JPH01239169A - 石英繊維用表面処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、石英繊維の高温での耐摩耗性、耐屈曲性等を
大巾に向上させることができる石英繊維用表面処理剤に
関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］石英ガ
ラス繊維は、高融点、低誘電率、低誘電損失、高純度な
どの物性を利用して、断熱材等の耐熱材料用あるいはプ
リント配線板等のエレクトロニクス材料用に用いられて
いる。特に断熱材としての用途においては、３００°Ｃ
以上の高温度域での使用が多いが、高温度になるに従っ
て、耐摩耗性やｌ１ｌｔ屈曲性等が低下するという問題
点を有している。

［課題を解決するための手段］ 本発明者の検討によれば、高温度域での耐摩耗性や耐屈
曲性等の物性の低下は、石英繊維自体は大巾に劣化する
ことがないことから、石英繊維の集束剤として知られて
いるゼラチン系集束剤等の石英繊維表面の有機物が劣化
するためてはないかと考え、高温度域においても劣化し
ない石英繊維用表面処理剤を探索した結果、本発明の処
理剤を見い出すことができた。すなわち本発明はシラン
カップリング剤、シリコーンオイル、黒鉛、弗素樹脂及
び弗素ゴムから選ばれる少なくとも１種を有効成分とし
て含有する石英繊維用表面処理剤に関するものである。

本発明の表面処理剤で処理された石英繊維は、従来の石
英繊維に比べ高温度域での物性低下か極めて少なく、石
英繊維の耐熱性用途の大幅な拡大をもたらすものである
。

本発明におけるシランカップリンク剤としては、下記一
般式（１）で示される種々の化合物から選定することが
できる。

ＹＲ３ｉ（Ｘ）　３　　　　　　　　　　　　−　（１
）式中、ＹはＣＨ２＝（：Ｈ−、ｃＨ２＝Ｃ（ＣＩ！、
）（１：００−　　。

ＣＦｆｆ（ＣＦｔ）＝ＣＩ１．ＣＩ＋２−　（ｎ　＝　
０〜２０）、　ＮＨ２−。

＠用ｃ１１２１３−　、　Ｎｌｌ２ＣＪＪＩｂ。

＠）−ｃ１１２Ｎ＋１　＜ｃｏ□）３−１＜Ｅｌ＞Ｎ１
１（ＣＨｚ）ｘ−、ＮＨ２Ｃ０Ｎｌ＋−。

嘩ＣＨ＠Ｃｌ２Ｎ！１山ＣＨ□川Ｃｌ１２）ｉ−。

Ｒは−Ｃ，）ｌ、ｎ（ｎ　＝　Ｏ〜４　）　、　ＸはＣ
Ｉ、ＯＲ’０ＣＯＲ２（Ｒ’　、　Ｒ”はアルキル基）
である。

又、シリコーンオイルとしては下記一般式（２）で示さ
れる化合物から選定することかできる。

Ｒ４Ｒ８Ｒ６ Ｒ１０［１９１（６ 式中、Ｒ３〜ＲＩ０はそれぞれ１価の炭化水素基から選
ばれる［１であり、１部水素原子であってもよい。炭化
水素基としては、メチル、エチル、プロピル等のアルキ
ル基、　ＣＦ、Ｃ，ｌ＋、−笠のポリフルオロアルギル
基、シクロヘギシル等のシクロアルキル基、フェニル等
のアリール基、等が例示され、この炭化水素基は、ＣＩ
、Ｂｒ算のハロゲン、アミノ基、エポキシ基、シアノ基
等で置換されていてもよい。

