JP2563826B2

JP2563826B2 - 帯電防止性ガラス繊維束、帯電防止性ロービング、樹脂補強用繊維体並びにシートモールディングコンパウンドの製造法

Info

Publication number: JP2563826B2
Application number: JP63141578A
Authority: JP
Inventors: 寿夫柘植
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH01313346A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］帯電防止性ガラス繊維束、帯電防止性ロービング、樹
脂補強用繊維体並びにシートモールディングコンパウン
ドの製造法に関する。

［従来の技術］ブッシングから引出したガラス繊維に集束剤を附与し
て所定本数集束して巻取り、加熱乾燥することにより製
造されたガラス繊維束（ストランド）は繊維補強樹脂体
（FRP）を製造する際の樹脂補強用繊維体として広く用
いられる。

又上記のストランドは引揃えてロービングとなし、或
はそのまま、又は引揃えた状態で切断してチョップドス
トランド（CS）となし、或はストランド又はCSを移動す
るコンベア上に堆積せしめてCSM（コンティニュアスス
トランドマット）又はCM（チョップドストランドマッ
ト）とした状態で補強繊維体として使用される。

又CSを移動するコンベア上に堆積せしめてなるマット
状物にMgOのような増粘剤を含む不飽和ポリエステル樹
脂のような熱硬化性樹脂を含浸させ、次いで養生して樹
脂粘度を上昇させてSMC（シートモールディングコンパ
ウンド）となし、FRPの製造に使用される。

このようなガラス繊維束に切断等の加工を施す際、静
電気が発生し、各種トラブルを生ずることがあるので、
これを防止する為集束剤に帯電防止剤を含有させる。

帯電防止剤としてはノニオン系、カチオン系、両性イ
オン性、アニオン系、或は無機塩類が知られている。

［発明が解決しようとする課題］従来技術は次のような問題点（解決すべき課題）を有
する。

（１）充分な帯電防止効果を得るためには多量の帯電防
止剤を使用する必要がある。

（２）多量の帯電防止剤を使用するとストランドを加熱
乾燥する際ストランドが着色し易い。

（３）集束剤中に含まれる被膜形成後、カップリング
剤、潤滑剤等と帯電防止剤とが反応し、ストランドの性
能が低下し易い。例えばフィラメントの剛性が低下し、
或は集束性が悪化し、ストランドがモノフィラメント状
になり、このストランドを補強用繊維体として使用する
際、樹脂の含浸性が不良となる。

特にSMCを製造する場合、補強繊維体に含浸させる樹
脂は増粘されているため樹脂の含浸不良が生じ易い。

（４）集束剤と帯電防止剤の反応による性能の低下は両
者の組合せ如何によって変化する。このため帯電防止剤
による性能低下を少なくしようとすると、使用する集束
剤と帯電防止剤の種類が制限されてしまう。

本発明者は上記課題を解決する為検討を重ね、帯電防
止剤を含まない集束剤を附与集束し、次いで好ましくは
乾燥してなるガラス繊維束の表面に帯電防止剤又は帯電
防止剤及び潤滑剤が被着せしめられている帯電防止性ガ
ラス繊維束、又はこの繊維束を引揃えたロービングをFR
P補強繊維として使用し、或は上記帯電防止性ガラス繊
維束を用いてシートモールディングコンパウンド（SM
C）を製造することにより好適な結果の得られることを
見出し、特許出願を行った。

本発明は、上記ガラス繊維束を補強繊維として使用し
て得られるFRP、又はSMCを使用して得られるFRPの耐水
性を向上させる為、研究を重ねた結果に基づく新たな提
案である。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成する為、本発明においては、帯電防止
剤を0.05〜2wt％を含む集束剤を附与集合し、次いで好
ましくは乾燥してなるガラス繊維束の表面に帯電防止剤
又は帯電防止剤及び潤滑剤を被着せしめた帯電防止性ガ
ラス繊維束、又はこの繊維束を引揃えたロービングをFR
P補強繊維として使用する。

又本発明においては、ブッシングから引出したガラス
繊維に帯電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附与し、
次いで好ましくは乾燥したガラス繊維束表面に帯電防止
剤又は帯電防止剤及び潤滑剤を被着せしめることにより
樹脂補強用繊維体を製造する。

更に又本発明においては、ブッシングから引出したガ
ラス繊維に帯電防止剤を0.05〜2wt％を含む集束剤を附
与集束、し次いで乾燥してなるガラス繊維束又はその引
揃え物に帯電防止剤又は帯電防止剤及び潤滑剤とを含む
後処理液を塗布し、次いで好ましくは加熱下に再度乾燥
したガラス繊維又はその引揃え物を切断し、移動するコ
ンベア上に堆積せしめてマット状物となし、該マット状
物に増粘剤を含む液状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、
養生することによりSMCを製造する。

