JPH05501851A - ガラスサイズ剤組成物及びそれで被覆されたガラス繊維 - 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】 ガラスサイズ剤組Ｊ賜及厚腎れ嬰被覆されたガラス繊維技術分野 本発明は、サイズ剤組成物及びそれで少なくとも部分的に被覆されたガラス繊維 に関するものであり、これらの繊維は強度改良のために組成物の成形に混入する のに有益である。

発明の背景 シート及びバルクの両方の成形組成物の使用は公知である。一般に、このような 成形組成物は、架橋剤と組み合わせて熱可塑性ポリエステル樹脂及び種々の充填 剤並びに強化材を含む。しかしながら、種々の熱可塑性ポリエステル樹脂、例え ばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴと称する）、（ｌ、４−ポリブチレンテ レフタレート）（ＰＢＴと称する）、ポリ　（１，４−シクロヘキサンジメタツ ールテレフタレート’）　（ＰＣＴと称する）、これらの混合物等は、従来、厚 い部分に成形された場合のそれらの脆性のために成形用樹脂としての使用に特に 適さないことが知られていた。得られる成形組成物は、しばしば所望の物理的な 強度特性を欠如している。

嵩及び強度を与える種々の充填剤及び強化材を成形コンパウンド中に混入するこ とは慣例である。このような強化材の中で、一般に、直径約０．００６３５〜０ ．０１９０５ａｎ（０，００２５〜０．００７５インチ）及び長さ約０．３３０ 〜約５．　（１８ｃｍ（０，１３〜約２．００インチ）を有するガラス繊維が主 要である。ガラス繊維の取扱を容易にするため、それらは形成直後にサイズ剤を 施されることが慣例である。す・イズ剤組成物がガラス繊維の取扱を容易にする のに利用できるだけでなく、サイズ剤がガラス繊維と樹脂の間の結合を生じるよ うに作用し、その結果、成形された樹脂の強度特性が改良される場合には、それ は有利である。本発明のガラスサイズ剤組成物はこのような性質を有する。

発明の開示 本発明によれば、水分散性フェノキシ樹脂、三官能または三官能のシアヌレート またはイソシアヌレート、及びオルガノシランカップリング剤を含むガラスサイ ズ剤組成物が提供される。必要により、サイズ剤は更に架橋剤及びノニオン性滑 剤を含むことができる。水分散性フェノキシ樹脂はカルボキシル変性ポリヒドロ キシエーテルを含むことが好ましい。好ましい三官能または三官能のシアヌレー トまたはイソシアヌレートはトリグリシジルイソシアヌレートである。

また、本発明は本発明のサイズ剤を施されたガラス繊維を含む成形組成物を提供 する。

また、本発明によれば、表面の少なくとも一部が本発明のサイズ剤を施されてい るガラス繊維が提供される。

発明を実施する最良の方法 本発明のガラスサイズ剤組成物は、当業者に公知であるフィラメント状のガラス に有益である。種々の型のガラスフィラメント、例えば“Ｅ”及びその他の既知 の型のガラスに、本発明のサイズ剤を施すことができる。本発明のサイズ剤は広 範囲の直径を有するガラスフィラメントに有益であり、しかもガラスフィラメン トが繊維、ロープ、ロービング、糸、等に集められていても、またこれらに集め られていなくてもガラスフィラメントに使用し得る。

本発明の水性サイズ剤組成物に於いて、カルボン酸の如き酸で変性されたあらゆ る好適な水分散性フェノキシ樹脂が使用し得る。例えば、水分散性フェノキシ樹 脂はカルボキシル変性ポリヒドロキシエーテルを含むことができる。好ましくは カルボン酸で変性された酸変性フェノキシ樹脂が、サレンスキイ（Ｓａｌｅｎｓ ｋｙ）の米国特許第４．７１１．９２４号明細書に記載されている。一つの特に 好適な水分散性フェノキシ樹脂はユニオン・カーバイド社から市販されているＰ ＫＨＷ−３５である。水分散性フェノキシ樹脂は、水性サイズ剤の約１〜約１０ 重量％の範囲内の量でサイズ剤中に使用される。

本発明のサイズ剤組成物に於いて、あらゆる好適な三官能または三官能のシアヌ レートまたはイソシアヌレート、例えば日本化学社から市販されているＴＥＰＩ Ｃとして知られているシアヌレートまたはイソシアヌレートが使用し得る。その 他の好適なトリグリシジルイソシアヌレートはチバ・ガイギー社から市販されて いるアラルダイト（Ａｒａｌｄｉｔｅ）ＰＴ８１０である。シアヌレートまたは イソシアヌレートは水性サイズ剤の約１〜約１ｏｚｍ％の範囲内の量でサイズ剤 中に使用される。

