JP2001072859A - ガラス繊維集束剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス繊維に適用することにより集束性に優
れたガラス繊維を得ることができ、さらに、このガラス
繊維を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の補強材として
用いることにより、機械的強度および耐温熱水性に優れ
たガラス繊維強化樹脂成形体を得ることができるガラス
繊維集束剤を提供すること。 【解決手段】 カチオン性ポリウレタン樹脂を必須成分
としてなるガラス繊維集束剤において、前記カチオン性
ポリウレタン樹脂として、分子中に３級アミノ基を含有
し、リンまたはホウ素に結合するＯＨ基を１つ以上持つ
リン酸化合物または硼酸化合物のうち少なくとも１種で
カチオン成分の一部または全部が中和されているカチオ
ン性水系ポリウレタン樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カチオン性水系ポ
リウレタン樹脂を必須成分としてなるガラス繊維集束剤
に関する。より詳細には、リンまたはホウ素に結合する
ＯＨ基を１つ以上持つリン酸化合物または硼酸化合物の
少なくとも１種で中和されたカチオン性水系ポリウレタ
ン樹脂を含有するガラス繊維集束剤であって、機械的強
度および耐熱温水性に優れたガラス繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）またはガラス繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲ
ＴＰ）成形体を得ることができるガラス繊維集束剤に関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ガラス
繊維の用途として、各種合成樹脂の強化材料があるが、
近年ＦＲＰやＦＲＴＰがその良好な成形性、２次加工性
の面から注目されてきている。ところで、ガラス繊維
は、溶融したガラスを紡糸してフィラメントを形成せし
めた後、それらを数百本を束ねて１本のストランドと
し、これを３〜６ｍｍの長さに切断してチョップドスト
ランドとするか、あるいは更にそれら数十本を集めてロ
ービングを形成せしめることにより得られる。ガラス繊
維の製造時あるいは樹脂とのブレンド時の摩擦によって
生じる糸割れ、ケバ立ちを防ぎ、フィラメントを保護す
るためにガラス繊維集束剤が用いられている。従来、ガ
ラス繊維集束剤としては、でんぷん、加工でんぷん、デ
キストリン、アミロースなどのでんぷん類（例えば、特
開昭５０―１２３９４号公報、特開平３−１８３６４４
号公報）、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、アクリルアミド−酢酸ビニル共重合体（例え
ば、特開昭６３−２３６７３３号公報）などの合成高分
子化合物が用いられていたが、皮膜形成性が充分とは言
えず、そのためにガラス繊維の毛羽発生を充分抑えてい
るとは言えなかった。

【０００３】また、水系ウレタン樹脂を含有するガラス
繊維集束剤も一般的に知られている。アニオン系水系ウ
レタン樹脂を含有するガラス繊維集束剤で処理されたガ
ラス繊維は、集束性、伸び、強度、スチレン溶解性など
の物性面では良好な性能を示すが、アニオン性のため酸
性サイドにおける集束剤の他の併用材料との安定性にか
け、用途によりガラス繊維が変色、着色してしまう現象
がある。さらに、ノニオン性水系ウレタン樹脂を含有す
るガラス繊維集束剤は、高濃度で使用すると、増粘し、
作業性が悪くなり、耐水系、耐熱性にも問題があった。
また、カチオン性水系ポリウレタン樹脂を含有するガラ
ス繊維集束剤は、酸性下での使用は可能であるが、耐温
水系に対しては未だその効果は不十分であった。

【０００４】従って、本発明の目的は、ガラス繊維に適
用することにより集束性に優れたガラス繊維を得ること
ができ、さらに、このガラス繊維を熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂の補強材として用いることにより、機械的
強度および耐温熱水性に優れたガラス繊維強化樹脂成形
体を得ることができるガラス繊維集束剤を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、カチオン性ポ
リウレタン樹脂を必須成分としてなるガラス繊維集束剤
において、前記カチオン性ポリウレタン樹脂として、分
子中に３級アミノ基を含有し、リンまたはホウ素に結合
するＯＨ基を１つ以上持つリン酸化合物または硼酸化合
物のうち少なくとも１種でカチオン成分の一部または全
部が中和されているカチオン性水系ポリウレタン樹脂を
用いることを特徴とするガラス繊維集束剤を提供するこ
とにより、上記目的を達成したものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、上記要旨をもってなる本発
明のガラス繊維集束剤について詳述する。

