JP2016216859A - Aqueous size agent - Google Patents

Aqueous size agent Download PDF

Info

Publication number
JP2016216859A
JP2016216859A JP2015104590A JP2015104590A JP2016216859A JP 2016216859 A JP2016216859 A JP 2016216859A JP 2015104590 A JP2015104590 A JP 2015104590A JP 2015104590 A JP2015104590 A JP 2015104590A JP 2016216859 A JP2016216859 A JP 2016216859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass fiber
sizing agent
mass
aqueous sizing
weaving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015104590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
卓真 後藤
Takamasa Goto
卓真 後藤
幹夫 古川
Mikio Furukawa
幹夫 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd filed Critical Unitika Ltd
Priority to JP2015104590A priority Critical patent/JP2016216859A/en
Publication of JP2016216859A publication Critical patent/JP2016216859A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous size agent having no need for a heat cleaning treatment when using the aqueous size agent containing starch, solving the problem of reduced heat resistance when using the aqueous size agent containing a silane coupling agent and capable of achieving stable and excellent weaving performance and weaving openability.SOLUTION: There is provided an aqueous size agent containing 100 pts.mass of (A) polyoxyalkylene bisphenol A ether, 3 to 20 pts.mass of (B) one or more compound selected from polyoxyalkylene alkyl ester, quaternary ammonium salt and inorganic salt, 100 to 200 pts.mass of (C) polyoxyalkylene glycol and 5 to 50 pts.mass of (D) one or more compound selected from benzotriazol, benzophenone, triazine, hindered phenol, benzoate and hindered amine and containing no starch or silica coupling agent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、繊維に集束性および製織性を付与するための水系サイズ剤、その水系サイズ剤で表面処理されたガラス繊維、そのガラス繊維を用いて製織されたガラス繊維クロス、および、そのガラス繊維クロスを用いたプリプレグや複合材料に関する。   The present invention relates to an aqueous sizing agent for imparting bundling and weaving properties to a fiber, a glass fiber surface-treated with the aqueous sizing agent, a glass fiber cloth woven using the glass fiber, and the glass fiber. The present invention relates to a prepreg using a cloth and a composite material.

近年、電子機器の軽量化に伴い、プリント基板の補強材料であるガラス繊維クロスに対して、薄肉化の要求が高まっている。ガラス繊維クロスの薄肉化の取り組みとして、細番手(単繊維の直径が5μm以下)のガラス繊維を適用して、高密度に製織することが進められている。そして、製織されたガラス繊維クロスには、開繊処理が施され、製織直後よりさらに薄くなるように加工されている。より薄く加工することで、プリント基板を作製する際のマトリクス樹脂の含浸性を高めることができ、プリント基板の加工速度を向上させることができる。   In recent years, with the reduction in weight of electronic devices, there is an increasing demand for thinning glass fiber cloth that is a reinforcing material for printed circuit boards. As an effort to reduce the thickness of glass fiber cloth, we are proceeding with high-density weaving by applying glass fibers with fine counts (single fiber diameter of 5 μm or less). The woven glass fiber cloth is subjected to a fiber-opening process and processed to be thinner than immediately after weaving. By processing the substrate thinner, it is possible to improve the impregnation property of the matrix resin when producing the printed circuit board, and to improve the processing speed of the printed circuit board.

ガラス繊維は、製織性を改善するために、澱粉含む水系サイズ剤を付着させてから、製織されている。澱粉がサイズされたガラス繊維を用いて製織されたガラス繊維クロスは、基板材料としての機械物性、耐熱性、電気特性等への悪影響を防ぐために、澱粉を除去するヒートクリーニング処理が施されている。また、ガラス繊維クロスは、マトリクス樹脂の接着性を高めるために、表面処理が施されている。   In order to improve the weaving property, the glass fiber is woven after attaching an aqueous sizing agent containing starch. Glass fiber cloth woven using starch-sized glass fibers is subjected to a heat cleaning process to remove starch in order to prevent adverse effects on mechanical properties, heat resistance, electrical properties, etc. as a substrate material. . Further, the glass fiber cloth is subjected to a surface treatment in order to enhance the adhesiveness of the matrix resin.

しかし、ヒートクリーニング処理では、ガラス繊維クロスが、400℃以上の高温に長時間曝されるため、ガラス繊維は、熱により劣化して、その強度が低下するという不具合が生じる。また、表面処理では、ガラス繊維クロスが、高圧の水洗ジェットにより洗浄されるため、ヒートクリーニング処理で傷んだガラス繊維は、傷つき、毛羽が発生するという不具合が生じる。特に、細番手のガラス繊維を製織し、ヒートクリーニング処理されたクロスでは、これらの処理工程による影響が大きい。   However, in the heat cleaning process, the glass fiber cloth is exposed to a high temperature of 400 ° C. or higher for a long time, so that the glass fiber deteriorates due to heat and the strength thereof decreases. Further, in the surface treatment, the glass fiber cloth is washed by a high-pressure water-washing jet, so that the glass fiber damaged by the heat cleaning process is damaged and fluff is generated. In particular, in a cloth woven with fine count glass fibers and subjected to a heat cleaning process, the influence of these processing steps is large.

そこで、ヒートクリーニング処理を必要としない樹脂を含む水系サイズ剤の検討が行われている。例えば、特許文献1では、エポキシ樹脂と、エチレンオキサイドが付加されたビスフェノールAエーテルと、シランカップリング剤とを含む水系サイズ剤を用いることが提案されている。   Thus, studies have been made on aqueous sizing agents containing resins that do not require heat cleaning. For example, Patent Document 1 proposes to use an aqueous sizing agent containing an epoxy resin, bisphenol A ether to which ethylene oxide is added, and a silane coupling agent.

しかしながら、特許文献1に記載の水系サイズ剤では、シランカップリング剤を含んでいるため、時間経過に伴い加水分解および縮合が進み、液の状態が変化する。そのため、ガラス繊維表面に結合するシランモノマーが減少し、時間が経過したサイズ剤でサイズされたガラス繊維は、耐熱性の確保が困難になる。さらに、シランカップリング剤を含む水系サイズ剤で処理されたガラス繊維は、加熱処理が施されていないため、ガラス繊維表面に未反応のシロキサンオリゴマーが残存し、製織性、耐熱性の低下を招くこととなる。   However, since the aqueous sizing agent described in Patent Document 1 contains a silane coupling agent, hydrolysis and condensation progress with the passage of time, and the state of the liquid changes. Therefore, the silane monomer couple | bonded with the glass fiber surface reduces, and ensuring of heat resistance becomes difficult for the glass fiber sized with the sizing agent which time passed. Furthermore, since glass fiber treated with an aqueous sizing agent containing a silane coupling agent is not heat-treated, unreacted siloxane oligomers remain on the glass fiber surface, leading to deterioration of weaving properties and heat resistance. It will be.

特開2007−162171号公報JP 2007-162171 A

本発明は、上記課題を解決し、澱粉を含む水系サイズ剤を用いた場合のヒートクリーニング処理が不要であり、シランカップリング剤を含む水系サイズ剤を用いた場合の液の保存安定性の低下を解消し、安定かつ優れた製織性、耐熱性を実現可能な水系サイズ剤を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, does not require a heat cleaning process when an aqueous sizing agent containing starch is used, and lowers the storage stability of a liquid when an aqueous sizing agent containing a silane coupling agent is used. An object of the present invention is to provide a water-based sizing agent capable of eliminating the problem and realizing stable and excellent weaving properties and heat resistance.

