JP2009143765A - Glass fiber sizing agent, glass fiber, method for producing the glass fiber and glass fiber reinforced thermoplastic resin - Google Patents

Glass fiber sizing agent, glass fiber, method for producing the glass fiber and glass fiber reinforced thermoplastic resin Download PDF

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民也 関谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a glass fiber sizing agent which can suppress the discoloration of a thermoplastic resin caused by heat when the thermoplastic resin is molded and even the discoloration of the thermoplastic resin caused by high-temperature heat treatments over a plurality of times applied on the thermoplastic resin after molding; a glass fiber coated with the glass fiber sizing agent, which is used as a reinforcing material of a thermoplastic resin and provides a resin material having stable mechanical strength; a method for producing the glass fiber; and a glass fiber-reinforced thermoplastic resin using the glass fiber. <P>SOLUTION: The glass fiber sizing agent contains a pyrophosphate and a non-yellowing polyurethane, wherein the content of the non-yellowing polyurethane is ≥50 mass% expressed in terms of solid content. In the glass fiber, the glass fiber sizing agent is applied in a sticking rate of 0.2-0.6 mass%. The method for producing the glass fiber comprises applying the glass fiber sizing agent onto glass filaments drawn out from a bushing, gathering the filaments to make them into a glass strand, and winding the glass strand into a wound article. The glass fiber reinforced thermoplastic resin is reinforced by using the glass fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱可塑性樹脂を強化するために使用されるガラス繊維と、その表面を被覆するガラス繊維用集束剤、そしてこの集束剤を用いたガラス繊維の製造方法、及びこのガラス繊維を使用して製造されるガラス繊維強化熱可塑性樹脂に関する。   The present invention relates to a glass fiber used to reinforce a thermoplastic resin, a glass fiber sizing agent covering the surface thereof, a method for producing glass fiber using the sizing agent, and the glass fiber. It relates to a glass fiber reinforced thermoplastic resin produced by the manufacturing method.

主に構造材料として使用されるガラス繊維は、数多くの用途で使用されているが、このガラス繊維は一般に以下のような工程で製造されている。まずガラス繊維用として調製されたガラス原料を高温状態となるように加熱することによって溶融ガラスとし、この溶融ガラスを白金製ブッシングの底部に形成された多数の耐熱性ノズルから連続的に引き出すことによって繊維化した後、その表面に集束剤を塗布してから集束することによってガラス繊維束(ストランド)としてから回巻状に巻き取る方法が採られる。ここでガラス繊維に塗布される集束剤は、皮膜形成剤、カップリング剤、潤滑剤、あるいは帯電防止剤等の各種の成分から構成されている。そしてガラス繊維がFRTP(Fiberglass−Reinforeced ThermoPlastic;ガラス繊維熱強化プラスチックとも言う)の補強材として用いられる場合には、強度の高いFRTPが得られるように集束剤の成分として、マトリックス樹脂との接着性が良好となるように選択された皮膜形成剤とカップリング剤とが使用されている。そしてこのガラス繊維を使用して、例えばFRTPを製造する場合には、作製したストランドを所定長に切断してチョップドストランドとした後、これを熱可塑性樹脂と加熱しながら混練し、次いで各種の成形法で所定形状に成形する方法が採られる。   Glass fiber mainly used as a structural material is used in many applications, and this glass fiber is generally produced by the following process. First, a glass raw material prepared for glass fiber is heated to a high temperature to obtain molten glass, and this molten glass is continuously drawn out from a number of heat-resistant nozzles formed at the bottom of a platinum bushing. After fiberization, a method of winding the glass fiber bundle (strand) into a glass fiber bundle (strand) by applying a bundling agent to the surface and then bundling is used. Here, the sizing agent applied to the glass fiber is composed of various components such as a film forming agent, a coupling agent, a lubricant, or an antistatic agent. When the glass fiber is used as a reinforcing material for FRTP (Fiberglass-Reinforced Thermoplastic) (also referred to as glass fiber heat-reinforced plastic), the adhesive property to the matrix resin is used as a component of the sizing agent so as to obtain a high strength FRTP. A film-forming agent and a coupling agent selected so as to be good are used. For example, when manufacturing FRTP using this glass fiber, the prepared strand is cut into a predetermined length to obtain a chopped strand, which is then kneaded while being heated with a thermoplastic resin, and then variously shaped. The method of forming into a predetermined shape is adopted.

このようにして得られるFRTPのようなガラス繊維を使用する熱可塑性樹脂の成型体は、数多くの優れた性能を有するために自動車やOA機器等の様々な用途で使用されているが、成型を行う際の混練等の加熱条件によってはマトリックス樹脂の分解反応やガラス繊維表面の集束剤の反応等に起因して褐色等に着色する場合があり、このような着色現象を防止するために着色防止剤が一般に使用されている。しかしながら着色防止剤の使用は成形体の強度を低下させる場合もあり、しかも大量に着色防止剤を使用するのは経済的ではない。そこで特許文献1では、着色防止剤として次亜リン酸又はその塩を0.05〜1.5wt%使用することによって加熱における着色を抑止するという発明が開示されている。また特許文献2には、加熱による着色を防止する手段として、集束剤中にピロリン酸塩を含有させるという発明も開示されている。
特開平2−116648号公報 特開平9−249434号公報
The thermoplastic resin moldings using glass fibers such as FRTP obtained in this way are used in various applications such as automobiles and OA equipment because they have many excellent performances. Depending on the heating conditions such as kneading during the process, it may be colored brown due to the decomposition reaction of the matrix resin or the reaction of the sizing agent on the surface of the glass fiber, and coloring prevention to prevent such coloring phenomenon Agents are commonly used. However, the use of an anti-coloring agent may reduce the strength of the molded article, and it is not economical to use a large amount of the anti-coloring agent. Therefore, Patent Document 1 discloses an invention in which coloring by heating is suppressed by using 0.05 to 1.5 wt% of hypophosphorous acid or a salt thereof as a coloring inhibitor. Patent Document 2 also discloses an invention in which pyrophosphate is contained in a sizing agent as a means for preventing coloring due to heating.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-116648 Japanese Patent Laid-Open No. 9-249434

しかしながらこれまで行われてきた発明は、ある程度の着色改善効果は実現できても、ガラス繊維が使用される用途や特定の樹脂では全く十分なものではないことが判明してきた。例えば種々のFRTPの中でも、特に高い耐熱性を有する液晶ポリマー樹脂、ポリアミド4,6樹脂、芳香族ポリアミド樹脂やPPS樹脂等を用いて製造され、電子工業等の用途で使用される表面実装部品においては、リフローハンダ付け時の加熱により当該部品が著しく着色する場合や、濃い色相へと変色する場合があり、このような着色等が発生すると所望の色調の製品が得られないことになる。この着色の問題は、FRTP製造時の加熱に加えてリフローハンダ付け処理でも再度の加熱が行われることによって生じているものであり、リフローハンダ付け処理後の当該部品において、所望の色相が得られなくなることに加えて、製品毎の色調のばらつきが大きく色相安定性に欠けるという問題も生じることとなる。すなわち得られる製品の色調が安定することなく、工業製品として価値がなくなるという事態となるのである。   However, it has been found that the inventions that have been carried out so far are not satisfactory at all for the use in which glass fibers are used or the specific resin, even if a certain degree of coloring improvement effect can be realized. For example, among various FRTPs, surface mount components manufactured using liquid crystal polymer resins having high heat resistance, polyamide 4,6 resins, aromatic polyamide resins, PPS resins, etc. and used in applications such as electronics industry In some cases, the part is remarkably colored by heating during reflow soldering or discolored to a deep hue. If such coloring occurs, a product with a desired color tone cannot be obtained. This coloring problem is caused by reheating soldering in addition to heating at the time of manufacturing the FRTP, and a desired hue can be obtained in the part after the reflow soldering processing. In addition to the disappearance, there is a problem that the hue variation of each product is large and the hue stability is lacking. That is, the color tone of the obtained product is not stabilized, and the value as an industrial product is lost.

特許文献1や特許文献2に開示の発明では、FRTP成型時の一次加熱での変色を抑止するという効果を発揮することはでき、その後に高温加熱にさらされないならば、それなりに対処することはできるものである。しかしながらFRTPが様々な用途で使用されるようになったために再び問題化したのは、一旦成形されたFRTPが再度の加熱を受ける、いわゆる二次加熱に対しての熱変色という極めて解決が困難な着色問題であった。またこの二次加熱に関わる着色問題では、特許文献1の次亜リン酸又はその塩、あるいは特許文献2のピロリン酸塩のガラス繊維表面への付着量を多くする対処を行うと、FRTPの色相はより白味を帯びるようになるため、リフローハンダ付け処理時の二次加熱による色相変化がかえって顕著なものとなり、最終部品としての色相安定性が一層乏しくなる場合があるということも判明した。   In the inventions disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the effect of suppressing discoloration by primary heating at the time of FRTP molding can be exerted, and if it is not exposed to high temperature heating after that, it can be dealt with as such. It can be done. However, since FRTP has been used in various applications, it became a problem again. The once-molded FRTP is subjected to reheating, so that it is extremely difficult to solve the problem of thermal discoloration for so-called secondary heating. It was a coloring problem. In addition, in the coloring problem related to the secondary heating, if the countermeasure is taken to increase the adhesion amount of hypophosphorous acid or salt thereof of Patent Document 1 or pyrophosphate salt of Patent Document 2 to the glass fiber surface, the hue of FRTP It has also been found that the hue change due to the secondary heating during the reflow soldering process becomes rather noticeable and the hue stability as the final part may be further deteriorated.

