JPH05163672A - 複合材料用オキシナイトライドガラス繊維および繊維強化プラスチック - Google Patents
複合材料用オキシナイトライドガラス繊維および繊維強化プラスチックInfo
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- JPH05163672A JPH05163672A JP3352304A JP35230491A JPH05163672A JP H05163672 A JPH05163672 A JP H05163672A JP 3352304 A JP3352304 A JP 3352304A JP 35230491 A JP35230491 A JP 35230491A JP H05163672 A JPH05163672 A JP H05163672A
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の複合材料用オキシナイトライドガラ
ス繊維は、ビニル基、エポキシ基およびアミノ基から選
ばれた少なくとも１種の官能基を有するシランカップリ
ング剤を配合した表面処理剤の被膜が設けられている。
また、本発明の繊維強化プラスチックは、このような複
合材料用ガラス繊維に特定のプラスチックが含浸されて
いる。 【効果】 本発明の複合材料用ガラス繊維は優れた強
度、弾性を有し、かつマトリックス樹脂との接着性、濡
れ性に優れる。また、本発明の繊維強化プラスチックは
高強度、高弾性を有しつつ、高靭性(耐衝撃性)、高界面
ズリ強度を有する。
ス繊維は、ビニル基、エポキシ基およびアミノ基から選
ばれた少なくとも１種の官能基を有するシランカップリ
ング剤を配合した表面処理剤の被膜が設けられている。
また、本発明の繊維強化プラスチックは、このような複
合材料用ガラス繊維に特定のプラスチックが含浸されて
いる。 【効果】 本発明の複合材料用ガラス繊維は優れた強
度、弾性を有し、かつマトリックス樹脂との接着性、濡
れ性に優れる。また、本発明の繊維強化プラスチックは
高強度、高弾性を有しつつ、高靭性(耐衝撃性)、高界面
ズリ強度を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面処理のされた複合
材料用オキシナイトライドガラス繊維およびこのガラス
繊維を強化繊維として用いた繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）に関する。
材料用オキシナイトライドガラス繊維およびこのガラス
繊維を強化繊維として用いた繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）に関する。
【０００２】
【従来の技術および課題】近年、各種の補強繊維を用い
てプラスチックなどの構造材料を補強した複合材料が種
々実用化されている。かかる複合材料はマトリックスに
繊維を複合させることにより、マトリックス材料単独で
は達成できない高い引張強度や高い剛性および低い熱膨
張係数などの優れた物性を実現する。このような複合材
料に用いられる補強繊維としては、従来Ｅガラス繊維、
Ｓガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などがある。
てプラスチックなどの構造材料を補強した複合材料が種
々実用化されている。かかる複合材料はマトリックスに
繊維を複合させることにより、マトリックス材料単独で
は達成できない高い引張強度や高い剛性および低い熱膨
張係数などの優れた物性を実現する。このような複合材
料に用いられる補強繊維としては、従来Ｅガラス繊維、
Ｓガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などがある。
【０００３】しかしながら、Ｅガラス繊維は強度、弾
性、耐薬品性が低く、またＳガラス繊維は弾性が不足す
る。アラミド繊維は樹脂との接着性が非常に悪く、層間
せん断強度が極めて小さい。さらに、炭素繊維を用いた
繊維強化プラスチックは、繊維自身の破壊伸度が小さく
破壊靭性が非常に低いため、突発的な破壊による災害に
つながり危険性が高い。特にピッチ系炭素繊維は樹脂と
の接着性が極めて悪く、プラスチックの補強材には適さ
ない。
性、耐薬品性が低く、またＳガラス繊維は弾性が不足す
る。アラミド繊維は樹脂との接着性が非常に悪く、層間
せん断強度が極めて小さい。さらに、炭素繊維を用いた
繊維強化プラスチックは、繊維自身の破壊伸度が小さく
破壊靭性が非常に低いため、突発的な破壊による災害に
つながり危険性が高い。特にピッチ系炭素繊維は樹脂と
の接着性が極めて悪く、プラスチックの補強材には適さ
ない。
【０００４】近年、ガラス繊維、特にオキシナイトライ
ドガラス繊維はその高い耐熱性により複合材料の強化繊
維として注目されている。オキシナイトライドガラス
は、酸化物ガラス中の酸素が窒素により置換された構造
を有し、酸化物ガラスより結合が多いことから高い弾性
率と高い硬度を有する。