本発明者らは鋭意検討の結果、澱粉およびシランカップリング剤を除外した特定の配合組成の水系サイズ剤が、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that an aqueous sizing agent having a specific composition excluding starch and a silane coupling agent can solve the above problems, and have reached the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.

(1)ポリオキシアルキレンビスフェノールAエーテル(A)100質量部と、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、第4級アンモニウム塩および無機塩から選ばれる1以上の化合物(B)3〜20質量部と、ポリオキシアルキレングリコール(C)100〜200質量部と、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、ヒンダードフェノール、ベンゾエートおよびヒンダードアミンから選ばれる1以上の化合物(D)5〜50質量部とを含有し、澱粉およびシランカップリング剤を含有しないことを特徴とする水系サイズ剤。
(2)(A)の水酸基価が200mgOH/g以下であることを特徴とする(1)に記載の水系サイズ剤。
(3)(1)または(2)に記載の水系サイズ剤で表面が処理されたことを特徴とするガラス繊維。
(4)(3)に記載のガラス繊維を用いて製織されたことを特徴とするガラス繊維クロス。
(5)(4)に記載のガラス繊維クロスを用いることを特徴とするプリプレグ。
(6)(4)に記載のガラス繊維クロスを用いることを特徴とする複合材料。
(1) 100 parts by mass of polyoxyalkylene bisphenol A ether (A), 3 to 20 parts by mass of one or more compounds (B) selected from polyoxyalkylene alkyl esters, quaternary ammonium salts and inorganic salts, and polyoxy Contains 100 to 200 parts by weight of alkylene glycol (C) and 5 to 50 parts by weight of one or more compounds (D) selected from benzotriazole, benzophenone, triazine, hindered phenol, benzoate and hindered amine, and starch and silane cup An aqueous sizing agent characterized by not containing a ring agent.
(2) The aqueous sizing agent according to (1), wherein the hydroxyl value of (A) is 200 mgOH / g or less.
(3) A glass fiber having a surface treated with the aqueous sizing agent according to (1) or (2).
(4) A glass fiber cloth woven using the glass fiber according to (3).
(5) A prepreg comprising the glass fiber cloth according to (4).
(6) A composite material using the glass fiber cloth according to (4).

本発明によれば、澱粉を含む水系サイズ剤を用いた場合のヒートクリーニング処理が不要であり、またシランカップリング剤を含む水系サイズを用いた場合の短いポットライフを解消した、安定かつ優れた製織性と保存安定性を実現する水系サイズ剤を提供することができる。また、本発明の水系サイズ剤で表面処理されたガラス繊維を用いて製織されたガラス繊維クロスは、耐熱性および機械物性に優れているので、電気機器等に使用されるプリント基板の補強材料として、好適に用いることができる。   According to the present invention, there is no need for a heat cleaning process when an aqueous sizing agent containing starch is used, and the short pot life when using an aqueous sizing agent containing a silane coupling agent is eliminated, which is stable and excellent. An aqueous sizing agent that achieves weaving and storage stability can be provided. In addition, the glass fiber cloth woven using the glass fiber surface-treated with the aqueous sizing agent of the present invention is excellent in heat resistance and mechanical properties, so that it is used as a reinforcing material for printed circuit boards used in electrical equipment and the like. Can be preferably used.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の水系サイズ剤は、ポリオキシアルキレンビスフェノールAエーテル(A)と、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、第4級アンモニウム塩および無機塩から選ばれる1以上の化合物(B)と、ポリオキシアルキレングリコール(C)と、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、ヒンダードフェノール、ベンゾエートおよびヒンダードアミンから選ばれる1以上の化合物(D)を含有し、澱粉およびシランカップリング剤を含有しない。ここでいう「含有しない」とは、実質的に含まないことを意味し、本発明の効果を損なわない範囲であれば、微量含んでもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The aqueous sizing agent of the present invention comprises polyoxyalkylene bisphenol A ether (A), one or more compounds (B) selected from polyoxyalkylene alkyl esters, quaternary ammonium salts and inorganic salts, polyoxyalkylene glycol ( C) and one or more compounds (D) selected from benzotriazole, benzophenone, triazine, hindered phenol, benzoate and hindered amine, and no starch and silane coupling agent. The term “not contained” as used herein means that it is not substantially contained, and may be contained in a trace amount as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明の水系サイズ剤は、ポリオキシアルキレンビスフェノールAエーテル(A)を含有することが必要である。(A)は、ガラス繊維の表面を被覆し、製織、整経時に発生する摩擦を低減し、毛羽、糸切れの発生を抑制する目的で用いられる。(A)としては、皮膜形成性が高く、毛羽、帯電防止および潤滑性付与の効果が高いものであり、特に帯電防止、毛羽の抑制に優れることから、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテルであることが好ましい。   The aqueous sizing agent of the present invention needs to contain polyoxyalkylene bisphenol A ether (A). (A) is used for the purpose of covering the surface of glass fiber, reducing friction generated during weaving and aging, and suppressing the occurrence of fluff and yarn breakage. (A) is a polyoxyethylene bisphenol A ether because it has high film-forming properties and is highly effective in imparting fuzz, antistatic properties and lubricity, and is particularly excellent in antistatic properties and suppression of fuzz. preferable.

(A)は、水酸基価が200mgKOH/g以下であることが好ましい。水酸基価が200mgKOH/gを超えると、(A)のガラス繊維への付着量が低下することがあり、ガラス繊維は、各部材との摩擦力が高くなり、毛羽、糸切れが発生することがある。   (A) preferably has a hydroxyl value of 200 mgKOH / g or less. When the hydroxyl value exceeds 200 mgKOH / g, the amount of (A) attached to the glass fiber may decrease, and the glass fiber has a high frictional force with each member, and fluff and thread breakage may occur. is there.

本発明の水系サイズ剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、第4級アンモニウム塩および無機塩から選ばれる1以上の化合物(B)を含有することが必要である。(B)は、繊維の帯電性を低下させる目的で用いられる。   The aqueous sizing agent of the present invention needs to contain one or more compounds (B) selected from polyoxyalkylene alkyl esters, quaternary ammonium salts and inorganic salts. (B) is used for the purpose of reducing the chargeability of the fiber.

ポリオキシアルキレンアルキルエステルとしては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエステルが挙げられ、第4級アンモニウム塩としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパラトルエンスルホネート、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、パルミチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、トリブチルベンジルアンモニウムクロライドが挙げられ、無機塩としては、例えば、アンモニウム塩、リチウム塩、マグネシウム塩が挙げられ、具体的には、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化リチウム、塩化マグネシウムが挙げられる。(B)は、上記のうち1種を単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。   Examples of the polyoxyalkylene alkyl ester include polyoxyethylene alkyl ester, and examples of the quaternary ammonium salt include lauryl trimethyl ammonium chloride, lauryl dimethyl benzyl ammonium chloride, lauryl dimethyl ethyl ammonium ethyl sulfate, stearyl trimethyl ammonium. Chloride, stearyldimethylhydroxyethylammonium paratoluenesulfonate, cetyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, alkylbenzyldimethylammonium chloride, octyldimethylethylammonium ethylsulfate, palmityldimethylethylammonium ethylsulfate, didecyldimethylammonium Chloride, include tributyl benzyl ammonium chloride, the inorganic salts, such as ammonium salts, lithium salts, include magnesium salts, specifically, ammonium chloride, ammonium sulfate, lithium chloride, magnesium chloride. (B) may be used individually by 1 type among the above, and may use multiple types together.