次に本発明を更に具体的に説明する。

ブッシングから引出した直径３〜25μ、好ましくは９
〜16μのガラス繊維に集束剤を塗布し、30〜5,000本、
好ましくは50〜1,000本程度集束し、ストランドとす
る。

集束剤としては0.05〜2wt％程度の帯電防止剤、１〜1
5wt/程度の被膜形成剤、0.01〜2wt％程度の潤滑剤、0.0
1〜5wt％程度のカップリング剤を含むものが好適に使用
できる。

被膜形成剤としてはポリ酢酸ビニール等を、潤滑剤と
してはノニオン系或はカチオン系界面活性剤剤又は油剤
等を、カップリング剤としてはシランカップリング剤等
を用いるのが適当である。

ガラス繊維に対する集束剤の附与量は、固型分として
0.3〜3wt％好ましくは0.5〜2wt％とするのが適当であ
る。

このように集束剤中に微量の帯電防止剤を含有せしめ
ることにより、前述した先願の効果を損なうことなく、
しかも上記のストランドを補強繊維として使用して得ら
れるFRP、或は上記SMCを使用して得られるFRPの耐水性
を向上せしめうることが見出された。

上述のストランドに帯電防止剤を被着せしめる。

被着の手段に特に限定はなく、帯電防止剤を含む後処
理液をストランドに噴霧し、或はロールコーターを用い
て塗布しても良く、或は又ストランドをテンションバー
の下面に接して張力を与えつつ移動せしめながら、テン
ションバーの上面に本溶液を所定割合で、好ましくは定
量ポンプを用いて供給し、後処理溶液をテンションバー
の下面に流下せしめストランドに後処理液を接触せしめ
て塗布することによってストランドに帯電防止剤を被着
させることもできる。

後処理液の塗布によって被着せしめる帯電防止剤の量
は、ガラス繊維に対し0.01〜1wt％程度で充分効果をう
ることができる。

本発明においては、集束剤中に混入する帯電防止剤の
量は微量であるので、集束剤との関連において使用しう
る帯電防止剤の種類が制限をうけることはなくアニオン
系、ノニオン系、カチオン系、両性イオン系、無機塩類
等各種のものが使用できるが、耐水性向上の見地からはを用いるのが特に望ましい。

又本発明いおいては後処理液中に潤滑剤を１〜30wt
％、好ましくは５〜15wt％程度含有させておくこともで
き、ストランドの潤滑性を一層向上させることができ
る。

なお、潤滑剤としてはノニオン系或はカチオン系界面
活性剤又は油剤が好適に使用できる。

ストランドに対する本溶液の附与は、ストランド水中
の水分が0.1wt％以下の状態で行うのが好ましく、本発
明の効果を一層向上させることができる。水分を減少さ
せる工業的手段としては加熱炉を用いた加熱乾燥、減圧
乾燥を行うのが好適である。

なおストランドに対する後処理液の附与は個々のスト
ランドに対し別々に行うこともできるが、多数のストラ
ンドを引揃えてロービングとなす際、多数のストランド
に同時に附与するのが実際的である。

後処理液を附与したストランド、或はロービングは、
30〜100℃、好ましくは50〜80℃において加熱乾燥する
のが適当であり、リボナイゼイションを向上させる効果
を得ることができる。

上述の本発明ストランド或はロービングはそのまま、
或は切断し、又は連続した状態でマット状物とし、或は
製織して布状物となしてFRPの補強用に好適に用いるこ
とができる。

又本発明のストランド或はロービングの切断物（CS）
を用いてSMCを製造することもできる。

［作用］帯電防止剤の大部分をストランドの表面にのみ被着さ
せることにより所望の帯電防止効果をうるのに必要な帯
電防止剤の使用量を減少させる。

又帯電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附与してガ
ラス繊維を集束してストランドとなし、次いでこのスト
ランド表面に帯電防止剤を被着させることにより、集束
剤成分と帯電防止剤の反応を防止し、ストランドの性能
を向上させ、着色を防止し、更に又このストランドを補
強繊維として使用して得られたFRP、又はこのストラン
ドを使用して得られるSMCの耐水性を向上させる。

