品表示成○。
关于玻璃纤维集束性(表1中表述成GF集束性)，通过测定起毛量进行判断。玻璃纤维的集束性差时，玻璃纤维表面上起毛。在采用短切原丝时，将300g短切原丝放入烧杯(beaker)中，使用搅拌机以转速100rpm搅拌5分钟，测定产生的起毛重量。当起毛重量不足40g时，评估成集束性良好(○)；当起毛重量是40g以上且不足60g时，评估成集束性略差(△)；当起毛重量是60g以上时，评估成集束性极差(×)。
采用粗纱时，使粗纱通过导纱杆(guide)，以速度20m/min行进30分钟后，测定残留在导纱杆上的起毛量。将起毛量不足20mg的成型品评估成集束性良好(○)；起毛量是20mg以上不足30mg的成型品评估成集束性略差(△)；起毛量是30mg以上的成型品评估成集束性极差(×)。
关于成型品强度，通过以下方式进行判断。制成成型品，该成型品使用作为树脂的聚酰胺，并混合作为增强纤维的各玻璃纤维，测定该成型品的哑铃状试验片的拉伸强度，并进行判断。拉伸强度是160MPa以上的成型品表示成强度极强(◎)；拉伸强度是130MPa以上不足160MPa的成型品表示成强度较强(○)；拉伸强度是110MPa以上不足130MPa的成型品表示成强度较弱(△)；拉伸强度不足110MPa的成型品表示成强度极弱(×)。另外，使用作为热硬化树脂的非饱和聚酯，制成成型品，测定其强度。并确认到不管是何树脂种类，均能够看到相同的倾向。
通过下述方式评估粘连(blocking)发生率(表1中称为粘连)。利用分级机(classifier)对100g短切原丝筛分10秒钟，并利用残留在筛网(mesh)上的短切原丝的重量进行评估。这里，由于采用了长度3mm的短切原丝，使用比短切原丝的长度略小的筛目是2.8mm的筛。
筛网上残留的短切原丝的量是10g以下的短切原丝的粘连发生率表示成极低(○)；残留的短切原丝的量是多于10g且25g以下的短切原丝的粘连发生率表示成较低(△)；残留的短切原丝的量是多于25g的短切原丝的粘连发生率表示成极高(×)。
短切原丝的流动稳定性(表1中表述成CS流动稳定性)表示短切原丝在成型机或挤出机的料斗中的流动稳定性。利用排出时的设定值和实测值的变异系数(C.V.)表示上述流动稳定性。具体地，将成型机等的料斗的排出用螺杆的旋转数设定成恒定，在一定时间内以一定时间间隔测定料斗内的短切原丝的余量。使用料斗内的短切原丝余量测定结果的起点和终点，计算出倾斜，并根据相对该倾斜的各测定结果的差的平均值和标准偏差计算出变异系数。变异系数不足40％时，表示成流动稳定性极优(○)；变异系数是40％以上且不足55％时，表示成流动稳定性略差(△)；变异系数是55％以上时，表示成流动稳定性极差(×)。
(表1)
首先，对通过下述处理方法制得的玻璃纤维进行研究：作为本发明的着色玻璃纤维的制造方法、即在利用表面处理剂进行处理后再利用着色处理剂进行处理的两步骤处理的处理方法(表1的处理方法中表述成两步骤)；作为现有手法、即在表面处理剂中添加颜料，进行着色处理的方法(表1的处理方法中表述成一步骤)；以及仅利用表面处理剂制成无着色的玻璃纤维的方法。
使用短切原丝(CS)作为纤维形态，截面形状采用圆形。实施各步骤的处理，使得制成的成型品的着色剂附着量(以下称为着色层重量)为0.60wt％，着色剂附着量(以下称为着色层重量)为0.20wt％。然后，对颜料颗粒的附着均匀性(表1中表述成附着均匀性)、单丝造成的成型品表面的闪烁(表1中表述成闪烁)、成型品外观、玻璃纤维的集束性(表1中表述成GF集束性)、成型品强度、粘连发生率(表1中表述粘连)、以及短切原丝的流动稳定性(表1中表述成CS流动稳定性)进行解析(实施例1)。结果示于表1。
与上述实施例对应，使用与实施例1相同的纤维形态(CS)及截面形状成圆形的形态，利用现有手法，在表面处理剂中添加颜料，制成具有下述附着量的玻璃纤维(处理方法：一步骤，比较例1)：实施例1的表面处理剂附着量是0.60wt％，着色剂附着量是0.20wt％，合计0.80wt％。以及仅利用表面处理剂的处理，制成不经过着色步骤的无着色玻璃纤维(比较例2)，并对玻璃纤维、成型品的特性进行解析。
另外，与实施例1相同，制成表面处理剂附着量是0.60wt％，着色剂附着量是0.20wt％的着色玻璃纤维(比较例3，着色剂附着量用0.20*表述)，但是，该着色玻璃纤维不经过水洗步骤。并对该玻璃纤维、成型品的特性进行解析。结果示于表1。
使用比较例2中所示的无着色玻璃纤维制成的成型品的表面闪烁显著，并且成型品表面上能够透视到玻璃纤维，因此，成型品外观较差。另外，利用现有手法在表面处理剂中添加着色剂，并采用一步骤处理进行着色时(比较例1)，或许是颜料颗粒的附着均匀性较差，随处可见因单丝造成的表面闪烁。
另外，不经过水洗步骤制得的着色玻璃纤维在表面闪烁、成型品外观方面较为良好，但是，粘连发生率高，相应地，短切原丝的流动稳定性变差。另外，颜料颗粒的附着均匀性也降低。
