JPH06316445A - 処理液、ガラスクロス及びガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物 - Google Patents

処理液、ガラスクロス及びガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物

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JPH06316445A
JPH06316445A JP5123262A JP12326293A JPH06316445A JP H06316445 A JPH06316445 A JP H06316445A JP 5123262 A JP5123262 A JP 5123262A JP 12326293 A JP12326293 A JP 12326293A JP H06316445 A JPH06316445 A JP H06316445A
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JP
Japan
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glass
clothe
glass cloth
acid
silane coupling
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JP5123262A
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Mikiya Fujii
幹也 藤井
Ryota Koyanagi
亮太 小柳
Takeshi Matsumoto
健史 松本
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N7/00Flexible sheet materials not otherwise provided for, e.g. textile threads, filaments, yarns or tow, glued on macromolecular material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂に好適な
ガラスクロスを得るためのガラスクロス用水分散系処理
液、及びガラスクロス、更には機械的特性、耐熱性に優
れたガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物を提供
する。 【構成】 ガラスクロス用水分散系処理液は、酸変性ポ
リプロピレン及びシランカップリング剤を含有する。ま
た前記水分散系処理液で、処理したガラスクロスを乾燥
することで、酸変性ポリプロピレン及びシランカップリ
ング剤を、付着してなるガラスクロスを得る。該ガラス
クロスを補強材として用いることにより、物性に優れた
ガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス繊維強化ポリプロ
ピレン樹脂成形物に、好適なガラス繊維の処理液に関
し、特にガラスクロス用の水分散系処理液に関する。ま
たその水分散系処理液で処理されたガラスクロスに関す
る。更にはその水分散系処理液により処理されたガラス
クロスを補強材として得られる、強度特性及び耐熱性に
優れたガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物に関
する。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレン樹脂は、汎用樹脂の中で
は比重が小さく、また機械的強度が高くて、耐薬品性、
耐熱性などにも優れ、しかも比較的安価に入手できると
いう特徴から、ガラス繊維で強化することで、これらの
特性を持った、成形性が良く、コスト的にも有利な工業
資材として広く期待されている。ところが、ポリプロピ
レン樹脂は、化学構造上、分子中に極性基が存在しない
ため、ガラス繊維との接着が悪く、ポリプロピレン樹脂
に対するガラス繊維の補強効果は十分には得られていな
い。
【0003】ガラス繊維で補強されたポリプロピレン樹
脂の製造方法は、現在、次の様な方法が広く行われてい
る。 (1)数mmに切断したガラス繊維(チョップドストラ
ンド)をポリプロピレン樹脂と混合し、押し出し機を通
してペレット化して、そのペレットを加熱、溶融して射
出成形する。 (2)ガラス長繊維を連続的に供給してランダムマット
状にし、同時にランダムマット上にポリプロピレン樹脂
を散布し、これを200℃以上に加熱して、プレスロー
ルで加圧成形して連続した平板を作り、適当な長さに切
断した後、プレス成形する。 (3)補強繊維としてガラスクロスを用いた、即ちガラ
スクロスを中に挟んで両側にポリプロピレンフィルムを
積層し、その積層物を加熱加圧してプレス成形する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらのうち(1)の
方法は、ガラス繊維が短繊維であるため機械的強度が十
分でなく、(2)の方法は、連続繊維ではあるが、ガラ
ス繊維の配向がランダムであるため、繊維の補強効果は
十分でなく、期待する特性は得られていない。(3)
は、これら2つの方法の欠点を改良するため、ガラス繊
維は連続繊維とし、更に配向を持たせたガラスクロスを
用いてあるが、しかしこの方法に於いても、そもそもの
ガラス繊維とポリプロピレン樹脂との接着のし難さは変
わらず、ポリプロピレン樹脂に対するガラス繊維の補強
効果は十分でない。本発明はこれら従来の問題を解決し
て、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂用に適したガラ
スクロスを提供するとともに、そのガラスクロスを得る
ための水分散系処理液に関する。更に、そのガラスクロ
スを用いて得られた、機械的強度、耐熱性などの特性が
優れたガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物を提
供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、これらの課
題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ガラスクロス強