ドガラス繊維はその高い耐熱性により複合材料の強化繊
維として注目されている。オキシナイトライドガラス
は、酸化物ガラス中の酸素が窒素により置換された構造
を有し、酸化物ガラスより結合が多いことから高い弾性
率と高い硬度を有する。
【０００５】かかるガラス繊維を製造するには、溶融ガ
ラスを高速でノズルより押し出し、凝固した後に捲き取
りを行う。ガラス繊維は機械力、特に摩擦に弱く、繊維
表面に損傷を受けると容易に切断する。このため、紡糸
から捲き取りにいたる工程中の機械部との接触、あるい
は単繊維同士の直接の接触を避ける必要がある。かかる
目的から紡糸ノズルより押し出したガラス繊維は、ただ
ちに表面処理剤が塗布され繊維表面を被膜保護した後に
集束し捲き取られる。ここで用いられる表面処理剤に
は、通常、集束剤（バインダー；例えばポリビニルアル
コール、デンプン、メチルセルロース）、カップリング
剤、柔軟剤（カチオン界面活性剤）、静電除去剤などが
含まれている。
ラスを高速でノズルより押し出し、凝固した後に捲き取
りを行う。ガラス繊維は機械力、特に摩擦に弱く、繊維
表面に損傷を受けると容易に切断する。このため、紡糸
から捲き取りにいたる工程中の機械部との接触、あるい
は単繊維同士の直接の接触を避ける必要がある。かかる
目的から紡糸ノズルより押し出したガラス繊維は、ただ
ちに表面処理剤が塗布され繊維表面を被膜保護した後に
集束し捲き取られる。ここで用いられる表面処理剤に
は、通常、集束剤（バインダー；例えばポリビニルアル
コール、デンプン、メチルセルロース）、カップリング
剤、柔軟剤（カチオン界面活性剤）、静電除去剤などが
含まれている。
【０００６】しかしながら、得られたガラス繊維を強化
繊維として樹脂に複合化（ＦＲＰ化）する際には、この
ようなガラス繊維表面の保護膜の存在は好ましくない。
ＦＲＰの製造にあたって、強化用繊維の表面にこのよう
な被膜が形成されていると強化繊維とマトリックス材料
との密着性が低下し、所望の材料強度を有する複合材料
が得られない。このため複合材料の製造に際しては、ガ
ラス繊維を加熱しバインダーを熱分解したり、あるいは
洗剤により除去してから新たにカップリング剤を塗布し
複合化を行う。しかしながら、ガラス繊維の熱劣化など
によりＦＲＰの強度は著しく低下する。
繊維として樹脂に複合化（ＦＲＰ化）する際には、この
ようなガラス繊維表面の保護膜の存在は好ましくない。
ＦＲＰの製造にあたって、強化用繊維の表面にこのよう
な被膜が形成されていると強化繊維とマトリックス材料
との密着性が低下し、所望の材料強度を有する複合材料
が得られない。このため複合材料の製造に際しては、ガ
ラス繊維を加熱しバインダーを熱分解したり、あるいは
洗剤により除去してから新たにカップリング剤を塗布し
複合化を行う。しかしながら、ガラス繊維の熱劣化など
によりＦＲＰの強度は著しく低下する。
【０００７】本発明の目的は、機械的に損傷を受けにく
く、またマトリックスとの複合化に適したオキシナイト
ライドガラス繊維および優れた機械的特性を有するＦＲ
Ｐを提供することにある。
く、またマトリックスとの複合化に適したオキシナイト
ライドガラス繊維および優れた機械的特性を有するＦＲ
Ｐを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビニル基、エ
ポキシ基およびアミノ基から選ばれた少なくとも１種の
官能基を有するシランカップリング剤を配合した表面処
理剤の被膜を設けてなる複合材料用オキシナイトライド
ガラス繊維およびこれを含浸した繊維強化プラスチック
を提供するものである。
ポキシ基およびアミノ基から選ばれた少なくとも１種の
官能基を有するシランカップリング剤を配合した表面処
理剤の被膜を設けてなる複合材料用オキシナイトライド
ガラス繊維およびこれを含浸した繊維強化プラスチック
を提供するものである。
【０００９】本発明のガラス繊維の原料であるオキシナ
イトライドガラスは、酸化物ガラスの酸素原子の一部が
窒素に置き換わった構造を有し、その組成としては、Ｃ
a−Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｃa−Ｓi−Ｏ−Ｎ、Ｌa−
Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｂ−Ｓi−Ｏ−Ｎ、Ｍg−Ｓi
−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Ａｌ−Ｓi−
Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｂ−Ａｌ−Ｐ−Ｏ−Ｎなどが挙げられ
る。これらのオキシナイトライドガラスは例えば、溶融
法、ゾル−ゲル法、Ｎ2ガス吹き込み法および多孔質ガ
ラスのＮＨ3ガス処理などにより製造される。
イトライドガラスは、酸化物ガラスの酸素原子の一部が
窒素に置き換わった構造を有し、その組成としては、Ｃ
a−Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｃa−Ｓi−Ｏ−Ｎ、Ｌa−
Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｂ−Ｓi−Ｏ−Ｎ、Ｍg−Ｓi
−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｓi−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Ａｌ−Ｓi−
Ｏ−Ｎ、Ｎa−Ｂ−Ａｌ−Ｐ−Ｏ−Ｎなどが挙げられ
る。これらのオキシナイトライドガラスは例えば、溶融
法、ゾル−ゲル法、Ｎ2ガス吹き込み法および多孔質ガ
ラスのＮＨ3ガス処理などにより製造される。
【００１０】かかるオキシナイトライドガラスの特に好
ましい組成としては、例えばＳi−Ｍ1−Ｍ2−Ｏ−Ｎ系
を有するオキシナイトライドガラスであって、ＳiＯ2、
Ｓi3Ｎ4およびＭ1Ｏをモル％にて下式： 65≦(ＳiＯ2＋3Ｓi3Ｎ4＋Ｍ1Ｏ)×100／(100＋2Ｓi3Ｎ4)＜100 ‥‥‥（ａ） 0.7≦(ＳiＯ2＋3Ｓi3Ｎ4)／Ｍ1Ｏ≦2.3 ‥‥‥（ｂ） ［式中、Ｍ1はＣaまたはＣa＋Ｍgであり、Ｍ2はＡｌ、
Ｓｒ、Ｌａ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｎａ、Ｋ、
Ｓｂ、Ｂ、Ｃr、Ｐb、ＶおよびＳnからなる群より選ば
れた少なくとも１種の金属を意味する。］を満足する量
含有するオキシナイトライドガラス繊維が挙げられる。
該ガラスはＳiＯ2 ０〜４０モル％、ＣaＯ ２６〜７０
モル％、ＭgＯ ０〜２０モル％および Ｍ2２２原子％以
下を含むのが好ましい。また、かかるガラス繊維の形態
は、クロス、ロービング、ヤーン、ステープル、チョッ
プドストランド、ウール、ペーパー、マットなどのいず
れであってもよい。
ましい組成としては、例えばＳi−Ｍ1−Ｍ2−Ｏ−Ｎ系
を有するオキシナイトライドガラスであって、ＳiＯ2、
Ｓi3Ｎ4およびＭ1Ｏをモル％にて下式： 65≦(ＳiＯ2＋3Ｓi3Ｎ4＋Ｍ1Ｏ)×100／(100＋2Ｓi3Ｎ4)＜100 ‥‥‥（ａ） 0.7≦(ＳiＯ2＋3Ｓi3Ｎ4)／Ｍ1Ｏ≦2.3 ‥‥‥（ｂ） ［式中、Ｍ1はＣaまたはＣa＋Ｍgであり、Ｍ2はＡｌ、
Ｓｒ、Ｌａ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｎａ、Ｋ、
Ｓｂ、Ｂ、Ｃr、Ｐb、ＶおよびＳnからなる群より選ば
れた少なくとも１種の金属を意味する。］を満足する量
含有するオキシナイトライドガラス繊維が挙げられる。
該ガラスはＳiＯ2 ０〜４０モル％、ＣaＯ ２６〜７０
モル％、ＭgＯ ０〜２０モル％および Ｍ2２２原子％以
下を含むのが好ましい。また、かかるガラス繊維の形態
は、クロス、ロービング、ヤーン、ステープル、チョッ
プドストランド、ウール、ペーパー、マットなどのいず
れであってもよい。
【００１１】かかるオキシナイトライドガラス繊維の表
面を被覆する表面処理剤には、集束剤、カップリング
剤、界面活性剤が配合され、ガラス繊維と複合される相
手のマトリックス材料の種類により適宜選択される。
面を被覆する表面処理剤には、集束剤、カップリング
剤、界面活性剤が配合され、ガラス繊維と複合される相
手のマトリックス材料の種類により適宜選択される。
【００１２】集束剤はガラス繊維の表面保護及び繊維の
集束を行うものであって、酢酸ビニル系、エポキシ系、
ウレタン系、デンプン系、ＰＶＡ系、エステル系、アク
リル系、ゴム系などの重合体の１種または２種以上を組
み合わせた共重合体などを使用してもよい。使用に際し
てはマトリックスプラスチック、ゴムとの相溶性、濡れ
性を考慮し、また被膜硬度、切断性、風合いなど複合化
工程からの要求にも整合するよう選択する。
集束を行うものであって、酢酸ビニル系、エポキシ系、
ウレタン系、デンプン系、ＰＶＡ系、エステル系、アク
リル系、ゴム系などの重合体の１種または２種以上を組
み合わせた共重合体などを使用してもよい。使用に際し
てはマトリックスプラスチック、ゴムとの相溶性、濡れ
性を考慮し、また被膜硬度、切断性、風合いなど複合化
工程からの要求にも整合するよう選択する。
【００１３】従来、ガラス表面処理剤の集束剤として用
いられているプラスチック水性エマルジョンがいずれも
用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリウレ
タン、エポキシ、ポリ酢酸ビニルなどのポリマーまたは
これらとエチレンなどとの共重合体のエマルジョンが用
いられる。
いられているプラスチック水性エマルジョンがいずれも
用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリウレ
タン、エポキシ、ポリ酢酸ビニルなどのポリマーまたは
これらとエチレンなどとの共重合体のエマルジョンが用
いられる。
【００１４】カップリング剤は、ガラス繊維とマトリッ
クスプラスチックとの接着性に大きく関係する。本発明