与此对应，根据本发明的制造方法，经过表面处理步骤和着色处理步骤这两步骤制得的实施例1的着色玻璃纤维没有出现表面闪烁现象，另外，成型品的外观也极为良好。
而且，在比较例1中所示的一步骤处理的情况下，玻璃纤维的集束性略差，成型品强度极弱。可以认为成型品强度极弱的原因是因为玻璃纤维表面上没有形成表面处理剂的层，颜料颗粒划伤玻璃纤维而造成的。此外，粘连发生率较高，因此，得出短切原丝的流动稳定性差的结果。
接着，对附着于玻璃纤维上的表面处理层及着色层的重量以及玻璃纤维、成型品的特性进行研究。使用短切原丝作为纤维形态且使用截面形状成圆形的短切原丝，进行了解析。
进行处理，使得表面处理层重量是0.03wt％且着色层重量是0.20wt％、即相对玻璃纤维合计重量为0.23wt％，并对玻璃纤维、成型品的特性进行了解析(比较例4)。另外，进行处理，使得表面处理层重量是1.60wt％且着色层重量是0.20wt％、即相对玻璃纤维合计重量为1.80wt％，并对玻璃纤维、成型品的特性进行了解析(比较例5)。
解析后得出以下结果：无论是使用比较例4还是比较例5的玻璃纤维，成型品强度均较弱；另外，采用比较例4的玻璃纤维时，短切原丝的流动稳定性极差；采用比较例5的玻璃纤维时，粘连发生率极高。表面处理层和着色层具有都能够保护玻璃纤维，且能够提高与树脂的粘合性的效果，因此可以认为表面处理层和着色层的合计重量较少时，会对成型品强度构成影响。另外，表面处理层和着色层的合计重量较多时，玻璃纤维因过剩的处理剂而彼此产生附着，粘连发生率增高。
根据上述结果，得出下述结论：表面处理层和着色层的合计重量优选相对玻璃纤维的重量是0.25～1.70wt％的范围。
接着，就表面处理剂的附着量进行了研究。使用短切原丝作为纤维形态，使用截面形状成圆形的短切原丝，并将表面处理剂的附着量改成0.03～1.60wt％，进行了研究。另外，着色处理剂附着量均为0.20wt％，对成型品的特性进行了解析。
对表面处理剂附着量是0.03wt％(比较例4)、0.20wt％(实施例2)、1.30wt％(实施例3)、1.60wt％(比较例5)的着色玻璃纤维及成型品的特性进行了解析。结果记载于表1中。
关于成型品的闪烁、外观，即使改变表面处理剂的附着量，只要实施了着色，则实施例、比较例均较为良好。
然而，在使用表面处理剂附着量是较低的0.03wt％的比较例4的着色玻璃纤维时，玻璃纤维的集束性极差，因此，出现短切原丝的流动稳定性变得极低的弊端。另外，在使用表面处理剂附着量是较高的1.60wt％的比较例5的着色玻璃纤维时，可以认为是由于过剩的附着剂的原因而造成出现极高的粘连发生率以及短切原丝的流动稳定性相应地略微变差的结果。
根据这些结果，得出以下结论：表面处理剂的附着量为0.20～1.30wt％时是恰当的。
然后，与上述方式相同，使用短切原丝作为纤维形态，使用截面形状是圆形的短切原丝，并对着色处理剂附着量进行了研究。将表面处理层的重量设定成恒定的0.60wt％，将着色层重量改变成0.03～0.50wt％，并进行了研究。
对着色处理剂附着量是0.03wt％(实施例7)、0.05wt％(实施例4)、0.20wt％(实施例6)、0.40wt％(实施例5)、0.50wt％(实施例8)的着色玻璃纤维及成型品的特性的结果进行了解析。结果示于表1。
如实施例4～8所示，着色层重量是0.03wt％～0.50wt％的范围时，玻璃纤维、成型品的特性中没有被评估成极差(×)的内容。所以，着色层重量优选是0.03wt％～0.50wt％的范围。
另外，当使用着色层重量为0.03wt％的玻璃纤维(实施例7)制成成型品时，颜料较少，因此，被评估成闪烁、成型品外观差(△)。当使用着色层重量为0.50wt％的玻璃纤维(实施例8)制成成型品时，成型品强度、流动稳定性被评估成较低(△)。然而，当使用着色处理剂附着量是0.05wt％(实施例4)、0.20wt％(实施例6)、0.40wt％(实施例5)的着色玻璃纤维时，成型品外观、强度等都为良好。所以，着色层重量更为优选是0.05wt％～0.40wt％。
而且，硅烷偶联剂(表1中将硅烷偶联剂表述成SC剂)对于相对玻璃的树脂的粘合性来讲是重要的。因此就硅烷偶联剂的含量进行了研究。
改变第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的比值，对玻璃纤维实施处理，并对玻璃纤维、成型品的特性进行了解析。将第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的量的比值改变成22:78(实施例10)～95:5(实施例7)。作为比较，制成不含第1硅烷偶联剂或第2硅烷偶联剂(比较例6,7)的玻璃纤维、成型品，并对玻璃纤维、成型品的特性进行了解析。结果示于表1。
不含第1硅烷偶联剂或第2硅烷偶联剂的玻璃纤维、成型品的成型品强度极低。而且，不含第2硅烷偶联剂时，附着均匀性、闪烁及成型品外观均不良。根据上述结果，得出以下结论：当第1硅烷偶联剂与第2硅烷偶联剂的量的比值是20:80～95:5时较为良好。