化ポリプロピレン樹脂成形品の製造に於いて、ガラスク
ロスを構成するガラス繊維の表面が、酸変性ポリプロピ
レン及びシランカップリング剤で覆われていることが重
要であることを見出し、本発明をなすに至った。
【0006】即ち、本発明のガラスクロス処理用水分散
系処理液は、酸変性ポリプロピレン及びシランカップリ
ング剤を含有することを特徴とする。
【0007】上記ガラスクロス処理用水分散系処理液
は、酸変性ポリプロピレン、シランカップリング剤を、
それぞれ0.1〜30重量%,0.05〜5.0重量%
含有してなることが好ましく、特に好ましくは,それぞ
れ0.4〜20重量%、0.1〜3.0重量%含有する
ことである。酸変性ポリプロピレンが0.1%未満であ
るか、または、シランカップリング剤が0.05%未満
であると、成形品の機械的特性と熱的特性が不十分とな
り、逆に酸変性ポリプロピレンが30%を超えても、或
いはシランカップリング剤がを5.0%を超えても機械
的特性と熱的特性は向上しない。
【0008】また本発明のガラスクロスはガラスクロス
を構成するガラス繊維束の表面に、酸変性ポリプロピレ
ン及びシランカップリング剤が、付着してなることを特
徴とする。
【0009】更に本発明のガラスクロス強化ポリプロピ
レン樹脂成形物は、ガラスクロスを構成するガラス繊維
束の表面に、酸変性ポリプロピレン及びシランカップリ
ング剤が、付着してなるガラスクロスを、補強材とする
ことを特徴とする。
【0010】本発明のガラスクロスに用いられるガラス
繊維は、ガラス繊維強化樹脂の補強材として従来より使
用されているEガラス、Sガラス、Cガラス、Dガラス
などのガラス繊維を使用することができる。
【0011】本発明に使用する水分散系処理液に含有す
る酸変性ポリプロピレンの原料ポリプロピレンは、プロ
ピレンの単独重合体ばかりでなく、他のα−オレフィン
との共重合体でも良く、例えばエチレン、ブテン−1、
4−メチルペンテン−1又はヘキセン−1等との共重合
体でも良い。また単独重合体と、1個又は複数の共重合
体からなる混合物であっても良い。
【0012】ポリプロピレンから酸変性ポリプロピレン
を得るためには、不飽和カルボン酸若しくはその無水物
を用いてポリプロピレンを変性化すれば良い。その時に
用いる不飽和カルボン酸若しくはその無水物は、アクリ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラ
コン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコン
酸等、一般に酸変性に使用されるものであればよい。こ
れらの中ではマレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸
が好ましいが、これに限定されるものではない。
【0013】また酸変性ポリプロピレンを得るための、
ポリプロピレンに対する不飽和カルボン酸若しくはその
無水物の使用量は、ポリプロピレン100重量部に対し
て任意であるが、0.01〜10重量部が好ましい。
0.01重量部未満では成形品の機械的特性と耐熱性は
効果が得られず、また10重量部を超えても機械的特性
と耐熱性は向上しない。
【0014】本発明の酸変性ポリプロピレンを水分散系
処理液として使用するには、酸変性ポリプロピレンは水
分散系エマルジョンにして用いる。酸変性ポリプロピレ
ンを乳化するには、例えば、酸変性ポリプロピレン10
0部に対して乳化剤3〜10部を加えて均一撹拌し、徐
々に水を加えながら乳化させる。これに水を加えて固形
分を20〜50重量%に調製して水分散系エマルジョン
を得る。ここで用いる乳化剤は、任意のノニオン界面活
性剤から適宜、選択すれば良く、例えば、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエステルまたはポリオキシエチレ
ン脂肪酸ソルビタンエステルが好適である。
【0015】水分散系処理液に含有するシランカップリ
ング剤は、任意であるが、例えばγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、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、γ−メタクリロキシ
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、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)
シラン、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、N−β−(ビニルベンジルアミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩
等が使用される。
【0016】ガラスクロスを処理するための水分散系処
理液はこれら1種又は2種以上のシランカップリング剤
を公知の方法で、水に溶解、分散させた後、前記の酸変
性ポリプロピレンのエマルジョンを添加することで得ら
れる。水分散系処理液には必要に応じ潤滑剤、帯電防止
剤などを添加しても良い。
【0017】本発明の水分散系処理液でガラスクロスを
処理するには、ガラスクロスを水分散系処理液に浸漬し
て行えば良いが、ガラスクロスをスプレー塗布するよう
にしても良い。浸漬の場合には、ガラスクロス中の酸変
性ポリプロピレン及びシランカップリング剤の保持率を
スクイズローラ等を用いて一定にしても良い。この処理
後、例えば100〜150℃で乾燥することで、本発明
のガラスクロスである、ガラスクロスを構成するガラス
繊維束の表面に、酸変性ポリプロピレン及びシランカッ
プリング剤が、付着してなるガラスクロスが得られ
る。。水分散系処理液で処理したガラスクロスの付着率
は、限定はないが、固形分としてガラスクロスの0.1
〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%とするのが
適当である。
【0018】本発明による水分散系処理液で処理したガ
ラスクロスを使用して、ガラスクロス強化ポリプロピレ
ン成形物を得るには、ガラスクロスの表裏の両側に、ポ
リプロピレンフィルムを積層し、適当な温度、圧力をか
