JPH03294337A - 成形材料の製造法 - Google Patents

成形材料の製造法

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JPH03294337A
JPH03294337A JP9652990A JP9652990A JPH03294337A JP H03294337 A JPH03294337 A JP H03294337A JP 9652990 A JP9652990 A JP 9652990A JP 9652990 A JP9652990 A JP 9652990A JP H03294337 A JPH03294337 A JP H03294337A
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JP
Japan
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resin
glass fiber
forming agent
water
film
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Pending
Application number
JP9652990A
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English (en)
Inventor
Yuuhachi Ninomiya
二宮 佑八
Masamichi Taguchi
昌道 田口
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
Original Assignee
Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Publication date
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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、成形材料の製造法に関する。
(従来の技術) ガラス繊維は、FRPを製造するための補強用繊維とし
て広く用いられている。
工業的にはガラス繊維は、ブッシングから引出したガラ
ス繊維を多数集束したガラス繊維束の形態で用いられる
ことが多いが、その製造工程(採糸工程)、取扱中の毛
羽立ち、糸ぎれを防止して作業性を向上させ、樹脂との
馴染を良好ならしめる為に、シランカップリング剤及び
皮膜形成剤を含む集束剤が附与される。
このようにして製造されたガラス繊維束(ストランド)
は、乾燥されて樹脂補強用繊維として用いられれる。
ストランドの切断物(チョブドストランド、C8と省略
)と樹脂を均一に混練して、ガラス繊維を樹脂中に分散
させたバルクモールディングコンパラント(BMC)は
FRPを製造する為の成形材料として使用されている。
又長尺のストランド或はC5を所定厚みに堆積させたマ
ット状物(以下マットと略称)に液状の熱硬化性樹脂を
含浸させ、次いて樹脂粘度を増大させたシート状の成形
材料(シートモールデイングコンパウド: SMC)或
はプレプレグを加圧、加熱してFRPを製造することは
知られている。
(発明が解決しようとする課題) 従来技術は、次のような問題点を有する。
前述したように、皮膜形成剤は、ストランドの毛羽立等
を防止し、作業性を向上させるための必要不可欠な成分
であるが、ストランドを乾燥すると、ストランドを構成
するガラス繊維同志が皮膜形成剤で強く密着する。
このため、ストランド中への樹脂の染み込み(ウェット
アウト)が悪化し、ストランド中に樹脂が均一に含浸し
ない含浸不良が生じ、均質なFRPが得られなくなる。
又、BMCを製造する際、C8と樹脂を充分混練し、C
8をバラバラに個々のガラス繊維(モノフィラメント)
に解繊し、樹脂中に、均一に分散させる必要があるが、
ガラス繊維は皮膜形成剤で強く結合しているため、C8
を解繊するためには、CSと樹脂とを強い攪拌力て長時
間混練する必要がある。このため、混線中にC8を構成
するガラス繊維が寸断され、BMCを用いて製造したF
RPの強度か低下する。
本発明は、前述の従来技術の問題点を解消し、均質な、
又高強度のFRPが得られるような成形材料の製造法を
提供することを目的としている。