而且，对硅烷偶联剂的含量进行了研究。改变第1硅烷偶联剂和第2硅烷偶联剂的合计重量相对表面处理层的重量和着色层的重量之和的比率(称为硅烷偶联剂含量)，对玻璃纤维实施处理，并对玻璃纤维、成型品的特性进行了解析。
当硅烷偶联剂含量是1.0wt％(比较例8)时，颜料的附着均匀性较差，因此，闪烁、成型品的外观较差。另外，由于硅烷偶联剂的含量较少，或许是因为与树脂的粘合性差，成型品强度极低。
而且，当硅烷偶联剂是71.25wt％时而大量含有硅烷偶联剂的情况下(比较例9)，短切原丝的流动稳定性极差。另外，还得出玻璃纤维的集束性略差的结果。
另一方面，当硅烷偶联剂的含量是2.5wt％(实施例9)时，成型品强度被评估为较弱(△)，当硅烷偶联剂的含量是60wt％(实施例10)时，玻璃纤维的集束性被评估为略差(△)。但是，其他的标准都足以满足要求。所以，得出以下结论：硅烷偶联剂的总计含量优选是相对表面处理层的重量和着色层的重量的和是2.0％～65.0wt％。
接着，对因截面形状的不同而构成的影响进行了解析。截面形状是扁平时，表面积增大，因此，玻璃纤维与树脂的粘合面积增加，粘合力增强，结果成型品强度变高。另一方面，被指出具有下述缺点：由于截面形状是扁平形，长径面相对成型品表面平行排列，使用无着色的玻璃纤维时，光在长径面上反射，单丝造成的闪烁较为显著。
因此，使用截面形状是椭圆形的着色玻璃纤维(实施例11)和无着色的玻璃纤维(比较例10)，对成型品的特性进行解析。
如实施例11所示，即使是截面形状为椭圆的玻璃纤维，使用根据本发明的方法着色的玻璃纤维时，能够获得闪烁、成型品外观均为良好的结果。相对应地，在使用无着色的玻璃纤维时(比较例10)，闪烁、成型品外观均没能获得良好的结果。
最后，对使用粗纱(RS；粗纱丝(roving strand))的情况进行分析。使用通过本发明的方法制得的经着色的粗纱(实施例12)、通过一步骤处理进行着色的粗纱(比较例11)以及无着色的粗纱(比较例12)，进行了玻璃纤维及成型品的特性的解析。结果示于表1。
使用通过一步骤处理进行着色的玻璃纤维(比较例11)时，颜料颗粒的附着均匀性低，另外，成型品强度也极低。在使用无着色的玻璃纤维时，能够在成型品表面上透视到玻璃纤维，因此，产生了闪烁、成型品外观上的问题。另一方面，通过本发明的着色玻璃纤维的制造方法对粗纱进行着色时，没有出现成型品外观、强度等问题，获得了良好的结果。
以上，根据本发明的制造方法，在利用表面处理剂进行处理后，利用着色处理剂进行处理，进一步进行水洗，制得玻璃纤维。只要将上述玻璃纤维用作增强纤维，能够获得外观优异、强度高的成型品。
Claims (11)
1.一种着色玻璃纤维，其用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料，所述着色玻璃纤维的特征在于：
在玻璃纤维表面上依次层叠表面处理层和着色层，
所述表面处理层含有第1硅烷偶联剂、涂膜剂和表面活性剂，而不含颜料，
所述着色层含有第2硅烷偶联剂和颜料，
所述表面处理层和所述着色层的重量之和相对所述玻璃纤维的重量的比率是0.25～1.70wt％，
所述颜料均匀附着在所述着色玻璃纤维的表面上。
2.根据权利要求1所述的着色玻璃纤维，其特征在于：
所述表面处理层的重量相对所述玻璃纤维的重量的比率是0.20～1.30wt％，
所述着色层的重量相对所述玻璃纤维的重量的比率是0.03～0.50wt％。
3.根据权利要求1或2所述的着色玻璃纤维，其特征在于，
所述第1硅烷偶联剂与所述第2硅烷偶联剂的重量比是20:80～95:5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的着色玻璃纤维，其特征在于：
所述第1硅烷偶联剂和所述第2硅烷偶联剂的合计重量相对所述表面处理层的重量和所述着色层的重量之和的比率是2.0～65.0wt％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的着色玻璃纤维，其特征在于：
所述玻璃纤维是短切原丝或粗纱。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的着色玻璃纤维，其特征在于：
所述玻璃纤维具有椭圆形截面。
7.一种着色玻璃纤维的制造方法，该着色玻璃纤维用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料，所述制造方法的特征在于包括以下步骤：
对由下述表面处理剂处理过的玻璃纤维进行处理的表面处理步骤，该表面处理剂含有第1硅烷偶联剂、涂膜层和表面活性剂，而不含颜料；
制得通过干燥形成表面处理层的玻璃纤维的步骤；
利用含有第2硅烷偶联剂和颜料的着色剂，对形成有所述表面处理层的玻璃纤维进行处理而形成着色层的着色步骤；以及
用水洗的水洗步骤。
8.根据权利要求7所述的着色玻璃纤维的制造方法，其特征在于：