に用いられるカップリング剤はビニル基、エポキシ基、
アミノ基の少なくとも１種を含有するシランカップリン
グ剤である。ビニル基を有するシランカップリング剤と
しては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−
メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。エポキシ
基を有するカップリング剤としては、β−(３,４エポキ
シシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられ
る。アミノ基を有するカップリング剤としては、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、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。
クスプラスチックとの接着性に大きく関係する。本発明
に用いられるカップリング剤はビニル基、エポキシ基、
アミノ基の少なくとも１種を含有するシランカップリン
グ剤である。ビニル基を有するシランカップリング剤と
しては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−
メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。エポキシ
基を有するカップリング剤としては、β−(３,４エポキ
シシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられ
る。アミノ基を有するカップリング剤としては、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、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。
【００１５】これらカップリング剤の配合量は、表面処
理剤全体に対して０.０５〜５.０重量％である。配合量
がこの範囲より少ないと繊維束の毛羽の発生や糸切が生
じ、配合量がこれより多いとＦＲＰの強度が低下する。
理剤全体に対して０.０５〜５.０重量％である。配合量
がこの範囲より少ないと繊維束の毛羽の発生や糸切が生
じ、配合量がこれより多いとＦＲＰの強度が低下する。
【００１６】界面活性剤は、カチオン系、アニオン系、
ノニオン系のいずれであってもよいが、ガラス繊維の表
面電荷との兼ね合いからカチオン系、アニオン系が好ま
しく、カチオン系が最も好ましい。カチオン系系面活性
剤としては、脂肪酸アミド、アルキルイミダゾリン、ア
ルキルアンモニウム塩などを使用することができる。表
面処理剤にはさらに潤滑剤、帯電防止剤などを加えても
よい。潤滑剤としてはポリエチレングリコール、植物油
などが用いられ、また帯電防止剤としては塩化アンモニ
ウム、塩化リチウムなどが使用できる。これら潤滑剤、
帯電防止剤は、界面活性剤にて兼用してもよい。
ノニオン系のいずれであってもよいが、ガラス繊維の表
面電荷との兼ね合いからカチオン系、アニオン系が好ま
しく、カチオン系が最も好ましい。カチオン系系面活性
剤としては、脂肪酸アミド、アルキルイミダゾリン、ア
ルキルアンモニウム塩などを使用することができる。表
面処理剤にはさらに潤滑剤、帯電防止剤などを加えても
よい。潤滑剤としてはポリエチレングリコール、植物油
などが用いられ、また帯電防止剤としては塩化アンモニ
ウム、塩化リチウムなどが使用できる。これら潤滑剤、
帯電防止剤は、界面活性剤にて兼用してもよい。
【００１７】表面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。該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、あるいはロールコータなどによる塗布、
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、表面に保護膜が
形成される。表面処理剤による固形分付着率は０.１〜
３.０％が好ましい。
常法により水に溶解、分散する。該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、あるいはロールコータなどによる塗布、
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、表面に保護膜が
形成される。表面処理剤による固形分付着率は０.１〜
３.０％が好ましい。
【００１８】本発明のガラス繊維補強プラスチックに用
いられるマトリックス樹脂としてビニルエステル樹脂、
エポキシ樹脂が用いられる。ビニルエステル樹脂として
は、種々のものが用いられてよい。原料となるエポキシ
樹脂の種類、不飽和−塩基酸の種類、ビニルモノマーの
種類などにより様々なものが挙げられるが、例えばビス
フェノール型、ノボラック型、変性エポキシ型の樹脂が
用いられる。
いられるマトリックス樹脂としてビニルエステル樹脂、
エポキシ樹脂が用いられる。ビニルエステル樹脂として
