JP2649211B2

JP2649211B2 - ガラス繊維用集束剤及び補強用ガラス繊維

Info

Publication number: JP2649211B2
Application number: JP5201137A
Authority: JP
Inventors: 美樹酒井; 顕井上
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH0733484A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクリロニトリル−ス
チレン共重合体などの熱可塑性を有するスチレン系樹脂
に分散混入して、その樹脂を補強するガラス繊維に施さ
れる集束剤及びそれを付与した補強用ガラス繊維に関
し、詳しくは、ガラス繊維の集束性に優れ、かつ色相、
機械的強度に優れた強化熱可塑性樹脂を与えるガラス繊
維用集束剤及びそれを付与した補強用ガラス繊維に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス繊維強化スチレン系樹脂組
成物の物性を改良するために、補強用ガラス繊維と、マ
トリックス樹脂であるスチレン系樹脂との界面を改質す
るような、各種ガラス繊維用集束剤が提案されている。
例えば、特公昭57−57420 号公報には、アクリロニトリ
ルを20〜50重量％含有するアクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体樹脂３〜６重量％、エポキシ樹脂0.5 〜３重
量％、及びスチレン官能基を有するシラン誘導体0.2 〜
３重量％を含有するスチレン系樹脂補強用集束剤が開示
されている。また、特開平２−30645 号公報には、アク
リロニトリルを20〜60重量％含むアクリロニトリル−ス
チレン共重合体エマルジョン又はアクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体エマルジョン１〜10重量％
と、ウレタンエマルジョン0.5 〜７重量％とを含み、か
つアクリロニトリル−スチレン共重合体とアクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体の合計量とウレタ
ンエマルジョンとの重量比が、50〜90：50〜10であるガ
ラス繊維集束剤が開示されている。更に、特開昭59−23
2940号公報には、アクリロニトリル−スチレン系樹脂及
びアミノシランカップリング剤を含有する、強化スチレ
ン系樹脂用のガラス繊維用サイジング剤が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体樹脂（以下、ＡＳ樹脂と
略記することがある）又はアクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体樹脂（以下、ＡＢＳ樹脂と略記す
ることがある）の補強材として、アクリロニトリル−ス
チレン共重合体系及び／又はアクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体系集束剤を用いたガラス繊維を
使用すると、強度の高い繊維補強樹脂体を得ることはで
きるが、製造時の加熱によって繊維補強樹脂体が黄変し
やすくなり、色相のよい繊維補強樹脂体を得ることが難
しかった。

【０００４】一方、ウレタン系又はエポキシ系集束剤を
使用して得られるガラス繊維を補強材とした場合には、
製品の色相に影響を及ぼすことはないが、充分な強度を
有する繊維補強用樹脂体が得られないという問題を有し
ていた。

【０００５】したがって、本発明の目的は、ＡＳ樹脂又
はＡＢＳ樹脂の補強材に用いて、機械的強度が高く、か
つ良好な色相を示す繊維補強樹脂体を与えることができ
るガラス繊維集束剤及びそれを付与した補強用ガラス繊
維を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガラス繊維用集束剤は、アクリロニトリル
−スチレン共重合体樹脂又はアクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体樹脂に含有させる補強用ガラス
繊維の集束剤において、900 以上のエポキシ当量を有す
るエポキシ樹脂１〜10重量％、アクリロニトリル−スチ
レン共重合体樹脂１〜10重量％、シランカップリング剤
0.1 〜５重量％を含有することを特徴とする。

【０００７】また、本発明の補強用ガラス繊維は、アク
リロニトリル−スチレン共重合体樹脂又はアクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂に含有させる
補強用ガラス繊維において、上記集束剤が固形分として
0.2 〜３重量％付与されていることを特徴とする。

【０００８】以下、本発明について、具体例を挙げて更
に詳細に説明する。

【０００９】本発明の集束剤において、エポキシ樹脂と
しては、一分子中に少なくとも２つのグリシジル基を有
するものを用いるのが好ましく、中でも、ビスフェノー
ルとエピハロヒドリンとを反応させることによって得ら
れたものを用いるのが好ましい。なお、界面で生じる歪
みを小さくし、機械的強度を損なわないためにも、上記
エポキシ樹脂は、エポキシ当量が 900グラム／当量以上
のものを使用する。