すなわち、本発明は熱可塑性樹脂の成型時の加熱ばかりでなく、成形された熱可塑性樹脂が受ける複数回に亘る高温加熱処理によってもたらされる着色をも確実に抑止することができるガラス繊維用集束剤と、このガラス繊維用集束剤を塗布することによって熱可塑性樹脂の強化材として安定した機械的強度を有する樹脂材を得ることのできるガラス繊維とその製造方法、及びこのガラス繊維により強化されたガラス繊維強化熱可塑性樹脂を提供することを課題とする。   That is, the present invention is a glass fiber sizing agent that can reliably suppress not only the heating during the molding of the thermoplastic resin but also the coloration caused by the multiple times of high-temperature heat treatment that the molded thermoplastic resin undergoes. A glass fiber capable of obtaining a resin material having a stable mechanical strength as a thermoplastic resin reinforcing material by applying the glass fiber sizing agent, a method for producing the same, and a glass reinforced by the glass fiber An object is to provide a fiber-reinforced thermoplastic resin.

本発明者らは、加熱によって着色し難い、すなわち高い耐熱変色性を有し、しかもマトリックス樹脂との接着性が良く、複合成形体の機械的強度を高くすることのできる熱可塑性樹脂強化用のガラス繊維に関する重点的な研究を行う中で本発明に至った。すなわち、ガラス繊維表面に塗布される集束剤成分として特定成分の配合量を精緻に調整したものを使用することによって、マトリックス樹脂との接着性を良くし、FRTPの機械的強度を高くすることができ、集束性が良好なため搬送工程での繊維束のほぐれが生じにくく、ガラス繊維の成形時の一次加熱に加えて、リフローハンダ付け処理のような二次加熱を伴う後加熱工程時における変色をも効率的に抑制することが可能となることを数多くの試行錯誤の末に遂に見出した。そしてこの高い機械的強度と耐熱変色性の両方を実現することのできるガラス繊維用集束剤とこのガラス繊維用集束剤を塗布したガラス繊維、さらにガラス繊維の製造方法及びこのガラス繊維を使用したガラス繊維強化熱可塑性樹脂をここに提示するものである。   The inventors of the present invention are for reinforcing a thermoplastic resin that is difficult to be colored by heating, that is, has high heat discoloration, has good adhesion to a matrix resin, and can increase the mechanical strength of the composite molded body. The present invention has been reached through intensive research on glass fibers. That is, by using a finely adjusted compounding amount of a specific component as a sizing agent component applied to the glass fiber surface, it is possible to improve the adhesion with the matrix resin and increase the mechanical strength of FRTP. In addition to the primary heating at the time of molding the glass fiber, the discoloration during the post-heating process with secondary heating such as reflow soldering is also possible due to the good convergence and the fiber bundles are not easily loosened in the transport process. Finally, after many trials and errors, it was found that it was possible to efficiently suppress the noise. And glass fiber sizing agent capable of realizing both high mechanical strength and heat discoloration, glass fiber coated with this glass fiber sizing agent, glass fiber production method, and glass using this glass fiber A fiber reinforced thermoplastic resin is presented here.

本発明のガラス繊維用集束剤は、ガラス繊維の表面に塗布される集束剤であって、無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、該無黄変型ポリウレタンの含有量が固形分換算で50質量%以上であることを特徴とする。   The sizing agent for glass fiber of the present invention is a sizing agent applied to the surface of glass fiber, and contains a non-yellowing polyurethane and a pyrophosphate, and the content of the non-yellowing polyurethane in terms of solid content It is 50 mass% or more.

ここで、ガラス繊維の表面に塗布される集束剤であって、無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、該無黄変型ポリウレタンの含有量が固形分換算で50質量%以上であるとは、無機ガラス材質よりなる熱可塑性樹脂の強化用途で用いられるガラス繊維の表面を被覆するように塗布されるガラス繊維集束剤の成分として、無黄変型ポリイソシアネートを含有するポリウレタンである無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、しかも無黄変型ポリウレタンの含有量が、固形分換算で50質量%以上であるということを意味している。   Here, the sizing agent applied to the surface of the glass fiber, which contains non-yellowing polyurethane and pyrophosphate, and the content of the non-yellowing polyurethane is 50% by mass or more in terms of solid content Is a non-yellowing type polyurethane which is a polyurethane containing a non-yellowing type polyisocyanate as a component of a glass fiber sizing agent applied so as to cover the surface of the glass fiber used for reinforcing the thermoplastic resin made of an inorganic glass material It means that the polyurethane and pyrophosphate are contained, and the content of the non-yellowing polyurethane is 50% by mass or more in terms of solid content.

無黄変型ポリウレタンとしては、含有される無黄変型ポリイソシアネートにヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂肪族、脂環族ジイソシアネートあるいはこれらの誘導体を使用するものであり、ピロリン酸塩としては、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸カルシウム、又はピロリン酸銅等の無水物や水和物を使用するものである。   Non-yellowing polyurethane includes aliphatic, alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, or derivatives thereof. As the pyrophosphate, an anhydride or hydrate such as sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, calcium pyrophosphate, or copper pyrophosphate is used.

本発明のガラス繊維用集束剤は、含有される無黄変型ポリウレタンの含有比率が固形分換算で50質量%に満たない場合には加熱初期、すなわち一次加熱時には変色を抑える効果を発揮しても、二次加熱などの複数回に亘る加熱操作を要する場合や、加熱温度が著しく高い場合などには十分な着色抑止効果が得られ難くなり、濃い着色が認められるようになるため好ましくない。無黄変型ポリウレタンは、これまでもガラス繊維用集束材中に使用されてはいたが、これまでは固形分換算で50質量%に満たない含有量で使用されてきたため、大きな着色抑止効果を発揮することはできないものであった。また無黄変型ポリウレタンの含有比率が大きすぎると、相対的にピロリン酸塩の含有量が低くなることとなり、その場合も耐熱変色性が損なわれることとなる場合がある。よって含有される無黄変型ポリウレタンの含有比率には上限があり、無黄変型ポリウレタンの含有比率は90質量%以下とすることが好ましい。また耐熱変色性に関してより安定した品位のガラス繊維用集束剤とするには、88質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは85%以下とすることである。   The glass fiber sizing agent of the present invention exhibits the effect of suppressing discoloration at the initial stage of heating, that is, at the time of primary heating when the content ratio of the non-yellowing polyurethane contained is less than 50% by mass in terms of solid content. When a heating operation such as secondary heating is required several times or when the heating temperature is extremely high, it is difficult to obtain a sufficient coloring suppression effect, and dark coloring is recognized. Non-yellowing polyurethane has been used in glass fiber bundling materials until now, but it has been used at a content of less than 50% by mass in terms of solid content, so it exerts a great coloring suppression effect. It was something that could not be done. On the other hand, if the content ratio of the non-yellowing polyurethane is too large, the content of pyrophosphate is relatively lowered, and in that case, the heat discoloration may be impaired. Therefore, there is an upper limit to the content ratio of the non-yellowing polyurethane contained, and the content ratio of the non-yellowing polyurethane is preferably 90% by mass or less. In order to obtain a more stable glass fiber sizing agent with respect to heat discoloration, the content is preferably 88% by mass or less, and more preferably 85% or less.

本発明のガラス繊維用集束剤は、無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩以外の成分については、所望の性能を発揮するものであれば、種々の成分を含有してよい。例えばシラン系、チタネート系等のカップリング剤や、公知の帯電防止剤、界面活性剤、重合開始剤、重合抑制剤、酸化防止剤あるいは潤滑剤等を適量添加することも可能である。また必要に応じて減水剤、流動化剤、増粘剤、防水剤、防錆剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、着色剤あるいは急結剤が混入していてもよい。   The sizing agent for glass fibers of the present invention may contain various components as long as the components other than the non-yellowing polyurethane and pyrophosphate exhibit desired performance. For example, an appropriate amount of a coupling agent such as a silane or titanate, a known antistatic agent, a surfactant, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an antioxidant, or a lubricant can be added. If necessary, water reducing agents, fluidizers, thickeners, waterproofing agents, rust preventives, curing accelerators, curing retarders, slag, fly ash, silica fume, colorants or quick setting agents are mixed in. Also good.

特にカップリング剤については、シランカップリング剤を使用するのであれば、様々な既存のシランカップリング剤と組み合わせて使用してよい。例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−N’−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランのようなアミノシラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4 −エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランのようなエポキシシラン類、γ−クロロプロピルトリメトキシシランのようなクロルシラン類、γ−メルカプトトリメトキシシランのようなメルカプトシラン、ビニルメトキシシラン、又はN−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランのようなビニルシラン類、又はγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのようなアクリルシラン類等を用途に応じて使用してよい。   Especially about a coupling agent, if a silane coupling agent is used, you may use it in combination with various existing silane coupling agents. For example, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -N′-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltri Aminosilanes such as methoxysilane and γ-anilinopropyltrimethoxysilane; epoxysilanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; Chlorosilanes such as chloropropyltrimethoxysilane, mercaptosilanes such as γ-mercaptotrimethoxysilane, vinylmethoxysilane, or N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane. Vinyl silanes, or γ-methacryloxypropyl It may be used depending on the application of the acrylic silanes such as trimethoxysilane and the like.