は、種々のものが用いられてよい。原料となるエポキシ
樹脂の種類、不飽和−塩基酸の種類、ビニルモノマーの
種類などにより様々なものが挙げられるが、例えばビス
フェノール型、ノボラック型、変性エポキシ型の樹脂が
用いられる。
【００１９】エポキシ樹脂としては、グリシジルエーテ
ル系エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ系、ノボ
ラック系など）、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジル
アミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂などの種
々のエポキシ樹脂が用いられる。 マトリックス樹脂と
してビニルエステル樹脂を用いる場合は、ビニル基を有
するシランカップリング剤を配合した表面処理剤を用い
る。またマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる
場合は、エポキシ基、アミノ基または両者を含むシラン
カップリング剤を配合した表面処理剤を用いる。
ル系エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ系、ノボ
ラック系など）、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジル
アミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂などの種
々のエポキシ樹脂が用いられる。 マトリックス樹脂と
してビニルエステル樹脂を用いる場合は、ビニル基を有
するシランカップリング剤を配合した表面処理剤を用い
る。またマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる
場合は、エポキシ基、アミノ基または両者を含むシラン
カップリング剤を配合した表面処理剤を用いる。
【００２０】本発明ＦＲＰにおいて、ＦＲＰ中のオキシ
ナイトライドガラス繊維の配合割合は２０〜７０体積％
である。
ナイトライドガラス繊維の配合割合は２０〜７０体積％
である。
【００２１】本発明ＦＲＰの製造するには、まず、ガラ
ス繊維に表面皮膜を形成する。皮膜の形成は、紡糸ノズ
ルより押出された多数のオキシナイトライドガラスのフ
ィラメントを高速で捲き取り、この過程で前記表面処理
剤を塗布する。ついで、表面皮膜の形成されたガラス繊
維をマトリックス樹脂に浸漬した後、硬化を行う。
ス繊維に表面皮膜を形成する。皮膜の形成は、紡糸ノズ
ルより押出された多数のオキシナイトライドガラスのフ
ィラメントを高速で捲き取り、この過程で前記表面処理
剤を塗布する。ついで、表面皮膜の形成されたガラス繊
維をマトリックス樹脂に浸漬した後、硬化を行う。
【００２２】
【実施例】つぎに本発明を実施例にもとづきさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２３】［実施例１］溶融紡糸炉より引き出された
５８本のオキシナイトライドガラス（ＳiＯ2：８.６モ
ル％、Ｓi3Ｎ4：１９.４モル％、ＣaＯ：５９.８モル、
ＭgＯ：６.９モル％、Ａl2Ｏ3：５.２モル％；引張強度
４００kg/mm2、引張弾性率：２１,０００kg/mm2）のフ
ィラメント（繊維径１２μｍ）にアプリケーターで下記
表１の表面処理剤を塗布した。ついで、フィラメントを
集束し、１本のストランド（束）としてボビンに捲き取
った（ケーキ）。該ストランドケーキを１００℃にて１
０時間熱処理した後、ストランド２５本を集束しながら
捲き取りロービングを作成した。
５８本のオキシナイトライドガラス（ＳiＯ2：８.６モ
ル％、Ｓi3Ｎ4：１９.４モル％、ＣaＯ：５９.８モル、
ＭgＯ：６.９モル％、Ａl2Ｏ3：５.２モル％；引張強度
４００kg/mm2、引張弾性率：２１,０００kg/mm2）のフ
ィラメント（繊維径１２μｍ）にアプリケーターで下記
表１の表面処理剤を塗布した。ついで、フィラメントを
集束し、１本のストランド（束）としてボビンに捲き取
った（ケーキ）。該ストランドケーキを１００℃にて１
０時間熱処理した後、ストランド２５本を集束しながら
捲き取りロービングを作成した。
【００２４】 表１ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ γ−アミノプロピルトリメトキシシラン ０.５ エチレン酢酸ビニルエマルジョン ３ （(株)クラレ製；ＯＭ６０００） 脂肪酸アミド ０.３ 水 残部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 図１に示すごとく、上記方法により作成したロービング
６５本を送り出しローラー１より捲き出した。該ロービ
ングを樹脂槽２にて下記の表２の樹脂溶液３に浸漬し
た。ついで、金型４を通過させ、加熱炉５(１５０℃）
にて硬化を行い、引き抜き双ローラー６にて引き抜き