このようなストランドをFRP補強用として用いること
により樹脂の含浸性を良好ならしめる。この効果はSMC
製造の場合特に著しい。

帯電防止剤の被着をストランド乾燥後に行うことによ
り、上記効果を一層向上させる。

又帯電防止剤と共に潤滑剤を附与することによりスト
ランドの潤滑性を一層向上させる。

更に又帯電防止剤附与後ストランドを加熱乾燥するこ
にとよりリボナイゼーションを向上させる。

［実施例１］帯電防止剤としてを固形分で0.2wt％、被膜形成剤としてポリ酢酸ビニー
ルを8wt％、潤滑剤としてノニオン系界面活性剤を0.5wt
％、カップリング剤としてシランカップリング剤を0.2w
t％含むサイジング剤をガラス繊維に対し固型分として
1.5wt％附与し、140℃に12hr加熱乾燥してストランドＩ
とした。

このストランドに帯電防止剤としての10％溶液を、ロールコーターで塗布し、上記帯電防止
剤をストランドＩの表面に被着させ、ストランドIIを得
た。

帯電防止剤の被着量はガラス繊維の0.05wt％であっ
た。

上記ストランドI,IIを用い、スタティクフォトメータ
ーを使用し、印加電圧8KV、温度25℃、湿度50％の条件
で帯電圧、半減期を測定した結果を別表に示す。。

ストランドIIは集束性、切断時の分散不良を生ずるこ
となく、液状熱硬化性樹脂の含浸性も良好であり、着色
を生ずることもなかった。

実施例２実施例１のに代え、を用いて得られたストランド（ストランドIII）につい
て同様な測定を行った結果を別表に示す。

なお、ストランドIIIの集束性其他の性質はストラン
ドIIと同等であった。

［比較例１］実施例１で用いられた集束剤中にを混入し、（混入量は帯電防止剤の被着量が実施例１と
同一となるよう定めた）実施例１と同様にして得られた
ストランドIVについて同様な測定を行った結果を別表に
示す。

なお、このストランドIVは分散性、樹脂の含浸性がス
トランドI,IIに比して不良であり、このストランドを用
いて製造したFRP中に約５％の不良品が発生した。

又このストランドIVは黄色に着色した。

実施例３実施例1,2のストランドII,IIIを2.5cmの長さに切断
し、この切断物を750gr/m²の割合で堆積させたCSに、次
の組成を有する樹脂組成物を含浸させ、ガラス含有量25
wt％のSMCを製造した。

不飽和ポリエステル樹脂 70 重量部低収縮剤 30 重量部炭酸カルシウム 150 重量部 TBPB 0.02重量部ステアリン酸亜鉛 0.05重量部 MgO 0.01重量部樹脂の含浸性は良好であり、含浸不良に起因する不良
品が発生することはなかった。

［比較例２］比較例１のストランドIVを用いて、実施例３と同様な
SMCを製造した。

樹脂の含浸性は不良で、不良品発生率は５％であっ
た。

実施例４実施例３のSMCを用いて製造したFRPを100℃の水中に
８日間放置した場合、成形品表面のふくれが生じなかっ
た。

［比較例３］実施例４のストランドII,IIIに代え、被膜形成剤、潤
滑剤、カップリング剤の種類及び含有量はストランドI
I,IIIの製造に用いられた集束剤と同一であるが、帯電
防止剤を全く含まない集束剤を使用して得られたストラ
ンドを用い、実施例４と同様に試験を行った場合著しい
ふくれを生じた。