また本発明のガラス繊維用集束剤は、上述に加え無黄変型ポリウレタンのJIS K7120(1987)に従う質量減少率が、25℃/分の昇温速度で200℃から300℃まで昇温する間において2%以下であるものであれば、高い耐熱変色性を発揮するものとなるので好ましい。   In addition to the above, the glass fiber sizing agent of the present invention has a mass reduction rate according to JIS K7120 (1987) of a non-yellowing polyurethane while the temperature is increased from 200 ° C. to 300 ° C. at a temperature increase rate of 25 ° C./min. If it is 2% or less, since it will exhibit high heat-resistant discoloration property, it is preferable.

ここで、無黄変型ポリウレタンのJIS K7120(1987)に従う質量減少率が、25℃/分の昇温速度で200℃から300℃まで昇温する間において2%以下であるとは、ガラス繊維用集束剤中の含有成分である無黄変型ポリウレタンを1987年に発行された日本工業規格であるJIS K7120「プラスチックの熱重量測定方法」に従い、室温(25℃)から昇温速度が25℃/分の加熱速度で加熱して得られる経時的な質量の変化を、縦軸を質量値、横軸を温度としてプロットされるTG(熱重量測定)曲線として得、このTG曲線から200℃での質量を基準とした場合に300℃まで昇温した際の質量減少率を算出すると、その値が2%以下となるものであることを意味している。   Here, the mass reduction rate according to JIS K7120 (1987) of the non-yellowing polyurethane is 2% or less during the temperature increase from 200 ° C. to 300 ° C. at a temperature increase rate of 25 ° C./min. In accordance with JIS K7120 “Thermogravimetric method for measuring plastics”, a Japanese industrial standard issued in 1987, the temperature increase rate from a room temperature (25 ° C.) is 25 ° C./min. The change in mass over time obtained by heating at a heating rate of 2 is obtained as a TG (thermogravimetry) curve plotted with the vertical axis representing the mass value and the horizontal axis representing the temperature, and the mass at 200 ° C. is obtained from this TG curve. When the mass reduction rate when the temperature is raised to 300 ° C. is calculated based on the above, it means that the value is 2% or less.

また測定に供する試料は、予め24時間に亘り温度23±2℃、相対湿度50±5%の状態に維持した恒温恒湿槽中に保持したものを使用する。   The sample used for the measurement is a sample kept in a constant temperature and humidity chamber maintained at a temperature of 23 ± 2 ° C. and a relative humidity of 50 ± 5% for 24 hours.

無黄変型ポリウレタンのJIS K7120(1987)に従う質量減少率が、25℃/分の200℃から300℃までの昇温にて2%以下とすることによって、無黄変型ポリウレタンがこのような温度まで加熱された際に、その成分構成が損なわれることなく維持され、そのため加熱によって成分の一部が化学変化する等して褐色、あるいは黄土色等へと着色する現象が抑止されることとなる。   The non-yellowing polyurethane can reach such a temperature by reducing the mass reduction rate according to JIS K7120 (1987) to 2% or less at a temperature increase from 200 ° C. to 300 ° C. of 25 ° C./min. When heated, the composition of the components is maintained without damage, and therefore, a phenomenon in which a part of the components are chemically changed by heating, for example, brown or ocher is suppressed.

また本発明のガラス繊維用集束剤は、上述に加え無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が10%から75%の範囲内であるならば、マトリックス樹脂との接着性が良いため、FRTPの機械的強度を高くすることができるので好ましい。   In addition to the above, the glass fiber sizing agent of the present invention has an adhesiveness to a matrix resin as long as the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is in the range of 10% to 75%. Is preferable because the mechanical strength of FRTP can be increased.

ここで無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が10%から75%の範囲内であるとは、本発明のガラス繊維用集束剤中に含有されるピロリン酸塩の固形分換算の質量値を、同じく本発明のガラス繊維用集束剤中に含有される無黄変型ポリウレタンの固形分換算の質量値によって除算を行い、100を乗じて百分率表示とした値が10〜75%の範囲内となることを表している。   Here, the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate with respect to non-yellowing polyurethane is within the range of 10% to 75%. The solid content of pyrophosphate contained in the sizing agent for glass fibers of the present invention. The mass-converted mass value is divided by the solid-value-converted mass value of the non-yellowing polyurethane contained in the glass fiber sizing agent of the present invention. % Is in the range of%.

無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が10%未満であるとピロリン酸塩の含有量が少なくなり過ぎるため、加熱時に変色しやすくなるため好ましくなく、一方無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が75%を超える場合には、無黄変型ポリウレタンの含有量が少なくなりすぎる結果、柔軟かつ強靱な被膜がガラス繊維表面を被覆することが無くなり、このガラス繊維集束剤を塗布したガラス繊維を使用したFRTPの強度が十分に得られなくなる場合も生じることになるので好ましくない。すなわち、無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比が10〜75%という適正な範囲にあることによって、この集束剤を塗布されたガラス繊維が搬送ラインに載って搬送される際にほぐれが生じて綿状物となり、これが押出機に入ることによって熱可塑性樹脂との加熱混練時に、通常よりも強い機械的せん断力がガラス繊維に加わり、せん断力による発熱がより顕著となって溶融樹脂温度が上昇し、FRTPの変色を招くような事態を避けることができるようになるのである。   When the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is less than 10%, the content of pyrophosphate is too small, and it is not preferable because it tends to discolor when heated, whereas non-yellowing polyurethane When the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate with respect to 75% exceeds 75%, as a result of the content of non-yellowing polyurethane being too small, the flexible and tough film does not cover the glass fiber surface, Since the strength of FRTP using the glass fiber coated with the glass fiber sizing agent may not be sufficiently obtained, it is not preferable. That is, when the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is in an appropriate range of 10 to 75%, the glass fiber coated with this sizing agent is transported on a transport line. When loosening occurs, it becomes a cotton-like product, and when it enters the extruder, a mechanical shearing force stronger than usual is applied to the glass fiber during heating and kneading with the thermoplastic resin, and heat generation due to the shearing force becomes more prominent. Thus, it is possible to avoid a situation in which the molten resin temperature rises and causes the FRTP discoloration.

またこのような観点からより安定した性能を発揮することができる集束剤とするには無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率を10.1%から73%の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率を10.3%から71.5%の範囲とすることである。   Further, in order to obtain a sizing agent capable of exhibiting more stable performance from such a viewpoint, the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is in the range of 10.1% to 73%. More preferably, the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is in the range of 10.3% to 71.5%.

また本発明のガラス繊維用集束剤は、上述に加えピロリン酸塩の含有率が、固形分換算で1質量%から40質量%の範囲内となるものであれば、長期に亘り安定した耐熱変色性を発揮するガラス繊維集束剤とすることができるので好ましい。   In addition to the above, the glass fiber sizing agent of the present invention has a heat-resistant discoloration that is stable over a long period of time as long as the pyrophosphate content falls within the range of 1% to 40% by mass in terms of solid content. Since it can be set as the glass fiber sizing agent which exhibits property, it is preferable.

ピロリン酸塩の含有率が、固形分換算で1質量%に満たない場合には、FRTP用途で使用されるガラス繊維の集束剤として本発明の集束剤を使用する場合にFRTPの加熱処理後の変色を低く抑える効果が小さくなるので好ましくない。一方ピロリン酸塩の含有率が、固形分換算で40質量%を超える場合には、ピロリン酸塩の含有率が高くなりすぎることで、FRTPの機械的強度が低くなる場合もあるので好ましくない。   When the content of pyrophosphate is less than 1% by mass in terms of solid content, when the sizing agent of the present invention is used as a sizing agent for glass fibers used in FRTP applications, after the heat treatment of FRTP This is not preferable because the effect of suppressing discoloration is reduced. On the other hand, when the pyrophosphate content exceeds 40% by mass in terms of solid content, the pyrophosphate content is too high, and the mechanical strength of FRTP may be lowered, which is not preferable.

固形分換算の値を得る方法については、液状物であれば各種のガラス繊維集束剤の構成成分の液体クロマトグラフ法等の定量分析を行うか、あるいはガラス繊維に付着したものであればガラス繊維表面から溶出させる方法などによって固形分を算出すればよい。   Regarding the method for obtaining the value in terms of solid content, if it is a liquid substance, quantitative analysis such as liquid chromatographic method of the constituent components of various glass fiber sizing agents is performed, or if it is attached to glass fiber, glass fiber What is necessary is just to calculate solid content by the method of eluting from the surface.

本発明のガラス繊維は、本発明のガラス繊維集束剤の付着率が0.2質量%から0.6質量%の範囲であるため、高い集束性を有するガラスストランドを得ることができる。   In the glass fiber of the present invention, the adhesion rate of the glass fiber sizing agent of the present invention is in the range of 0.2 mass% to 0.6 mass%, so that a glass strand having high sizing properties can be obtained.