オルガノシランまたはこれらの混合物を含むあらゆる好適なカップリング剤が使 用し得る。γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの如きオルガノシラン が使用されることが好ましい。この型の好適なカップリング剤はユニオン・カー バイド社からＡ−１８７として市販されている。その他の好適なカップリング剤 は、例えば、ユニオン・カーバイド社からＡ−１７４として市販されているγ− メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジアミノプロピルトリメトキシ シラン及びユニオン・カーバイド社からＡ−１１００として市販されているγ− アミノプロピルトリエトキシシランを含む。カップリング剤は約０．Ｏ１〜約２ ．０重量％の範囲内の量でサイズ剤中に使用される。また、本発明のガラスサイ ズ剤組成物は、サイズ剤組成物のｐＨを調節してシランカップリング剤の添加の 前にシランの加水分解を可能にするのに適した酸を０１０６重量％まで含むこと ができる。好適な酸は氷酢酸である。

また、本発明のガラスサイズ剤組成物は、少なくとも一種のノニオン性滑剤及び 少なくとも一種の架橋剤を含むことが好ましい。

あらゆる好適な架橋剤が使用し得る。特に好適な架橋剤はエーテル化ジフェノー ル、例えば二トソクス・コーポレーション（Ｅｔｈｏｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ ｎ）から市販されているエトキシル化ビスフェノールＡを含む。架橋剤は約０． ０５〜約５重量％の範囲内の量でサイズ剤中に使用される。

あらゆる好適なノニオン性滑剤が使用し得る。好ましい滑剤は、エメリイ・イン ダストリイズ（Ｅｍｅｒｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）社から市販されている約４ ００の分子量を有するポリエチレングリコールである。その他の好適なノニオン 性滑剤はエトキシル化された脂肪酸またはジ酸、エトキシル化ノニルフェノール 、及びエトキシル化オクチルフェノールである。滑剤は約０．０２〜約２．０重 量％の範囲内の量でサイズ剤中に使用される。

本発明のサイズ剤の好ましい実施態様は、およその重量％で、水分散性フェノキ シ樹脂　３．０重量％トリグリシジルイソシアヌレート３，０重量％シランカッ プリング剤　１．０重量％ 架橋剤　０．５重量％ ノニオン性滑剤　０，２重量％ 酢酸　０．０２重量％ 脱イオン水　残り 本発明のサイズ剤は、以下に説明されるような方法により調製される。それは成 形コンパウンド強化材として通常使用されるあらゆるガラス繊維に適用でき、繊 維が、乾燥後に、約０．５〜約２．０重量％の範囲内の固形分を有するように形 成操作中に適用し得る。

工業上の適用性 本発明を実施するための最良の方法が以下の実施例により示される。

調製を示す。

約２３．８℃±２．７−’Ｃ（７５°Ｆ±５°Ｆ）の温度の脱イオン水約５６． ７７５リツトル（１５米国ガロン）を主混合タンクに導入し、攪拌した。脱イオ ン水約７５．７リツトル（２０米国ガロン）を第−予備混合ケトルに導入し、攪 拌した。第−予備混合ケトル中の水を約７６．７℃（１７０’Ｆ）に加熱し、ト リグリシジルイソシアヌレート約１０．７１（２３，５７ポンド）をそれに徐々 に添加した。その溶液が透明になるまで複合材料を混合し、その後、主混合タン クに添加した。

ルトリメトキシシラン（ユニオン・カーバイド社、Ａ−１８７）約３．５８ｋｇ （７，８８ポンド）を約０．４５４ｋｇ／分（１ポンド／分）の速度でそれに添 加し、１５分間攪拌した。その後、その複合材料を主混合タンクに添加した。

脱イオン水約５６．７７５リツトル（１５米国ガロン）を第三予備混合ケトルに 導入し、攪拌した。水分散性フェノキシ樹脂（ユニオン・カーバイド社、ＰＫＨ Ｗ−３５）約２８．５９ｋｇ（６２，９ボンド）をそれに添加した。ポリエチレ ングリコール（エメリイ社、ＰＥＧ４００Ｍ０）約０．６０５ｋｇ（１，３３ポ ンド）をそれに添加した。ポリオキシエタン（６）ビスフェノールＡ（エトツク ス社）約１．７７ｋｇ（３，９０ポンド）をそれに添加した。その複リットル（ １００米国ガロン）にした後の主混合タンクの内容物は、約７〜約８重量％の範 囲内の固形分及び約４〜６の範囲内のｐＨを有する。

約２１〜３２．２℃（７０〜９０”Ｆ）の貯蔵温度に一旦冷却され、絶えず徐々 に攪拌された、上記の方法で調製されたサイズ剤は、調製後約７２時間の期間内 にガラス繊維に適用し得る。

上記の方法で調製されたサイズ剤を、通常の適用方法により、乾燥時のストラン ド固形分が約２重量％の量になるような割合で個々のガラス繊維に適用した。

サイズ剤は約ｌθ〜３１．７℃（５０〜６０’Ｆ）の温度でアプリケーターに適 用されることが好ましい。

実施例２ 平均長さ約０．０４９２ｃｍ（（１，１２５インチ）及び繊維直径約０．０００ １３７７〜０．０１）０１５３５ｃＩ［ｌ（０，０００３５〜０．０００３９イ ンチ）を有する通常の長さのチョツプドガラス繊維を含むガラス繊維に、形成時 に、下記の表１に示されたサイズ剤を施した。