【０００７】本発明のガラス繊維集束剤が適用されるガ
ラス繊維としては、含アルカリガラス、低アルカリガラ
ス、無アルカリガラスのいずれの原料から製造されたも
のでもよく、またその製造法も、特に限定されるもので
はなく、例えば、ロービング、チョップドストランド、
ミルドファイバーなどの方法が挙げられる。

【０００８】上記ガラス繊維の形態は、特に限定される
ものではないが、繊維長で０．５〜１０ｍｍ、繊維径で
１〜５０μ、特に繊維長１〜５ｍｍ、繊維径２〜２０μ
のものを用いることが、物性あるいは表面性が特に良好
なものが得られるため好ましい。

【０００９】また、本発明で用いられるカチオン性水系
ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオール
からなるカチオン性ポリウレタンにおいて中和剤として
前記特定のリン酸化合物または硼酸化合物を使用してカ
チオン成分の一部または全部を中和してなるものであ
る。

【００１０】本発明で用いられるカチオン性水系ポリウ
レタン樹脂を製造するために使用される上記ポリイソシ
アネートとしては、例えば、脂肪族、脂環族および芳香
族ポリイソシアネートが挙げられる。具体的には、テト
ラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、１，３−シクロヘキシレンジイソシアネー
ト、１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート、２，４−トリレ
ンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネー
ト、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素
添加キシリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェ
ニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシ
アネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシア
ネートなどが挙げられ、それぞれ単独でまたは２種以上
組み合わせて使用することができる。

【００１１】また、本発明で用いられるカチオン性水系
ポリウレタン樹脂を製造するために使用される上記ポリ
オールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２
−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコー
ル、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、３−メチルペンタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール、水添ビスフェノールＡなどの低
分子量ポリオール、ビスフェノールＡなどの低分子量多
価フェノール、アンモニアおよびメチルアミン、エチル
アミン、アニリン、フェニレンジアミン、イソホロンジ
アミンなどの活性水素を２個以上有する低分子量アミン
化合物のエチレンオキシド重付加物またはエチレンオキ
サイド／プロピレンオキシド共重付加物などが挙げられ
る。さらに高分子量ポリオールとして、ポリエーテルポ
リオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネート
ポリオール、ポリシリコンポリオールが挙げられる。

【００１２】上記ポリイソシアネートは、上記ポリオー
ルおよび後述の鎖延長剤の活性水素の合計に対し、好ま
しくは０．８〜３倍当量、より好ましくは１〜２倍当量
となるように使用される。該イソシアネートの使用量が
０．８倍当量未満の場合には過剰のポリオールなどが残
存することとなり、また、３倍当量より多い場合には水
を加えたときに尿素結合が多量に発生することになり、
何れの場合もその特性を低下させるおそれがある。

【００１３】さらに、本発明で用いられるカチオン性水
系ポリウレタン樹脂のカチオン成分として、Ｎ−メチル
−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ−
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソ
プロパノールアミンなどの３級アミンをその他のポリオ
ール成分として用いる。これらの３級アミンは、カチオ
ン性水系ポリウレタン樹脂を構成する全ての反応成分に
対して、０．５〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量
％が用いられる。０．５重量％未満では保存安定性が劣
り、また５０重量％を超えて使用すると特性に悪影響を
及ぼすことがある。

【００１４】また、上記カチオン成分の３級アミンを中
和するために使用される中和剤としては、リンまたはホ
ウ素に結合するＯＨ基を１つ以上持つリン酸化合物また
は硼酸化合物があげられる。