本発明のガラス繊維集束剤の付着率が0.2質量%から0.6質量%の範囲であるものとは、ガラス繊維の表面に塗布される集束剤であって、無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、該無黄変型ポリウレタンの含有量が固形分換算で50質量%以上であるガラス繊維集束剤をガラス繊維の表面に塗布したものであり、その表面付着率が集束剤を塗布した後のガラス繊維の質量を100とした時に、0.2質量%から0.6質量%の範囲内となることを表している。   The adhesion ratio of the glass fiber sizing agent of the present invention is in the range of 0.2 mass% to 0.6 mass% is a sizing agent applied to the surface of the glass fiber, which is a non-yellowing polyurethane and pyrroline. A glass fiber sizing agent containing an acid salt and having a non-yellowing polyurethane content of 50% by mass or more in terms of solid content is applied to the surface of the glass fiber, and the surface adhesion rate of the sizing agent is When the mass of the glass fiber after application | coating is set to 100, it represents that it exists in the range of 0.2 mass% to 0.6 mass%.

本発明のガラス繊維集束剤のガラス繊維表面の付着率が0.2質量%に満たない場合には、十分な集束性を実現できない場合があり、ガラス繊維製造時に毛羽が発生しやすくなり、またFRTPとした場合にも高い強度が得られない。一方本発明のガラス繊維集束剤のガラス繊維表面の付着率が0.6質量%を超える場合には、それだけの集束剤を塗布したにも関わらず集束性の向上や、機械的強度の向上に大きな寄与が得られ難く、経済的にも高価なものとなってしまうので好ましくない。   When the adhesion rate of the glass fiber sizing agent of the present invention on the surface of the glass fiber is less than 0.2% by mass, sufficient sizing property may not be realized, and fluff is likely to occur during the production of the glass fiber. Even when FRTP is used, high strength cannot be obtained. On the other hand, when the adhesion rate of the glass fiber sizing agent of the present invention on the surface of the glass fiber exceeds 0.6% by mass, it is possible to improve the sizing property and the mechanical strength even though the sizing agent is applied as much. It is difficult to obtain a large contribution and it is not preferable because it is economically expensive.

本発明のガラス繊維は、ガラス繊維の材質に関しては様々な材質を使用してよい。例えばEガラス(無アルカリガラス組成)、ARガラス(耐アルカリ性ガラス組成)、Cガラス(耐酸性のアルカリ石灰含有ガラス組成)、Dガラス(低誘電率を実現する組成)、Sガラス(高強度、高弾性率を実現する組成)、Tガラス(高強度、高弾性率を実現する組成)そしてHガラス(高誘電率を実現する組成)を使用することができ、さらに他の性能を発揮するために開発された新規のガラス組成よりなるものであってもよい。   The glass fiber of the present invention may use various materials with respect to the material of the glass fiber. For example, E glass (non-alkali glass composition), AR glass (alkali resistant glass composition), C glass (acid-resistant alkali lime-containing glass composition), D glass (composition realizing low dielectric constant), S glass (high strength, To achieve high performance, T glass (composition realizing high strength and high modulus) and H glass (composition realizing high dielectric constant) can be used. It may be composed of a new glass composition developed in

また本発明のガラス繊維は、ストランドを構成するモノフィラメントの繊維径や繊維断面形状について特に限定されることはない。すなわち直径数μmから数十μmまでのモノフィラメントのガラス繊維を使用することができ、さらに断面形状についても真円、略楕円、扁平円、中空円、略矩形などを適宜採用することが可能である。   Moreover, the glass fiber of this invention is not specifically limited about the fiber diameter and fiber cross-sectional shape of the monofilament which comprises a strand. That is, a monofilament glass fiber having a diameter of several μm to several tens of μm can be used, and a true circle, a substantially ellipse, a flat circle, a hollow circle, a substantially rectangular shape, and the like can be appropriately employed for the cross-sectional shape. .

また本発明のガラス繊維は、熱可塑性樹脂の強化に用いられるものであるならば、様々な熱可塑性樹脂に適用することによって、用途に見合う機械的性能を十分に発揮させることを可能とする強化材として使用することができる。   Moreover, if the glass fiber of this invention is used for reinforcement | strengthening of a thermoplastic resin, the reinforcement which makes it possible to fully exhibit the mechanical performance suitable for a use by applying to various thermoplastic resins. Can be used as a material.

また、本発明のガラス繊維は、上述に加えガラス繊維の形態が、短繊維であることが好適である。   Moreover, it is suitable for the glass fiber of this invention that the form of glass fiber is a short fiber in addition to the above-mentioned.

ここで、ガラス繊維の形態が、短繊維であるとは、例えばガラスチョップドストランドのように所定長に調整した短繊維となるよう、切断加工したものを含むものであって、それ以外に吹き飛ばし加工等の成形方法で任意の短い寸法となるように加工されたものであってもよい。しかし、所定性能を実現して安定した強度を達成するためには、ガラスチョップドストランドとすることがより好適である。   Here, the form of the glass fiber is a short fiber, including, for example, a cut fiber so as to be a short fiber adjusted to a predetermined length, such as a glass chopped strand. It may be processed so as to have an arbitrary short dimension by a molding method such as. However, in order to achieve a predetermined performance and achieve a stable strength, it is more preferable to use a glass chopped strand.

ガラスチョップドストランドであれば、そのガラス繊維の直径は前記したように3μmから40μmとし、その長手方向寸法は1mmから20mmの範囲とすることが好適である。   In the case of a glass chopped strand, the diameter of the glass fiber is preferably 3 μm to 40 μm as described above, and the longitudinal dimension thereof is preferably in the range of 1 mm to 20 mm.

ガラスチョップドストランドへと加工する方法としては、特に特定の方法を推奨するものではなく、所望の加工寸法を実現できるものであればどのような方法を採用するものであってもよい。その、加工法としては切断が好適ではあるが、他の方法であってもよい。また、切断方法としては、内周刃を有するドラムカッター、外周刃カッターを有するロールカッター、ハンマーミル等の装置を使用することで、ガラス繊維束を効率的に切断できれば支障はない。   As a method of processing into a glass chopped strand, a specific method is not particularly recommended, and any method may be adopted as long as a desired processing dimension can be realized. As the processing method, cutting is suitable, but other methods may be used. Further, as a cutting method, there is no problem as long as the glass fiber bundle can be efficiently cut by using a device such as a drum cutter having an inner peripheral blade, a roll cutter having an outer peripheral blade cutter, and a hammer mill.

またチョップドストランドの集合形態についても特に限定しない。すなわち適切な長さに切断加工したガラス繊維を平面上に無方向に積層させて特定の結合剤で成形することもでき、あるいは3次元的に無方向に集積した状態とすることもでき、また1次元方向、つまり特定の軸方向に平行に揃え、そこに所定の薬剤、すなわち樹脂などにより固結状態としたもの(ガラスマスターバッチ(GMB)ペレット、樹脂柱状体、LFTPなどとも呼称する)であってもよい。   Also, the aggregated form of chopped strands is not particularly limited. That is, glass fibers cut to an appropriate length can be laminated in a non-directional manner on a flat surface and molded with a specific binder, or can be three-dimensionally accumulated in a non-directional direction. In a one-dimensional direction, that is, parallel to a specific axial direction and solidified with a predetermined agent, that is, a resin or the like (also referred to as a glass master batch (GMB) pellet, resin columnar body, LFTP, etc.) There may be.

ここで熱可塑性樹脂の強化に用いられるものであるとは、加熱すると軟化して可塑性を示し、冷却すると固化する樹脂材の機械的強度を向上させるために用いられるものであることを意味している。   Here, being used for the reinforcement of a thermoplastic resin means that it is used to improve the mechanical strength of a resin material that softens when heated and exhibits plasticity and solidifies when cooled. Yes.

熱可塑性樹脂としては、例えばPET樹脂やPBT樹脂等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチリンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、AS樹脂やABS樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂やポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、液晶ポリマー(LCP)樹脂等の熱可塑性樹脂あるいはそのポリマーアロイが用いられるが、特にリフロー処理に使用される芳香族ポリアミドや半芳香族ポリアミド、PA46、PPS、又はLCPであることが好ましい。   Examples of the thermoplastic resin include polyester resins such as PET resin and PBT resin, polyamide resins, olefin resins such as polyethylene and polypropylene, styrene resins such as AS resin and ABS resin, polycarbonate resins, polyacetal resins and polyphenylene sulfide (PPS). ) A thermoplastic resin such as a resin or a liquid crystal polymer (LCP) resin or a polymer alloy thereof is used, and is preferably an aromatic polyamide or semi-aromatic polyamide, PA46, PPS, or LCP used for reflow treatment. .

また熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂を使用する場合には、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド4,6、ポリアミド11,ポリアミド12,ポリアミド6,10、ポリアミド6,12、ポリアミド6/6,6、ポリアミド6/6,12、ポリアミドMXD(m−キシリレンジアミン),6、ポリアミド6,T、ポリアミド6,I、ポリアミド6/6,T、ポリアミド6/6,I、ポリアミド6,6/6,T、ポリアミド6,6/6,I、ポリアミド6/6,T/6,I、ポリアミド6,6/6,T/6,I、ポリアミド6/12/6,T、ポリアミド6,6/12/6,T、ポリアミド6/12/6,I、又はポリアミド6,6/12/6,I,ポリアミド9,Tなどが挙げられ、複数のポリアミドを押出機等で共重合化したポリアミド類も使用することができる。   When a polyamide resin is used as the thermoplastic resin, polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 4,6, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6,10, polyamide 6,12, polyamide 6 / 6,6, Polyamide 6/6, Polyamide MXD (m-xylylenediamine), 6, Polyamide 6, T, Polyamide 6, I, Polyamide 6/6, T, Polyamide 6/6, I, Polyamide 6, 6/6 T, polyamide 6,6 / 6, I, polyamide 6/6, T / 6, I, polyamide 6,6 / 6, T / 6, I, polyamide 6/12/6, T, polyamide 6,6 / 12 / 6, T, polyamide 6/12/6, I, or polyamide 6, 6/12/6, I, polyamide 9, T, etc., and a polymer obtained by copolymerizing a plurality of polyamides with an extruder or the like. Amides may also be used.

また熱可塑性樹脂を強化する場合に使用されるガラス繊維の混合割合は、ガラス繊維が2〜80質量%となるようにすることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the mixing ratio of the glass fiber used when reinforcing the thermoplastic resin is 2 to 80% by mass of the glass fiber.

本発明のガラス繊維の製造方法は、ブッシングより引き出したガラスフィラメントに本発明のガラス繊維用集束剤を塗布し、次いで該フィラメントをギャザリングすることによってガラスストランドとし、該ガラスストランドを回巻体に巻き取ることにより本発明のガラス繊維を製造することを特徴とする。   In the method for producing glass fiber of the present invention, the glass fiber sizing agent of the present invention is applied to the glass filament drawn from the bushing, and then the filament is gathered to form a glass strand, and the glass strand is wound around a wound body. It is characterized by producing the glass fiber of the present invention by taking.

ここでブッシングより引き出したガラスフィラメントに本発明のガラス繊維用集束剤を塗布し、次いで該フィラメントをギャザリングすることによってガラスストランドとし、該ガラスストランドを回巻体に巻き取ることにより本発明のガラス繊維を製造するとは、所望の組成となるように各種のガラス原料を秤量して均質に混合した後に、この原料をセラミックス性あるいは耐熱金属性の耐火性基材よりなるガラス溶融炉内で溶融し、得られた溶融ガラスを数千〜数万のノズルを有する白金製加熱溶融装置よりなるブッシングから引き出し、冷却しながらその表面に無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有する本発明のガラス繊維集束剤を塗布し、この集束剤の塗布されたフィラメントを集束してガラスストランドとし、1本から数本のストランドと呼ばれるガラス繊維束とし、筒形状のホルダー表面に巻き取ることでケーキ状構造物を形成することを意味している。   Here, the glass fiber sizing agent of the present invention is applied to the glass filament drawn from the bushing, and then the filament is gathered to form a glass strand, and the glass strand is wound around a wound body to thereby form the glass fiber of the present invention. When manufacturing various glass raw materials so as to have a desired composition, and after homogeneously mixing, the raw materials are melted in a glass melting furnace made of a ceramic or refractory metal refractory substrate, The obtained molten glass is drawn out from a bushing made of a platinum heating and melting apparatus having thousands to tens of thousands of nozzles, and while cooling, the glass fiber bundling of the present invention containing non-yellowing polyurethane and pyrophosphate on the surface thereof Applying the agent, the filaments to which the sizing agent is applied are focused into glass strands. A glass fiber bundle called a strand, which means to form a cake-like structure by winding the holder surface of the tubular.

そしてこのケーキ状構造物のガラス繊維束は、必要に応じてロービング、ロービングクロス、チョップドストランド、チョップドストランドマット、ミドルファイバー等の各種の形態として再加工することで利用できる。   And the glass fiber bundle of this cake-like structure can be utilized by reprocessing as various forms, such as roving, roving cloth, chopped strand, chopped strand mat, middle fiber, as needed.

本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、本発明のガラス繊維により熱可塑性樹脂を強化してなることを特徴とする。   The glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention is obtained by reinforcing a thermoplastic resin with the glass fiber of the present invention.

ここで、本発明のガラス繊維により熱可塑性樹脂を強化してなるとは、本発明のガラス繊維集束剤をその付着率が0.2質量%から0.6質量%の範囲となるように塗布してなるガラス繊維を熱可塑性樹脂と複合化することによって得られるものであることを意味している。   Here, reinforced thermoplastic resin with the glass fiber of the present invention means that the glass fiber sizing agent of the present invention is applied so that the adhesion rate is in the range of 0.2 mass% to 0.6 mass%. This means that the glass fiber is obtained by compounding with a thermoplastic resin.

本発明では、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂を構成するために使用するガラス繊維の量としては、ガラス繊維熱可塑性樹脂の総量に対して、ガラス繊維の質量が2%から80%となるようにすることが好ましい。また使用するガラス繊維の形態は、どのようなものであってもよいが、より好ましくはガラスチョップドストランドを乾燥した状態で使用することが望ましい。   In the present invention, the amount of glass fiber used for constituting the glass fiber reinforced thermoplastic resin is such that the mass of the glass fiber is 2% to 80% with respect to the total amount of the glass fiber thermoplastic resin. It is preferable. The glass fiber to be used may have any form, but it is more preferable to use the glass chopped strand in a dried state.

本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、本発明のガラス繊維以外の強化材の併用を妨げるものではなく、様々な他の強化材を適量だけ併用してもよく、それは例えばガラスビーズ、機械粉砕されたガラス粒子、ガラス以外のシリカやアルミナ等のセラミックス粒子、タルク等の天然鉱物類や各種有機繊維、有機物フィラー、炭素繊維を使用することである。   The glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention does not prevent the combined use of a reinforcing material other than the glass fiber of the present invention, and various other reinforcing materials may be used in appropriate amounts, for example, glass beads, mechanical pulverization Glass particles, ceramic particles other than glass, such as silica and alumina, natural minerals such as talc, various organic fibers, organic fillers, and carbon fibers.

また本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、上述に加え熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー樹脂であるならば、熱的に低膨張で均質な樹脂成形体を得ることができ、電気、電子分野などで使用される高性能な構成部材として使用することができるものとなる。   In addition to the above, the glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention can obtain a homogeneous resin molding with low thermal expansion if the thermoplastic resin is a liquid crystal polymer resin. It can be used as a high-performance component used in the above.

本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、様々な用途で使用できるものであるが、特にプリント配線基板、光ファイバーに係る光部品用のケース部材、高集積回路などに使用される電子回路基板、マイクロモーター等のマイクロ部材、車載用途のコンプレッサー部材やショックアブソーバー部材、パソコンや複写機などの各種メカトロニクス機器内の内部構造部材や回転動作を必要とする軸部材、さらに燃料電池の部材等としても高い性能を発揮することが可能となるものである。   The glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention can be used in various applications. In particular, printed circuit boards, case members for optical components related to optical fibers, electronic circuit boards used for highly integrated circuits, micro-circuits, etc. High performance as a micro member such as a motor, a compressor member and a shock absorber member for in-vehicle use, an internal structural member in various mechatronics devices such as a personal computer and a copying machine, a shaft member that requires rotating operation, and a fuel cell member It is possible to demonstrate.

(1)以上のように、本発明のガラス繊維用集束剤は、ガラス繊維の表面に塗布される集束剤であって、無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、該無黄変型ポリウレタンの含有量が固形分換算で50質量%以上であるため、熱可塑性樹脂の強化を目的として共用されるガラス繊維の表面に被覆されて用いられる場合に、熱可塑性樹脂の成形時に加えて複数回に亘る加熱処理が施される用途であっても、高い耐熱変色性を有し、しかも熱可塑性樹脂の機械的強度をも損なうことのない秀逸な性能を発揮するものである。   (1) As described above, the glass fiber sizing agent of the present invention is a sizing agent applied to the surface of glass fiber, and contains a non-yellowing polyurethane and a pyrophosphate, and the non-yellowing polyurethane When the content of the glass fiber is 50% by mass or more in terms of solid content and used on the surface of the glass fiber shared for the purpose of reinforcing the thermoplastic resin, it is added several times in addition to the molding of the thermoplastic resin. Even in applications where heat treatment is performed over a wide range, it exhibits high heat discoloration and exhibits excellent performance without impairing the mechanical strength of the thermoplastic resin.

(2)また本発明のガラス繊維用集束剤は、無黄変型ポリウレタンのJIS K7120(1987)に従う質量減少率が、25℃/分の昇温速度で200℃から300℃まで昇温する間において2%以下であるならば、高温状態にガラス繊維用集束剤が晒される場合であっても、ガラス繊維用集束剤に含有される無黄変型ポリウレタンの変質が生じにくくなり、高い皮膜系性能を維持し続けることになり、安定した機械的強度を有する熱可塑性樹脂を得ることを可能とするものである。   (2) Moreover, the sizing agent for glass fibers of the present invention has a mass reduction rate according to JIS K7120 (1987) of a non-yellowing polyurethane while the temperature is increased from 200 ° C. to 300 ° C. at a temperature increase rate of 25 ° C./min. If it is 2% or less, even when the glass fiber sizing agent is exposed to a high temperature state, the non-yellowing polyurethane contained in the glass fiber sizing agent is unlikely to deteriorate, resulting in high film system performance. Thus, it is possible to obtain a thermoplastic resin having stable mechanical strength.