（０.５ｍ／分）、６×３ｍｍの角棒を作成した(繊維含
有率６０体積％)。この角棒(ＦＲＰ）の物性を測定した
結果を後記表９に示す。
６５本を送り出しローラー１より捲き出した。該ロービ
ングを樹脂槽２にて下記の表２の樹脂溶液３に浸漬し
た。ついで、金型４を通過させ、加熱炉５(１５０℃）
にて硬化を行い、引き抜き双ローラー６にて引き抜き
（０.５ｍ／分）、６×３ｍｍの角棒を作成した(繊維含
有率６０体積％)。この角棒(ＦＲＰ）の物性を測定した
結果を後記表９に示す。
【００２５】 表２ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ビスフェノールＡジクリシジルエーテル １００ （(株)チバガイギー製；ＣＴ−２００） ３−メチル−テトラヒドロ無水フタル酸 ３０ （(株)チバガイギー製；ＨＴ−９０３) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００２６】［実施例２］下記表３の表面処理剤を用い
てロービングを作成し、表４の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。
てロービングを作成し、表４の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。
【００２７】 表３ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン ０.５ エポキシエマルジョン ３ （(株)吉村油化製；ＫＥ−３００) 脂肪酸アミド ０.３ 水 残部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００２８】 表４ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ フェノールノボラック型エポキシ樹脂 １００ （(株)油化シェル製；エピコート１５２） ヘキサヒドロ無水フタル酸 ６９ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００２９】［実施例３］下記表５の表面処理剤を用い
てロービングを作成し、表６の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。
てロービングを作成し、表６の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。
【００３０】 表５ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ β−（３,４−エポキシシクロヘキシル） ０.５ エチルトリメトキシシラン エポキシエマルジョン ３ （(株)吉村油化製；ＫＥ−３００) 脂肪酸アミド ０.３ 水 残部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００３１】 表６ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ビスフェノールＡジグリシジルエーテル １００ （(株)チバガイギー製；ＣＴ−２００) ３−メチル−テトラヒドロ無水フタル酸 ３０ （(株)チバガイギー製；ＨＴ−９０３） ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００３２】［実施例４］下記表７の表面処理剤を用い
てロービングを作成し、表８の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。ただし、金型温度は入口８０〜９０℃、中央１３
５℃、出口１２５℃とした。
てロービングを作成し、表８の樹脂溶液を用いて樹脂の
含浸を行った以外は実施例１と同様にしてＦＲＰを作製
した。ただし、金型温度は入口８０〜９０℃、中央１３
５℃、出口１２５℃とした。
【００３３】 表７ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ０.５ エチレン酢酸ビニルエマルジョン ３ 脂肪酸アミド ０.３ 水 残部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００３４】 表８ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成 分 重量部 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ビニルエステル樹脂 １００ （(株)昭和高分子製；リポキシＲ８０２） メチルエチルケトンパーオキサイド １.５ ナフテン酸コバルト ０.５ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 比較例１〜３ 下記の市販の繊維を補強繊維として用い、実施例１と同
様にしてＦＲＰを製造した。結果を表９に示す。
様にしてＦＲＰを製造した。結果を表９に示す。
【００３５】比較例１（ＣＦＲＰ）：炭素繊維 トレカ