［発明の効果］所定の性能を得るのに必要な帯電防止剤の使用料を減
少し、帯電防止効果を高める。

ストランドの集束性の低下、着色を防止し、樹脂の含
浸性を高め、均質なFTP、SMCをうる。

又FRPの耐水性を向上させる。

帯電防止剤と集束剤の組合せ可能な範囲を拡大する。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附
与集束してなるガラス繊維束の表面に帯電防止剤又は帯
電防止剤及び潤滑剤を被着せしめたことを特徴とする帯
電防止性ガラス繊維束。
【請求項２】帯電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附
与集束し、次いで乾燥してなるガラス繊維束の表面に帯
電防止剤又は帯電防止剤及び潤滑剤を被着せしめたこと
を特徴とする帯電防止性ガラス繊維束。
【請求項３】帯電防止剤は無機塩類、又はカラオン系、
ノニオン系、アニオン系或は両性系の界面活性剤である
ことを特徴とする請求項1,又は２記載の帯電防止性ガラ
ス繊維束。
【請求項４】ガラス繊維束の表面に被着せしめた帯電防
止剤の量はガラス繊維の0.01〜1wt％であることを特徴
とする請求項1,2又は３記載の帯電防止性ガラス繊維
束。
【請求項５】集束剤は被膜形成剤、カップリング剤、又
は潤滑剤を含むことを特徴とする請求項1,2,3又は４記
載の帯電防止性ガラス繊維束。
【請求項６】集束剤の附与量はガラス繊維の0.3〜3wt％
であることを特徴とする請求項1,2,3,4又は５記載の帯
電防止性ガラス繊維束。
【請求項７】潤滑剤はノニオン系或はカチオン系界面活
性剤又は油剤であることを特徴とする請求項1,2,3,4,5
又は６記載の帯電防止性ガラス繊維束。
【請求項８】ガラス繊維束の表面に被着せしめた潤滑剤
の量はガラス繊維の0.01〜1wt％であることを特徴とす
る請求項1,2,3,4,5,6又は７記載の帯電防止性ガラス繊
維束。
【請求項９】請求項1,2,3,4,5,6,7又は８記載の帯電防
止性ガラス繊維束の引揃え物よりなることを特徴とする
帯電防止性ロービング。
【請求項１０】ブッシングから引出したガラス繊維に帯
電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附与し、次いで好
ましくは乾燥したガラス繊維束表面に帯電防止剤を被着
せしめることを特徴とする樹脂補強用繊維体の製造法。
【請求項１１】ブッシングから引出したガラス繊維に帯
電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附与集束し次いで
乾燥してなるガラス繊維束又はその引揃え物に帯電防止
剤を含む後処理液を塗布することによって帯電防止剤を
被着し、次いで好ましくは加熱下に再度乾燥することを
特徴とする樹脂補強用繊維体の製造法。
【請求項１２】後処理液被着前の乾燥を加熱下又は減圧
下に行うことを特徴とする請求項10又は11記載の樹脂補
強用繊維体の製造法。
【請求項１３】帯電防止剤は無機塩類、又はカチオン
系、ノニオン系、アニオン系或は両性系の界面活性剤で
あることを特徴とする請求項10,11又は12記載の樹脂補
強用繊維体の製造法。
【請求項１４】ガラス繊維束の表面に被着せしめた帯電
防止剤の量はガラス繊維の0.01〜1wt％であることを特
徴とする請求項11,12又は13記載の樹脂補強用繊維体の
製造法。
【請求項１５】集束剤は被膜形成剤、カップリング剤、
又は潤滑剤を含むことを特徴とする請求項11,12,13又は
14記載の樹脂補強用繊維体の製造法。
【請求項１６】集束剤の附与量はガラス繊維の0.3〜3wt
％であることを特徴とする請求項11,12,13,14又は15記
載の樹脂補強用繊維体の製造法。
【請求項１７】後処理液は潤滑剤をも含むことを特徴と
する請求項11,12,13,14,15又は16記載の樹脂補強用繊維
体の製造法。
【請求項１８】潤滑剤はノニオン系或はカチオン系界面
活性剤又は油剤であることを特徴とする請求項17記載の
樹脂補強用繊維体の製造法。
【請求項１９】ブッシングから引出したガラス繊維に帯
電防止剤を0.05〜2wt％含む集束剤を附与集束し次いで
乾燥してなるガラス繊維束又はその引揃え物に帯電防止
剤又は帯電防止剤及び潤滑剤とを含む後処理液を塗布
し、次いで好ましくは加熱下に再度乾燥したガラス繊維
又はその引揃え物を切断し、移動するコンベア上に堆積
せしめてマット状物となし、該マット状物に増粘剤を含
む液状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、養生することを
特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造
法。
【請求項２０】帯電防止剤は無機塩類、又はカチオン
系、ノニオン系、アニオン系或は両性系の界面活性剤で
あることを特徴とする請求項19記載のシートモールディ
ングコンパウンドの製造法。
【請求項２１】後処理液の塗布によりガラス繊維束の表
面に被着せしめた帯電防止剤の量はガラス繊維の0.01〜
1wt％であることを特徴とする請求項18,19又は20記載の
シートモールディングコンパウンドの製造法。
【請求項２２】集束剤は被膜形成剤、カップリング剤、
又は潤滑剤を含むことを特徴とする請求項18,19,20又は
21記載のシートモールディングコンパウンドの製造法。
【請求項２３】集束剤の附与量はガラス繊維の0.3〜3wt
％であることを特徴とする請求項18,19,20,21又は22記
載のシートモールディングコンパウンドの製造法。
【請求項２４】潤滑剤はノニオン系或はカチオン系界面
活性剤又は油剤であることを特徴とする請求項19,20,2
1,22又は23記載のシートモールディングコンパウンドの
製造法。
【請求項２５】後処理液の塗布によりガラス繊維束の表
面に被着せしめた潤滑剤の量はガラス繊維の0.01〜1wt
％であることを特徴とする請求項19,20,21,22,23又は24
記載のシートモールディングコンパウンドの製造法。