(B)の含有量は、(A)100質量部に対して、3〜20質量部であることが必要であり、5〜10質量部であることが好ましい。(B)の含有量が3質量部未満であると、帯電を防止することが困難になり、製織時の糸の解舒性が低下し、製織性が低下する。一方、(B)の含有量が20質量部を超えると、製織機上のフィーダーからの解舒性が低下し、製織性が低下する。   The content of (B) is required to be 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A), and preferably 5 to 10 parts by mass. When the content of (B) is less than 3 parts by mass, it becomes difficult to prevent charging, the unraveling property of the yarn during weaving is lowered, and the weaving property is lowered. On the other hand, when the content of (B) exceeds 20 parts by mass, the unwinding property from the feeder on the weaving machine is lowered, and the weaving property is lowered.

本発明の水系サイズは、ポリオキシアルキレングリコール(C)を含有することが必要である。(C)は、(A)をガラス繊維表面により多く付着させる目的で用いられる。(C)としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが挙げられ、静電気特性の向上の観点から、ポリエチレングリコールであることが好ましい。   The aqueous size of the present invention needs to contain polyoxyalkylene glycol (C). (C) is used for the purpose of adhering more (A) to the glass fiber surface. Examples of (C) include polyethylene glycol and polypropylene glycol, and polyethylene glycol is preferable from the viewpoint of improving electrostatic characteristics.

(C)の含有量は、(A)100質量部に対して、100〜200質量部であることが必要であり、130〜160質量部であることが好ましい。(C)の含有量が100質量部未満であると、(A)がガラス繊維表面に被覆されにくくなり解舒張力が高くなり、毛羽の発生の原因となる。一方、200質量部を超えると、(C)が(A)よりも多くガラス繊維表面に付着することになるので、摩擦力が高くなり製織性が低下する。   Content of (C) needs to be 100-200 mass parts with respect to 100 mass parts of (A), and it is preferable that it is 130-160 mass parts. When the content of (C) is less than 100 parts by mass, (A) is less likely to be coated on the glass fiber surface, and the unwinding tension is increased, causing fluff generation. On the other hand, if it exceeds 200 parts by mass, more (C) adheres to the glass fiber surface than (A), so that the frictional force increases and the weaving property decreases.

本発明の水系サイズ剤は、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、ヒンダードフェノール、ベンゾエートおよびヒンダードアミンから選ばれる1以上の化合物(D)を含有することが必要である。(D)は、ガラス繊維表面に微小な凹凸を形成しガラス繊維と接触する部材との摩擦を低減し、製織性、整経性を向上させる目的で用いられる。(D)としては、ヒンダードアミンであることが好ましい。ヒンダードアミンを用いることにより、製織機上のフィーダー部の巻き状態が安定し製織性が向上する。また、ヒンダードアミンは、マトリクス樹脂との相溶性に優れることから、プリント基板の補強材料とした際に、優れた機械物性を示す。   The aqueous sizing agent of the present invention needs to contain one or more compounds (D) selected from benzotriazole, benzophenone, triazine, hindered phenol, benzoate and hindered amine. (D) is used for the purpose of reducing the friction with a member that forms minute irregularities on the surface of the glass fiber and contacts the glass fiber, and improves the weaving property and warping. (D) is preferably a hindered amine. By using a hindered amine, the winding state of the feeder part on the weaving machine is stabilized and the weaving property is improved. Moreover, since hindered amine is excellent in compatibility with the matrix resin, it exhibits excellent mechanical properties when used as a reinforcing material for printed circuit boards.

(D)の含有量は、(A)100質量部に対して、5〜50質量部であることが必要であり、15〜40質量部であることが好ましい。(D)の含有量が5質量部未満であると、糸と接触ガイドとの摩擦の低下効果が小さく、製織性が悪くなる。一方、50質量部を超えると、製織機のフィーダー部での巻付きが不安定になり製織性が低下する。   Content of (D) needs to be 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of (A), and it is preferable that it is 15-40 mass parts. When the content of (D) is less than 5 parts by mass, the effect of reducing friction between the yarn and the contact guide is small, and the weaving property is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 50 mass parts, the winding in the feeder part of a weaving machine will become unstable and weaving property will fall.

本発明の水系サイズ剤は、無機繊維、天然繊維、合成繊維のような繊維の表面に付着させて用いる。無機繊維としては、例えば、ガラス、炭素、グラファイト、ムライト、酸化アルミニウムが挙げられる。天然繊維としては、例えば、綿、セルロース、天然ゴム、アマ、麻、カラムシ、サイザル、羊毛が挙げられる。合成繊維としては、例えば、熱可塑性樹脂を含む繊維が挙げられ、例えば、ポリアミド、ポリ乳酸、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂を含む繊維が挙げられる。   The aqueous sizing agent of the present invention is used by adhering to the surface of fibers such as inorganic fibers, natural fibers, and synthetic fibers. Examples of the inorganic fiber include glass, carbon, graphite, mullite, and aluminum oxide. Examples of natural fibers include cotton, cellulose, natural rubber, flax, hemp, ramie, sisal, and wool. Examples of synthetic fibers include fibers containing thermoplastic resins, such as polyamide, polylactic acid, polyarylate, liquid crystal polymer, polyester, acrylic resin, polycarbonate, polyurethane, polyvinyl resin, and fibers containing polyolefin resin. Can be mentioned.

本発明の水系サイズ剤で表面が被覆された繊維は、柔軟性、低摩擦性および低帯電性に優れ、毛羽の発生が抑制されるため、優れた製織性を有する。   The fiber whose surface is coated with the water-based sizing agent of the present invention is excellent in flexibility, low friction property and low chargeability, and has excellent weaving properties because generation of fluff is suppressed.

本発明の水系サイズ剤は、開繊性を向上させる目的として、さらに微粒子を含んでもよい。微粒子としては、ポリマー微粒子、無機微粒子が挙げられる。   The aqueous sizing agent of the present invention may further contain fine particles for the purpose of improving the spreadability. Examples of the fine particles include polymer fine particles and inorganic fine particles.

ポリマー微粒子を構成するポリマーとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ダイマー酸ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、ポリビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリレート、ポリウレタンアクリレートが挙げられる。これらのポリマーからなる微粒子の中でも、開繊性を向上させる効果が高いことから、ポリウレタンポリアクリレートの微粒子であることが好ましい。   Examples of the polymer constituting the polymer fine particles include polylactic acid, polyarylate, liquid crystal polymer, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyamide, dimer acid polyamide, polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polyester, polyethyleneimine, polyoxymethylene, poly Examples include ether ether ketone, polyurethane, polyvinyl resin, polyolefin resin, polyacrylate, and polyurethane acrylate. Among these fine particles made of a polymer, polyurethane polyacrylate fine particles are preferable because they have a high effect of improving the openability.