Ｔ−３００ 東レ(株)製 比較例２（ＣＦＲＰ）：Ｅガラス繊維 グラスロン 旭
グラスファイバー(株)製 比較例３（ＡＦＲＰ）：アラミド繊維 ゲブラー４９
デュポン社製 ［測定方法］実施例１〜４、比較例１〜３にて得られた
各ＦＲＰの物性をつぎの方法にて測定した。なお、補強
繊維の配合量はいずれも６０体積％である。 引張強度：ＪＩＳ Ｋ7054 引張弾性：ＪＩＳ Ｋ7054 層間剪断強度：ＩＬＳＳ（ＪＩＳ Ｋ7057） アイゾット衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ6911
Ｔ−３００ 東レ(株)製 比較例２（ＣＦＲＰ）：Ｅガラス繊維 グラスロン 旭
グラスファイバー(株)製 比較例３（ＡＦＲＰ）：アラミド繊維 ゲブラー４９
デュポン社製 ［測定方法］実施例１〜４、比較例１〜３にて得られた
各ＦＲＰの物性をつぎの方法にて測定した。なお、補強
繊維の配合量はいずれも６０体積％である。 引張強度：ＪＩＳ Ｋ7054 引張弾性：ＪＩＳ Ｋ7054 層間剪断強度：ＩＬＳＳ（ＪＩＳ Ｋ7057） アイゾット衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ6911
【００３６】 表９ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実 施 例 比 較 例 項 目 ─────────────── ─────────── １ ２ ３ ４ １ ２ ３ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 引張強度(kg/mm2) １６０ １７０ １７０ １６０ １７０ １３０ １４０ 引張弾性(t/mm2) １１ １１.５ １１ １１ １３ ４.２ ７ 層間せん断強度 １３ １２ １２ １２ ８ １０ ４ (kg/mm2) アイゾット衝撃 ２５０ ２５０ ２５０ ２２０ １００ ３００ ２５０ 強度(kg・cm/cm・ノッチ) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表９から明らかなごとく、本発明のＦＲＰは他のＦＲＰ
に比べて全ての性能をバランスよく備えている。
に比べて全ての性能をバランスよく備えている。
【００３７】
【発明の効果】本発明の複合材料用ガラス繊維は優れた
強度、弾性を有し、かつマトリックス樹脂との接着性、
濡れ性に優れる。また、本発明の繊維強化プラスチック
は高強度、高弾性を有しつつ、高靭性(耐衝撃性)、高界
面ズリ強度を有する。
強度、弾性を有し、かつマトリックス樹脂との接着性、
濡れ性に優れる。また、本発明の繊維強化プラスチック
は高強度、高弾性を有しつつ、高靭性(耐衝撃性)、高界
面ズリ強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明ガラス繊維強化プラスチックを
製造する装置の一具体例を示す概略図である。
製造する装置の一具体例を示す概略図である。
１ 送り出しローラー ２ 樹脂槽 ３ 樹脂溶液 ４ 金型 ５ 加熱炉 ６ 双ローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ 7188−4Ｆ Ｃ０３Ｃ 25/02 Ｎ 7821−4Ｇ Ｃ０８Ｊ 5/08 7188−4Ｆ Ｄ０２Ｇ 3/18 Ｄ０６Ｍ 13/402 15/333 // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｄ０６Ｍ 15/333
Claims (3)
- 【請求項１】 ビニル基、エポキシ基およびアミノ基か
ら選ばれた少なくとも１種の官能基を有するシランカッ
プリング剤を配合した表面処理剤の被膜を設けてなる複
合材料用オキシナイトライドガラス繊維。 - 【請求項２】 ビニル基を有するシランカップリング剤
を配合した表面処理剤の被膜を設けてなる複合材料用オ
キシナイトライドガラス繊維にビニルエステル樹脂を含
浸させた繊維強化プラスチック。 - 【請求項３】 エポキシ基および／またはアミノ基を有
するシランカップリング剤を配合した表面処理剤の被膜
を設けてなる複合材料用オキシナイトライドガラス繊維
にエポキシ樹脂を含浸させた繊維強化プラスチック。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352304A JPH05163672A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 複合材料用オキシナイトライドガラス繊維および繊維強化プラスチック |
| EP19920311120 EP0546779A1 (en) | 1991-12-13 | 1992-12-07 | Oxynitride glass fiber for composite products, and glass fiber-reinforced products |