【００１５】上記リン酸化合物としては、オルトリン
酸、ピロリン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ホスホン
酸、アルキル基またはフェニル基で水素原子が置換され
たホスホン酸およびこれらの部分エステルなどが挙げら
れ、上記硼酸化合物としては、オルト硼酸、メタ硼酸、
ポリ硼酸およびこれらの部分エステルなどが挙げられ
る。これらのリン酸化合物および硼酸化合物の代表例を
一般式で示すと下記〔化１〕の通りである。

【００１６】

【化１】

【００１７】上記式（１）および（２）におけるＲで示
されるる有機基としては、炭素数１〜２０のアルキル
基、エーテル結合を１つ以上もつアルキル基またはフェ
ニル基が挙げられる。炭素数１〜２０のアルキル基とし
ては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、第２ブチル、第３ブチル、ペンチル、
第２ペンチル、第３ペンチル、ヘキシル、イソヘキシ
ル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、２−エチルヘ
キシル、１，１，３，３−テトラメチルブチル、ノニ
ル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、トリ
デシル、テトラデシルなどが挙げられる。エーテル結合
を１つ以上もつアルキル基としては、下記〔化２〕に示
す化合物が挙げられる。

【００１８】

【化２】

【００１９】ここで、上記式（１）および（２）で表さ
れるリン酸化合物および硼酸化合物の具体的な代表例と
しては、オルトリン酸、ホスホン酸、メチルホスホン
酸、フェニルホスホン酸、オルト硼酸が挙げられる。

【００２０】上記中和剤以外の中和剤は必要に応じて使
用してもさしつかえない。その他の中和剤としては、蟻
酸、酢酸、乳酸、コハク酸、グルタル酸、クエン酸など
の有機カルボン酸、パラトルエンスルホン酸、スルホン
酸アルキルなどの有機スルホン酸、塩酸、硝酸、スルホ
ン酸などの無機酸、エピハロヒドリンなどのエポキシ化
合物の他、ジアルキル硫酸、ハロゲン化アルキルなどの
４級化剤が挙げられる。

【００２１】リン酸化合物および硼酸化合物の使用量
は、好ましくは全中和剤の重量の８０重量％以上であ
る。さらに好ましくは９０重量％以上である。

【００２２】上記のリン酸化合物および硼酸化合物はカ
チオン成分に対して、好ましくは０．１〜３倍モル、よ
り好ましくは０．３〜２倍モルとなるように使用され
る。該リン酸化合物および硼酸化合物の使用量が０．１
倍モル未満の場合には中和が完全に行われず、分散が不
十分になり、また、３倍モルより多い場合には余剰のリ
ン酸または硼酸イオンが遊離してガラス繊維集束剤に配
合した際、特性を低下させるおそれがある。

【００２３】本発明で用いられるカチオン性水系ポリウ
レタン樹脂は、周知の方法で製造でき、例えば、上記ポ
リイソシアネート、上記ポリオールおよび上記３級アミ
ンを、ウレタン化反応させてプレポリマーとし、次い
で、プレポリマーを、上記のリン酸化合物または硼酸化
合物の中和剤により中和し、鎖延長剤により鎖延長し、
水を加えて水系ウレタンとする方法によって製造でき
る。

【００２４】また、必要に応じて上記カチオン性水系ポ
リウレタン樹脂を製造するために溶媒が使用される。使
用される溶媒は、反応に不活性で水との親和性の大きい
溶媒が好ましく、例えば、アセトン、メチルエチルケト
ン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２
−ピロリドンなどを挙げることができる。これらの溶媒
は、通常、プレポリマーを製造するために用いられる上
記原料の合計量に対して、３〜１００重量％が用いられ
る。これら溶媒のなかで、沸点１００℃以下の溶媒はプ
レポリマー合成後、減圧留去することが好ましい。

