JPH0812380A - ガラス繊維用二次サイズ剤およびガラスクロス - Google Patents

ガラス繊維用二次サイズ剤およびガラスクロス

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JPH0812380A
JPH0812380A JP6160778A JP16077894A JPH0812380A JP H0812380 A JPH0812380 A JP H0812380A JP 6160778 A JP6160778 A JP 6160778A JP 16077894 A JP16077894 A JP 16077894A JP H0812380 A JPH0812380 A JP H0812380A
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JP
Japan
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sizing agent
epoxy resin
warp
secondary sizing
glass
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JP6160778A
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English (en)
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Junichi Saito
純一 斎藤
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Nitto Boseki Co Ltd
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Nitto Boseki Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/28Macromolecular compounds or prepolymers obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス繊維製織時の経糸用二次サイズ剤であ
って、製織効率が良く、脱油せずにそのまま用いても、
マトリックス樹脂に対する含浸性や、積層板での耐熱性
の良いガラスクロスを可能とする二次サイズ剤の提供を
目的とする。 【構成】 ポリビニルピロリドンと水溶性エポキシ樹脂
アミン付加物を必須成分とするガラス繊維用経糸二次サ
イズ剤、及び、この二次サイズ剤を用いたガラスクロ
ス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスクロスを製織す
る際に必要な経糸二次サイズ剤に関し、特に加熱脱油を
要しないガラスクロスを製織する際に有効な経糸二次サ
イズ剤に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラスクロスは、一般には澱粉系、セル
ロース系などの集束剤を施されたガラス糸を用いて製織
される。この場合、経糸二次サイズ剤も、澱粉系セルロ
ース系及び、ポリビニルアルコール(PVA)などを主
体としたものが用いられる。澱粉系集束剤を使用したガ
ラスクロスの場合、マトリックス樹脂として用いられる
ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂など
との親和性を良くするためには、集束剤を除去する脱油
工程が必要になる。この脱油工程は、集束剤の残存率を
0.1%以下にする必要があるため、普通は加熱による
脱油が行われる。しかし、この加熱脱油は、次のような
欠点がある。 1)ガラス繊維の性能を劣化させる。 2)エネルギーコストがかかる。 3)バッチ式であるため工程的に連続操業ができない。
【0003】これに対して、量的には、まだ少ないが脱
油工程を必要としないガラスクロスの製造も進められて
いる。これは、集束剤として合成樹脂系を使用するもの
である。合成樹脂系の選択(ウレタン樹脂エマルジョ
ン、エポキシ樹脂エマルジョン、水溶性エポキシ樹脂な
ど)により、マトリックス樹脂として使用されるポリエ
ステル樹脂やエポキシ樹脂に対して親和性及び相溶性を
持たせることが可能になるため脱油工程の必要がなくな
る。従来、ガラス繊維の場合、一次サイズ剤の集束剤の
開発に力点がおかれたために、二次サイズ剤についての
検討ははあまり進んでいない。一次サイズ剤によって、
製織時の筬、綜絖による経糸の損傷が防止され、毛羽発
生が抑えられれば良いが、実情は難しく二次サイズ剤使
用の必要性がある。これは、加熱脱油を行うガラスクロ
スでも行わないものでも同様である。また、合成樹脂系
の集束剤の場合は、いずれの場合も粘着性があり、製織
時に、緯糸には問題ないが、経糸については、経筋など