無機微粒子を構成する無機物としては、例えば、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、シリカ、クレイ、窒化ホウ素、グラファイト、金属ジカルコゲナイド、ヨウ化カドミウム、硫化銀のほか、例えば、インジウム、タリウム、スズ、銅、亜鉛、金および銀から選ばれる1以上の金属を含む金属無機物が挙げられる。中でも、開繊性を向上させる効果が高いことから、窒化ホウ素であることが好ましい。上記微粒子は、上記のうち1種を単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。   Examples of the inorganic substance constituting the inorganic fine particles include silicon carbide, aluminum nitride, silica, clay, boron nitride, graphite, metal dichalcogenide, cadmium iodide, silver sulfide, for example, indium, thallium, tin, copper, and zinc. , Metal inorganic materials containing one or more metals selected from gold and silver. Among these, boron nitride is preferable because it has a high effect of improving the spreadability. The fine particles may be used alone or in combination of two or more of the above.

本発明の水系サイズ剤は、繊維の集束性の向上、毛羽の発生抑制を目的として、さらにエポキシ樹脂以外の水溶性樹脂を含んでいてもよい。水溶性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、アクリロイルモルホリン系樹脂が挙げられる。水溶性樹脂は、上記のうち1種を単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。   The water-based sizing agent of the present invention may further contain a water-soluble resin other than an epoxy resin for the purpose of improving fiber convergence and suppressing the generation of fluff. Examples of water-soluble resins include acrylic resins, methacrylic resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl pyrrolidone resins, and acryloyl morpholine resins. One of the above water-soluble resins may be used alone, or a plurality of water-soluble resins may be used in combination.

本発明の水系サイズ剤は、さらにpH調整剤、硬化剤、硬化触媒、機能性フィラー、帯電防止助剤、柔軟剤、増粘剤、レベリング剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤等を含んでもよい。pH調整剤としては、例えば、酢酸が挙げられる。硬化剤としては、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、アミン−エポキシ付加生成物、ポリアミドポリアミン、芳香族ポリアミン、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類が挙げられる。硬化触媒としては、例えば、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリスエチルヘキシル酸塩が挙げられる。機能性フィラーとしては、例えば、熱伝導性フィラー、電磁波遮蔽粒フィラー、断熱フィラー、高誘電フィラーが挙げられる。   The aqueous sizing agent of the present invention further comprises a pH adjuster, a curing agent, a curing catalyst, a functional filler, an antistatic aid, a softening agent, a thickener, a leveling agent, an antioxidant, a flame retardant, a flame retardant aid, A heat stabilizer or the like may be included. Examples of the pH adjuster include acetic acid. Examples of the curing agent include aliphatic polyamines, alicyclic polyamines, amine-epoxy addition products, polyamide polyamines, aromatic polyamines, glycidyl ethers, and glycidyl esters. Examples of the curing catalyst include tris (dimethylaminomethyl) phenol and trisethylhexylate. Examples of the functional filler include a heat conductive filler, an electromagnetic wave shielding particle filler, a heat insulating filler, and a high dielectric filler.

本発明の水系サイズ剤中における、(A)、(B)、(C)および(D)を合計した固形分濃度は、2〜10質量%であることが好ましい。水系サイズ剤は、固形分濃度が2質量%未満であると、繊維に均一に被覆することが困難になり、繊維は、毛羽が立ち易くなり、耐熱性、機械物性が低下する場合がある。一方、固形分濃度が10質量%を超えると、繊維への固形分の付着量が増すことで、繊維表面のべたつき、過剰な微粒子の付着により、製織性が低下する場合がある。   The total solid content concentration of (A), (B), (C) and (D) in the aqueous sizing agent of the present invention is preferably 2 to 10% by mass. If the aqueous sizing agent has a solid content concentration of less than 2% by mass, it is difficult to uniformly coat the fibers, and the fibers are likely to fluff, and the heat resistance and mechanical properties may decrease. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by mass, the amount of solid content attached to the fiber increases, and the weaving property may be deteriorated due to stickiness of the fiber surface and adhesion of excessive fine particles.

本発明の水系サイズ剤は、(A)、(B)、(C)および(D)を水中に分散させることによって製造することができる。より具体的には、最初に(B)を水に混合し、撹拌する。その後、(A)、(C)、(D)をさらに加え、撹拌する。また、(A)、(B)、(C)を、それぞれ、(D)を含む水に加えて混合してもよく、また、(A)、(B)、(C)、(D)を混合したものを水に加えて混合してもよい。   The aqueous sizing agent of the present invention can be produced by dispersing (A), (B), (C) and (D) in water. More specifically, (B) is first mixed with water and stirred. Thereafter, (A), (C) and (D) are further added and stirred. In addition, (A), (B), and (C) may be added to and mixed with water containing (D), respectively, and (A), (B), (C), and (D) may be mixed. The mixture may be added to water and mixed.

(A)、(B)、(C)および(C)の混合物に、無機フィラーを加える場合、攪拌翼、ビーズミル、3本ロールミル、ジェットミルを用いて、上記混合物と無機フィラーを混合すればよい。上記混合物に、無機物等の固形物を混合しない場合に限り、ディスパーまたは振動攪拌を用いて混合してもよい。ディスパーを使用する場合、回転数は500〜3000rpmであることが好ましく、振動攪拌を使用する場合、振動数は30〜50Hzであることが好ましく、ビーズミルを使用する場合、チラーを用いることが好ましい。回転数や振動数を上記範囲内としたり、またチラーを用いたりすることにより、効果的に攪拌熱による発熱を抑制しながら水系サイズ剤を得ることができる。   When adding an inorganic filler to the mixture of (A), (B), (C) and (C), the mixture and the inorganic filler may be mixed using a stirring blade, a bead mill, a three roll mill, and a jet mill. . Only when solid materials such as inorganic substances are not mixed with the above mixture, they may be mixed using a disper or vibration stirring. When using a disper, the number of rotations is preferably 500 to 3000 rpm, when using vibration stirring, the frequency is preferably 30 to 50 Hz, and when using a bead mill, it is preferable to use a chiller. By setting the number of rotations and the number of vibrations within the above ranges, or using a chiller, an aqueous sizing agent can be obtained while effectively suppressing heat generation due to heat of stirring.

本発明の水系サイズ剤で表面が処理されたガラス繊維は、上記水系サイズ剤を、公知の方法(例えば、ローラーサイジング法、ローラー浸漬法、スプレー法)でガラス繊維に塗布することにより得ることができる。製織性、耐熱性の観点から、ガラス繊維に付着する水系サイズ剤(固形分)の量は、ガラス繊維と、ガラス繊維に付着した水系サイズ剤(固形分)との合計100質量部に対して、0.10〜0.30質量部であることが好ましく、0.15〜0.25質量部であることがより好ましい。   The glass fiber whose surface is treated with the aqueous sizing agent of the present invention can be obtained by applying the aqueous sizing agent to the glass fiber by a known method (for example, roller sizing method, roller dipping method, spray method). it can. From the viewpoint of weaving properties and heat resistance, the amount of the aqueous sizing agent (solid content) attached to the glass fiber is 100 parts by mass in total of the glass fiber and the aqueous sizing agent (solid content) attached to the glass fiber. 0.10 to 0.30 parts by mass, and more preferably 0.15 to 0.25 parts by mass.

本発明のプリプレグは、ガラス繊維クロスにマトリクス樹脂を含浸させ硬化させることにより得ることができる。具体的な方法としては、例えば、ガラス繊維クロスに0.1〜2.0MPaの水圧や空気圧を加えて開繊し、さらにエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を含浸させ、50〜150℃で0.05〜2時間かけることにより半硬化状態のプリプレグを得ることができる。マトリクス樹脂を含浸する方法としては、樹脂溶液にガラス繊維クロスを浸漬する方法が挙げられる。   The prepreg of the present invention can be obtained by impregnating a glass fiber cloth with a matrix resin and curing it. As a specific method, for example, a glass fiber cloth is opened by applying water pressure or air pressure of 0.1 to 2.0 MPa, and further impregnated with a matrix resin such as an epoxy resin, and 0.05 to 0.05 at 50 to 150 ° C. A semi-cured prepreg can be obtained by taking ~ 2 hours. Examples of the method of impregnating the matrix resin include a method of immersing glass fiber cloth in a resin solution.