【００２５】また、上記カチオン性水系ポリウレタン樹
脂を製造するために使用される鎖延長剤としては、例え
ば、前記低分子量ポリオール類、エチレンジアミン、プ
ロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレン
ジアミン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメ
タン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、２
−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、メラミン、
コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、フタ
ル酸ジヒドラジドなどのアミン類、ポリエタノールアミ
ン類および水などが挙げられる。これらの鎖延長剤の使
用量は、目的とするカチオン性水系ポリウレタン樹脂の
分子量にもよるが、通常は、プレポリマーに対して０．
５〜１０重量％が用いられる。

【００２６】前述のように、これらの原料からカチオン
性水系ポリウレタン樹脂を製造することは周知であり、
これらの原料の仕込み順序を適宜変更したり、あるいは
分割して仕込むことも可能である。

【００２７】このようにして得られたカチオン性水系ポ
リウレタン樹脂は、通常、樹脂固形分が１〜９０重量
％、より好ましくは５〜８０重量％となるように調整さ
れる。

【００２８】本発明のガラス繊維集束剤には、上記カチ
オン性水系ポリウレタン樹脂と共に、通常用いられる配
合剤、例えば、表面処理剤、潤滑剤、滑剤（あるいは風
合改良剤）、帯電防止剤、ＰＨ調整剤、水などが配合さ
れるが、これらを別途の処理液として用い、ガラス繊維
を多段階に分けて処理することもできる。

【００２９】上記表面処理剤としては、例えばアミノシ
ラン系、エポキシシラン系、ビニルシラン系、メタクリ
ロシラン系、ウレイドシラン系、ボラン系、チタネート
系、アルミニウム系、クロム系、ジルコニウム系などの
カップリング剤；コロイダルシリカ、コロイダルアルミ
ナなどのコロイダルゲルなどが挙げられる。

【００３０】また、上記潤滑剤としては、例えば、動植
物油水添硬化物、パラフィンワックス、エステル系合成
油などが挙げられる。

【００３１】また、上記滑剤（あるいは風合改良剤）と
しては、例えば、ブチルステアレート、テトラエチレン
ペンタミンジステアレート、水添ひまし油、イミダゾリ
ン系脂肪酸アミド、カチオン性脂肪酸アミド、カチオン
性ポリエチレンイミンポリアミド、ビスフェノールＡポ
リ（オキシエチレン）エーテルグリコールなどが挙げら
れる。

【００３２】また、上記帯電防止剤としては、アニオン
系、カチオン性の各種界面活性剤が挙げられる。

【００３３】また、上記ＰＨ調整剤としては、例えば、
アンモニア、酢酸などが挙げられる。

【００３４】また、本発明のガラス繊維集束剤において
は、上記カチオン性水系ポリウレタン樹脂を、単独でコ
ーティング剤として用いてもよいが、集束性、耐水系な
どのバランスをより優れたものにするために、他の水系
樹脂と併用することができる。例えば、各種のデンプン
類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、
ゼラチン、カゼイン、種々の分子量およびケン化度のポ
リビニルアルコールおよびその誘導体、ポリビニルピロ
リドン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン
−無水マレイン酸共重合体、ポリアクリルアミドおよび
その誘導体、ポリエチレングリコールなどの水溶性高分
子、並びにスチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル−ブ
タジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エ
ポキシ、ポリアクリル酸エステル、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−ブタジエン−アクリル系共重合体、ポリ塩化ビニリ
デンなどのラテックスなどの水中分散型樹脂が挙げられ
る。