(課題を解決する為の手段) 上記目的を達成するために、本発明においては、ガラス
繊維に対し、固形分として皮膜形成剤を0.1〜10w
t%、水分を0.2〜20 w t%含むガラス繊維束
に液状の熱硬化性樹脂を含浸させて成形材料を製造し、
又固形分として皮膜形成剤を0.1〜10 w t%、
水分を0.2〜20wt%含むガラス繊維束切断物を液
状の熱硬化性樹脂と混練して成形材料を製造する。
又、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を使用し、皮膜
形成剤として水に可溶性の皮膜形成剤と水に不溶性の皮
膜形成剤を併用する。
次に本発明を更に具体的に説明する。
本発明におけるガラス繊維束は、ブ、ンシングから引出
したガラス繊維に、常法に従い皮膜形成剤と好ましくは
更にカップリング剤を含む集束剤を附与集束することに
よって製造される。
ガラス繊維の直径は3〜20.、望ましくは5〜tsg
、集束本数は20〜10,000本、望ましくは40〜
2,000本とするのが適当である。
この際、ガラス繊維束に附与される集束剤及びカップリ
ング剤の量が、ガラス繊維に対し、固形分として夫々0
.1〜10 w t%、0.01〜1wt%、好ましく
は0.4〜5wt%、0.02〜0.8wt%となるよ
う集束剤の附与量、濃度を定める。
皮膜形成剤があまり大きいと、樹脂の含浸性が、悪化し
、又ガラス繊維束が解繊し難くなり易い。
又これらの量があまり少ないと、採糸の作業性が悪化し
易い。
カップリング剤の量があまり少ないとFRPの強度が低
下し易く、カップリング剤の量かあまり大きいとコスト
か増大し、又、樹脂の含浸性、ガラス繊維束の解繊性か
悪化し易い。
得られたガラス繊維束は、水分の含塙量が0゜2〜20
 w t%、好ましくは0.4〜5 w t%となるよ
う乾燥条件或は水の附与量を定める。
水分を含有させることにより、皮膜形成剤による繊維同
志の結合力か低下し、ウェットアウト、繊維の解繊性か
向上する。
水分含有量かあまり少ないと、本発明の効果か不充分と
なり易く又この量があまり大きいとFRPの性能が低下
し易い。
皮膜形成剤としてはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等を好適に使用することかできるが、水に可
溶性の皮膜形成剤と水に不溶性の皮膜形成剤を併用する
ことにより一層大きい効果なうることができる。
水に可溶性の皮膜形成剤としてはポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メ
チルセルローズ、澱粉等、特にボリエチレンオキサイド
を用いるのが適当であり、又水に不溶性の皮膜形成剤と
してはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等
を用いるのが適当である。
水に可溶性の皮膜形成剤と水に不溶性の皮膜形成剤の割
合はl二1〜l:10望ましくはl:3〜1ニアの間と
するのが好ましい。
この割合があまり小さすぎると、両者を併用することに
よる効果が不充分となり易く、又この割合があまり大き
いと、得られたFRPの物性が低下し易い。
本発明に8いては、更にアミノシラン、ビニルシランの
ようなシランカップリング剤を併用するのが好ましい。
なお、集束剤中に更にノニオン系、カチオン系、のよう
な潤滑剤を含有させることもてき、本発明の効果を損な
う本なく、採糸等の作業性を向上させることができる。
上述したガラス繊維束(本ガラス繊維束)は、ウェット
アウトも良好てあり、CSM(コンティニュアスストラ
ンドマット)或はCM(チョップマット)のような形状
で用い、熱硬化性樹脂を含浸させてSMC、プレプレグ
のような成形材料を製造することもできるが、このガラ
ス繊維束の切断物を熱硬化性樹脂と混練し、BMCを製
造する場合、特に顕著な効果をつることができる。
又成形材料を製造するのに用いる熱硬化性樹脂としては
、フェノール樹脂を用いた場合特に優れた効果が得られ
ることが判明した。フェノール樹脂の縮合に際し、水分
が生成し、この水分が皮膜形成剤によるガラス繊維の結
合方を一層低下させ、解繊が行われ易くなるものと思わ
れ、又csが水分を含有することにょるFRPの性能の
低下が生ずることはない。
フェノール樹脂としては、レゾール(ベークライトA)
又はレジトール(ベークライトB)を用いるのが実際的
