JPH09174701A - Plastic reinforcing glass filler and glass filler reinforcing plastic - Google Patents
Plastic reinforcing glass filler and glass filler reinforcing plasticInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なプラスチッ
ク強化用ガラス充填材に関する。本発明は、また、この
ようなガラス充填材を用いたガラス充填材強化プラスチ
ックに関する。さらに、本発明はガラス充填材を含有す
るプラスチック組成物に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel glass filler for reinforcing plastics. The present invention also relates to a glass filler reinforced plastic using such a glass filler. Furthermore, the invention relates to a plastic composition containing a glass filler.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガラス繊維などのガラス充填材は、従来
より熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の物性を強化する
ためにプラスチックに配合されている。ガラス繊維とし
ては、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｍガ
ラスが一般に用いられているが、このうち、プラスチッ
クの強化用ガラス繊維としては、組成中にアルカリ成分
を殆ど含んでいないホウケイ酸ガラスであるＥガラスが
主として使用されている。また、Ｓガラスは成分中にＳ
ｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 の比率が高く高強度であるが、価格
が高いため、製品の軽量化が望まれる場合や寸法的制限
のある特殊用途において使用されることがあるにすぎな
い。2. Description of the Related Art Glass fillers such as glass fibers have hitherto been incorporated into plastics in order to enhance the physical properties of thermosetting resins and thermoplastic resins. E-glass, C-glass, A-glass, S-glass, and M-glass are generally used as the glass fiber, and among them, the glass fiber for reinforcing plastics is a borosilicate containing almost no alkali component in its composition. E-glass, which is acid glass, is mainly used. Also, S glass contains S in the composition.
Although it has a high ratio of iO 2 and Al 2 O 3 and high strength, it is only used in cases where it is desired to reduce the weight of the product or because of its high price, and in special applications where there are dimensional restrictions.
【０００３】また、ガラス繊維とプラスチックとの結合
を密接にするため、ガラス繊維の表面処理に関し、開発
がなされている。特にカップリング剤でガラス繊維表面
を処理し、プラスチックとの結合がし易い活性基を外面
に向けてもたせる方法が採られている。Further, in order to close the bond between the glass fiber and the plastic, the surface treatment of the glass fiber has been developed. In particular, a method has been adopted in which the surface of the glass fiber is treated with a coupling agent so that the active group, which is easy to bond with the plastic, is directed to the outer surface.
【０００４】しかしながら、プラスチックの物性をさら
に向上させるために、新たなガラス充填材の表面処理に
関する開発が望まれている。However, in order to further improve the physical properties of plastics, development of new surface treatment of glass filler is desired.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ガ
ラス充填材に従来と異なる表面処理を施してプラスチッ
クとの密着性を高めることにより、プラスチックの物性
向上を図ることができるプラスチック強化用ガラス充填
材を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention is to improve the physical properties of plastics by subjecting the glass filler to a surface treatment different from conventional ones to enhance the adhesion to the plastics. An object is to provide a filler.
【０００６】また、本発明は、従来と異なる表面処理に
よりプラスチックとの密着性を高めたガラス充填材を用
いたガラス強化プラスチックを提供することを課題とす
る。Another object of the present invention is to provide a glass reinforced plastic using a glass filler whose adhesion to the plastic is improved by a surface treatment different from the conventional one.
【０００７】さらに、本発明は、従来と異なる表面処理
により含有されるガラス充填材とプラスチックとの密着
性を高めたプラスチック組成物を提供することを特徴と
する。Further, the present invention is characterized by providing a plastic composition having improved adhesion between the glass filler and the plastic contained by the surface treatment different from the conventional one.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るプラス
チック強化用ガラス充填材は、ガラスの表面に多孔質膜
を有することを特徴とする。The glass filler for reinforcing plastic according to the first invention is characterized in that it has a porous film on the surface of the glass.
【０００９】第２の発明に係るプラスチック強化用ガラ
ス充填材は、上述の第１の発明に係るプラスチック強化
用ガラス充填材において、前記ガラス充填材がガラス繊
維であることを特徴とする。The glass filler for plastic reinforcement according to a second aspect of the present invention is the glass filler for plastic reinforcement according to the first aspect of the present invention, wherein the glass filler is glass fiber.
【００１０】第３の発明に係るガラス充填材強化プラス
チックは、プラスチックと、ガラスの表面に多孔質膜を
有するガラス充填材とを包含することを特徴とする。A glass filler reinforced plastic according to a third aspect of the invention is characterized by including a plastic and a glass filler having a porous film on the surface of glass.
【００１１】第４の発明に係るガラス充填材強化プラス
チックは、第３の発明に係るガラス強化プラスチックに
おいて、前記ガラス充填材がガラス繊維であることを特
徴とする。A glass filler reinforced plastic according to a fourth invention is characterized in that, in the glass reinforced plastic according to the third invention, the glass filler is glass fiber.