【００３５】また、本発明のガラス繊維集束剤には、耐
候性を改善するために、紫外線吸収剤、ヒンダードアミ
ン系光安定剤を添加しても良い。

【００３６】上記紫外線吸収剤としては、例えば、２，
４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４
−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オク
トキシベンゾフェノン、５，５’−メチレンビス（２−
ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン）などの２−
ヒドロキシベンゾフェノン類；２−（２’−ヒドロキシ
−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ第三ブチルフェニ
ル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒ
ドロキシ−３’−第三ブチル−５’−メチルフェニル）
−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロ
キシ−５’−第三オクチルフェニル）ベンゾトリアゾー
ル、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジクミルフ
ェニル）ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス
（４−第三オクチル−６−ベンゾトリアゾリル）フェノ
ール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−第三ブチル−
５’−カルボキシフェニル）ベンゾトリアゾールなどの
２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール
類；フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾ
エート、２，４−ジ第三ブチルフェニル−３，５−ジ第
三ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、２，４−ジ第
三アミルフェニル−３，５−ジ第三ブチル−４−ヒドロ
キシベンゾエート、ヘキサデシル−３，５−ジ第三ブチ
ル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート
類；２−エチル−２’−エトキシオキザニリド、２−エ
トキシ−４’−ドデシルオキザニリドなどの置換オキザ
ニリド類；エチル−α−シアノ−β，β−ジフェニルア
クリレート、メチル−２−シアノ−３−メチル−３−
（ｐ−メトキシフェニル）アクリレートなどのシアノア
クリレート類；２−（２−ヒドロキシ−４−オクトキシ
フェニル）−４，６−ビス（２，４−ジ第三ブチルフェ
ニル）−ｓ−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−
メトキシフェニル）−４，６−ジフェニル−ｓ−トリア
ジン、２−（２−ヒドロキシ−４−プロポキシ−５−メ
チルフェニル）−４，６−ビス（２，４−ジ第三ブチル
フェニル）−ｓ−トリアジンなどのトリアリールトリア
ジン類が挙げられる。

【００３７】また、上記ヒンダードアミン系光安定剤と
しては、例えば、１，６−ビス（２，２，６，６−テト
ラメチル−４−ピペリジルアミノ）ヘキサン／ジブロモ
エタン重縮合物、１，６−ビス（２，２，６，６−テト
ラメチル−４−ピペリジルアミノ）ヘキサン／２，４−
ジクロロ−６−モルホリノ−ｓ−トリアジン重縮合物、
１，６−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピ
ペリジルアミノ）ヘキサン／２，４−ジクロロ−６−第
三オクチルアミノ−ｓ−トリアジン重縮合物、１，５，
８，１２−テトラキス〔２，４−ビス（Ｎ−ブチル−Ｎ
−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）
アミノ）−ｓ−トリアジン−６−イル〕−１，５，８，
１２−テトラアザドデカン、１，５，８，１２−テトラ
キス〔２，４−ビス（Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，
６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ）−ｓ
−トリアジン−６−イル〕−１，５，８，１２−テトラ
アザドデカン、１，６，１１−トリス〔２，４−ビス
（Ｎ−ブチル−Ｎ−（２，２，６，６−テトラメチル−
４−ピペリジル）アミノ）−ｓ−トリアジン−６−イ
ル〕アミノウンデカン、１，６，１１−トリス〔２，４
−ビス（Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペン
タメチル−４−ピペリジル）アミノ）−ｓ−トリアジン
−６−イル〕アミノウンデカンなどのヒンダードアミン
化合物が挙げられる。これらのヒンダードアミン化合物
のなかでも、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペ
リジルステアレート、１，２，２，６，６−ペンタメチ
ル−４−ピペリジルステアレート、２，２，６，６−テ
トラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，
２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケー
ト、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピ
ペリジル）セバケート、テトラキス（２，２，６，６−
テトラメチル−４−ピペリジルブタンテトラカルボキシ
レート、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチ
ル−４−ピペリジルブタンテトラカルボキシレート、ビ
ス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）
・ジ（トリデシル）−１，２，３，４−ブタンテトラカ
ルボキシレート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメ
チル−４−ピペリジル）・ジ（トリデシル）−１，２，
３，４−ブタンテトラカルボキシレート、ビス（１，
２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２
−ブチル−２−（３，５−ジ第三ブチル−４−ヒドロキ
シベンジル）マロネート、１−（２−ヒドロキシエチ
ル）−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジノ
ール／コハク酸ジエチル重縮合物などのエステル結合を
有する化合物は、水系ウレタンとの相溶性に優れるので
好ましい。