(3)さらに本発明のガラス繊維用集束剤は、無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が10%から75%の範囲内であれば、無黄変型ポリウレタンの添加効果とピロリン酸塩の添加効果の両方を損なうことなく発揮させることが可能となり、耐熱変色性と機械的強度の両者について、優れた性能を有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂を得ることが可能となる。   (3) Further, the glass fiber sizing agent of the present invention has the effect of adding non-yellowing polyurethane as long as the mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is within the range of 10% to 75%. Thus, it is possible to obtain a glass fiber reinforced thermoplastic resin having excellent performance in both heat discoloration and mechanical strength.

(4)また本発明のガラス繊維は、上記本発明のガラス繊維集束剤の付着率が、0.2質量%から0.6質量%の範囲であるため、ガラス繊維集束剤によってもたらされる付加的な性能を過不足なくガラス繊維に付与することが可能であり、安定したガラス繊維を製造することを可能とするものである。   (4) Further, the glass fiber of the present invention has an adhesion rate of the glass fiber sizing agent of the present invention in the range of 0.2% to 0.6% by mass. It is possible to impart sufficient performance to the glass fiber without excess or deficiency, and to produce a stable glass fiber.

(5)さらに本発明のガラス繊維は、熱可塑性樹脂の強化に用いられるものであるならば、高い耐熱変色性能に加えて十分な機械的強度を有する熱可塑性樹脂を得ることができる、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂の適用範囲をさらに拡げることが可能となる。   (5) Furthermore, if the glass fiber of the present invention is used to reinforce a thermoplastic resin, it is possible to obtain a thermoplastic resin having sufficient mechanical strength in addition to high heat discoloration performance. It is possible to further expand the application range of the reinforced thermoplastic resin.

(6)本発明のガラス繊維の製造方法は、ブッシングより引き出したガラスフィラメントに上記本発明のガラス繊維用集束剤を塗布し、次いで該フィラメントをギャザリングすることによってガラスストランドとし、該ガラスストランドを回巻体に巻き取ることにより本発明のガラス繊維を製造するものであるため、これまでに構築された様々な製造条件などを適用することが可能であり、高い品位を有するガラス繊維を効率よく経済的に製造することができる。   (6) The method for producing glass fiber of the present invention comprises applying the glass fiber sizing agent of the present invention to a glass filament drawn from a bushing, and then gathering the filament to form a glass strand. Since the glass fiber of the present invention is produced by winding it on a wound body, it is possible to apply various production conditions established so far, and efficiently and efficiently produce high-quality glass fiber. Can be manufactured automatically.

(7)本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、上記本発明のガラス繊維により熱可塑性樹脂を強化してなるものであるため、種々の用途に見合った機能を有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂、とりわけ高温環境に晒される用途で使用されるガラス繊維強化熱可塑性樹脂として相応しい機能を有するものである。   (7) Since the glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention is formed by reinforcing the thermoplastic resin with the glass fiber of the present invention, a glass fiber reinforced thermoplastic resin having a function suitable for various uses, In particular, it has an appropriate function as a glass fiber reinforced thermoplastic resin used in applications exposed to high temperature environments.

(8)本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー樹脂であるならば、エンジニアリングプラスチック等として利用される液晶ポリマー樹脂の機械的強度を向上するという点に加えて、複数回の加熱処理が施される場合によっても変色あるいは着色することのない外観を有するものとなる。   (8) The glass fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention, if the thermoplastic resin is a liquid crystal polymer resin, in addition to improving the mechanical strength of the liquid crystal polymer resin used as engineering plastics, Even when heat treatment is performed a plurality of times, it has an appearance that is not discolored or colored.

以下、実施例に基づき、本発明のガラス繊維集束剤とこの集束剤を塗布したガラス繊維、及びその製造方法、さらに本発明のガラス繊維を使用したガラス繊維強化熱可塑性樹脂について詳細に説明する。   Hereinafter, based on an Example, the glass fiber sizing agent of this invention, the glass fiber which apply | coated this sizing agent, its manufacturing method, and the glass fiber reinforced thermoplastic resin using the glass fiber of this invention are demonstrated in detail.

本発明の実施例である試料No.1から試料No.5を表1に示し、比較例である試料No.101から試料No.103を表2に示し、ガラス繊維用集束剤、ガラス繊維及びガラス繊維強化熱可塑性樹脂成形品について、その評価結果をまとめ、以下詳細に説明する。   Sample No. which is an example of the present invention. 1 to sample no. 5 is shown in Table 1. Sample No. 101 to sample no. 103 is shown in Table 2, and the evaluation results of the glass fiber sizing agent, glass fiber, and glass fiber reinforced thermoplastic resin molded product are summarized and described in detail below.

Figure 2009143765
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Figure 2009143765
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まず、本発明のガラス繊維用集束剤を、それぞれ表1に示した質量%となるように無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩の混合量を計測し、さらにシランカップリング剤と脱イオン水(イオン交換水ともいう)の適正量を計測した上でそれぞれを均質な状態となるように室温で混合してガラス繊維用集束剤を得る。ちなみに本実施例では、無黄変型ポリウレタンとしては、JIS K7120(1987)に従って25℃/分で昇温時に200℃での質量値を基準として300℃での質量減少率をTG(熱重量測定)曲線より算出する方法により、その値が2%以下となる無黄変型ウレタンエマルジョンを使用している。またピロリン酸塩については、ピロリン酸カリウム等の他のピロリン酸塩であっても使用できるがここではピロリン酸ナトリウム・10水和物を使用している。さらにシランカップリング剤については他のシランカップリング剤であってもよいが、ここではγ−アミノプロピルトリエトキシシランを用いた。   First, the glass fiber sizing agent of the present invention was measured for the amount of non-yellowing polyurethane and pyrophosphate so as to have the mass% shown in Table 1, respectively, and the silane coupling agent and deionized water (ion) After measuring an appropriate amount (also referred to as exchange water), each is mixed at room temperature so as to be in a homogeneous state to obtain a glass fiber sizing agent. By the way, in this example, the non-yellowing polyurethane is TG (thermogravimetric measurement) at 300 ° C. based on the mass value at 200 ° C. when heated at 25 ° C./min according to JIS K7120 (1987). A non-yellowing urethane emulsion having a value of 2% or less is used according to a method calculated from a curve. As for pyrophosphate, other pyrophosphate such as potassium pyrophosphate can be used, but here, sodium pyrophosphate decahydrate is used. Further, the silane coupling agent may be another silane coupling agent, but γ-aminopropyltriethoxysilane was used here.

ガラス繊維に関しては、ガラス溶融炉で均質に溶解されたEガラス組成を有するガラス繊維を耐熱性ブッシングのノズルより連続的に引き出し、得られたガラスフィラメントの表面に上述した調製手順で得られたガラス繊維用集束剤をアプリケータにより塗布し、ギャザリングシュウにより4000本のガラスフィラメントを集束させてストランドとして紙管上に巻き取って回巻体とした。次いでこの回巻体からガラスストランドを引き出してガラス繊維切断装置によって3mmの長さとなるように切断装置を使用して切断し、その後乾燥することによってガラスチョップドストランドを得た。   Regarding the glass fiber, the glass fiber having the E glass composition homogeneously melted in the glass melting furnace is continuously drawn out from the nozzle of the heat-resistant bushing, and the glass obtained by the above-described preparation procedure on the surface of the obtained glass filament. A fiber sizing agent was applied by an applicator, 4000 glass filaments were converged by a gathering shoe, and wound as a strand onto a paper tube to obtain a wound body. Next, a glass strand was drawn out from the wound body, cut with a glass fiber cutting device to a length of 3 mm using a cutting device, and then dried to obtain a glass chopped strand.

次いで、このチョップドストランド30質量%と、液晶ポリマー樹脂(ポリプラスチック社製、商品名ベクトラ)70質量%とを330℃に加熱しながら混練し、定法に従いペレットを射出成形することによってFRTPを得た。   Next, 30 mass% of this chopped strand and 70 mass% of liquid crystal polymer resin (trade name Vectra, manufactured by Polyplastics) were kneaded while heating to 330 ° C., and FRTP was obtained by injection molding pellets according to a conventional method. .

