JP2005133248A

JP2005133248A - Glass chopped strand

Info

Publication number: JP2005133248A
Application number: JP2003371470A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hatta; 克彦八田; Akihiro Iritani; 晃弘入谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass chopped strand enabling a glass paper having uniform basis weight and thickness to be produced. <P>SOLUTION: The glass chopped strand is obtained by cutting a glass strand wound as a cake, and is regulated so that the value of (LOI<SB>H</SB>-LOI<SB>L</SB>)/LOI<SB>Ave</SB>(wherein, LOI<SB>M</SB>is the maximum value of ignition loss; LOI<SB>L</SB>is the minimum value thereof; and LOI<SB>Ave</SB>is the average value thereof) may be ≤0.40. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、タイルカーペットやルーフィングなどの建築資材、またはプリント配線基板に用いられるガラスペーパーの作製に使用されるガラスチョップドストランドに関するものである。 The present invention relates to a glass chopped strand used for producing glass paper used for building materials such as tile carpets and roofing, or printed wiring boards.

ガラスペーパーは、溶融ガラスを白金製ブッシングの底面に形成された多数のノズルから引き出すことによってフィラメント化した後、ガラスフィラメントの表面に集束剤液を塗布し、複数本のガラスフィラメントを一本に束ねてガラスストランドとし、ケーキとして巻き取り、ケーキからガラスストランドを解舒しながら３〜５０ｍｍの所定長さに切断してガラスチョップドストランドを作製し、これを水溶性高分子、界面活性剤等が溶解した白水中へ投入し、攪拌してモノフィラメントにまで開繊し、パルプから紙を製造する方法と同様にメッシュコンベア上で抄造し、脱水・乾燥して作製する。 Glass paper is made into a filament by drawing molten glass from a number of nozzles formed on the bottom surface of a platinum bushing, and then a sizing agent solution is applied to the surface of the glass filament to bundle a plurality of glass filaments into one. The glass strand is wound up as a cake, and the glass strand is unwound from the cake and cut to a predetermined length of 3 to 50 mm to produce a glass chopped strand, which dissolves the water-soluble polymer, surfactant, etc. It is poured into the white water, stirred and opened to a monofilament, made into paper on a mesh conveyor in the same manner as a method for producing paper from pulp, and dehydrated and dried.

一般に、ガラスペーパー用途のガラスチョップドストランドに塗布する集束剤液は、固形分換算でそれぞれ１０質量％以下のアルキルイミダゾリン系カチオン界面活性剤等の界面活性剤と、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子とを含有し、必要に応じてシランカップリング剤、ｐＨ調節剤、消泡剤等をさらに含有する。また、澱粉や植物オイル等の天然原料を集束剤成分とした集束剤液を使用する場合もある。このような集束剤液は、紡糸されたガラスフィラメントの表面を保護したり、数百〜数千本のガラスフィラメントを一本のガラスストランドに束ねる結束力を付与したり、抄造時のガラスモノフィラメントの表面に平滑性を付与したりする働きを有する。 In general, the sizing agent liquid applied to glass chopped strands for glass paper is 10% by mass or less each of surfactants such as alkyl imidazoline cationic surfactants in terms of solid content, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol, etc. And a silane coupling agent, a pH adjuster, an antifoaming agent and the like as necessary. In some cases, a sizing agent liquid containing a natural raw material such as starch or vegetable oil as a sizing agent component may be used. Such a sizing agent solution protects the surface of the spun glass filament, gives a binding force to bundle hundreds to thousands of glass filaments into one glass strand, It has a function of imparting smoothness to the surface.

抄造するためにガラスチョップドストランドを白水中へ投入すると、ガラスフィラメントの表面に塗布された集束剤成分が白水中へ溶解するために、ガラスチョップドストランドの結束力が無くなり、プロペラ羽根等の攪拌によるせん断力によりガラスモノフィラメントにまで開繊する。 When glass chopped strands are thrown into white water for paper making, the bundling agent component applied to the surface of the glass filament dissolves in the white water. Open to glass monofilament by force.