| US07/986,296 US5262469A (en) | 1991-12-13 | 1992-12-07 | Oxynitride glass fiber for composite products, and glass fiber-reinforced products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352304A JPH05163672A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 複合材料用オキシナイトライドガラス繊維および繊維強化プラスチック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05163672A true JPH05163672A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18423148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3352304A Pending JPH05163672A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 複合材料用オキシナイトライドガラス繊維および繊維強化プラスチック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05163672A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074743A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Ocv Intellectual Capital, Llc | チョップドストランドおよびそれを用いた繊維強化結晶性ポリエステル樹脂成形材料 |
| CN105777175A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-07-20 | 卓达新材料科技集团有限公司 | 一种氧化锗和氧化铪杂化气凝胶复合材料的制备方法 |
| CN113248913A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN114103156A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-03-01 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种高弹性模量高强度玻纤层压板生产系统及方法 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3352304A patent/JPH05163672A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074743A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Ocv Intellectual Capital, Llc | チョップドストランドおよびそれを用いた繊維強化結晶性ポリエステル樹脂成形材料 |
| JP5253816B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2013-07-31 | オーシーヴィー インテレクチュアル キャピタル エルエルシー | チョップドストランドおよびそれを用いた繊維強化結晶性ポリエステル樹脂成形材料 |
| CN105777175A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-07-20 | 卓达新材料科技集团有限公司 | 一种氧化锗和氧化铪杂化气凝胶复合材料的制备方法 |
| CN113248913A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN113248913B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-04-12 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN114103156A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-03-01 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种高弹性模量高强度玻纤层压板生产系统及方法 |
| CN114103156B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-05-31 | 山东玻纤集团股份有限公司 | 一种高弹性模量高强度玻纤层压板生产系统及方法 |
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