の欠点が発生しやすい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、加熱脱油の不要なガラスクロスを製織する
時に、経糸毛羽が発生せず、またクロスの外観や表面毛
羽の少ないガラス繊維用経糸二次サイズ剤を提供するこ
とである。更に、二次サイズ剤がガラスクロスにそのま
ま残っても最終製品である積層板にした場合、半田耐熱
性などの積層板特性に悪影響を与えないような経糸二次
サイズ剤及びガラスクロスを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、ポリビニルピロリドン(以下PVPと称
する)と常温で液状の水溶性エポキシ樹脂アミン付加物
(以下エポキシアミン付加物と称する)を必須成分とす
る二次サイズ剤をガラスクロスの経糸に使用することに
より、前記課題の解決を図ったものである。本発明の二
次サイズ剤は、被膜成分としてPVPを用い、集束成分
としてエポキシアミン付加物を用いる。本発明に使用さ
れるPVPは、K値が15〜120(分子量で1万〜1
45万)のもので、特にK値が30〜90(分子量で4
万〜63万)のものが望ましい。この値以下では、皮膜
性が低下し、サイズ剤としての経糸保護能力が小さくな
る。又、これより大きい場合は、水に対する溶解性が悪
くなる。アミン付加に使用されるエポキシ樹脂は、平均
分子量が300〜470、エポキシ当量が170〜27
0程度のものが望ましい。平均分子量がこれより小さい
場合は、アミン付加物の常温での粘度が低くなるため、
サイズ剤の集束性が低下する。また、これより大きい場
合は、得られたアミン付加物が常温で液状でなくなるた
め、サイズ剤としての被膜性が低下し、経糸保護能力が
小さくなる。本発明の二次サイズ剤は、澱粉やPVA系
の二次サイズ剤と異なり、常温で水に溶かすことができ
るが、この点からも分子量の大きいエポキシ樹脂は望ま
しくない。エポキシ樹脂をアミン付加により水溶性化す
る方法としては、ジエタノールアミン等の水酸基含有ア
ミン付加による方法が一般的である。前記の平均分子量
とエポキシ当量を有するエポキシ樹脂を水溶性化して得
られる生成物は、常温で液状である。エポキシ樹脂をジ
エタノールアミンにより水溶性化する場合は、エポキシ
樹脂1モルに対してジエタノールアミン1〜2モル反応
させることにより可能であるが、ジエタノールアミンの
モル数を上げると、積層板にした場合の半田耐熱性等の
特性に影響が出るため、エポキシ樹脂1モルに対しジエ
タノールアミン1モルを反応させることが望ましい。
【0006】エポキシ樹脂とジエタノールアミンの反応
は例えば次のように行う。エポキシ樹脂が約50%濃度
になるように溶剤を加え、溶剤の沸点に達するまで加熱
する。使用する溶剤は、エポキシ樹脂及び水酸基含有ア
ミン化合物が溶解する物であれば良く、例えば、ジアセ
トンアルコール、イソプロピルセロソルブ等がある。そ
の後、水酸基含有アミン化合物をエポキシ樹脂溶液に滴
下し反応を行う。反応が終了した時点で常温まで冷却
し、本発明の二次サイズ剤の必須成分であるエポキシ−
アミン反応体を得る。本発明の二次サイズ剤には、皮膜
成分としてのPVP、集束成分としてのエポキシアミン
付加物のほかに、潤滑成分や帯電防止剤などを成分比で
0.1〜0.5%程度添加することができる。本発明の
二次サイズ剤は、有効成分が1〜5%の範囲で水系の調
合液として使用され、PVPとエポキシアミン付加物と
の調合比率はエポキシアミン付加物1に対してPVPが
5〜10が望ましい。経糸に対する付着率としては、
1.0〜4.0%、特に、1.0〜2.0%が望まし
い。本発明の二次サイズ剤は、エポキシ樹脂などのマト
リックス樹脂と相溶性があり、一次サイズには、先に述
べたような合成樹脂系の集束剤を用いることで、加熱脱
油をしなくても半田耐熱性等の積層板特性について良好
な性能を得ることができる。
【0007】
【実施例】
<実施例1> (1)ガラス繊維の紡糸 ガラス繊維 … ECE 225 1/0 1Z 集束剤組成 a)皮膜成分…エピコート828[油化シェルエポキシ
(株)製]にジエタノールアミンを1モル付加したもの
(有効成分で2.0%) b)表面処理剤…γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン(有効成分で0.3%) c)潤滑剤…ブチルステアレート(有効成分で0.5
%) d)水…97.2% 集束剤付着率…0.2% (2)経糸サイジング (1)の仕様で紡糸されたガラス糸に次の組成の二次サ
イズ剤を施し経糸ビームを作る。 PVP(K=30)… 1.5% [和光純薬(株)
製] エピコート828[油化シェルエポキシ(株)製]にジ
エタノールアミンを1モル付加したもの…0.1%(有
効成分) エーテル型非イオン活性剤 …0.05% (経糸付着率 1.53%) 以上のように二次サイズ剤を付着させた経糸に対し、
(1)のガラス糸を緯糸に打ち込み、製織テストを行っ
た。表2に製織テスト結果を示す。(使用織機はエアジ
ェットタイプ,回転数 400rpm )