こうして得られたFRTPについて、引張強度試験に関しては1992年発行のASTM D−638に従って試験片の形状が型式Iの厚み3.2mmとなるように加工し、インストロンコーポレーション製のINSTRON(型番4202)を使用して3回の計測を行ない、その平均値を採用した。またアイゾット衝撃試験に関しては、上島製作所製のアイゾット試験装置を使用し、ASTM D256に従って試験片寸法bが3.2mmとなる試験片を作成し、測定回数5回の平均値を採用した。さらに色相の計測には、JIS Z8722(2000)「色の測定方法−反射及び透過物体色」に従い反射物体の計測方法によって条件dによって、日本電色工業製の計測装置(型番シグマ90)によって4回の計測を行い、その計測値bの平均値を採用した。そして加熱処理による色相の変化Δb値を調査するために採用した試験方法は、成形されたFRTPを250℃の加熱オーブン中に2分間保持して加熱処理を行い、加熱前後のFRTPの色相を計測することによって両者の差を算出したものである。よってこのΔb値が小さい値であるほど、加熱による色調変化は小さく、それだけ高い耐熱変色性を有するものであることになる。   The FRTP obtained in this way was processed so that the shape of the test piece had a thickness of 3.2 mm of type I according to ASTM D-638 issued in 1992 for the tensile strength test, and INSTRON (Model No. 4202) manufactured by Instron Corporation. The measurement was performed three times using and the average value was adopted. Regarding the Izod impact test, an Izod test apparatus manufactured by Ueshima Seisakusho was used, a test piece having a test piece size b of 3.2 mm was prepared according to ASTM D256, and an average value of five measurements was adopted. Further, the hue is measured according to JIS Z8722 (2000) “Color Measurement Method—Reflection and Transmission Object Color” according to the condition d according to the reflection object measurement method, and 4 according to the measurement device (model number Sigma 90) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co. Measurement was performed once, and an average value of the measurement values b was adopted. The test method adopted to investigate the hue change Δb value due to the heat treatment is to hold the molded FRTP in a 250 ° C. heating oven for 2 minutes and perform the heat treatment to measure the FRTP hue before and after heating. Thus, the difference between the two is calculated. Therefore, the smaller the Δb value, the smaller the change in color tone due to heating, and the higher the heat discoloration.

またガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着率の計測については、JIS R3420(1999)に従う強熱減量によって計測したものである。   Moreover, about the measurement of the adhesion rate of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface, it is measured by the ignition loss according to JIS R3420 (1999).

まず実施例である試料No.1は、JIS K7120に従って計測した質量減少率が1.2%の無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40質量%)7.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物0.5重量%、脱イオン水91.9質量%からなる集束剤を準備したものである。この集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は76.5%であり、ピロリン酸塩の含有率は13.7%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は17.9%であった。この集束剤を直径10μmのガラス繊維の表面に塗布した後、ガラス繊維を4000本集束してから3mm長に切断してチョップドストランドを作製し、上述した手順で液晶ポリマー樹脂と混合を行い、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂を得たものである。ちなみにガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.4%であった。この試料No.1の評価の結果、ASTM D−638に従う引張強度は194MPaで十分に高い値を示し、ASTM D256に従うアイゾット衝撃強度は、115J/mで、この値も十分に高いものであった。また色調については、JIS Z8722(2000)により常態での色相のb値を計測したところ、その値は8.2で着色は認められず、さらに上記した手順で加熱処理を行った後の加熱による色相変化のΔbの値は1.5で大きな変化を示さないものであった。   First, Sample No. as an example. 1 is 7.0% by mass of a non-yellowing urethane emulsion (solid content 40% by mass) having a mass reduction rate of 1.2% measured according to JIS K7120, 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, pyrophosphoric acid A sizing agent comprising 0.5% by weight of sodium decahydrate and 91.9% by weight of deionized water is prepared. The solid content of the non-yellowing urethane emulsion in the sizing agent is 76.5%, the pyrophosphate content is 13.7%, and the solid content of the non-yellowing urethane emulsion is solid content. The ratio of pyrophosphate content to content was 17.9%. After applying this sizing agent to the surface of a glass fiber having a diameter of 10 μm, 4000 glass fibers are converged and then cut into 3 mm lengths to produce chopped strands. A fiber-reinforced thermoplastic resin is obtained. Incidentally, the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was 0.4% when measured by the method described above. This sample No. As a result of evaluation of 1, the tensile strength according to ASTM D-638 showed a sufficiently high value at 194 MPa, and the Izod impact strength according to ASTM D256 was 115 J / m, which was also sufficiently high. As for the color tone, the b value of the hue in the normal state was measured according to JIS Z8722 (2000). The value was 8.2, and no coloration was observed. Further, the color tone was determined by heating after performing the heat treatment according to the above procedure. The value of Δb of hue change was 1.5, indicating no significant change.

また実施例の試料No.2は、JIS K7120に従って計測した質量減少率が0.8%の無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40質量%)7.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物2.0質量%、脱イオン水90.4質量%からなる集束剤を用いた以外は試料No.1と同じ条件でFRTPを作製した。よってこの集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は54.3%であり、ピロリン酸塩の含有率は38.8%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は71.5%であった。ちなみにガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.5%であった。そしてこの試料No.3についても試料No.1と同様の評価を行ったところ、引張強度は184MPa、アイゾット衝撃強度は、107J/mであって十分に高いものであって、常態での色相のb値は7.7、加熱による色相変化を表すΔbの値は1.1となり、他の実施例の試料と同様に大きな変化を示さない優れた耐熱変色性能を有するものであった。   In addition, sample No. 2 is 7.0% by mass of non-yellowing urethane emulsion (solid content 40% by mass) having a mass reduction rate of 0.8% measured according to JIS K7120, 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, pyrophosphoric acid Sample No. 5 was used except that a sizing agent consisting of 2.0% by mass of sodium decahydrate and 90.4% by mass of deionized water was used. FRTP was prepared under the same conditions as in 1. Therefore, the solid content conversion ratio of the non-yellowing urethane emulsion in this sizing agent is 54.3%, and the pyrophosphate content is 38.8%, which is the solid conversion of the non-yellowing urethane emulsion. The ratio of the pyrophosphate content to the content of 71.5% was 71.5%. Incidentally, the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was 0.5% when measured by the method described above. And this sample No. For sample No. 3, sample no. When the same evaluation as in Example 1 was performed, the tensile strength was 184 MPa, the Izod impact strength was 107 J / m, which was sufficiently high, the b value of the hue in a normal state was 7.7, and the hue change due to heating The value of Δb representing was 1.1, and had excellent heat discoloration performance that did not show a significant change like the samples of the other examples.

そして実施例の試料No.3は、JIS K7120に従って計測した質量減少率が0.9%の無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40質量%)3.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物0.5質量%、脱イオン水95.9質量%からなる集束剤を用いた以外は実施例1と同じ条件でFRTPを作製したものである。よってこの集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は58.3%であり、ピロリン酸塩の含有率は24.3%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は41.7%であった。ちなみにガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.2%であった。この試料No.4に関しても、他の実施例の試料と同様の評価を行ったところ、引張強度は188MPa、アイゾット衝撃強度は、102J/mであって十分に高いものであって、常態での色相のb値は8.0、加熱による色相変化を表すΔbの値は1.4となって、他の実施例の試料と同様に大きな変化を示さない安定した耐熱変色性能を有するものであった。   And sample No. of an Example. 3 is 3.0% by mass of a non-yellowing urethane emulsion (solid content 40% by mass) having a mass reduction rate of 0.9% measured according to JIS K7120, 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, pyrophosphoric acid FRTP was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a sizing agent consisting of 0.5% by weight of sodium decahydrate and 95.9% by weight of deionized water was used. Therefore, the solid content conversion ratio of the non-yellowing urethane emulsion in this sizing agent is 58.3%, the pyrophosphate content is 24.3%, and the solid content conversion of the non-yellowing urethane emulsion is 24.3%. The ratio of the pyrophosphate content to the content of 41.7% was 41.7%. Incidentally, the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was 0.2% when measured by the method described above. This sample No. 4 was evaluated in the same manner as the samples of the other examples. The tensile strength was 188 MPa, the Izod impact strength was 102 J / m, which was sufficiently high, and the b value of the hue in the normal state. The value of Δb representing the hue change due to heating was 1.4, and it had stable heat-resistant discoloration performance that did not show a large change as in the samples of other examples.

実施例の試料No.4は、JIS K7120に従って計測した質量減少率が1.3%の無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40質量%)12.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物0.5質量%、脱イオン水86.9質量%からなる集束剤を用いた以外は実施例1と同じ条件でFRTPを作製したものである。この集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は84.8%であり、ピロリン酸塩の含有率は8.8%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は10.38%であった。ちなみにガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.6%であった。試料No.5についても、他の実施例の試料と同様の評価を行ったところ、引張強度は196MPa、アイゾット衝撃強度は、115J/mであって十分に高いものであって、常態での色相のb値は9.2、加熱による色相変化を表すΔbの値は2.0となって、他の実施例の試料と同様に大きな変化を示さない安定した耐熱変色性能を有するものであった。   Sample No. of Example 4 is 12.0% by mass of a non-yellowing urethane emulsion (solid content 40% by mass) having a mass reduction rate of 1.3% measured according to JIS K7120, 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, pyrophosphoric acid FRTP was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a sizing agent consisting of 0.5% by weight of sodium decahydrate and 86.9% by weight of deionized water was used. The content of the non-yellowing urethane emulsion in the sizing agent in terms of solid content is 84.8%, the content of pyrophosphate is 8.8%, and the content in terms of solid content of the non-yellowing urethane emulsion is The ratio of the content rate of pyrophosphate to the content rate was 10.38%. Incidentally, the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was 0.6% when measured by the method described above. Sample No. 5 was evaluated in the same manner as the samples of the other examples. The tensile strength was 196 MPa, the Izod impact strength was 115 J / m, which was sufficiently high, and the b value of the hue in the normal state. The value of Δb representing the hue change due to heating was 2.0, and it had stable heat discoloration performance that did not show a large change as in the samples of the other examples.