以使得所述表面处理层和所述着色层的重量之和相对所述玻璃纤维的重量的比率为0.25～1.70wt％的方式进行处理。
9.根据权利要求7或8所述的着色玻璃纤维的制造方法，其特征在于：实施着色的玻璃纤维的形态是短切原丝或粗纱。
10.一种着色玻璃纤维，其用于纤维增强塑料或纤维增强热塑性塑料，所述着色玻璃纤维的特征在于：通过权利要求7至9中任一项所述的着色玻璃纤维的制造方法制造而成。
11.一种成型制品，其特征在于含有权利要求1至6及权利要求10中任一项所述的着色玻璃纤维和塑料或热塑性塑料。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-013802 | 2014-01-28 | ||
| JP2014013802 | 2014-01-28 | ||
| PCT/JP2014/084367 WO2015115012A1 (ja) | 2014-01-28 | 2014-12-25 | 着色ガラス繊維及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105849160A true CN105849160A (zh) | 2016-08-10 |
| CN105849160B CN105849160B (zh) | 2017-06-06 |
Family
ID=53756600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480070740.0A Active CN105849160B (zh) | 2014-01-28 | 2014-12-25 | 着色玻璃纤维及其制造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160289117A1 (zh) |
| EP (1) | EP3101059B1 (zh) |
| JP (1) | JP5844501B1 (zh) |
| CN (1) | CN105849160B (zh) |
| SG (1) | SG11201608089PA (zh) |
| WO (1) | WO2015115012A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108505335A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-07 | 重庆国际复合材料股份有限公司 | 一种新型装饰材料及其制造方法 |
| CN114230198A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 巨石集团有限公司 | 一种玻璃纤维浸润剂及制备方法、产品和应用 |
| CN115010373A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 吉林大学 | 一种线上染色的耐水型彩色玄武岩纤维及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110183107B (zh) * | 2019-05-30 | 2021-10-01 | 张学新 | 一种高硼硅耐热玻璃表面插丝的生产工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2428302A (en) * | 1943-04-09 | 1947-09-30 | Owens Corning Fiberglass Corp | Colored glass fiber product |
| JPS5917059B2 (ja) * | 1977-08-29 | 1984-04-19 | 大日精化工業株式会社 | ガラス製品の着色方法 |
| CN1807325A (zh) * | 2006-01-01 | 2006-07-26 | 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 | 用于玻璃纤维编织制品的水性涂料组合物 |
| CN103435270A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 东华大学 | 一种二次浸染法制备彩色玻璃纤维的方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752527A (en) * | 1985-06-25 | 1988-06-21 | Ppg Industries, Inc. | Chemically treated glass fibers for reinforcing polymeric materials processes |
| US4975509A (en) * | 1988-11-21 | 1990-12-04 | Pcr Group, Inc. | Silane compositions for reinforcement of polyolefins |