黒鉛としては、ウロコ状石墨、土状石墨等の天然石墨や
、無定形炭素を黒鉛化した人造黒鉛さらには弗化黒鉛な
どを採用することができる弗素樹脂としては、ポリテト
ラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシ樹脂、フ
ルオロエチレン−プロどレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリ
フッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン／テｌ
ヘラフルオロエチレン共重合体、エチレン／クロロトリ
フルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエ
チレン等から選定すればよく、弗素ゴムとしては、クロ
ロトリフルオロエチレン／ビニリデンフルオリド共重合
体、１，２，３，３．３−ペンタフルオロプロペン／ビ
ニリデンフルオリ上系共重合体、ヘキサフルオロプロペ
ン／ビニリデンフルオリ上系共重合体、フルオロアルキ
ルシランを主体とする重合体、トリフルオロニトロンメ
タン／テトラフルオロエチレン系共重合体、１．１−ジ
ヒドロパーフルオロブチルアクリレートの重合体、３−
トリフルオロメトキシル１．１−ジヒドロパーフルオロ
プロピルアクリレートの重合体、アジピルクロリドとヘ
キサフルオロベンタンジオールとの縮合体、パーフルオ
ロビニルエーテル／テトラフルオロエチレン共重合体、
ポリパーフルオロアルキレン、パーフルオロアルキルト
リアジン、トリフルオロエトキシフオスフオ二トリル／
ベンタフＪレオロブトキシフオスフォニトリル共重合体
、テトラブルオロエヂレン／プロビレン系共重合体等か
ら選定すればよい。

耐熱性が優れることから、シランカップリング剤として
は、アミノシラン系が、シリコーンオイルとしては、ア
リール基やポリフルオロアルキル基を含有するものが特
に好ましく、又、耐熱性や潤滑性が優れることから弗素
樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ま
しい。

本発明の表面処理剤は、水溶液、水性エマルジョンやデ
ィスバージョン等の形態が好ましく、繊維用集束剤に通
常用いる各種成分をさらに含有させることかできる。

例えば、ポリビニルアルコール、スターチ、酢酸ビニル
樹脂、エチレン／酢ビ共重合体、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、デキストリン、ゼラチン等の有機高分子体、パ
ラフィン、フッ化黒鉛、ボロンナイトライド等の平滑剤
、脂肪酸エステル、アマイド、グリセリン、ＰＥＧ、Ｐ
ＥＯ。

Ｌｉ（：ｌ、ＣａＢｒ、等の帯電防止剤、塩化アンモニ
ウム、塩酸、酢酸等のｐＨ調整剤、修酸、塩化アンモニ
ウム等の架橋促進剤、等を挙げることができる。

本発明の表面処理剤を石英繊純に処理する方法としては
、石英繊維束（５０〜４００本）にキスロール法、浸漬
法（スクイズの併用の場合もある）、スプレー法で表面
処理剤を塗布し、風乾又は、強制的に熱風乾燥機（１０
０〜３５０℃）で乾燥させ、一定速度で巻取る。糸に付
着した表面処理剤の付着量（Ｉｇ−Ｌｏｓｓ）は巻取速
度、表面処理剤濃度、付着量によって変えられるや本発
明の表面処理剤のＩｇ　Ｌｏｓｓは０．１〜２０ｗｔ％
が良いが、好ましくは０．３〜７ｖｔ％である。巻取っ
た糸は＊ｍする前にヤーンの形状にするために撚糸プロ
セスにかける０手羽、糸切れ、糊落ちのないヤーンは、
緯糸用にするために管巻にする。経糸用は、製経機にか
けられ２次表面処理剤を被覆し、巻き取られる。その後
この２形態の糸を用いて製織する０本発明の表面処理剤
で処理された石英繊１１１！ｉＪ品は、ヤーン、クロス
、スリーブとなる。一方、石英繊維をチョップし、抄紙
したものに本発明の表面処理剤を被覆した不織布製品と
することもてきる０本発明における石英繊維としては、
ゾルゲル法や溶融法により得られるものあるいはリーチ
ド石英繊維を挙げることができるが、非常に高純度で高
い電気絶縁性、低誘電率等の電２的特性に優れ又、低コ
ストでｔＪ造できるためゾルゲル法により得られるもの
が好ましい。

［作用］ 石英繊維の耐摩耗性、耐屈曲性を同上させる本発明の表
面処理剤の構成成分の役割としては、シランカップリン
グ剤は、ヒートクリーニング後の石英繊維のモノフィラ
メントの引張り強度の向上（８０ｋｇ／ａｍ２→９０ｋ
ｇ／＋ａｍ”）をさせるとともに潤滑性も付与する。シ
リコーンオイルは、潤滑性を付与する。黒鉛は、潤滑性
や消熱性を付与する。弗素樹脂や弗素ゴムは、糸の集束
性と潤滑性を付与する等である。