白水中でガラスチョップドストランドからガラスモノフィラメントにまで開繊する時間は、ガラスチョップドストランドの強熱減量（ＬＯＩ）の影響を大きく受ける。つまり、ガラスチョップドストランドのＬＯＩが小さい場合、ガラスチョップドストランドの結束力が無くなるまで、ガラスフィラメント表面に塗布された集束剤成分が白水中へ溶解するのに比較的時間がかからないために、短時間でガラスモノフィラメントにまで開繊するが、ガラスチョップドストランドのＬＯＩが大きい場合は、ガラスチョップドストランドの結束力が無くなるまで、ガラスフィラメント表面に塗布された集束剤成分が白水中へ溶解するのに比較的時間がかかるために、ガラスモノフィラメントに開繊するまでに時間がかかる。 The time for opening from glass chopped strands to glass monofilaments in white water is greatly affected by the loss on ignition (LOI) of the glass chopped strands. That is, when the LOI of the glass chopped strand is small, it takes a relatively short time for the sizing agent component applied to the glass filament surface to dissolve in the white water until the binding force of the glass chopped strand is lost. When the glass chopped strand has a large LOI, it will take a relatively long time for the sizing agent component applied to the surface of the glass filament to dissolve in the white water until the glass chopped strand has no binding force. Therefore, it takes time to open the glass monofilament.

ガラスチョップドストランドのＬＯＩの差は、マイグレーションと呼ばれる現象によって生じる。マイグレーションとは、ガラスストランドを巻き取ったケーキの内層部、外層部および端面部から水分が蒸発し、内層部、外層部および端面部に中層部から集束剤成分が水分とともに移動するため、ＬＯＩに差が生じる現象である。 The difference in LOI of glass chopped strands is caused by a phenomenon called migration. Migration means that the moisture evaporates from the inner layer part, outer layer part and end face part of the cake wound with the glass strand, and the sizing agent component moves with the moisture from the middle layer part to the inner layer part, outer layer part and end face part. This is a phenomenon in which a difference occurs.

このようなマイグレーションの発生を抑制する方法として、例えば、緩やかな条件でケーキを乾燥する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−５０５２０号公報 As a method for suppressing the occurrence of such migration, for example, a method of drying a cake under a mild condition is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP-A-5-50520

しかし、特許文献１に開示されているガラス繊維巻体（ケーキ）の乾燥方法を用いた場合でも、チョップドストランド製品のＬＯＩのバラツキは、平均ＬＯＩの−１０〜＋２００質量％の範囲内となり、ガラスペーパー用途に使用する場合、ガラスモノフィラメントに開繊するまでの時間にバラツキが生じるため、モノフィラメントにまで開繊していないガラスストランドが存在しやすく、均一な目付や厚さを有するガラスペーパーを作製することが難しかった。 However, even when the method for drying a glass fiber roll (cake) disclosed in Patent Document 1 is used, the LOI variation of the chopped strand product is within the range of −10 to +200 mass% of the average LOI, and the glass When used for paper, there is a variation in the time until the glass monofilament is opened, so glass strands that are not opened to the monofilament are likely to exist, and glass paper having a uniform basis weight and thickness is produced. It was difficult.

本発明の目的は、上記事情に鑑みなされたものであり、均一な目付や厚さを有するガラスペーパーを作製することができるガラスチョップドストランドを提供することである。 The object of the present invention is made in view of the above circumstances, and is to provide a glass chopped strand capable of producing a glass paper having a uniform basis weight and thickness.

本発明者等は、上記目的を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ケーキの保管時間を短くすると、そのケーキから作製されたガラスチョップドストランドにおいて、ＬＯＩの最大値をＬＯＩ_H、最小値をＬＯＩ_L、平均値をＬＯＩ_Aveとした場合に、（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが小さくなり、ガラスペーパーの目付や厚さが一定になりやすいことを見出し、本発明を提案するに至った。 As a result of repeating various experiments to achieve the above object, the present inventors reduced the storage time of the cake, and in the glass chopped strand made from the cake, the LOI maximum value was LOI _H and the minimum value was When LOI _L and the average value are LOI _Ave , (LOI _H −LOI _L ) / LOI _Ave becomes small, and the basis weight and thickness of the glass paper tend to be constant, leading to the proposal of the present invention. It was.

すなわち、本発明のガラスチョップドストランドは、ケーキとして巻き取られたガラスストランドを切断してなるガラスチョップドストランドであって、強熱減量の最大値をＬＯＩ_H、最小値をＬＯＩ_L、平均値をＬＯＩ_Aveとした場合に、（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが０．４０以下であることを特徴とする。 That is, the glass chopped strand of the present invention is a glass chopped strand formed by cutting a glass strand wound as a cake, and the maximum value of ignition loss is LOI _H , the minimum value is LOI _L , and the average value is LOI. _In the case of _Ave , (LOI _H −LOI _L ) / LOI _Ave is 0.40 or less.

