JPH03143925A - 樹脂補強用ガラス繊維束並びに繊維補強樹脂体 - 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、ＦＲＰ、ＦＲＴＰ特にＦＲＴＰのような繊維
補強樹脂体の補強繊維として好適に用いられる樹脂補強
用ガラス繊維束並びに繊維補強樹脂体に関する。

〔従来の技術〕

ガラス繊維束は、繊維補強樹脂体（以下ＦＲＴＰ等と呼
ぶ）を製造するための補強繊維として工業的に広く用い
られている。

ガラス繊維束は、ブッシングがら引出したガラス繊維に
集束剤を附与９集束して高速で回転するマンドレルに巻
き取ることによって製造される。

通常円筒状に巻回した状態で販売されるが、−旦比較的
集束本数の小さい繊維束（ストランド）を形威し、この
ストランドを回転するマンドレル上に巻取って“ケーキ
”とし、“ケーキ”を乾燥した後“ケーキ”からストラ
ンドを引出し、これを複数本引揃えて“ロービングとし
、このロービングを円筒状に巻き取ることによって製造
する場合と、ブッシングから引出したガラス繊維を多数
集束して直接“ロービングとなし、これをそのまま円筒
状に巻取り、乾燥することによって製造される場合とが
ある。

上記のようにして得られた“ロービングはそのまま或は
切断した状態で樹脂を滲み込ませ、ＦＲＴＰ等を製造す
る際の補強繊維として広く用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

引揃えロービングは、樹脂の含浸速度は大きいがロービ
ングを構成する個々のストランドに長さの差が生じ、こ
のため引出し時にガイド等に引掛ける等の問題点を有す
る。直接円筒状に回巻したロービング（直巻ロービング
）はこのような問題点は有しないが、多数のガラス繊維
が一体に集束しているため、樹脂の含浸速度が小さく、
樹脂が内部迄均等に滲み込み難いという問題点、並びに
ロービングを乾燥する際、集束剤中に含まれる水分が蒸
発し、水分とともに集束剤が円筒状に回巻された表面部
分に移行集中する“マイグレーション”を生じ、ロービ
ングの長方方向に副って集束剤の含有率が、不均一とな
り表面部分のロービングに着色を生ずるという問題を有
する。

集束剤の附与量を減少させることによって樹脂の含浸速
度を大とし、樹脂の含浸を均一ならしめることはできる
が、集束剤の附与量を減少させると、円筒状に回巻した
ロービングからロービングを引出す際に毛羽立ちを生し
易いと云う問題点が新たに発生し、しかもマイグレーシ
ョンという問題点は解消しない。

又引揃えロービング、直捲ロービングはともに、ロービ
ングを回巻ロービングから引出す際、ロービングに撚り
が発生しこの撚りのために樹脂の含浸が不均一となると
いう問題点を有する。

ブッシングから引出したガラス繊維を多数集束してロー
ビングとなし、このロービングを箱体中に無方向に落下
堆積させることによって上述の問題点を解決することも
提案されているが、堆積したロービングを乾燥してから
引出すと、集束剤でロービング同志が接着するため、ロ
ービングに漣れが発生してロービングの円滑な引出しが
行なわれ難くなるという問題点が発生する。

箱体中に落下堆積させたロービングは時計方向又は反時
計方向に弯曲し、これらの方向が所々で反転した形状を
有している。

このようなロービングを引出すと、時計方向に弯曲した
部分から引出されたロービングと、反時計方向に弯曲し
た部分から引出されたロービングでは逆方向の撚りが与
えられる。このような逆方向の撚りは大きさが等しく、
又この撚りは堆積時にロービングに与えられる撚りと逆
方向で、その大きさが等しいため、原理的には撚りが打
消され無撚りのロービングが得られる筈である。

しかしながら、実際にこの方法を行なって見ると、局部
的な撚りが残存することが判明した。

その理由は詳らかでないが、堆積時のロービングにおい
ては、集束剤が硬化しておらず、ロービングが可塑変形
し易いため、堆積時にロービングに与えられた撚りは、
可塑変形により時間の経過によって一部吸収されてしま
うため、引出し時に与えられる撚りを完全に打消すこと
はできず、局部的に互に逆方向の撚りが残存する。そし
て乾燥されたガラス繊維束は、剛性が大きいため可塑変
形し難く、且つ短時間内に使用されるため、長手方向に
創った逆方向の撚りが互に打消されず残存するものと思
われる。