【００３８】本発明のガラス繊維集束剤は、例えば、水
溶液やコロイダルディスパージョンの形態で、あるいは
乳化剤を用いたエマルジョンの形態で使用することがで
きる。本発明のガラス繊維集束剤は、公知のガラス繊維
製造工程において、浸漬塗布、ローラー塗布、吹き付け
塗布、流し塗布、スプレー塗布などの公知の方法により
本発明のガラス繊維集束剤でガラス繊維を処理すること
により、ガラス繊維に付与することができる。得られた
ガラス繊維ストランドは、乾燥、切断してチョップドス
トランドとすることができる。また、上記ガラス繊維ス
トランドの乾燥は切断工程後に行ってもよい。

【００３９】本発明のガラス繊維集束剤によるガラス繊
維の処理は、本発明のガラス繊維集束剤が、ガラス繊維
１００重量部に対し、ポリウレタン樹脂残存固形分で好
ましくは０．０５〜１０重量部、更に好ましくは０．１
〜５重量部となるように処理するとよい。該ガラス繊維
集束剤の処理量が０．０５重量部未満であるとガラス繊
維集束剤としての機能が不十分となる場合があり、１０
重量部を超えても本発明の効果の更なる改善は期待され
ず、むしろ物性に悪影響をおよぼす恐れがある。

【００４０】本発明のガラス繊維集束剤で処理されたガ
ラス繊維は、種々の樹脂と混合することができ、混合す
る際にガラス繊維の破損を十分に抑制できるので、優れ
た機械的性能を示すガラス繊維補強樹脂製品を与える。
本発明のガラス繊維集束剤で処理されたガラス繊維を混
合することができる樹脂としては、例えば、熱可塑性樹
脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリア
ミド（ナイロン６、ナイロン６６）、ポリスチレン、ポ
リフェニレンオキサイド、アクリロニトリル−スチレン
共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリアセタール、
ポリイミドなどあるいはこれらのポリマーアロイが挙げ
られ、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和
ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げ
られる。

【００４１】前記のガラス繊維補強樹脂製品としての具
体的用途としては、ＦＲＴＰではアイロン、ドライヤー
などの熱機具の耐熱部品、コネクター、スイッチ、ケー
スなどの電子・電気部品、パソコン、ＦＡＸ，複写機の
部品、タンク、エンジンカバー、ドアミラー、バンパー
などの自動車内外部品、時計、カメラ、ガスバーナーな
どの部品が挙げられる。ＦＲＰでは、ユニットバス、シ
ステムキッチン、トイレ、浄化槽等の住宅設備、ガソリ
ンタンク、オートバイ部品、サンルーフなどの自動車部
品、食器洗浄などの家電製品、小型船舶、ヘルメットな
どに成形する用途が挙げられる。最近では、ＦＲＰをＳ
ＭＣ（Ｓｈｅｅｔ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｎｐｏｕｎ
ｄ）法やＢＭＣ（バルク・モールディング・コンパウン
ド）法により成形する方法が知られている。特にＳＭＣ
法の場合、ガラス繊維の集束性、酸性領域での集束剤液
のｐＨ安定性に優れ、適当なスチレン溶解性を持ち、Ｓ
ＭＣシートの強度があるため厚膜化に向いている。

【００４２】

【実施例】以下、製造例および実施例によって本発明を
さらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の製造
例、実施例によりなんら制限されるものではない。