本発明のガラスチョップドストランドは、ケーキとして巻き取られたガラスストランドを切断してなるガラスチョップドストランドであって、強熱減量（ＬＯＩ）の最大値をＬＯＩ_H、最小値をＬＯＩ_L、平均値をＬＯＩ_Aveとした場合に、（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが０．４０以下であるため、均一な目付や厚さを有するガラスペーパーを作製することできる。すなわち、強熱減量（ＬＯＩ）の差が小さいためモノフィラメントにまで開繊するために要する時間のバラツキも小さく、開繊していないガラスストランドが存在しにくいため、均一な目付や厚さを有するガラスペーパーを作製することできるからである。 The glass chopped strand of the present invention is a glass chopped strand obtained by cutting a glass strand wound up as a cake. The maximum value of ignition loss (LOI) is LOI _H , the minimum value is LOI _L , and the average value is When LOI _Ave is used, (LOI _H −LOI _L ) / LOI _Ave is 0.40 or less, so that glass paper having a uniform basis weight and thickness can be manufactured. In other words, since the difference in loss on ignition (LOI) is small, the variation in time required for opening to monofilaments is also small, and glass strands that are not opened are unlikely to exist, so glass having a uniform basis weight and thickness This is because paper can be produced.

また、ガラスチョップドストランドを作製する際に、マイグレーションを抑制できるため、ケーキの内層部や外層部のガラスストランドを除去する必要がなく、除去する手間がかからないとともに、全てを製品にすることができ、無駄がなく好ましい。 In addition, since the migration can be suppressed when producing the glass chopped strands, it is not necessary to remove the glass strands of the inner layer portion and the outer layer portion of the cake, it does not take time and effort to remove, and all can be made into products, It is preferable without waste.

好ましい（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveの範囲は０．３５以下、さらに好ましくは０．３０以下である。 The range of (LOI _H -LOI _L ) / LOI _Ave is preferably 0.35 or less, more preferably 0.30 or less.

（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが０．４０以下であることを実現するためには、ガラスストランドがケーキとして巻き取られてから、保管時間が１３時間以内に、好ましくは１０時間以内にガラスストランドをケーキから解舒しながら切断することが必要である。 In order to realize that (LOI _H -LOI _L ) / LOI _Ave is 0.40 or less, the storage time is within 13 hours, preferably within 10 hours after the glass strand is wound as a cake. It is necessary to cut the glass strands while unwinding them from the cake.

本発明のチョップドストランドは、シランカップリング剤の付着量が０．００１〜０．１質量％であると、ガラスペーパーをタイルカーペットやルーフィングなどの建築資材やプリント配線基板の基材として使用した場合にガラス表面と樹脂との接着が向上するため好ましい。シランカップリング剤の付着量の好ましい範囲は０．００５〜０．０６質量％、さらに好ましい範囲は０．０１〜０．０５質量％である。 The chopped strand of the present invention has a silane coupling agent adhesion amount of 0.001 to 0.1% by mass when glass paper is used as a building material such as a tile carpet or roofing, or as a base material for a printed wiring board. It is preferable because the adhesion between the glass surface and the resin is improved. A preferable range of the adhesion amount of the silane coupling agent is 0.005 to 0.06% by mass, and a more preferable range is 0.01 to 0.05% by mass.

シランカップリング剤の付着量が０．００１質量％よりも少ないと、ガラス表面と樹脂との接着の効果が小さくなるため好ましくなく、また、０．１質量％よりも大きいと、チョップドストランド製品の保管中にシランカップリング剤の重合反応が進み、白水中で開繊しにくくなるため好ましくない。 If the adhesion amount of the silane coupling agent is less than 0.001% by mass, the effect of adhesion between the glass surface and the resin is reduced, and if it is greater than 0.1% by mass, the chopped strand product Since the polymerization reaction of the silane coupling agent proceeds during storage and it becomes difficult to open the fiber in white water, it is not preferable.

シランカップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、ウレイドシランカップリング剤、メタクリルシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、スチリルシランカップリング剤等が使用可能である。 As the silane coupling agent, an epoxy silane coupling agent, an amino silane coupling agent, a ureido silane coupling agent, a methacryl silane coupling agent, a vinyl silane coupling agent, a styryl silane coupling agent, or the like can be used.