［実施例］ 実施例１ 石英クロス（Ｓｉｎ、含有１９９．９％以上、スターチ
系集束剤使用）をヒートクリーニング（４５０℃Ｘ４ｈ
ｒｌ　　した後、　０．２ｖｔ％シランカップリング剤
（５Ｚ６０３２　）−レシリコーン社製アミノシラン系
カップリング剤）の酢酸水溶液からなる本発明の表面処
理剤を浸漬法により前記石英クロスにコーティングし、
風乾ｆ＆１５０℃×１　ｈｒ熱処理を行なった。その後
、空気中で４００°ＣＸ　１　ｈｒ、　　５００℃Ｘ　
１　ｈｒ、　７００°ＣＸ１ｈｒの熱処理を行ない耐摩
耗性、耐屈曲性の評価を行なった。結果を表２に示す。

一 実施例２〜１３ 表１に示す表面処理剤を用いて、実施例１と同様に処理
を行ない、耐摩耗性、耐屈曲性の評価をした。結果を表
２に示す。

比較例 実施例１において、本発明の表面処理剤を使用しない以
外は、同様に処理し、耐摩耗性、耐屈曲性の評価をした
。結果を表２に示す。

ＫＬｊ寵危ザ諺夙■或 衣１」ポ廿財…酷果 石英クロス（綾織、密度３２０ｇ／ｍ”、ヒートクリー
ニング４５０°Ｃｘ　４　ｈｒ）測定及び評価法につい
て ■、付着量 表面処理剤中の含水骨を除いた固形分で、石英繊維中の
ｗｔ％。

２、耐摩耗テスト テーパー式テスト（ＪＩＳ１０７９．ＡＳＴＭ　０１１
７５−６４Ｔ）テスト条件は、摩耗輪Ｃ３−１０で荷重
５００ｇ。

摩耗回数１００回である。摩耗量か大きい程耐摩耗性が
悪い。

３、耐屈曲性テスト ＭＩＴ法テステストＩＳ　Ｐ８１１５．ＡＳＴＭＤ２１
７６）試料片は、布巾１５＋ｍ／ｍで、長さ１１０ｍ／
ｉ、折り曲げ角が左右各１３５°で荷重１　ｋｇｆで、
折り曲げ速度１７５回／ａｋｉｎである。折り曲げ回数
か少ない程耐屈曲性が悪い。

［発明の効果］ 石英ガラス繊維製品の断熱材としての使用温度域は常温
から１０００°Ｃ程度までである。その内３００〜１０
００℃までの温度領域での用途が非常に多い。石英自体
は、この温度域で大巾な糸劣化を示すことはないが、糸
を集束ないし保護しているものは通常有機物であるので
この温度域で熱分解ないし、燃焼して糸上から消失して
しまう。消失すると繊維製品は非常に耐摩耗性、耐屈曲
性が悪くなり、使用目的に合致しなくなり、商品性が極
端に低下する。本発明の表面処理剤はこの温度域でも糸
上から消失しにくく石英製品特に断熱材の耐熱性を大巾
に増大することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シランカップリング剤、シリコーンオイル、黒鉛、
   弗素樹脂及び弗素ゴムから選ばれる少なくとも１種を有
   効成分として含有する石英繊維用表面処理剤。 ２、シランカップリング剤及びシリコーンオイルを有効
   成分として含有する石英繊維用表面処理剤。 ３、シランカップリング剤、シリコーンオイル及び弗素
   樹脂を有効成分として含有する石英繊維用表面処理剤。 ４、シランカップリング剤、シリコーンオイル及び弗素
   ゴムを有効成分として含有する石英繊維用表面処理剤。 ５、シリコーンオイル及び黒鉛を有効成分として含有す
   る石英繊維用表面処理剤。 ６、シリコーンオイル、黒鉛及び弗素樹脂を有効成分と
   して含有する石英繊維用表面処理剤。 ７、シリコーンオイル、黒鉛及び弗素ゴムを有効成分と
   して含有する石英繊維用表面処理剤。 ８、シリコーンオイル、黒鉛、弗素樹脂及びシランカッ
   プリング剤を有効成分として含有する石英繊維用表面処
   理剤。