半硬化状態のプリプレグを、さらに150〜200℃で0.5〜4時間かけて硬化させることにより、プリント基板の補強材料に適した複合材料とすることができる。本発明の複合材料は、ガラス繊維とマトリクス樹脂の界面接着性が高く、耐熱性に優れ、吸湿状態でもハンダ熱の影響を受けることがない。   A semi-cured prepreg is further cured at 150 to 200 ° C. for 0.5 to 4 hours, whereby a composite material suitable for a reinforcing material for a printed circuit board can be obtained. The composite material of the present invention has high interfacial adhesion between glass fiber and matrix resin, is excellent in heat resistance, and is not affected by soldering heat even in a hygroscopic state.

本発明の水系サイズ剤は、従来の水系サイズ剤のように、澱粉およびシランカップリング剤を含んでいない。このため、本発明の水系サイズ剤を用いることにより、長時間使用しない場合での糸質の変動や製織性の低下が抑制される。また、ヒートクリーニング工程が不要となり、従来これらの工程で生じていたガラス繊維の劣化が抑制される。前記抑制効果は、特に、電子機器等の小型化、薄肉化に伴い、ガラス繊維を束ねる本数を減らし、さらにガラス繊維の繊維径を小さくする場合に顕著である。   The aqueous sizing agent of the present invention does not contain starch and a silane coupling agent unlike conventional aqueous sizing agents. For this reason, by using the aqueous sizing agent of the present invention, fluctuations in yarn quality and deterioration in weaving properties when not used for a long time are suppressed. Moreover, the heat cleaning process becomes unnecessary, and the deterioration of the glass fiber that has conventionally occurred in these processes is suppressed. The suppression effect is particularly noticeable when the number of glass fibers bundled is reduced and the fiber diameter of the glass fibers is reduced as the electronic equipment is reduced in size and thickness.

本発明のガラス繊維やガラス繊維クロスやプリプレグや複合材料は、プリント基板の補強材料として好適に用いることができるほか、スマートフォン、タブレット、パワーデバイス、パソコン、家庭用ゲーム機等のコンピュータ類の部品;DVDプレーヤー、DVDレコーダーの部品、HDDレコーダーの部品、家庭用テレビ、プラズマディスプレイ、液晶テレビ等のディスプレイ電源ユニット等の部品;携帯電話、各種AV機器、OA機器等の部品;カーステレオ、カーナビゲーションシステム、インバーター、照明、自動車電装部材、自動車エンジン部材、自動車ブレーキ部材、自動車内装部材、宇宙航空材料、スポーツ用途、アウトドア用途、一般産業資材に好適に用いることができる。   The glass fiber, the glass fiber cloth, the prepreg and the composite material of the present invention can be suitably used as a reinforcing material for a printed circuit board, and parts of computers such as a smartphone, a tablet, a power device, a personal computer, and a home game machine; Parts for DVD players, DVD recorder parts, HDD recorder parts, display power supply units for home televisions, plasma displays, liquid crystal televisions, etc .; parts for mobile phones, various AV equipment, OA equipment, etc .; car stereos, car navigation systems , Inverters, lighting, automotive electrical components, automotive engine members, automotive brake members, automotive interior members, aerospace materials, sports applications, outdoor applications, and general industrial materials.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

水系サイズ剤、ガラス繊維、ガラス繊維クロスおよび硬化した複合材料の特性を測定、評価する方法は下記のとおりである。
(1)水系サイズ剤のガラス繊維への付着量
JIS R 3420に準拠して、強熱減量として以下のように測定した。
水系サイズ剤の付着したガラス繊維を110℃で1時間熱風乾燥し、ガラス繊維から水分(水系サイズ剤由来の水分)を除去し、水を除去した後のガラス繊維の重量Wを測定した。次いで、そのガラス繊維を、電気炉を用いて、625℃の環境下で30分間放置し、ガラス繊維からさらに水系サイズ剤(固形分)を除去し、水系サイズ剤(固形分)を除去した後のガラス繊維の重量Wを測定した。
水系サイズ剤のガラス繊維への付着量は、以下の式から計算した。
ガラス繊維への付着量=((水分除去後のガラス繊維重量W)−(水系サイズ剤(固形分)除去後のガラス繊維重量W))/(水分除去後のガラス繊維重量W)×100
A method for measuring and evaluating the characteristics of the aqueous sizing agent, glass fiber, glass fiber cloth, and cured composite material is as follows.
(1) Amount of water-based sizing agent attached to glass fiber In accordance with JIS R 3420, the ignition loss was measured as follows.
The glass fiber to which the aqueous sizing agent was adhered was dried with hot air at 110 ° C. for 1 hour, moisture (water derived from the aqueous sizing agent) was removed from the glass fiber, and the weight W 1 of the glass fiber after removing the water was measured. Next, the glass fiber is allowed to stand for 30 minutes in an environment at 625 ° C. using an electric furnace, and after further removing the aqueous sizing agent (solid content) from the glass fiber, the aqueous sizing agent (solid content) is removed. The glass fiber weight W 2 was measured.
The amount of the aqueous sizing agent attached to the glass fiber was calculated from the following equation.
Adhesion amount to glass fiber = ((glass fiber weight W 1 after moisture removal) − (glass fiber weight W 2 after water-based sizing agent (solid content) removal)) / (glass fiber weight W 1 after moisture removal) × 100

(2)ガラス繊維の解舒張力
得られたガラス繊維を600m/分の速度で解舒して、テンションメーター(横河電子機器社製)を用いて解舒張力を測定した。
(2) Unwinding tension of glass fiber The obtained glass fiber was unwound at a speed of 600 m / min, and the unwinding tension was measured using a tension meter (manufactured by Yokogawa Electronics Corporation).

(3)ガラス繊維の静電気特性
得られたガラス繊維を検尺機で巻き取り、その巻き取り部である回転体の下部に静電気センサ(オムロン社製 ZJ−SD100)を設置し、糸が配列する過程で発生する静電気量を測定した。巻き取り回数を100回とした。
(3) Static electricity characteristics of glass fiber The obtained glass fiber is wound up with a measuring machine, and an electrostatic sensor (ZJ-SD100 manufactured by OMRON Corporation) is installed at the lower part of the rotating body which is the winding part, and the yarn is arranged. The amount of static electricity generated in the process was measured. The number of windings was 100.

(4)ガラス繊維の製織性
津田駒工業社製のエアージェット織機を用いてガラス繊維クロスを製織する際のガラス繊維の巻付きおよび飛走状態を目視にて観察し、1時間の製織時間において、製織を停止した回数を測定した。なお、ガラス繊維の製織は、ガラス繊維のフィードローラーへの巻付き不良が発生したり、送りだしが不安定になりショートピックが生じた場合等に停止する。
1回も停止しなかった場合「◎」、1回〜4回停止した場合「○」、5回以上停止した場合「×」とした。
(4) Weaving property of glass fiber The wrapping and flying state of the glass fiber when weaving the glass fiber cloth using an air jet loom manufactured by Tsudakoma Kogyo Co., Ltd. is visually observed, and the weaving time is 1 hour. The number of times weaving was stopped was measured. The weaving of the glass fiber is stopped when the winding failure of the glass fiber around the feed roller occurs, or when the show topic occurs due to unstable feeding.
When it did not stop even once, “◎”, when it stopped once to 4 times, “◯”, when it stopped 5 times or more, “×”.