本発明のガラスペーパーに使用するガラスチョップドストランドに用いる集束剤としては、それぞれ１０質量％以下のアルキルイミダゾリン系カチオン界面活性剤等の界面活性剤や、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を集束剤成分として含む集束剤液を用いることができる。 As the sizing agent used for the glass chopped strands used in the glass paper of the present invention, surfactants such as alkyl imidazoline-based cationic surfactants of 10% by mass or less, and water-soluble substances such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol, etc. A sizing agent liquid containing a polymer as a sizing agent component can be used.

界面活性剤としては、アルキルイミダゾリン系カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、アルキルアマイド誘導体が使用可能であり、白水中で分散性を高める効果を有する。 As the surfactant, alkyl imidazoline cationic surfactants, nonionic surfactants, and alkyl amide derivatives can be used, which has an effect of enhancing dispersibility in white water.

また、水溶性高分子としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンロジンエステル、ポリオキシエチレンアルキルポリアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミドエーテル等が使用可能であり、白水中に投入するまで、毛羽立たないようにガラスフィラメント同士の結束性を高める効果を有する。 In addition, as the water-soluble polymer, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene rosin ester, polyoxyethylene alkyl polyamino ether, polyoxyethylene alkyl amide ether, and the like can be used. It has the effect of increasing the binding property between the glass filaments so as not to be fuzzed.

本発明のガラスチョップドストランドに使用する集束剤としては、上記した成分以外に必要に応じてｐＨ調節剤、消泡剤等の化合物を添加することができる。 As a sizing agent used for the glass chopped strand of the present invention, a compound such as a pH adjusting agent or an antifoaming agent can be added as necessary in addition to the above-described components.

ｐＨ調節剤としては、酢酸等が使用可能である。 As the pH adjuster, acetic acid or the like can be used.

消泡剤としては、シリコーン系消泡剤等が使用可能である。 As the antifoaming agent, a silicone-based antifoaming agent or the like can be used.

以下、本発明のガラスチョップドストランドを実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the glass chopped strand of this invention is demonstrated in detail based on an Example.

表1に、実施例１〜４を示し、表２に、比較例１〜４を示す。 Table 1 shows Examples 1 to 4, and Table 2 shows Comparative Examples 1 to 4.

実施例１〜４および比較例１〜４のガラスチョップドストランドは、以下の方法により作製した。 The glass chopped strands of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were produced by the following method.

まず、溶融したガラスを４０００のノズルを有するブッシングより、直径１０μｍのガラスフィラメントを引き出し、集束剤液を塗布し、ギャザリングシューにより一本のガラスストランドとし、ワインダーに巻き取る事により質量２０ｋｇのケーキをそれぞれ１０個ずつ作製した。なお、実施例１、２および比較例１、２の集束剤液は、固形分換算でエポキシシランカップリング剤を０．１質量％、ポリエチレンオキサイドを５．０質量％、２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリンを３．０質量％集束剤成分として含有する水溶液であり、実施例３、４および比較例３、４の集束剤は、固形分換算でエポキシシランカップリング剤を０．１７質量％、ポリエチレンオキサイドを８．５質量％、２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリンを５．１質量％集束剤成分として含有する水溶液である。 First, a glass filament with a diameter of 10 μm is drawn from a bushing having a nozzle of 4000 from the molten glass, and a sizing agent solution is applied to form a single glass strand with a gathering shoe. Ten pieces of each were prepared. In addition, the bundling agent liquids of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were 0.1% by mass of the epoxysilane coupling agent, 5.0% by mass of polyethylene oxide, and 2-heptadecenyl-hydroxyethyl in terms of solid content. It is an aqueous solution containing imidazoline as a 3.0% by mass sizing agent component. The sizing agents of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 are 0.17% by mass of an epoxysilane coupling agent in terms of solid content, polyethylene. This is an aqueous solution containing 8.5% by mass of oxide and 5.1% by mass of 2-heptadecenyl-hydroxyethylimidazoline as a sizing agent component.

続いて、表１および表２に示す時間と方法で放置した後、ケーキからガラスストランドを解舒しながら長さ１３ｍｍに切断してガラスチョップドストランドを作製した。なお、表中の放置方法において、室内は、特に処理をせず放置したものであり、ポリ袋は、ケーキをポリエチレン製の袋の中に入れて密封して放置したものである。 Subsequently, after being allowed to stand for the time and method shown in Tables 1 and 2, glass chopped strands were produced by cutting the glass strands from the cake to 13 mm in length while unwinding them. In the leaving method in the table, the room is left untreated, and the plastic bag is a bag in which a cake is put in a polyethylene bag and sealed.

