JP5834840B2 - ガラス繊維用集束剤及びそれを用いるガラス繊維織物 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス繊維用集束剤及びそれを用いるガラス繊維織物に関する。

ガラス繊維織物は、溶融ガラスを延伸して得られたガラス繊維フィラメントを複数本集束したガラス繊維束を経糸及び緯糸とし、各種製織機で製織することにより製造されている。前記製織機としては、一般に、圧搾空気により緯糸を飛走させるエアジェット織機が用いられている。

エアジェット織機では、ガラス繊維束が非常な高速で飛走されるため、ガラス繊維織物に毛羽が発生し、製織不良や製品不良が生じるという問題がある。前記問題を解決するために、前記ガラス繊維フィラメントを集束して前記ガラス繊維束とするための集束剤として、該ガラス繊維フィラメントの集束性を改良すると共に、該ガラス繊維束を被覆して前記毛羽の発生（毛羽立ち）を抑制することができる集束剤が種々検討されている。

従来、例えば、糊化率５〜２５重量％の第１の澱粉と、糊化率５０〜８０重量％且つアミロペクチンの含有率が７０〜９５重量％の第２の澱粉とを被膜形成剤として含み、さらに潤滑剤及び水を含むガラス繊維用集束剤が知られている（例えば特許文献１参照）。

前記従来のガラス繊維用集束剤によれば、前記ガラス繊維フィラメント同士の摩擦を抑制することができ、前記ガラス繊維束を用いて製織する際に毛羽立ちを抑制することができるとされている。

特開２０１０−２２８９９２号公報

しかしながら、前記従来のガラス繊維用集束剤によれば、エアジェット織機により製織する際に毛羽立ちを十分に抑制できないことがあり、さらに改良が望まれる。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、ガラス繊維織物の毛羽立ちをさらに有効に抑制することができるガラス繊維用集束剤を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、前記ガラス繊維用集束剤によりガラス繊維を集束させてなるガラス繊維束及び該ガラス繊維束を用いて製織してなるガラス繊維織物を提供することにもある。

かかる目的を達成するために、本発明は、不揮発成分に澱粉を含むガラス繊維用集束剤において、該澱粉はその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含むと共に、１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備える米澱粉であることを特徴とする。

ガラス繊維用集束剤は、前記澱粉を潤滑剤等の他の成分と共に水に溶解又は分散することにより形成される。このとき、本発明のガラス繊維用集束剤は、前記澱粉がその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含むので粘度が低くなり、ガラス繊維フィラメントの間隙に均一に浸透することができ、複数のガラス繊維フィラメント同士を接着して優れた集束性を得ることができる。

前記澱粉に含まれるアミロースが該米澱粉の全量の３４質量％未満では、前記ガラス繊維用集束剤の粘度を十分に低くすることができない。また、前記澱粉は、その全量の３４質量％以上のアミロースを含んでいればよく、その全量（１００質量％）がアミロースであってもよい。

また、本発明のガラス繊維用集束剤は、前記澱粉が１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備えることにより、均一かつきめ細かくガラス繊維束の表面に接着することができると共に、各ガラス繊維フィラメント間の凹凸を埋めて該ガラス繊維束の表面を平滑化することができる。前記澱粉の平均粒子径が１２μｍを超えると、均一かつきめ細かくガラス繊維束の表面に接着することができず、又各ガラス繊維フィラメント間の凹凸を埋めることができない。また、前記澱粉の平均粒子径を１μｍ未満とするには特殊な操作を必要とするため、工業的に用いることができない。

この結果、本発明のガラス繊維用集束剤によれば、ガラス繊維束を形成し、該ガラス繊維束を用いてガラス繊維織物を製織した際に、十分に毛羽立ちを抑制することができる。

尚、本願において、前記不揮発成分とは１１０℃の温度で１時間加熱したときに、揮発しない成分をいうものとする。

また、本発明のガラス繊維用集束剤において、前記澱粉は、均一かつきめ細かくガラス繊維束の表面に接着すると共に、各ガラス繊維フィラメント間の凹凸を埋めるために、２μｍ以上１０μｍ以下の粒子径を備えることが好ましい。

また、本発明のガラス繊維用集束剤において、前記澱粉は、２０質量％以上のアミロースを含む澱粉が、澱粉全量の７０質量％以上を占めるものであることが好ましく、このような澱粉として米澱粉を用いることができる。前記米澱粉によれば、容易に、前記範囲のアミロースを含むと共に、前記範囲の平均粒子径を備えるものとすることができる。