本発明は前述した従来技術の問題点を解消し撚りが少な
く、しかも樹脂の含浸速度の大きい樹脂補強用ガラス繊
維束並びに均質なＦＲＴＰ等を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においてはＦＲＴＰ等
の補強繊維として、ブッシングから引出したガラス繊維
に固型分として０．０１〜２ｗｔ％の集束剤を附与集束
したガラス繊維束を切断することなく箱体中に無方向に
落下堆積、乾燥させたガラス繊維束を使用し、又樹脂を
含浸させたガラス繊維束を主体とする繊維補強樹脂体に
おいて、ガラス繊維束として、ブッシングから引出した
ガラス繊維に固型分として０．０１〜２ｗＬ％の集束剤
を附与集束したガラス繊維束を切断することなく箱体中
に落下堆積させて乾燥した後該繊維束を箱体から引出し
て樹脂を含浸させたガラス繊維束を用いて繊維補強樹脂
体とする。

次に本発明を、更に具体的に説明する。

本発明において、ガラス繊維としては、直径３〜２３μ
、好ましくはｌＯ〜１６μのものを使用するのが適当で
ある。

ガラス繊維束剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂
のような被膜形成剤を０．０５〜１０−１％、好ましく
は１〜５ｗｔ％、脂肪酸アミドのような潤滑剤を０．０
５〜０．５　ｗｔ％、好ましくは０．１〜０．３　ｗｔ
％有機珪素化合物のようなカップリング剤を０．０５〜
Ｑ、８ｗｔ％、好ましくは０．１−０．６匈ｔ％含むも
のを好適に使用することができる。

集束剤の附与量は、固型分として０．０１〜２旧％、好
ましくは０．１”０．８　ｗｔ％となるよう定める。

この附与量があまり少いと採糸の作用性が悪化し、毛羽
立ち等が生し易くなり、この附与量があまり大きいと本
発明の目的を達成することが困難となる。

集束本数は、４００〜１０，０００本、好ましくは８０
０〜４，０００本とするのが適当である。

集束本数があまり小さいと生産性が低下し、コストが上
昇し、又集束本数があまり大きいと樹脂の含浸が不均一
となり易い。

上述のガラス繊維束は常法に従って製造することができ
る。

例えば、ブッシングから引出したガラス繊維にアプリケ
ーターを使用して液状の集束剤を附与し、集束部材を通
過せしめて集束して余分の集束剤を除去し、例えば一対
の逆方向に回転するロールで挟んで引張り、箱体中に落
下堆積させる。この際ガラス繊維束をガイドを介して落
下させ、ガイドに往復動を与え、或は箱体に往復動を与
えるのが望ましい。箱体中に落下させたガラス繊維束は
、時計方向又は反時計方向に弯曲した形状を有し、これ
らの方向が所々で反転している。

このように堆積させたガラス繊維束に熱風を吹付け、或
は熱風を循環させて乾燥する。

乾燥所要時間は、１００〜２００℃において、１０ｍ１
ｎ　〜８ｈｒ程度である。

本発明ガラス繊維束は、箱体中から引出して使用するが
、この際長手方向に副って発生した互に逆方向の撚りは
容易に打消し合い、撚りのない連続したガラス繊維束が
得られる。

本発明ガラス繊維束は、集束剤の附与量が少なく、剛性
も少なく、可塑性変形し易いためと思われる。

上述したように樹脂補強用ガラス繊維束（本繊維束〉を
箱体から引出し、液状の樹脂を含浸させる。

液状の樹脂としては、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、飽和ポリエステル樹脂。

ポリフェニレンサルファイド樹脂のような熱可塑性樹脂
溶融物、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂のような熱硬化性樹脂が例示される。

なお、液状樹脂は、ＢＰＯ，ＴＢＰＯのような硬化剤、
ナフテン酸コバルト、ジメチルアニリンのような硬化促
進剤、クレー、炭カル、マイカのような充填材、カーボ
ンブラック、チタンホワイトのような顔料を含むもので
あってもよい。液状の樹脂の含浸方法には特に限定はな
く、常法を用いることができる。例えば、液状の樹脂を
収容した含浸槽中を、好ましくはガイドロールを介して
、本繊維束を通過させて樹脂を含浸させ、次いで本繊維
束をダイス中を通過させて過剰の樹脂をスクイズするこ
とによって樹脂の含浸量を所定値に制御することができ
る。