次いで本発明の比較例である試料No.101として、実施例と同様の手順で、使用するガラス繊維用集束剤を実施例1と同じJIS K7120に従って計測した質量減少率が1.2%の無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40重量%)5.0重量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6重量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物5.0質量%、脱イオン水89.4重量%を混合して作製した。そしてこの集束剤を用いた以外は実施例1と同じ条件でFRTPを作製した。よってこの集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は27.1%であり、ピロリン酸塩の含有率は67.9%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は250.6%と75%を超える値であった。またガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.4%であった。この試料No.101の集束剤の成分含有比率は従来実施されてきたものであるが、これに関して、実施例の試料と同様の評価を行ったところ、引張強度は150MPa、アイゾット衝撃強度は、80J/mであって、アイゾット衝撃強度の値が小さく、常態での色相のb値は7.4、加熱による色相変化を表すΔbの値は3.0となって、加熱によって顕著な変色が認められるものであり、2回以降の加熱処理を行うと変色が大きくなるものであった。   Subsequently, sample No. which is a comparative example of the present invention. 101, a non-yellowing urethane emulsion having a mass reduction rate of 1.2% measured in accordance with the same JIS K7120 as the sizing agent for glass fibers used in the same procedure as in Example 1 (solid content: 40% by weight) It was prepared by mixing 5.0% by weight, 0.6% by weight of γ-aminopropyltriethoxysilane, 5.0% by weight of sodium pyrophosphate decahydrate, and 89.4% by weight of deionized water. And FRTP was produced on the same conditions as Example 1 except having used this sizing agent. Therefore, the solid content conversion ratio of the non-yellowing urethane emulsion in the sizing agent is 27.1%, and the pyrophosphate content ratio is 67.9%, which is the solid conversion of the non-yellowing urethane emulsion. The ratio of the pyrophosphate content to the content of 250.6% was a value exceeding 75%. Moreover, when the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was measured by the method described above, it was 0.4%. This sample No. The component content ratio of the sizing agent 101 has been conventionally practiced. In this regard, when the same evaluation as the sample of the example was performed, the tensile strength was 150 MPa and the Izod impact strength was 80 J / m. The value of Izod impact strength is small, the b value of the hue in the normal state is 7.4, the value of Δb representing the hue change by heating is 3.0, and a significant discoloration is recognized by heating. When the heat treatment was performed twice or more, discoloration was increased.

さらに本発明の比較例である試料No.102については、実施例と同様の手順で、JIS K7120に従って計測した質量減少率が3.2%で2%を超える値となる無黄変型ウレタンエマルジョン(固形分40質量%)7.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%、ピロリン酸ナトリウム・10水和物0.5重量%、脱イオン水91.9質量%からなる集束剤を準備したものである。よってそれぞれの混合比率は実施例の試料No.1と同様であり、この集束剤中の無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率は76.5%であり、ピロリン酸塩の含有率は13.7%であって、無黄変型ウレタンエマルジョンの固形分換算の含有率に対するピロリン酸塩の含有率の比率は17.9%であった。またガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.4%であった。この試料No.102についても実施例と同様の評価を行ったところ、引張強度は183MPa、アイゾット衝撃強度は、100J/mであり、常態での色相のb値は10.5、加熱による色相変化を表すΔbの値は3.3となり、実施例の試料と比較して大きな色相の変化を示す結果となった。   Furthermore, sample No. which is a comparative example of the present invention. For No. 102, 7.0% by mass of a non-yellowing urethane emulsion (solid content of 40% by mass) having a mass reduction rate measured according to JIS K7120 of 3.2% and a value exceeding 2% in the same procedure as in the example. , A sizing agent comprising 0.6% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane, 0.5% by weight of sodium pyrophosphate decahydrate, and 91.9% by mass of deionized water is prepared. Therefore, each mixing ratio is the sample No. of an Example. 1 and the non-yellowing urethane emulsion in the sizing agent has a solid content equivalent content of 76.5% and a pyrophosphate content of 13.7%. The ratio of the pyrophosphate content to the solid content of the emulsion was 17.9%. Moreover, when the adhesion amount of the glass fiber sizing agent to the glass fiber surface was measured by the method described above, it was 0.4%. This sample No. When the same evaluation as in the example was performed for 102, the tensile strength was 183 MPa, the Izod impact strength was 100 J / m, the b value of the hue in the normal state was 10.5, and Δb representing the hue change due to heating The value was 3.3, indicating a large hue change compared to the sample of the example.

また本発明の比較例である試料No.103については、実施例と同様の手順で、実施例の試料No.1と同じガラス繊維集束剤を使用したものであるが、ガラス繊維表面への塗布量を意図的に少なくなるように調整したものであり、その結果ガラス繊維表面へのガラス繊維用集束剤の付着量は、上述した方法により計測したところ、0.18%と0.2%未満の値であった。そしてこの試料No.103についても実施例と同様の評価を行ったところ、引張強度は164MPa、アイゾット衝撃強度は、95J/mであって実施例に比較して低い値となり、強化された材料の強度としては不安を残す結果となった。また常態での色相のb値は8.6、加熱による色相変化を表すΔbの値は2.0であった。   Further, Sample No. which is a comparative example of the present invention. For sample No. 103, the sample No. of the example is the same as the example. The same glass fiber sizing agent as in No. 1 was used, but the amount applied to the glass fiber surface was intentionally adjusted so that the glass fiber sizing agent adhered to the glass fiber surface. When the amount was measured by the method described above, it was 0.18% and a value less than 0.2%. And this sample No. When the same evaluation as in the example was performed for No. 103, the tensile strength was 164 MPa, and the Izod impact strength was 95 J / m, which was a lower value than that of the example. The result was left. Further, the b value of the hue in the normal state was 8.6, and the value of Δb representing the hue change by heating was 2.0.

以上の一連の評価結果より、本発明のガラス繊維用集束剤はガラス繊維に被覆して用いることによって高い耐熱変色性を有しており、二次加熱処理によっても濃い色に変色することはなく、さらにそれに加えて熱可塑性樹脂の強度についても十分に高い値を実現することが可能なもので、優れた品位を有するガラス繊維強化熱可塑性樹脂を製造するために必須の構造材となるガラス繊維の品位を向上させることができるものであることが明瞭になった。   From the above-described series of evaluation results, the glass fiber sizing agent of the present invention has high heat discoloration by being coated on glass fiber, and does not change to a dark color even by secondary heat treatment. In addition to that, glass fiber that can realize a sufficiently high value for the strength of the thermoplastic resin and is an essential structural material for producing a glass fiber reinforced thermoplastic resin having excellent quality. It became clear that the quality of the can be improved.

Claims (8)

ガラス繊維の表面に塗布される集束剤であって、
無黄変型ポリウレタンとピロリン酸塩とを含有し、該無黄変型ポリウレタンの含有量が固形分換算で50質量%以上であることを特徴とするガラス繊維用集束剤。
A sizing agent applied to the surface of glass fiber,
A glass fiber sizing agent comprising non-yellowing polyurethane and pyrophosphate, wherein the content of the non-yellowing polyurethane is 50% by mass or more in terms of solid content.
無黄変型ポリウレタンのJIS K7120(1987)に従う質量減少率が、25℃/分の昇温速度で200℃から300℃まで昇温する間において2%以下であることを特徴とする請求項1に記載のガラス繊維用集束剤。   The mass reduction rate according to JIS K7120 (1987) of a non-yellowing polyurethane is 2% or less during a temperature increase from 200 ° C to 300 ° C at a temperature increase rate of 25 ° C / min. The bundling agent for glass fiber as described. 無黄変型ポリウレタンに対するピロリン酸塩の固形分換算の質量含有比率が10%から75%の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記戴のガラス繊維用集束剤。   3. The glass fiber sizing agent according to claim 1, wherein a mass content ratio in terms of solid content of pyrophosphate to non-yellowing polyurethane is in the range of 10% to 75%. 請求項1から請求項3の何れかに記戴のガラス繊維集束剤の付着率が、0.2質量%から0.6質量%の範囲であることを特徴とするガラス繊維。   A glass fiber, wherein the adhesion rate of the glass fiber sizing agent according to any one of claims 1 to 3 is in the range of 0.2 mass% to 0.6 mass%. 熱可塑性樹脂の強化に用いられるものであることを特徴とする請求項4に記戴のガラス繊維。   The glass fiber according to claim 4, wherein the glass fiber is used for reinforcement of a thermoplastic resin. ブッシングより引き出したガラスフィラメントに本発明のガラス繊維用集束剤を塗布し、次いで該フィラメントをギャザリングすることによってガラスストランドとし、該ガラスストランドを回巻体に巻き取ることにより請求項4又は請求項5に記戴のガラス繊維を製造することを特徴とするガラス繊維の製造方法。   The glass fiber sizing agent of the present invention is applied to the glass filament drawn from the bushing, and then the filament is gathered to form a glass strand, and the glass strand is wound around a wound body. A method for producing glass fiber, comprising producing the glass fiber described in 1. 請求項4又は請求項5に記戴のガラス繊維により熱可塑性樹脂を強化してなることを特徴とするガラス繊維強化熱可塑性樹脂。   A glass fiber reinforced thermoplastic resin obtained by reinforcing a thermoplastic resin with the glass fiber according to claim 4. 熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー樹脂であることを特徴とする請求項7に記戴のガラス繊維強化熱可塑性樹脂。   The glass fiber reinforced thermoplastic resin according to claim 7, wherein the thermoplastic resin is a liquid crystal polymer resin.
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