【0008】(3)織物の評価 このように製織したクロスについて、エポキシ樹脂によ
る含浸性テストを行った。このテストは、粘度150c
psに調整されたエポキシ樹脂ワニスに10cm角のガ
ラスクロスを浮かべて、気泡が完全に抜けるまでの時間
を測定した。表3にその結果を示す。製織したクロスを
用いて積層板を作成し、半田耐熱性試験を行った。 a)積層板作成 ・FR−4タイプのエポキシ樹脂ワニスを用いてプリプ
レグを作成(樹脂分 46%) ・プリプレグを5枚積層し、両面に厚さ18μmの銅箔
を重ね、加熱プレスし積層板を得る。(厚さ 0.55
mm) b)半田耐熱性試験 ・上記のように作成した積層板を塩化第二鉄液にて銅箔
をエッチング除去し、それを4cm×4cmにカットし
てサンプルとする。 ・サンプルを133℃でプレッシャークッカー処理を行
う。 ・このような処理を行ったサンプルは、260℃の溶融
半田に20秒間浸漬後、サンプルの膨れの有無を観察す
る。表4にその結果を示す。
【0009】<実施例2>実施例1のPVPの添加量を
2.0%とした以外は同様に実施した。その結果を表1
〜4に示す。 (経糸付着率 1.72%) <実施例3>実施例1のエポキシアミン付加物の二次サ
イズ剤への添加量を0.3%とした以外は同様に実施し
た。その結果を表1〜4に示す(経糸付着率 1.56
%) <実施例4>実施例1のエポキシアミン付加物の二次サ
イズ剤への添加量を0.5%とした以外は同様に実施し
た。その結果を表1〜4に示す。(経糸付着率 1.6
5%)
【0010】<比較例1>二次サイズ剤組成を下記のよ
うにした以外は実施例と同様に行った。 澱粉(コーンスターチ)…1.2% PVA (GL−05)…4.6% エーテル型非イオン活性剤 …0.08% (経糸付着率 4.63%) その結果を表1〜4に示す。 <比較例2>比較例1で製織したクロスを500℃で2
4時間加熱脱油し、その後、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン 0.7%にて表面処理を行った。その結
果を表1,3,4に示す。
【0011】表1は、実施例及び比較例の二次サイズ剤
の組成を示す。
【0012】
【表1】
【0013】表2は、実施例及び比較例の製織性の結果
を示す。製織性は、50m製織した際の停台回数と、製
織されたクロスの表面毛羽本数で評価した。
【0014】
【表2】
【0015】表3は、実施例及び比較例のガラスクロス
について含浸性の測定結果を示す。
【0016】
【表3】
【0017】表4は、実施例及び比較例のガラスクロス
を用いた積層板の半田耐熱性の結果を示す。
【0018】
【表4】 表4の判定基準は ○ … ふくれなし △ … わずかにふくれ有り × … ふくれあり
【0019】
【発明の効果】本願のガラス繊維用経糸二次サイズ剤
は、澱粉系の二次サイズ剤と同等の製織性を有し、且つ
この二次サイズ剤を用いて製織されたガラスクロスを脱
油せずにそのまま用いても、マトリックス樹脂に対する
含浸性や、積層板にした場合の半田耐熱性が通常の加熱
脱油処理を行ったガラスクロスの場合と比較しても同等
かそれ以上の結果を得ることができる。また、本願の二
次サイズ剤は、常温で調合することができ、経糸への供
給も常温で可能であるため、サイズ調合液の管理が容易
であるという利点も有する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルピロリドンと水溶性エポキシ
    樹脂アミン付加物が必須成分であることを特徴とするガ
    ラス繊維用経糸二次サイズ剤。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の経糸二次サイズ剤を有す
    るガラスクロス
JP6160778A 1994-06-21 1994-06-21 ガラス繊維用二次サイズ剤およびガラスクロス Pending JPH0812380A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2898900A1 (fr) * 2006-03-24 2007-09-28 Saint Gobain Vetrotex Ensimage pour mat de verre aiguillete

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2898900A1 (fr) * 2006-03-24 2007-09-28 Saint Gobain Vetrotex Ensimage pour mat de verre aiguillete
WO2007113425A1 (fr) * 2006-03-24 2007-10-11 Ocv Intellectual Capital, Llc Mat de verre aiguillete

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