【００１０】また、集束剤の成分となるＡＳ樹脂として
は、アクリロニトリル含量が10〜50重量％のものを用い
るのが好ましく、繊維強化樹脂体の色相に影響を及ぼさ
ないためには、アクリロニトリル含量10〜30重量％のも
のがより好ましい。なお、上記ＡＳ樹脂中には、アクリ
ロニトリル、スチレンの他に、アクリル酸、（メタ）ア
クリルアミド、（メタ）アクリル酸エステル系モノマー
等を含有させることも可能である。

【００１１】更に、シランカップリング剤としては、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エトキシシラン、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、ビニルト
リメトキシシラン、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、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を
用いることができる。

【００１２】本発明の集束剤は、それぞれ固形分とし
て、上記エポキシ樹脂を１〜10重量％、好ましくは４〜
８重量％、ＡＳ樹脂を１〜10重量％、好ましくは２〜５
重量％、シランカップリング剤を0.1 〜５重量％、好ま
しくは0.5 〜２重量％含有する。

【００１３】また、本発明の集束剤中には、上記樹脂に
加え、潤滑剤を含有させることができる。潤滑剤として
は、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、木ろ
う等の植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろう等
の動物系ワックス、モンタンワックス、石油ワックス等
の鉱物系ワックス、脂肪酸アミド、及び、脂肪酸エステ
ル系、脂肪酸エーテル系界面活性剤が好ましく用いられ
る。この潤滑剤は、過量であると、ガラス繊維とマトリ
ックス樹脂との接着を妨げることになるので、0.05〜0.
5 重量％程度の添加量とするのが好ましい。

【００１４】なお、本発明の集束剤は、例えば水性媒体
中の溶液として、あるいはエマルジョンの形態で使用す
ることができる。

【００１５】次に、本発明の補強用ガラス繊維は、上記
集束剤を使用して、常法により製造したストランドを、
乾燥、切断してチョップドストランドとすることにより
得ることができる。集束剤の添加量は、ガラス繊維に対
し、固形分として0.2 〜３重量％とし、好ましくは0.5
〜２重量％とする。なお、ストランドの乾燥は、切断工
程後に行ってもよく、あるいは、ストランドを乾燥した
のち、切断を行ってもよい。

【００１６】補強用ガラス繊維を添加するマトリックス
樹脂としては、ＡＳ樹脂又はＡＢＳ樹脂が用いられる。
補強用ガラス繊維と、マトリックス樹脂とを使用して、
繊維強化樹脂体を製造する方法に特に限定はなく、公知
の方法を使用できる。例えば、上記チョップドストラン
ドとＡＳ樹脂又はＡＢＳ樹脂とを、エクストルーダーで
混練してペレットとなし、このペレットを原料として、
インジェクション−モールディング法により繊維強化樹
脂体を得るなどの方法を用いることができる。なお、繊
維強化樹脂体中に含有させる補強用ガラス繊維の量は、
10〜40重量％程度が好ましく、20〜30重量％とするのが
より好ましい。

【００１７】

【作用】本発明の集束剤は、900 以上のエポキシ当量を
有するエポキシ樹脂を含有するため、この集束剤を用い
て得られる補強用ガラス繊維を、ＡＳ樹脂又はＡＢＳ樹
脂の補強材とすることにより、良好な色相を有する繊維
強化樹脂体を得ることができ、また、繊維強化樹脂体の
強度も向上する。強度が向上する原因は、よくわからな
いが、エポキシ当量の高いエポキシ樹脂が、繊維強化樹
脂体の成形時に生じる界面の歪みを減少させることによ
るものと推測される。

【００１８】また、本発明の集束剤に含まれるＡＳ樹脂
は、マトリックス樹脂であるＡＳ樹脂又はＡＢＳ樹脂と
相溶するため、強度の高い繊維強化樹脂体を得ることが
できる。

【００１９】すなわち、本発明のように、900 以上のエ
ポキシ当量を有するエポキシ樹脂と、ＡＳ樹脂とを含む
集束剤を用いれば、強度が高く、かつ、色相が良好な繊
維強化樹脂体を得ることができる。