であるが、ノボラックに過剰のホルムアルデヒド又は加
熱によりホルムアルデヒドを発生する物質(例えばヘキ
サメチレンジアミン)を加えたものを使用することもで
きる。
液状の熱硬化性樹脂をマットに含浸させてSMC、プレ
プレグのような成形材料を製造し、或はCSを液状熱硬
化性樹脂と混練してBMCを製造する方法に特に限定は
なく、常法を使用しつる。
例えば、液状の熱硬化性樹脂と増粘剤、充填材等を含む
樹脂組成物をPETのような樹脂フィルム上に所定量附
与し、このようなフィルムを2枚用意し、このフィルム
の間にマットを挟んでマットに樹脂組成物を含浸させ、
養成して樹脂組成物の粘度を上昇させ、SMCとするこ
とができる。
又樹脂を有機溶媒に溶解した溶液をマットに含浸させ、
溶媒を蒸発させて除去することによりプリプレグを製造
することもできる。
溶媒を除去する際、水分も一緒に逸散するので、ガラス
繊維束に含有される水分によるFRPの性能低下が防止
される。
又C8と樹脂を混練することにより、BMCを製造する
C8と樹脂の割合は、両者の合計量中に占めるC8の重
量割合が5〜60 w t%望ましくは10〜50 w
 t%となるよう定めるのが適当である。
両者の混合(混線)方法に特に限定はなく、常法を使用
できるが、弱い攪拌力で短時間混合を行った場合でもC
8を充分解繊することができ、本発明のC3を用いた場
合、ガラス繊維の長いBMCを得ることができ、このB
MCを用いて成形したFRPの強度を約20%向上させ
ることができる。
なお、BMCを製造する際、csと樹脂の他に、炭カル
、水マグ、クレーのような充填材、硬化材、内部離型材
等の副成分を添加することもできる。
(作 用) 固形分として皮膜形成剤を0.1〜l Ow t%、水
分を0.5〜20 w t%含むガラス繊維束に液状の
熱硬化性樹脂を含浸をさせることにより、樹脂の含浸性
を向上させ、均質な成形材料をつる。
固形分として皮膜形成剤をO,1〜10 w t%、水
分を0.2〜20 w t%含むガラス繊維束切断物を
液状の熱硬化性樹脂と混練することにより、解繊性を高
め、長い繊維を含む成形材料なうる。
熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いることにより
、水分含有によるFRPの性能低下を防止する。
水に可溶性の皮膜形成剤と水に不溶性の皮膜形成剤を併
用することにより上記効果を一層大とする。
(実施例) ブッシングから引き出した直径101Lのガラス繊維に
、ウレタン樹脂(水に不溶性の皮膜形成剤)を6 w 
t%、シランカップリング剤を0.2wt%、ノニオン
系潤滑剤を0.05wt%含む集束剤を、固形分として
1.4wt%附与し、2.000本集束してガラス繊維
束となし、乾燥、切断して水分の含有量8 w t%の
CSとした。
このC554重量部と、フェノール樹脂(ノボラック型
フェノール樹脂)40重量部、充填剤、硬化剤、内部離
型剤合計10重量部とを常法に従って混練し、BMCを
製造した。
このBMCを用いて試験片を作成し、JISK6911
号の方法に従ってノツチ付衝撃強度を測定した。強度は
9.OKgfcm/cmてあった。
(比較例) 実施例1のCSに代え、水分含有量0.01wt%のC
5を用い実施例と同様な実験を行った。
強度は6Kgfcm/cmてあった。
(発明の効果) ガラス繊維束に対する樹脂の含浸性、解繊性を良好なら
しめ、均質な強度の大きいFRPの製造に好適な成形材
料をうることかてきる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス繊維に対し固形分として皮膜形成剤を0.
    1〜10wt%、水分を0.2〜20wt%含むガラス
    繊維束に液状の熱硬化性樹脂を含浸させる成形材料の製
    造法
  2. (2)ガラス繊維に対し固形分として皮膜形成剤を0.
    1〜10wt%、水分を0.2〜20wt%含むガラス
    繊維束切断物を液状の熱硬化性樹脂と混練する成形材料
    の製造法
  3. (3)熱硬化性樹脂はフェノール樹脂である請求項1又
    は2記載の成形材料の製造法
  4. (4)皮膜形成剤として水に可溶性の皮膜形成剤と水に
    不溶性の皮膜形成剤とを含む請求項1、2又は3記載の
    成形材料の製造法
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