| US5672641A (en) * | 1995-01-23 | 1997-09-30 | Ppg Industries, Inc. | Secondary coating compositions for glass fibers, glass fibers coated with the same and composites reinforced therewith |
| US8105690B2 (en) * | 1998-03-03 | 2012-01-31 | Ppg Industries Ohio, Inc | Fiber product coated with particles to adjust the friction of the coating and the interfilament bonding |
| JP4277563B2 (ja) | 2003-04-11 | 2009-06-10 | 日東紡績株式会社 | 着色ガラス繊維織物及びその製造方法 |
| FR2877001B1 (fr) | 2004-10-21 | 2006-12-15 | Saint Gobain Vetrotex | Fils de verre ensimes electro-conducteurs. |
| JP4835074B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2011-12-14 | 日東紡績株式会社 | 樹脂被覆ガラス繊維織物及び樹脂被覆ガラス繊維束並びにこれらの製造方法 |
| JP2007092188A (ja) | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Suminoe Textile Co Ltd | 着色されたガラス繊維を用いた列車用内装布帛 |
| WO2007091293A1 (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Nitto Boseki Co., Ltd. | 扁平ガラス繊維含有ペレット、扁平ガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物及びこれらの製造方法 |
-
2014
- 2014-12-25 CN CN201480070740.0A patent/CN105849160B/zh active Active
- 2014-12-25 US US15/034,445 patent/US20160289117A1/en not_active Abandoned
- 2014-12-25 JP JP2015524549A patent/JP5844501B1/ja active Active
- 2014-12-25 SG SG11201608089PA patent/SG11201608089PA/en unknown
- 2014-12-25 EP EP14880835.5A patent/EP3101059B1/en active Active
- 2014-12-25 WO PCT/JP2014/084367 patent/WO2015115012A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2428302A (en) * | 1943-04-09 | 1947-09-30 | Owens Corning Fiberglass Corp | Colored glass fiber product |
| JPS5917059B2 (ja) * | 1977-08-29 | 1984-04-19 | 大日精化工業株式会社 | ガラス製品の着色方法 |
| CN1807325A (zh) * | 2006-01-01 | 2006-07-26 | 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 | 用于玻璃纤维编织制品的水性涂料组合物 |
| CN103435270A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 东华大学 | 一种二次浸染法制备彩色玻璃纤维的方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108505335A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-07 | 重庆国际复合材料股份有限公司 | 一种新型装饰材料及其制造方法 |
| CN114230198A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 巨石集团有限公司 | 一种玻璃纤维浸润剂及制备方法、产品和应用 |