(5)複合材料の耐熱性
複合材料を湿熱処理後、半田浴による熱履歴を与え、その後の複合材料の状態を評価した。なお、湿熱処理は、プレッシャークッカーを用いて、水蒸気圧力1.05kg/cmG、環境温度121℃、12時間の条件で行った。半田浴による熱履歴は、湿熱処理された複合材料を20〜25℃の水に15分間浸した後、260℃の半田浴に25秒浸漬させて行った。
半田浴に浸漬した後の複合材料から、張り付いた半田を削り落とし、複合材料の表面を、フラットベッドスキャナー(EPSON社製)を用いて観察し、複合材料の表面の総面積に対する白化した部分(白化部)の面積の割合を求めた。
複合材料表面の白化部の割合が1%未満の場合「◎」、1%以上〜30%未満の場合「○」、30%以上の場合「×」とした。
(5) Heat resistance of composite material The composite material was subjected to wet heat treatment and then given a thermal history by a solder bath, and the state of the composite material thereafter was evaluated. The wet heat treatment was performed using a pressure cooker under conditions of a water vapor pressure of 1.05 kg / cm 2 G, an environmental temperature of 121 ° C., and 12 hours. The heat history by the solder bath was performed by immersing the wet-heat treated composite material in water at 20 to 25 ° C. for 15 minutes and then immersing it in a solder bath at 260 ° C. for 25 seconds.
Part of the composite material that has been immersed in the solder bath is scraped off from the composite material, and the surface of the composite material is observed using a flatbed scanner (manufactured by EPSON). The ratio of the area of (whitening part) was calculated | required.
When the ratio of the whitened portion on the surface of the composite material was less than 1%, “◎”, when it was 1% or more but less than 30%, “◯”, and when it was 30% or more, “x”.

(6)(A)の水酸基価
(A)10gを、無水酢酸/ピリジン(体積比1/5)の混合液5mLに溶解させた後、100℃で1時間、無水酢酸と(A)中の水酸基とを反応させた。その後、さらに蒸留水を添加し、100℃で10分間撹拌して、過剰の無水酢酸を分解し、試料液を得た。0.5モル/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて試料液の滴定を行い、滴定量W(mL)を求めた。同様に、(A)を用いない場合(上記の混合液のみ)についても滴定を行い、滴定量W(mL)を求めた。下記式より、水酸基価を算出した。
水酸基価(mgKOH/g)=(W−W)×f×28.05/10
(f:0.5モル/L水酸化カリウム水溶液の力価)
(6) Hydroxyl value of (A) 10 g of (A) was dissolved in 5 mL of a mixture of acetic anhydride / pyridine (volume ratio 1/5), and then at 100 ° C. for 1 hour, acetic anhydride and (A) A hydroxyl group was reacted. Thereafter, distilled water was further added and stirred at 100 ° C. for 10 minutes to decompose excess acetic anhydride to obtain a sample solution. The sample solution was titrated with a 0.5 mol / L potassium hydroxide aqueous solution to obtain a titer W 3 (mL). Similarly, titration was also performed when (A) was not used (only the above mixture), and a titer W 4 (mL) was determined. The hydroxyl value was calculated from the following formula.
Hydroxyl value (mgKOH / g) = (W 4 −W 3 ) × f × 28.05 / 10
(F: Potency of 0.5 mol / L potassium hydroxide aqueous solution)

水系サイズ剤を構成する材料を、以下に示す。
(1)(A)
(A1)ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル(吉村油化学社製、GF690、水酸基価123mgKOH/g)
(A2)ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル(三洋化成工業社製、ニューポール BPE−60、水酸基価228mgKOH/g)
(A3)ポリオキシプロピレンビスフェノールAエーテル(三洋化成工業社製、ニューポール BP−5P、水酸基価211mgKOH/g)
The material which comprises an aqueous sizing agent is shown below.
(1) (A)
(A1) Polyoxyethylene bisphenol A ether (manufactured by Yoshimura Oil Chemical Co., Ltd., GF690, hydroxyl value 123 mgKOH / g)
(A2) Polyoxyethylene bisphenol A ether (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Newpol BPE-60, hydroxyl value 228 mgKOH / g)
(A3) Polyoxypropylene bisphenol A ether (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Newpol BP-5P, hydroxyl value 211 mgKOH / g)

(2)(B)
(B1)ポリオキシエチレンアルキルエステル(一方社油脂工業社製、ノイラン)
(B2)第4級アンモニウム塩(第一工業薬品社製、カチオーゲン)
(B3)無機塩(赤穂化成社製、塩化マグネシウム)
(2) (B)
(B1) Polyoxyethylene alkyl ester (manufactured by Yushi Kogyo Co., Ltd., Neulan)
(B2) Quaternary ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Cathiogen)
(B3) Inorganic salt (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd., magnesium chloride)

(3)(C)
(C1)ポリエチレングリコール(三洋化成工業社製、PEG600)
(3) (C)
(C1) Polyethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, PEG 600)

(4)(D)
(D1)ヒンダードアミン(吉村油化学社製、VL−1、平均粒子径40nm)
(D2)ベンゾトリアゾール(センカ社製、シャインガード BZ−07)
(D3)トリアジン(センカ社製、シャインガード TA−04)
(D4)ヒンダードフェノール(センカ社製、シャインガード HP−12)
(4) (D)
(D1) Hindered amine (Yoshimura Oil Chemical Co., Ltd., VL-1, average particle size 40 nm)
(D2) Benzotriazole (manufactured by Senka, Shine Guard BZ-07)
(D3) Triazine (manufactured by Senka, Shine Guard TA-04)
(D4) Hindered phenol (Senca, Shineguard HP-12)

(5)その他
・澱粉(日澱化学社製パイオスターチ)
・ポリウレンタンアクリレート水分散体(ダイセルオルネクス社製、UCECOAT7655、粒子径0.15μm)
・ポリメタクリル酸メチル架橋物水分散体(日本触媒社製、MX−050W、粒子径0.20μm)
・帯電防止助剤(吉村油化学社製、パーマックス F20)
・柔軟剤(吉村油化学社製、CEF2)
(5) Others ・ Starch (Piostarch manufactured by Nissho Chemical Co., Ltd.)
-Polyurethane acrylate aqueous dispersion (manufactured by Daicel Ornex, UCECOAT7655, particle size 0.15 μm)
・ Polymethyl methacrylate cross-linked water dispersion (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., MX-050W, particle size 0.20 μm)
・ Antistatic agent (manufactured by Yoshimura Oil Chemical Co., Permax F20)
・ Softening agent (CEF2 manufactured by Yoshimura Oil Chemical Co., Ltd.)