また、本発明のガラス繊維束は、本発明のガラス繊維用集束剤の前記不揮発成分により、ガラス繊維フィラメントを集束させてなることを特徴とする。本発明のガラス繊維束は、前記ガラス繊維用集束剤を用いて集束されることにより、製織の際に、十分に毛羽立ちを抑制することができる。

また、本発明のガラス繊維織物は、本発明のガラス繊維束を用いて製織してなることを特徴とする。本発明のガラス繊維織物は、前記ガラス繊維束を用いて製織されることにより毛羽立ちの抑制された優れた品質を得ることができる。

次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

本実施形態のガラス繊維用集束剤は、不揮発成分に米澱粉を含み、該米澱粉はその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含んでいる。

前記米澱粉は、含有するアミロースがその全量の３４質量％未満では、前記ガラス繊維用集束剤の粘度を十分に低くすることができない。また、前記米澱粉は、その全量の３４質量％以上のアミロースを含んでいればよく、その全量（１００質量％）がアミロースであってもよいが、５０質量％以上とするには特殊な操作を必要とすることがある。

また、前記米澱粉は、１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備え、好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下の粒子径を備えている。

また、前記米澱粉は、２０質量％以上のアミロースを含む澱粉が、澱粉全量の７０質量％以上を占めており、粒子径１０μｍ以上の澱粉粒は澱粉全量の２０質量％以下である。

このような米澱粉として、例えば、J.Appl.Glycosci., 日本応用糖質科学会, 2010, Vol.57, Suppl., p.29 講演[Aa-2]記載の米澱粉や、応用糖質科学, 日本応用糖質科学会, 2011, 第１巻, 第１号, p86-94 記載の「雪の穂」等を用いることができる。

本実施形態のガラス繊維用集束剤は、前記米澱粉と共に、潤滑剤、乳化剤、柔軟剤、防腐剤の各成分を含み、各成分が水に溶解又は分散されている。

前記潤滑剤としては、例えば、変性シリコーンオイル、牛脂等の動物油及びこの水素添加物、大豆油、ヤシ油、ナタネ油、パーム油等の植物油及びこの水素添加物、高級飽和脂肪酸と高級飽和アルコールの縮合物（ラウリルステアレート等のステアリン酸エステル等）、パラフィンワックス等を挙げることができる。

前記乳化剤としては、例えば、カルボキシベタイン等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンポリアルキルエーテル等のノニオン性界面活性剤等を挙げることができる。

前記柔軟剤としては、例えば、テトラエチレンペンタミンとステアリン酸を反応させて得られるアミド又はイミダゾリン等を挙げることができる。

前記防腐剤は、黴や細菌等により分解を受けやすい前記米澱粉等の成分を保護できるものであればよく、その種類は特に制限されない。

また、本実施形態のガラス繊維用集束剤は、２０質量％以上のアミロースを含む澱粉を、その固形分の全量に対して７０質量％以上含むことが好ましい。本実施形態のガラス繊維用集束剤では、このようにすることにより前記澱粉を均一に糊化しやすくすることができる。

本実施形態のガラス繊維用集束剤は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、前記米澱粉を水に分散させた後、９０〜１３０℃に加熱し、一定割合を糊化させて８０℃以下に冷却する。次に、前記のように糊化された米澱粉に、潤滑剤、乳化剤、柔軟剤、防腐剤を水溶液又は水分散液として添加し、必要に応じて更に水で希釈して、ガラス繊維用集束剤とする。前記潤滑剤、乳化剤、柔軟剤、防腐剤は、それぞれ単独で添加してもよく、２種以上を混合して添加してもよい。

本実施形態のガラス繊維用集束剤は、ガラス繊維フィラメントを集束し、ガラス繊維束を形成するために使用される。前記ガラス繊維束は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、溶融ガラスを白金ノズル（ブッシング）から引き出して延伸することによりガラス繊維フィラメントを形成する。次に、前記ガラス繊維フィラメントに、ローラー型アプリケーター又はベルト型アプリケーター等を用いて前記ガラス繊維用集束剤を塗布して、これを集束機で集束し、次いで室温〜１５０℃の範囲の温度で乾燥し、水等の揮発成分を除去することにより前記ガラス繊維束を得る。前記ガラス繊維束は、適宜、加撚を施してもよい。