| CN114230198B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-01-10 | 巨石集团有限公司 | 一种玻璃纤维浸润剂及制备方法、产品和应用 |
| CN115010373A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 吉林大学 | 一种线上染色的耐水型彩色玄武岩纤维及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5844501B1 (ja) | 2016-01-20 |
| WO2015115012A1 (ja) | 2015-08-06 |
| EP3101059A1 (en) | 2016-12-07 |
| SG11201608089PA (en) | 2016-11-29 |
| US20160289117A1 (en) | 2016-10-06 |
| EP3101059A4 (en) | 2017-07-12 |
| EP3101059B1 (en) | 2019-02-20 |
| CN105849160B (zh) | 2017-06-06 |
| JPWO2015115012A1 (ja) | 2017-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105849160A (zh) | 着色玻璃纤维及其制造方法 | |
| CN103282593B (zh) | 近红外反射组合物及掺有所述组合物的建筑开口用覆盖物 | |
| CN101903147B (zh) | 长玻璃纤维增强的热塑性组合物的制备方法 | |
| CN105102498B (zh) | 共聚物及包含该共聚物的亲水性材料 | |
| CN110294600A (zh) | 一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用 | |
| CN106380719B (zh) | 一种抗菌pvc涤纶包覆丝的制备方法 | |
| US20170146828A1 (en) | Method of color-dyeing a lens for goggles and glasses | |
| JP2010526347A (ja) | 光ケーブル用リップコード及びその製造方法 | |
| CN104790054A (zh) | 具有低表面能纤维的制造方法、具有低表面能纤维、纱线、以及织物 | |
| CN101765688B (zh) | 用于制造经染色的缝纫线的方法 | |
| CN105733186A (zh) | 着色预浸料坯和管状体 | |
| FR2514377A1 (fr) | Procede de fabrication d'un produit textile a luminosite propre | |
| RU2458873C2 (ru) | Стеклянная нить с покрытием, предназначенная для армирования полимерных материалов | |
| JP3134279B2 (ja) | ポリエステル樹脂用着色剤 | |
| CN114873934A (zh) | 一种玻璃纤维用浸润剂及其制备方法、产品和应用 | |
| JPH0131464B2 (zh) | ||
| CN109967328A (zh) | 一种纽扣表面的处理方法及纽扣 | |
| TWI339223B (zh) | ||
| US3847655A (en) | Fast coloring of glass fibers and glass fabrics | |
| CN114525612B (zh) | 降温纤维及其制备方法、纺织物 | |
| JP7496467B1 (ja) | 着色樹脂成型品、着色フィルム、着色インキおよび印刷フィルム | |
| JPS6345693B2 (zh) | ||
| JP5481215B2 (ja) | 複層塗膜の形成方法 | |
| DE1494868A1 (de) | Geschlichtetes Glasfasermaterial | |
| KR19990068451A (ko) | 재봉용고강력재귀축광혼합사및그제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1229832 Country of ref document: HK |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1229832 Country of ref document: HK |