実施例1〜12、比較例1〜9
表1に示す種類と質量部の(A)、(B)、(C)および(D)と、水とを混合して、固形分濃度が4〜8質量%である水系サイズ剤を作製した。
得られた水系サイズ剤を、ノズルから紡出した複数のガラス繊維フィラメント(繊維総本数:40本)からなるガラスヤーンに付着させ、ガラス繊維を1本の束(ストランド)に集束させた。次いで、このストランドを、撚りをかけずにケークに巻き取った。得られたケークから解舒したガラスロービングを、撚りをかけながら(撚り数:0.5Z)、ボビンに巻き付け、ガラス繊維ヤーン(平均繊維径:4.1μm、番手:1.3tex)を得た。このようにして、表面が処理されたガラス繊維を得た。
得られた製織用のガラス繊維を、経糸、緯糸いずれにも用いて、津田駒工業社製のエアージェット織機で製織し、ガラス繊維クロスを得た。
得られたガラス繊維クロスを、水で開繊処理し、シランカップリング処理を行い、120℃の乾燥工程にて乾燥を実施した後、エポキシ樹脂のワニスに浸漬し、ワニスから取り上げた後、150℃で5分間、170℃で1.5〜2時間の加熱処理を行い、硬化した複合材料を作製した。なお、水での開繊処理は、0.1〜5.0MPaの水圧を加えて行い、シランカップリング処理は、アミノシランカップリング剤を用いて行った。またエポキシ樹脂のワニスとして、NBMA規格のFR−4組成のエポキシ樹脂100質量部をメチルエチルケトン14質量部で希釈したワニスを用いた。
Examples 1-12, Comparative Examples 1-9
The types and mass parts (A), (B), (C) and (D) shown in Table 1 were mixed with water to produce an aqueous sizing agent having a solid content concentration of 4 to 8% by mass. .
The obtained aqueous sizing agent was attached to a glass yarn composed of a plurality of glass fiber filaments (total number of fibers: 40) spun from a nozzle, and the glass fibers were converged into one bundle (strand). The strand was then wound on a cake without twisting. The glass roving unraveled from the obtained cake was wound around a bobbin while twisting (twist number: 0.5Z) to obtain a glass fiber yarn (average fiber diameter: 4.1 μm, count: 1.3 tex). . Thus, the glass fiber by which the surface was processed was obtained.
The obtained glass fiber for weaving was woven using an air jet loom manufactured by Tsuda Koma Kogyo Co., Ltd. using both warp and weft to obtain a glass fiber cloth.
The obtained glass fiber cloth was opened with water, subjected to silane coupling treatment, dried in a drying process at 120 ° C., then immersed in an epoxy resin varnish, taken up from the varnish, and then 150 A heat treatment was performed at 5 ° C. for 5 minutes and at 170 ° C. for 1.5 to 2 hours to produce a cured composite material. The opening treatment with water was performed by applying a water pressure of 0.1 to 5.0 MPa, and the silane coupling treatment was performed using an aminosilane coupling agent. Moreover, the varnish which diluted 100 mass parts of epoxy resins of FR-4 composition of NBMA specification with 14 mass parts of methyl ethyl ketone was used as a varnish of an epoxy resin.

実施例1〜12、比較例1〜9で得られた水系サイズ剤、ガラス繊維、ガラス繊維クロス、および硬化した複合材料について、各種測定、評価を行った。測定結果および評価結果を表1、2に示す。   Various measurements and evaluations were performed on the aqueous sizing agents, glass fibers, glass fiber cloths, and cured composite materials obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9. Tables 1 and 2 show the measurement results and the evaluation results.

実施例1〜12は、いずれも、低い解舒張力を示し、さらに静電気の発生が抑制され、安定して製織できた。また、得られた複合材料は耐熱性に優れていた。   Examples 1 to 12 all exhibited low unwinding tension, further suppressed generation of static electricity, and could be woven stably. Moreover, the obtained composite material was excellent in heat resistance.

実施例2は、水系サイズ剤中の(B)の含有量が好ましい範囲よりも少なかったため、実施例1と対比して、静電気量がやや高くなり、製織性がやや悪かった。
実施例3は、水系サイズ剤中の(B)の含有量が好ましい範囲よりも多かったため、実施例1と対比して、解舒張力が高くなり、製織性がやや悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性がやや低かった。
実施例4は、水系サイズ剤中の(C)の含有量が好ましい範囲より少なかったため、実施例1と対比して、解舒張力、静電気量がやや高く、製織性がやや悪かった。
実施例5は、水系サイズ剤中の(C)の含有量が好ましい範囲より多かったため、実施例1と対比して、解舒張力、静電気量がやや高くなり、製織性がやや悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性がやや低かった。
実施例6は、水系サイズ剤中の(D)の含有量が好ましい範囲より少なかったため、実施例1と対比して、解舒張力がやや高くなり、製織性がやや悪かった。
実施例7は、水系サイズ剤中の(D)の含有量が好ましい範囲より多かったため、実施例1と対比して、得られた複合材料は耐熱性がやや低かった。
実施例8〜10は、水系サイズ剤中の(D)として、ぞれぞれ、ベンゾトリアゾール、トリアジン、ヒンダードフェノールを用いたため、実施例1と対比して、解舒張力、静電気量がやや高くなり、製織性がやや悪かった。
実施例11、12は、水系サイズ剤中の(B)として、ぞれぞれ、第四級アンモニウム塩、塩化マグネシウム塩を用いたため、解舒張力、静電気量がやや高くなり、製織性がやや悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性がやや低かった。
In Example 2, since the content of (B) in the aqueous sizing agent was less than the preferred range, the amount of static electricity was slightly higher than in Example 1, and the weaving property was slightly worse.
In Example 3, since the content of (B) in the aqueous sizing agent was larger than the preferred range, the unraveling tension was higher and the weaving property was slightly worse as compared with Example 1. Further, the obtained composite material had slightly low heat resistance.
In Example 4, since the content of (C) in the aqueous sizing agent was less than the preferred range, the unraveling tension and the amount of static electricity were slightly higher than in Example 1, and the weaving property was slightly worse.
In Example 5, since the content of (C) in the aqueous sizing agent was larger than the preferred range, the unraveling tension and the amount of static electricity were slightly higher than in Example 1, and the weaving property was slightly worse. Further, the obtained composite material had slightly low heat resistance.
In Example 6, since the content of (D) in the aqueous sizing agent was less than the preferred range, the unraveling tension was slightly higher than in Example 1, and the weaving property was slightly worse.
In Example 7, since the content of (D) in the aqueous sizing agent was larger than the preferred range, the obtained composite material was slightly lower in heat resistance as compared with Example 1.
In Examples 8 to 10, since benzotriazole, triazine, and hindered phenol were used as (D) in the aqueous sizing agent, respectively, the unraveling tension and the amount of static electricity were slightly different from those in Example 1. It became high and the weaving property was slightly bad.
In Examples 11 and 12, since quaternary ammonium salt and magnesium chloride salt were used as (B) in the aqueous sizing agent, respectively, the unraveling tension and the amount of static electricity were slightly increased, and the weaving property was slightly higher. It was bad. Further, the obtained composite material had slightly low heat resistance.

