JPH02120257A

JPH02120257A - ガラス繊維表面処理剤

Info

Publication number: JPH02120257A
Application number: JP63274146A
Authority: JP
Inventors: Junya Kobayashi; 潤也小林
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-08
Also published as: JPH0524099B2

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】東！五Δ秤肚生」本発明は、ＦＲＰ強化繊維用のガラス繊維表面に塗布さ
れる表面処理剤に関する。

従来技術及び課題ガラス繊維の製造は、高速でノズルより溶融ガラスを押
し出し、凝固後、捲き取ることにより行なわれる。かか
るガラス繊維は、機緘力、特に摩擦に弱く、表面が損傷
すると容易に切断する。したがって、紡糸後、捲き取り
にいたる工程、あるいは加工工程中、機械部との接触あ
るいは単繊維同士の直接の接触を避け、また作業性をよ
くすると共に、ガラス繊維と樹脂との接着性を向上させ
るため、有機物を配合した表面処理剤を用いてガラス繊
維の表面被覆が行われている。

かかる表面処理剤は通常、（り結束剤（集束剤）５〜２
０重量％、（２）カップリング剤０．３〜０゜６重量％
、（３）界面活性剤０．１〜０．５重量％、（４）ｐＨ
調整剤適量および水からなる。結束剤はガラスフィラメ
ントを束ね繊維を損傷から保護し、カップリング剤は樹
脂とガラスとの接着性を向上し、また界面活性剤は紡糸
時、加工時に繊維に潤滑性および帯電防止効果を付与し
、ｐＨ１１ｍ整剤はカップリング剤のｐＨを調整する。

かかる表面処理剤の表面皮膜を有するガラス繊維を強化
繊維として配合したＦＲＰにとって、剛性（すなわち変
形しにくい性質）は重要な性能の一つである。しかしな
がら、−船釣に高剛性ＦＲＰは、破壊によって生じたク
ラックが波及しやすいため、脆く、耐衝撃性が小さいと
いう欠点を有する。すなわち、Ｆ’ＲＰの剛性率と衝撃
強度とは逆比例の関係にある。その破壊のメカニズムは
、ＦＲＰ中の繊維に生じたクラックが隣の繊維に伝般し
、次々に繊維を切断していき広がる。

従来、このような衝撃強度の向上をはかるには繊維−樹
脂間の接着強度を落とし応力伝達を小さくする方法がと
られており、接着強度を落とすとＦＲＰの強度もこれに
伴い低下するため衝撃強度改善の根本的な解決とはなっ
ていない。

本発明は、高剛性と高衝撃強度を共に備えたＦＲＰを製
造しうるガラス繊維用の表面処理剤を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段本発明は、プラスチックエマルジョン、カップリング剤
、界面活性剤、およびエチレンプロピレンジエンゴム−
マレイン酸−アミノシラン共重合体からなることを特徴
とするガラス繊維表面処理剤を提供するものである。

本発明の表面処理剤を用いると下記式：％式％：）：に示すごとく、ガラス繊維表面にゴム分子が化学結合さ
れ、ダメージを受けた繊維部分の延性材料（ゴム）によ
りクラックの波及が押さえられるものと推定される。

本発明のガラス表面処理剤に配合されるエチレンプロピ
レンジエンゴム−マレイン酸−アミノシラン共重合体（
以下、変性ＥＰＤＭという）は、エチレンプロピレンゴ
ム（以下、ＥＰＤＭという）にマレイン酸または無水マ
レイン酸を付加させ、ついでこれにアミノシランを付加
することにより得られる。

ここで用いられるＥＰＤＭとしては、エチレンプロピレ
ン−非共役ジエン三元共重合体などが挙げられる。

共重合体中のマレイン酸成分の共重合割合は、ＥＰＤＭ
１００重景部に対してマレイン酸成分１０〜５０重量部
である。

付加反応は、トルエン、ベンゼンなどの適宜の溶媒中、
ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）、アゾビスイソブ
チルニトリル（Ａ　Ｉ　ＢＮ）などの触媒の存在下、５
０〜６０℃にて１〜２時間反応を行う。

ついで、前記反応混合物にアミノンランを加え、同様の
反応条件下にて付加反応を行う。アミノシランとしては
γ−アミノプロピルトリメトキシノラン、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）−γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシランなどが挙げられる。アミノシランの
付加量は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して１０〜２０重
量部である。

表面処理剤中における変性ＥＰＤＭの配合量は、０．０
０５〜０．０５重量％である。変性ＥＰＤＭの配合量が
０．００５重量％より少ないと、衝撃強度改善の効果が
ない。一方、配合量が０．０５重量％を越えると衝撃強
度は向上するものの剛性率、強度が低下し好ましくない
。