【００４３】製造例１ ポリエステルポリオール２５０重量部、Ｎ−メチル−
Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン７重量部および水添ジフェ
ニルメタンジイソシアネート１２９重量部を反応容器に
とり、８０〜１００℃に保ちながら反応させてプレポリ
マーを製造した。次いで、水６５０重量部、ノニオン乳
化剤３５重量部、消泡剤０．５重量部およびリン酸３重
量部の混合物を添加して固形分４０．２重量％の水系ポ
リウレタンＡ（以下、水系Ａという）を得た。同様の方
法にて、下記表１記載の配合により水系ポリウレタンＢ
〜Ｋ（以下、それぞれ水系Ｂ〜Ｋという）を得た。尚、
下記表１中の配合数字は全て重量部を示す。また、下記
表１中の＊１〜＊８は下記の注釈を示す。 ＊１：平均分子量１０００の１，４−ブタンジオール／
アジピン酸、フタル酸系ポリオール ＊２：平均分子量１０００の１，６−ヘキサングリコー
ル／アジピン酸系ポリエステルポリオール ＊３：Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン ＊４：水添ジフェニルメタンジイソシアネート ＊５：イソフォロンジイソシアネート ＊６：ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル ＊７：エチレンジアミン ＊８：アジピン酸ジヒドラジド

【００４４】

【表１】

【００４５】 試験例１ ＜配合＞ 製造例１で得た水系Ａ〜Ｋ（下記表２を参照） １０．０重量部 （固形分４０．２重量％） γ−アミノプロピルトリエトキシシラン ０．８重量部 パラフィン系潤滑剤 ０．３重量部 水 ８８．９重量部

【００４６】上記配合によりガラス繊維集束剤（実施例
１〜８および比較例１〜３）をそれぞれ調製した。これ
らのガラス繊維集束剤を用いてチョップドストランド法
により直径１３μ、長さ３ｍｍのガラス繊維を製造し
た。この際、ガラス繊維集束剤の付着重量は固形分とし
て１重量％であった。この試験片を用いて、集束性（バ
ルキー性）、外観（表面状態）を観察した結果を下記表
２に示す。集束性（バルキー性）は次のようにして測定
した。 集束性（バルキー性）：チョップドストランド５０ｇを
内径８０ｍｍの５００ｃｃビーカーに入れ、回転翼で２
６００ｒｐｍで特定時間攪拌し、次いで内径５０ｍｍメ
スシリンダーに移しその高さ（ｍｍ）を測定する。集束
性が良いほど高さが低い。

【００４７】

【表２】

【００４８】試験例２ 実施例１〜８および比較例１〜３のガラス繊維集束剤を
用いて得られたそれぞれのチョップドストランド３３重
量％とポリアミド（ナイロン６６）樹脂６７重量％とを
２７０℃で混練し、ペレタイザーでペレットを作成し、
これを成型温度３００℃、金型温度８０℃で射出成型法
で試験片をそれぞれ作成した。これらの試験片を用い
て、ＪＩＳ Ｋ−７０５４の方法により引張強度（常
態、吸水後）、ＡＳＴＭＤ−２５６により衝撃強度を測
定した。尚、吸水後の引張強度はプレッシャークッカー
１２０℃、１５時間熱水に吸水させた後、引張試験を行
った結果である。試験結果を下記表３に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】

【発明の効果】本発明のガラス繊維集束剤は、ガラス繊
維に適用することにより集束性に優れたガラス繊維を得
ることができ、さらに、このガラス繊維を熱可塑性樹脂
または熱硬化性樹脂の補強材として用いることにより、
機械的強度および耐温熱水性に優れたガラス繊維強化樹
脂成形体を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G060 BA04 BB02 BC11 BC13 4J002 CK021 CK031 CK041 CK051 DH026 DK006 EW126 EY016 4L033 AA09 AB01 AC05 AC12 BA96 CA50 CA51

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カチオン性ポリウレタン樹脂を必須成分
   としてなるガラス繊維集束剤において、前記カチオン性
   ポリウレタン樹脂として、分子中に３級アミノ基を含有
   し、リンまたはホウ素に結合するＯＨ基を１つ以上持つ
   リン酸化合物または硼酸化合物のうち少なくとも１種で
   カチオン成分の一部または全部が中和されているカチオ
   ン性水系ポリウレタン樹脂を用いることを特徴とするガ
   ラス繊維集束剤。