前記ガラス繊維束は、例えば、３〜３０μｍの範囲の直径を備える前記ガラス繊維フィラメントが１０〜１０００本集束されて形成される。前記ガラス繊維フィラメントを形成するガラス組成としては、例えば、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｃガラス、Ｄガラス、ＥＣＲガラス、ＮＥガラス等を挙げることができる。

前記ガラス繊維束は、エアジェット織機等の製織機により製織することにより、ガラス繊維織物とされる。前記エアジェット織機により製織する場合、例えば、前記ガラス繊維束を緯糸として圧搾空気を用いて飛走させ、経糸となるガラス繊維束に対して緯入れすることにより、緯糸と経糸とが交差されガラス繊維織物が形成される。

また、前記ガラス繊維束は前記経糸に用いてもよく、このときには製織に先立って該経糸に二次サイズ剤を塗布してもよい。

本実施形態のガラス繊維用集束剤によれば、前記ガラス繊維フィラメントを集束してガラス繊維束を形成する際に、優れた集束性を得ることができると共に、得られたガラス繊維束の表面を平滑にすることができる。従って、本実施形態のガラス繊維用集束剤を用いて集束された前記ガラス繊維束は、前記のように圧搾空気で飛走される際に、十分に毛羽立ちを抑制することができる。

またこの結果、前記ガラス繊維束を用いて製織されたガラス繊維織物は、毛羽立ちの低減された優れた品質を得ることができる。

また、本実施形態のガラス繊維用集束剤を用いて集束された前記ガラス繊維束は、該ガラス繊維用集束剤の不揮発成分の５０質量％以上の澱粉が付着していることにより、前記ガラス繊維織物を容易に製織することができる。前記ガラス繊維束に付着している不揮発成分の量は前記製織後にも変化しない。

次に、本発明の実施例及び比較例を示す。

〔実施例１〕
本実施例では、アミロースを全量の４２質量％含み、粒子径が４．１μｍの米澱粉４．０質量％、潤滑剤としてのパーム油１．５質量％、乳化剤としてのポリオキシエチレンポリプロピレンエーテル０．２質量％、柔軟剤としてのテトラエチレンペンタミンとステアリン酸との縮合物０．２質量％、防腐剤０．０１質量％と、水９４．０９質量％とを混合し、ガラス繊維用集束剤を調製した。

前記ガラス繊維用集束剤の調製は、まず、前記米澱粉を水に分散させ、得られた分散液を加熱昇温して１２０℃の温度にて糊化した後、６５℃まで冷却した。次に、前記のように糊化した米澱粉に、前記潤滑剤、乳化剤、柔軟剤、防腐剤の水溶液または水分散液を添加した後、さらに水を添加して各成分の組成が前記のとおりになるようにした。得られたガラス繊維用集束剤の粘度は、９．１ｍＰａ・ｓ（６０℃）であった。

次に、溶融ガラスを白金ノズルから引き出して延伸することにより形成されたガラス繊維フィラメントに、アプリケーターを用いて本実施例で得られたガラス繊維用集束剤を塗布して、これを集束機で集束した後、室温〜１５０℃の範囲の温度で乾燥し、水等の揮発成分を除去することによりガラス繊維束を得た。前記ガラス繊維フィラメントは、３〜３０μｍの直径を備えており、１０〜１０００本を集束して前記ガラス繊維束とした。

次に、エアジェット織機により、本実施形態で得られたガラス繊維束を緯糸として圧搾空気を用いて飛走させて製織し、ガラス繊維織物を得た。

このとき、前記製織における毛羽品位を、前記ガラス繊維織物の織長０．５ｍ中における毛羽立ちを目視で計数することにより評価し、０〜５個を○、６〜１０個を△、１１個以上を×とした。また、前記製織における前記ガラス繊維織物の加工性を、前記緯糸を飛走させる圧搾空気の圧力を測定することにより評価し、０．２７ＭＰａ未満を○、０．２７〜０．３２ＭＰａを△、０．３２ＭＰａ超を×とした。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
本実施例では、実施例１で用いた米澱粉に代えて、アミロースを全量の３４質量％含み、粒子径が４．０μｍの米澱粉を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維用集束剤を得た。得られたガラス繊維用集束剤の粘度は、１９．５ｍＰａ・ｓ（６０℃）であった。

次に、本実施例で得られたガラス繊維用集束剤を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維束を得た。次に、本実施例で得られたガラス繊維束を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維織物を得た。