本発明表面処理剤の他の成分である結束剤、カップリン
グ剤、界面活性剤、ｐＨｎ整剤としては従来公知の表面
処理剤に用いられているものがいずれも採用されてよい
。

したがって、結束剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル
、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、アクリ
ル樹脂などのプラスチックエマルジョンが好ましい。

カップリング剤としては、アクリルシラン、ビニルシラ
ン、アミノシラノ、エポキシシランなどが挙げられる。

界面活性剤としては、例えばアルキルイミダシリン、ポ
リオキシエチレン、テトラエチレンペンタ、ミンなどが
挙げられる。

また、ｐＨ８整剤としては、アンモニア、酢酸などが用
いられる。

その他、本発明のガラス繊維表面処理剤には、従来公知
のガラス繊維表面処理剤に用いられている静電防止剤、
塩化アンモニウム、塩化リチウム等がいずれも採用され
てよい。

本発明処理剤を調製するには、前記各成分を常法により
水に溶解、分散する。

本発明の表面処理剤をガラス繊維に付着させるには、表
面処理剤の浴中にガラス繊維を浸漬するか、あるいはロ
ーラーなどによる塗布、スプレー法など公知の方法がい
ずれも用いうる。表面処理剤が付着したガラス繊維は、
乾燥され、表面に保護膜を有する。

χ靴外つぎに、本発明を製造例、実施例によりさらに具体的に
説明する。

製造例［変性ＥＰＤＭ（ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレ
ン−ジエン系）ゴム−マレイン酸−アミノシラン反応物
）の製造］三角フラスコ中にＥＰＤＭ粉末（ナカライテスク（株）
製、粒度サブミクロン）１０ｇ、無水マレイン酸５ｇお
よびトルエン５００ｃｃ入れ混合した。

ロータリーバキュームポンプにより、ｏ、１ｔｏｒｒま
で脱気し、１０分間放置した。ついで、ＢＰＯ（ベンゾ
イルパーオキサイド）Ｉｇを添加し、三角フラスコを常
温振とう話中にセットして、約５０℃にて３０分撹拌し
た。三角フラスコよりＥＰＤＭ−マレイン酸−アミノシ
ラン反応物を回収し風乾した。

実施例１〜５および比較例１〜５前記製造例にて得られた変性ＥＰＤＭを用い、第１表に
示す配合比で各成分を混合し、約２０分間撹拌した。プ
ラスチックエマルジョンとして酢酸ビニル−エチレン共
重合体水性エマルジョン（ＯＭ−６０００、クラー（株
）製）、カップリング剤としてはγ−グリシドキシトリ
メトキシシラン、界面活性剤としてケミチレン５ＧＦ−
５０（三洋化成工業（株）製）を使用し、混合後、酢酸
によりｐＨを５に調整した。

つぎに、上記各表面処理剤にＥガラス繊維束（フィラメ
ント径＝１３ｇ＋）を２０秒浸漬した後取り出し、１１
０℃、１０分間ベーキングした。これらのガラス繊維と
エポキシ樹脂（エビクロン８５０、大日本インキ（株）
製）とを用い、一方向ＦＲＰ（繊維含有率：６０ｖｏ１
％）を作成した。比較例５は未処理のガラス繊維を用い
ＦＲＰを作成した。第１表に得られたＦＲＰの測定結果
を示す。

（測定方法）曲げ剛性率　：　　ＪＩＳ　　Ｋ７０５５曲げ強度：　
ＪＩＳ　　Ｋ７０５５衝撃強度：　ＪＩＳ　　Ｋ６９１１従来のガラス繊維表面処理剤を用いた比較例１に比べる
と、本発明処理剤を用いた実施例１〜５では、強度、剛
性、耐衝撃性が全て改善された。

すなわち、本発明の表面処理剤を使用すると強度、弾性
率が低下せずに衝撃強度が上昇する。これに対し、従来
は比較例１〜４に示すようにカップリング剤の配合量を
減らし接着性が落としていたため、衝撃強度は上昇する
ものの、強度、弾性が低下した。また、表面処理剤を用
いない比較例５も樹脂との接着性が低いため衝撃強度は
上昇するが剛性率、強度が著しく低下する。

発明の効果本発明のガラス繊維用表面処理剤を適用したガラス繊維
をＦＲＰに用いることにより、高強度、高剛性、高耐衝
撃強度を共に備えたＦＲＰを得ることができる。

特許出願人　株式会社　島津製作所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラスチックエマルジョン、カップリング剤、界
面活性剤、およびエチレンプロピレンジエンゴム−マレ
イン酸−アミノシラン共重合体からなることを特徴とす
るガラス繊維表面処理剤。