（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveは、ガラスチョップドストランド２００ｋｇの中から３０ｇづつ５０箇所から採取し、各々のＬＯＩを測定し、その最大値をＬＯＩ_H、その最小値をＬＯＩ_Lとし、またそれらの平均値をＬＯＩ_Aveとして求めた。なお。ＬＯＩは、３０ｇのガラスチョップドストランドを１３０℃で恒量になるまで乾燥した質量（乾燥質量）を測定した後、６５０℃で１時間集束剤成分を焼却した質量（焼却質量）を測定し、｛（乾燥質量）−（焼却質量）｝／（乾燥質量）×１００から算出した。 (LOI _H -LOI _L ) / LOI _Ave is sampled from 50 g of glass chopped strands from 30 kg at 50 g, and each LOI is measured. The maximum value is LOI _H and the minimum value is LOI _L. Their average value was determined as LOI _Ave. Note that. LOI measured the mass (incineration mass) which incinerated the sizing agent component for 1 hour at 650 degreeC after measuring the mass (dry mass) which dried until 30 g of glass chopped strand became constant weight at 130 degreeC, {( Dry mass) − (incineration mass)} / (dry mass) × 100.

開繊時間は、１０００ｃｃのビーカーに、ポリビニルアルコールおよびポリエチレングリコール型ノニオン界面活性剤を用い、粘度が１０ｍＰａ・ｓとなるよう調整した白水１０００ｇを投入し、直径７０ｍｍのプロペラ羽根を用い２００ｒｐｍで撹拌しながら、ガラスチョップドストランドを５．０ｇ投入し、ガラスチョップドストランドがモノフィラメントにまで全て開繊ために要する時間を開繊時間とし、目視で測定した。なお、５０回測定し、その平均値および標準偏差を算出した。 The opening time is 1000 g of white water adjusted to a viscosity of 10 mPa · s in a 1000 cc beaker using polyvinyl alcohol and a polyethylene glycol type nonionic surfactant, and stirred at 200 rpm using a propeller blade having a diameter of 70 mm. However, 5.0 g of glass chopped strands were added, and the time required for opening all the glass chopped strands into monofilaments was defined as the opening time, which was measured visually. In addition, it measured 50 times and computed the average value and standard deviation.

表１から明らかなように、実施例１〜４は、（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが０．４０以下と小さく、また、開繊時間のバラツキを示す標準偏差は１．７以下と小さかった。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 4, (LOI _H -LOI _L ) / LOI _Ave was as small as 0.40 or less, and the standard deviation indicating variation in the opening time was 1.7 or less. It was small.

一方、表２から明らかなように、比較例１〜４は、（ＬＯＩ_H−ＬＯＩ_L）／ＬＯＩ_Aveが０．５０以上と大きく、開繊時間のバラツキを示す標準偏差は４．４以上と大きかった。 On the other hand, as is clear from Table 2, in Comparative Examples 1 to 4, (LOI _H −LOI _L ) / LOI _Ave is as large as 0.50 or more, and the standard deviation indicating variation in the opening time is 4.4 or more. It was big.

以上のように、本発明のガラスチョップドストランドは、白水中でモノフィラメントにまで開繊する時間のバラツキが小さいため、このガラスチョップドストランドを用いて作製したガラスペーパーは、均一な目付や厚さを有し、タイルカーペットやルーフィングなどの建築資材、またはプリント配線基板用途に好適である。 As described above, since the glass chopped strands of the present invention have little variation in the time to open to monofilaments in white water, the glass paper produced using the glass chopped strands has a uniform basis weight and thickness. However, it is suitable for building materials such as tile carpets and roofing, or printed wiring board applications.

Claims

A glass chopped strand obtained by cutting a glass strand wound up as a cake, where the maximum value of ignition loss is LOI _H , the minimum value is LOI _L , and the average value is LOI _Ave , (LOI _H − LOI _L ) / LOI _Ave is 0.40 or less, and is a glass chopped strand.

2. The chopped strand according to claim 1, wherein the adhesion amount of the silane coupling agent is 0.001 to 0.1% by mass.