【００２０】

【実施例】

実施例１ γ−アミノプロピルトリエトキシシラン1.0 重量％、エ
ポキシ樹脂（エポキシ当量1900）4.0 重量％、ＡＳ樹脂
2.0 重量％、植物系ワックス0.3 重量％、水92.7重量％
からなる集束剤を、直径13μのガラス繊維に、固形分と
して1.0 重量％添加し、1000本のガラス繊維を収束して
ストランドとし、このストランドを乾燥、切断して、長
さ３mmのチョップドストランドを得た。

【００２１】比較例１実施例１において、ＡＳ樹脂の代わりに、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体樹脂2.0 重量％を含有する集
束剤を使用し、同様にしてチョップドストランドを得
た。

【００２２】比較例２実施例１において、エポキシ当量1900のエポキシ樹脂の
代わりに、エポキシ当量500 のエポキシ樹脂を含有する
集束剤を使用し、同様にしてチョップドストランドを得
た。

【００２３】比較例３実施例１において、エポキシ樹脂を含有せず、ＡＳ樹脂
6.0 重量％を含有する集束剤を使用し、同様にしてチョ
ップドストランドを得た。

【００２４】比較例４実施例１において、ＡＳ樹脂を含有せず、エポキシ樹脂
6.0 重量％を含有する集束剤を使用し、同様にしてチョ
ップドストランドを得た。

【００２５】試験例１実施例１及び比較例１〜４で得られたそれぞれのチョッ
プドストランド20重量部と、ＡＳ樹脂80重量部とを、25
0 ℃で混練してペレットとなし、インジェクションモー
ルド法によって、５種類の繊維強化樹脂体の試験片を得
た。

【００２６】これらの試験片について、ASTM−D638号の
方法により引張り強度を、ASTM−D790号の方法により曲
げ強度及び曲げ弾性率を、ASTM−D256号の方法によりIz
od衝撃強度を、また、JIS −Z8722 号の方法により色相
を測定した結果を、表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果より、ＡＳ樹脂をマトリックス
樹脂とした場合において、実施例１の補強用ガラス繊維
を用いた試験片は、比較例１〜４の補強用ガラス繊維を
用いた試験片のいずれと比較しても、強度において優れ
ており、また、色相においては、比較例４を除く他の３
つの比較例よりも優れていることがわかった。

【００２９】試験例２実施例１及び比較例２〜４で得られたそれぞれのチョッ
プドストランド30重量部と、ＡＢＳ樹脂70重量部とを、
250 ℃で混練してペレットとなし、インジェクションモ
ールド法によって、４種類の繊維強化樹脂体の試験片を
得た。これらの試験片について、試験例１と同様にして
強度及び色相を測定した。その結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２の結果より、ＡＢＳ樹脂をマトリック
ス樹脂とした場合において、実施例１の補強用ガラス繊
維を用いた試験片は、比較例２〜４の補強用ガラス繊維
を用いた試験片のいずれと比較しても、強度、色相にお
いて優れていることがわかった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の集束剤
は、900 以上のエポキシ当量を有するエポキシ樹脂と、
ＡＳ樹脂と、シランカップリング剤とを含有するので、
この集束剤を用いて得られる補強用ガラス繊維を、ＡＳ
樹脂又はＡＢＳ樹脂の補強材とすれば、強度が高く、か
つ、色相が良好な繊維強化樹脂体を得ることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリロニトリル−スチレン共重合体樹
脂又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体樹脂に含有させる補強用ガラス繊維の集束剤におい
て、900 以上のエポキシ当量を有するエポキシ樹脂１〜
10重量％、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂１
〜10重量％、シランカップリング剤0.1〜５重量％を含
有することを特徴とするガラス繊維用集束剤。
【請求項２】集束剤の成分となる前記アクリロニトリ
ル−スチレン共重合体樹脂は、アクリロニトリルを10〜
50重量％含有するものである請求項１記載のガラス繊維
用集束剤。
【請求項３】前記シランカップリング剤は、アミノシ
ラン、エポキシシラン、クロルシラン、メルカプトシラ
ン、ビニルシラン、アクリルシランである請求項１又は
２記載のガラス繊維用集束剤。
【請求項４】アクリロニトリル−スチレン共重合体樹
脂又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体樹脂に含有させる補強用ガラス繊維において、請求項
１〜３のいずれか１つに記載の集束剤が固形分として0.
2 〜３重量％付与されていることを特徴とする補強用ガ
ラス繊維。