比較例1は、水系サイズ剤中の(B)の含有量が本発明で規定する範囲より少なかったため、ガラス繊維とガイドとの接触による摩擦力の増大により、紡糸段階で糸切れが発生し、連続したガラス繊維を得ることができなかった。
比較例2は、水系サイズ剤中の(B)の含有量が本発明で規定する範囲より多かったため、解舒張力が高くなり、製織性が悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性が低かった。
比較例3は、水系サイズ剤中の(C)の含有量が本発明で規定する範囲より少なかったため、被膜形成が悪化し、製織機のガイドとの摩擦が大きくなり、製織性が悪かった。
比較例4は、水系サイズ剤中の(C)の含有量が本発明で規定する範囲より多かったため、フィーダー部でのすべり性が悪化し製織性が悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性が低かった。
比較例5は、水系サイズ剤中の(D)の含有量が本発明で規定する範囲より少なかったため、解舒張力、静電気量が高くなり、製織性が悪かった。
比較例6は、水系サイズ剤中の(D)の含有量が本発明で規定する範囲より多かったため、製織機のフィーダー部での巻付きが不安定になり製織性が悪かった。また、得られた複合材料は耐熱性が低かった。
比較例7は、水系サイズ剤中に(A)を用いずに、澱粉を含んでいたため、得られた複合材料は耐熱性が低かった。
比較例8、9は、水系サイズ剤中に(D)を用いずに、それぞれ、ポリウレタンアクリレート、ポリメタクリル酸メチル架橋物を用いたため、解舒張力、静電気量が高くなり、製織性が悪かった。
In Comparative Example 1, since the content of (B) in the aqueous sizing agent was less than the range specified in the present invention, yarn breakage occurred at the spinning stage due to an increase in frictional force due to contact between the glass fiber and the guide, A continuous glass fiber could not be obtained.
In Comparative Example 2, since the content of (B) in the aqueous sizing agent was larger than the range specified in the present invention, the unwinding tension was high and the weaving property was poor. Further, the obtained composite material had low heat resistance.
In Comparative Example 3, since the content of (C) in the aqueous sizing agent was less than the range specified in the present invention, the film formation was deteriorated, the friction with the guide of the weaving machine was increased, and the weaving property was poor.
In Comparative Example 4, since the content of (C) in the aqueous sizing agent was larger than the range specified in the present invention, the slip property at the feeder portion was deteriorated and the weaving property was poor. Further, the obtained composite material had low heat resistance.
In Comparative Example 5, since the content of (D) in the aqueous sizing agent was less than the range specified in the present invention, the unwinding tension and the static electricity amount were high, and the weaving property was poor.
In Comparative Example 6, since the content of (D) in the aqueous sizing agent was larger than the range specified in the present invention, the winding at the feeder portion of the weaving machine became unstable and the weaving property was poor. Further, the obtained composite material had low heat resistance.
Since Comparative Example 7 contained starch without using (A) in the aqueous sizing agent, the resulting composite material had low heat resistance.
In Comparative Examples 8 and 9, polyurethane acrylate and polymethyl methacrylate cross-linked product were used without using (D) in the aqueous sizing agent, respectively, so that the unraveling tension and static electricity amount were high, and the weaving property was poor. .

Claims (6)

ポリオキシアルキレンビスフェノールAエーテル(A)100質量部と、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、第4級アンモニウム塩および無機塩から選ばれる1以上の化合物(B)3〜20質量部と、ポリオキシアルキレングリコール(C)100〜200質量部と、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、ヒンダードフェノール、ベンゾエートおよびヒンダードアミンから選ばれる1以上の化合物(D)5〜50質量部とを含有し、澱粉およびシランカップリング剤を含有しないことを特徴とする水系サイズ剤。 100 parts by mass of polyoxyalkylene bisphenol A ether (A), 3 to 20 parts by mass of one or more compounds (B) selected from polyoxyalkylene alkyl esters, quaternary ammonium salts and inorganic salts, and polyoxyalkylene glycol ( C) 100 to 200 parts by mass and one or more compounds (D) selected from benzotriazole, benzophenone, triazine, hindered phenol, benzoate and hindered amine (5) to 50 parts by mass, and starch and a silane coupling agent An aqueous sizing agent characterized by not containing. (A)の水酸基価が200mgOH/g以下であることを特徴とする請求項1に記載の水系サイズ剤。 The aqueous sizing agent according to claim 1, wherein the hydroxyl value of (A) is 200 mgOH / g or less. 請求項1または2に記載の水系サイズ剤で表面が処理されたことを特徴とするガラス繊維。 A glass fiber having a surface treated with the aqueous sizing agent according to claim 1. 請求項3に記載のガラス繊維を用いて製織されたことを特徴とするガラス繊維クロス。 A glass fiber cloth woven using the glass fiber according to claim 3. 請求項4に記載のガラス繊維クロスを用いることを特徴とするプリプレグ。 A prepreg comprising the glass fiber cloth according to claim 4. 請求項4に記載のガラス繊維クロスを用いることを特徴とする複合材料。 A composite material comprising the glass fiber cloth according to claim 4.
JP2015104590A 2015-05-22 2015-05-22 Aqueous size agent Pending JP2016216859A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015104590A JP2016216859A (en) 2015-05-22 2015-05-22 Aqueous size agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015104590A JP2016216859A (en) 2015-05-22 2015-05-22 Aqueous size agent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016216859A true JP2016216859A (en) 2016-12-22

Family

ID=57580408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015104590A Pending JP2016216859A (en) 2015-05-22 2015-05-22 Aqueous size agent

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016216859A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111793986A (en) * 2019-04-09 2020-10-20 广州睿特新材料科技有限公司 Nylon moisture-absorbing and sweat-releasing finishing agent and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111793986A (en) * 2019-04-09 2020-10-20 广州睿特新材料科技有限公司 Nylon moisture-absorbing and sweat-releasing finishing agent and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5512030B1 (en) Water-based sizing agent, and glass fiber and glass fiber cloth using the same
CN105274706B (en) Preparation method of polyurethane glass fiber composite fiber cloth
JP6454135B2 (en) Quartz glass fiber sizing agent, quartz glass fiber, quartz glass yarn, and quartz glass cloth
WO2017038240A1 (en) Glass cloth
JP5936726B2 (en) Glass cloth
EP3106442B1 (en) Sizing agent for quartz glass fibers, quartz glass fiber, quartz glass yarn, and quartz glass cloth
JP2016094674A (en) Aqueous size agent
JP2017193467A (en) Aqueous sizing agent
WO2018154867A1 (en) Sizing-coated carbon fiber bundle, thermoplastic resin composition, molded body, method for manufacturing sizing-coated carbon fiber bundle, and method for manufacturing molded body
JP2016216859A (en) Aqueous size agent
JP6650735B2 (en) Aqueous sizing agent
JP2016216860A (en) Aqueous size agent
JP2016094672A (en) Aqueous size agent
JP2016094673A (en) Aqueous size agent
TW202124325A (en) Surface-treated glass cloth
JP6338029B1 (en) Sizing agent-coated carbon fiber bundle, thermoplastic resin composition, molded product, method for producing sizing agent-coated carbon fiber bundle, and method for producing molded product
JP6179748B2 (en) Glass fiber, glass paper manufacturing method and glass paper
JP3130370B2 (en) Glass fiber sizing agent
JP4924768B2 (en) Method for producing carbon fiber coated with sizing agent
JP2019210587A (en) Sizing agent-coated carbon fiber bundle and manufacturing method therefor
JP6608376B2 (en) Melt anisotropic aromatic polyester fiber and method for producing the same
JP2024050155A (en) Sizing agent for long glass fibers, glass yarn and glass cloth
CN116732678A (en) glass cloth
CN117904872A (en) Environment-friendly electronic grade glass fiber cloth slurry and preparation method thereof
JP5131934B2 (en) Method for producing flame-retardant conductive yarn and flame-retardant conductive yarn produced by the production method