次に、前記製織における毛羽品位と、前記ガラス繊維織物の加工性とを、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

〔実施例３〕
本実施例では、実施例１で用いた米澱粉に代えて、アミロースを全量の２９質量％含み、粒子径が４．４μｍの米澱粉を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維用集束剤を得た。得られたガラス繊維用集束剤の粘度は、３４．８ｍＰａ・ｓ（６０℃）であった。

次に、本実施例で得られたガラス繊維用集束剤を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維束を得た。次に、本実施例で得られたガラス繊維束を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維織物を得た。

次に、前記製織における毛羽品位と、前記ガラス繊維織物の加工性とを、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

〔比較例１〕
本比較例では、実施例１で用いた米澱粉に代えて、アミロースを全量の２０質量％含み、粒子径が４．７μｍの米澱粉を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維用集束剤を得た。得られたガラス繊維用集束剤の粘度は、１２１．２ｍＰａ・ｓ（６０℃）であった。

次に、本比較例で得られたガラス繊維用集束剤を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維束を得た。次に、本比較例で得られたガラス繊維束を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維織物を得た。

次に、前記製織における毛羽品位と、前記ガラス繊維織物の加工性とを、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

〔比較例２〕
本比較例では、実施例１で用いた米澱粉に代えて、アミロースを全量の５８質量％含み、粒子径が１５．３μｍのコーンスターチを用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維用集束剤を得た。得られたガラス繊維用集束剤の粘度は、４．９ｍＰａ・ｓ（６０℃）であった。

次に、本比較例で得られたガラス繊維用集束剤を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維束を得た。次に、本比較例で得られたガラス繊維束を用いた以外は、実施例１と全く同一にしてガラス繊維織物を得た。

次に、前記製織における毛羽品位と、前記ガラス繊維織物の加工性とを、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

表１から、アミロースを全量の２９〜４２質量％の範囲で含み、粒子径が４．１〜４．４μｍの範囲の米澱粉を用いて調製された実施例１〜３のガラス繊維用集束剤によれば、粘度が９．１〜３４．８ｍＰａ・ｓの範囲となることが明らかである。また、実施例１〜３のガラス繊維用集束剤によれば、ガラス繊維束を形成し、該ガラス繊維束を用いてガラス繊維織物を製織した際に、優れた毛羽品位とガラス繊維織物の加工性とを得ることができることが明らかである。

一方、アミロースを全量の２０質量％含む米澱粉を用いた比較例１のガラス繊維用集束剤では、粘度が高くなる。この結果、比較例１のガラス繊維用集束剤によれば、ガラス繊維束を形成し、該ガラス繊維束を用いてガラス繊維織物を製織した際に、毛羽品位とガラス繊維織物の加工性とにおいて、実施例１〜３に劣ることが明らかである。

また、コーンスターチを用いた比較例２のガラス繊維用集束剤では、粘度は実施例１〜３と同等であるが、粒子径が大である。この結果、比較例２のガラス繊維用集束剤によれば、ガラス繊維束を形成し、該ガラス繊維束を用いてガラス繊維織物を製織した際に、毛羽品位とガラス繊維織物の加工性とにおいて十分ではなく、実施例１〜３に劣ることが明らかである。

Claims (5)

1. 不揮発成分に澱粉を含むガラス繊維用集束剤において、
   該澱粉はその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含むと共に、１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備える米澱粉であることを特徴とするガラス繊維用集束剤。
2. 請求項１記載のガラス繊維用集束剤において、前記米澱粉は２μｍ以上１０μｍ以下の粒子径を備えることを特徴とするガラス繊維用集束剤。
3. 請求項１又は２記載のガラス繊維集束剤において、６０℃における粘度が９．１〜１９．５ｍＰａ・ｓであることを特徴とするガラス繊維集束剤。
4. 不揮発成分に澱粉を含み、該澱粉はその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含むと共に、１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備える米澱粉であるガラス繊維用集束剤の該不揮発成分により、ガラス繊維フィラメントを集束させてなることを特徴とするガラス繊維束。
5. 不揮発成分に澱粉を含み、該澱粉はその全量の３４〜４２質量％のアミロースを含むと共に、１〜１２μｍの範囲の平均粒子径を備える米澱粉であるガラス繊維用集束剤の該不揮発成分により、ガラス繊維フィラメントを集束させたガラス繊維束を用いて製織してなることを特徴とするガラス繊維織物。