上記のデータから、本発明のサイズ剤を施されたガラスは市販の試料と比較して 有利であり、従来技術の試料よりも大きな機械強度を有することがわかる。

以上から、種々の改良が本発明になし得ることは明らかである。しかしながら、 このような改良は本発明の範囲内にあると考えられる。

表１ ガラス繊維サイズ剤の配合 成分　実施例１　実施例２　実施例３　実施例４重量％　重量％　重量％　重量 ％ ＰＫＨＷ−３５１２，９８，０１２，２ＴＧＩＣ６，５３，０１，５ Ａ−１８７０，９６１，０１，０ Ａ−１１００１，０ ＰＥＧ４００ＭＯ、０，１２０，１５０，２０，２ＰＯＥ（６）ＢＰＡ　１．０ 　１．０ 酢酸　０．０２　０．６　０．０５　０．０５長さ約０．０４９２ｃｍ（０，１ ２５インチ）を有するガラス繊維にサイズ剤を施し、サイズ剤を施された繊維の 成形機械的性質を評価し、市販の試料と比較した。夫々の試験の結果を下記の表 ２に示す。

処理さね光扁刺ｉ論Ｖヒされたポリブチレンテレフタレートの成五孝紳釘Ｍ生誓 煙ｊ２　・６１３０　２３”０１・３１８冊２．４３）　ｌ“）ムｇ）２０．４ ）、４３　３０　２２．４　１．３３　３３．４　１．２９　２．４２）　１． 　２０．６）実施例３　．６０　３０　２１．９　１．４６　０．１２３（２， ２６）　１．０７７（１９，８）実施例４　．７７　３０　２０．６　１゜４６ 　０．１１３（２，０８）　０．９９０（１８，２）要　約　書　゛ 酸で変性された水分散性フェノキシ樹脂、シアヌレートまたはイソシアヌレート 、及びオルガノシランカップリング剤を含むガラス用の水性サイズ剤組成物が開 示されている。水性サイズ剤組成物で被覆されたガラス繊維は、強度改良のため に成形組成物中に混入するのに有益である。

国際調査報告　ＯｒＴ／ＩＩｃ　０１／１１６７＋、　、、　ＰＣＴ／ＵＳ　９ １１０４５７１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．酸で変性された水分散性フェノキシ樹脂、二官能または三官能のシアヌレー トまたはイソシアヌレート、及びオルガノシランカップリング剤を含むことを特 徴とするガラス用の水性サイズ剤組成物。 ２．水分散性フェノキシ樹脂が実質的にカルボキシル変性ポリヒドロキシエーテ ルからなる請求の範囲第１項に記載の組成物。 ３．二官能または三官能のシアヌレートまたはイソシアヌレートか実質的にトリ グリシジルイソシアヌレートからなる請求の範囲第１項に記載の組成物。 ４．オルガノシランカップリング剤か実質的にγ−グリシドキシプロピルトリメ トキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ プロピルトリエトキシシランまたは以上のいずれかの混合物からなる群から選ば れる請求の範囲第１項に記載の組成物。 ５．オルガノシランカップリング剤が実質的にγ−グリシドキシプロピルトリメ トキシシランからなる請求の範囲第１項に記載の組成物。 ６．水分散性フェノキシ樹脂が、水性サイズ剤組成物の全重量を基準として、約 １〜約１０重量％を構成し、二官能または三官能のシアヌレートまたはイソシア ヌレートが約１〜約１０重量％を構成し、そしてオルガノシランカップリング剤 が約０．０１〜約２０重量％を構成する請求の範囲第１項に記載の組成物。 架橋剤を更に含む請求の範囲第１項に記載の組成物。 架橋剤がエーテル化ジフェノールを含む請求の範囲第７項に記載の組成物。 エーテル化ジフェノール架橋剤が実質的にポリオキシエタン（６）ビスフェノー ルＡからなる請求の範囲第７項に記載の組成物。 １０．エーテル化ジフェノール架橋剤が、水性サイズ剤組成物の全重量を基準と して、約０．０５〜約５重量％を構成する請求の範囲第７項に記載の組成物。 １１．ノニオン性滑剤を更に含む請求の範囲第１項に記載の組成物。 １２．ノニオン性滑剤が実質的に約４００の分子量を有するポリエチレングリコ ールからなる請求の範囲第１１項に記載の組成物。 １３．ノニオン性滑剤が、水性サイズ剤組成物の全重量を基準として、約０．０ ２〜約２重量％を構成する請求の範囲第１１項に記載の組成物。 １４．酸で変性された水分散性フェノキシ樹脂、二官能または三官能のシアヌレ ートまたはイソシアヌレート、及びオルガノシランカップリング剤を含む水性サ イズ剤組成物の乾燥残渣でサイズ剤を施されたガラス繊維。 １５．サイズ剤組成物かガラスの重量の約０．５〜約２．０％を構成する請求の 範囲第１４項に記載のガラス繊維。