上述したように、本繊維束は引出しても撚りが残存せず
、樹脂の含浸　速度も大きく、樹脂の含浸も均一に行な
われ、作業性も良好で、引出し時に縫れが生ずることも
ない。又毛羽立ちを生ずることもない。

樹脂を含有させた本繊維束（樹脂含有繊維束）を使用し
てＦＲＴＰ等を製造する。

例えば、樹脂として熱可塑性樹脂を使用した樹脂含有繊
維束を、要すれば乾燥した後、常法に従って切断堆積し
てマ・７ト状物とし、このマント状物を加圧、加熱して
板状体のような樹脂体を製造することができる。

又、樹脂として熱硬化性樹脂を使用した樹脂含浸繊維束
を用い、フィラメント　ワインディング法（ＦＷ法）或
は引抜き成形法により、管状体又は棒状体のような樹脂
体を製造することができる。

〔作用〕

ブッシングから引出したガラス繊維に固型分として０．
０１〜２ｗｔ％の集束材を附与集束したガラス繊維束を
切断することなく箱体中に無方向に落下堆積、乾燥させ
た樹脂補強用ガラス繊維束を使用することにより、引出
し時の撚り、纏れ９毛羽立ちを防止し、樹脂の含浸性を
良好ならしめる。

又、樹脂を含浸させたガラス繊維束を主体とする繊維補
強樹脂体において、ガラス繊維束として、ブッシングか
ら引出したガラス繊維に固型分として０．０１〜２ｗｔ
％の集束剤を附与集束したガラス繊維束を切断すること
なく箱体中に落下堆積させて乾燥した後該繊維束を箱体
から引出して樹脂を含浸させたガラス繊維束を用いて繊
維補強樹脂体を形成することにより、均質なＦＲＴＰ等
を得る。

〔実施例〕

ブッシングから引出した直径１３　ｐのガラス繊維に組
成■で示す集束剤を固型分として０．３ｗｔ％附与し、
３，２００本集束し、得られたガラス繊維束を縦５０ｃ
ｍ、横５０ｃｍ、高さ５０ｃｍの箱中に切断することな
く、無方向に落下堆積させ、１５０℃でｌｈｒ加熱乾燥
した。

次いでこのガラス繊維束を引出し、ＰＥＴ樹脂を含浸さ
せた。（樹脂附与量、ガラス繊維の１５０ｗｔ％） このガラス繊維束を１３ｍｍの長さに切断してペレット
し、このペレットを用いＡＳＴＭ　　Ｄ−２５６の試験
片を成型した。ガラス繊維束製造時の作業性は良好であ
り、毛羽立ちも見られなかった。又試験片のＩｚｏｄ衝
撃強度は３０　Ｋｇ　−ｃｍ／ｃｍであり、成形品中の
平均ガラス繊維長は６．５關であった。

ｍ　　戒　Ｉ。

エポキシエマルジョン　　　５ｗｔ％ アミノシラン　　　　　　０．５ｗｔ％潤滑剤　　　　
　　　　　０．２−１％〔比較例〕 実施例１と同じガラス繊維束を常法に従って円筒状に巻
き取り、ついでこれを引出し実施例と同様な実験を行な
った。Ｉｚｏｄ衝撃強度は２７Ｋｇ−ｃｍ／Ｃ１ｍ、平
均ガラス繊維長は５．５ｍであった。

〔発明の効果〕

本発明ガラス繊維束は作業性、樹脂の含浸性が良好であ
り、毛羽立ちも少なく、引出し時に纏れ。

撚りを生ずることがない。

又本発明ＦＲＴＰ、ＦＲＰは、樹脂の含浸不良。

ガラス繊維束の撚りに伴なう欠陥を有しない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブッシングから引出したガラス繊維に固型分とし
   て０．０１〜２ｗｔ％の集束剤を附与集束したガラス繊
   維束を切断することなく箱体中に無方向に落下堆積、乾
   燥させた樹脂補強用ガラス繊維束。
2. （２）樹脂を含浸されたガラス繊維束を主体とする繊維
   補強樹脂体において、ガラス繊維束は、ブッシングから
   引出したガサス繊維に固型分として０．０１〜２ｗｔ％
   の集束剤を附与集束したガラス繊維束を切断することな
   く箱体中に落下堆積させて乾燥した後該繊維束を箱体か
   ら引出して樹脂を含浸させたガラス繊維束である繊維補
   強樹脂体。