けて、プレス成形することにより得られる。積層物はポ
リプロピレンフィルムを最上層と最下層に配置し、中間
層はガラスクロス及びポリプロピレンフィルムを単数ま
たは複数の任意の枚数を配置したものでも良い。
【0019】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 (実施例1)酸変性ポリプロピレンは、次の様にして作
製した。即ち、ポリプロピレンオリゴマ−(分子量15
000、炭素数1000当たりの末端二重結合量1.5
個)100部に対し無水マレイン酸5部をキシレンに溶
解し、ジクミルパーオキサイドの存在下で反応させ、無
水マレイン酸4.5重量%の無水マレイン酸変性ポリプ
ロピレンを得た。その酸変性物100部に対し、ポリオ
キシエチレンノニルフェニルエステル5部で乳化し、最
終的に固形分30重量%のエマルジョンに調製した。
【0020】この酸変性ポリプロピレンのエマルジョン
の所定量と、シランカップリング剤としてγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランの所定量を、それぞれ水に希
釈、溶解して、酸変性ポリプロピレンが2重量%、γ−
アミノプロピルトリメトキシシランが0.5重量%を含
む水分散系処理液を調製した。
【0021】ガラスクロスについては、澱粉系サイズで
集束されたガラス繊維をエアージェット織機により製織
して得られたガラスクロスWEA−18W(目付209
g/m2 、日東紡績(株)製)をヒートクリーニング
し、これを上記酸変性ポリプロピレン及びシランカップ
リング剤を含有する水分散系処理液で処理した後、11
0℃で乾燥させて処理反とした。この時、酸変性ポリプ
ロピレンと、シランカップリング剤のガラスクロスに対
する付着率は0.5重量%であった。
【0022】この処理反をポリプロピレンフィルムで挟
み、温度240℃、圧力15kg/cm2 を30分間加
えて、プレス成形した。ガラスクロスの体積比率は、5
0体積%に調整した。得られた成形物は板厚が2mmの
平板とした。
【0023】得られた成形物を評価試験し、表1に示し
た。曲げ強さ及び曲げ弾性率についてはASTM−D7
90に準じて、テストスピード2mm/min、スパン
間距離32mmで測定した。最大衝撃荷重については、
ハイドロショット高速衝撃試験機HTM−1(島津製作
所製)でポンチ径1/2インチ、ダイス径3インチ、速
度3.3m/secで測定した。熱変形温度(18.5
kg/cm2 荷重)はJISK7207のA法に準じて
試験し、荷重たわみ温度を熱変形温度とした。
【0024】(実施例2)実施例1と同じ酸変性ポリプ
ロピレンが5重量%、シランカップリング剤としてγ−
アミノプロピルトリメトキシシランが0.5重量%から
なる水分散系処理液で、実施例1と同様のガラスクロス
を処理した。この時、酸変性ポリプロピレンとシランカ
ップリング剤のガラスクロスに対する付着率は0.5重
量%であった。次に、実施例1と同様にして板厚が2m
mの平板を成形し、同様の評価試験を行った。
【0025】(比較例1)処理液が酸変性ポリプロピレ
ンを含まず、シランカップリング剤としてγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン0.5重量%からなることの
外は実施例1と同様にして板厚が2mmの平板を成形
し、同様の評価試験を行った。シランカップリング剤の
ガラスクロスに対する付着率は0.05重量%であっ
た。
【0026】(比較例2)処理液が酸変性ポリプロピレ
ンを含まず、シランカップリング剤としてγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン0.5重量%からなる
ことの外は実施例1と同様にして板厚が2mmの平板を
成形し、同様の評価試験を行った。シランカップリング
剤のガラスクロスに対する付着率は0.04重量%であ
った。
【0027】前記試験の結果をまとめると、表1の通り
になる。
【0028】
【表1】
【0029】表1から明らかな様に、本発明の実施例で
得られたガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物
は、比較例で得られたガラスクロス強化ポリプロピレン
樹脂成形物よりも機械的特性、熱的特性に優れているこ
とがわかる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、水分散系組成物で処理
するという簡単な方法で処理したガラスクロスを補強材
として用いることにより、ガラスクロス強化ポリプロピ
レン樹脂成形物の機械的特性と熱的特性を大幅に改善す
ることがで、それにより、また成形物の軽量化も図るこ
とができるので、ガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂
の成形物は、様々な分野にも使うことができるようにな
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸変性ポリプロピレン及びシランカップ
    リング剤を含有することを特徴とするガラスクロス処理
    用水分散系処理液。
  2. 【請求項2】 前記酸変性ポリプロピレン及びシランカ
    ップリング剤を、それぞれ0.1〜30重量%,0.0
    5〜5.0重量%含有してなる請求項1記載のガラスク
    ロス処理用水分散系処理液。
  3. 【請求項3】 ガラスクロスを構成するガラス繊維束の
    表面に、酸変性ポリプロピレン及びシランカップリング
    剤が、付着してなることを特徴とするガラスクロス。
  4. 【請求項4】 ガラスクロスを構成するガラス繊維束の
    表面に、酸変性ポリプロピレン及びシランカップリング
    剤が、付着してなるガラスクロスを、補強材とすること
    を特徴とするガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形
    物。
JP5123262A 1993-04-28 1993-04-28 処理液、ガラスクロス及びガラスクロス強化ポリプロピレン樹脂成形物 Pending JPH06316445A (ja)

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