【００１２】第５の発明に係るプラスチック組成物は、
プラスチックと、ガラスの表面に多孔質膜を有するガラ
ス充填材とを包含することを特徴とする。The plastic composition according to the fifth invention is
It is characterized by including a plastic and a glass filler having a porous film on the surface of glass.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明で用いるガラス充填材は、
公知のいかなるガラス繊維、ガラスビーズ等任意の形状
のものを目的に応じて使用することができる。ガラス繊
維は、長繊維タイプのものでも短繊維タイプのものでも
よい。具体的には、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓ
ガラス、Ｍガラスが挙げられ、好適には、耐久性、耐電
気絶縁性、価格等からＥガラスが用いられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The glass filler used in the present invention is
Any known shape such as glass fiber and glass beads can be used according to the purpose. The glass fiber may be a long fiber type or a short fiber type. Specifically, E glass, C glass, A glass, S
Examples thereof include glass and M glass, and E glass is preferably used in terms of durability, electrical insulation resistance, price, and the like.
【００１４】ガラス充填材、例えばガラス繊維の表面に
多孔質膜を設ける方法は、公知のいかなる方法をも使用
できる。例えば、析出（ＬＤＰ）法でガラス繊維表面に
二酸化ケイ素膜を形成することが知られている。具体的
には、ガラス繊維の場合を例にとって説明すると、ガラ
ス繊維の表面をケイフッ化水素酸のシリカ過飽和水溶液
で処理することにより多孔質膜を形成することができる
（特開昭５７−１６６３３７号）。あるいは、Ｓｉ酸化
物の原料溶液として平均分子量が異なる、例えば数１０
００と数１０００００である２種類の前駆体ゾルを混合
した溶液を塗布し、焼成することにより（特開平５−１
４７９７６号）、多孔質膜層を形成することができる。As a method for providing a porous film on the surface of a glass filler, for example, glass fiber, any known method can be used. For example, it is known to form a silicon dioxide film on the surface of glass fibers by the deposition (LDP) method. Specifically, taking the case of glass fiber as an example, a porous film can be formed by treating the surface of the glass fiber with a hydrosilicofluoric acid silica supersaturated aqueous solution (JP-A-57-166337). ). Alternatively, as a raw material solution of Si oxide, the average molecular weight is different, for example, several tens.
00 and several 100,000 of two kinds of precursor sols are mixed and applied, and then baked (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1
No. 47976), a porous membrane layer can be formed.
【００１５】また、有機高分子とケイ酸塩をゾル−ゲル
反応の溶媒に溶かし、酸触媒でゾル−ゲル反応を行い、
得られた有機／ガラス−ハイブリッドをガラス繊維の表
面に塗布し、ＳｉＯ2 が溶融しない温度（例えば、４０
０℃〜６００℃の温度）で焼成することにより多孔質層
を形成することができる。この方法により多孔質層を形
成すると、空孔率および厚さを任意に変更することがで
き、また、多孔質層の形成が容易であるため、好適に用
いられる。通常、ガラス繊維の紡糸の過程で有機／ガラ
ス−ハイブリッドが塗布される。Further, an organic polymer and a silicate are dissolved in a solvent for a sol-gel reaction, and a sol-gel reaction is carried out with an acid catalyst,
The resulting organic / glass - a hybrid is applied to the surface of the glass fiber, the temperature of SiO 2 is not melted (for example, 40
The porous layer can be formed by firing at a temperature of 0 ° C to 600 ° C. When the porous layer is formed by this method, the porosity and the thickness can be arbitrarily changed, and the porous layer is easily formed, and thus it is preferably used. Organic / glass-hybrid is usually applied during the process of spinning glass fibers.
【００１６】上述の有機／ガラスハイブリッドの代表的
な製造方法は、特表平６−５０９１３１号に記載されて
いる。ここで用いられる有機高分子は、ゾル−ゲル反応
の代表的な溶媒、例えばエタノール等のアルコールや水
に可溶であり、シリケートと相溶性があり、結果的に均
一溶液となるものでなければならない。具体的にはポリ
（２−メチル−２−オキサゾリン）、ポリ（Ｎ−ビニル
ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミ
ド）等を挙げることができる。シリケートとしては、例
えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メ
チルトリアルコキシシラン、フェニルトリアルコキシシ
ラン等を用いることができる。酸触媒としては、塩酸、
硝酸、酢酸等を用いることができる。A typical method for producing the above-mentioned organic / glass hybrid is described in Japanese Patent Publication No. 6-509131. The organic polymer used here is soluble in a typical solvent for the sol-gel reaction, for example, alcohol such as ethanol or water, and is compatible with silicate, and unless a homogeneous solution is obtained as a result. I won't. Specific examples include poly (2-methyl-2-oxazoline), poly (N-vinylpyrrolidone), poly (N, N-dimethylacrylamide), and the like. As the silicate, for example, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrialkoxysilane, phenyltrialkoxysilane, or the like can be used. As the acid catalyst, hydrochloric acid,
Nitric acid, acetic acid, etc. can be used.
【００１７】ガラス繊維等のガラス充填材の表面に形成
される多孔質層は細孔の孔径が数１０〜数１００ｎｍで
ある。細孔径が数１０ｎｍより小さいとプラスチックが
細孔内に入りにくく、数１００ｎｍより大きいと投錨効
果が十分でなくなる。また、この多孔質層の層厚は通常
２０〜５００ｎｍ、好ましくは５０〜８０ｎｍである。
層厚が２０ｎｍより薄いと投錨効果が不十分であり、５
００ｎｍより厚いと投錨効果の向上がみられない。The porous layer formed on the surface of the glass filler such as glass fiber has a pore diameter of several tens to several hundreds nm. If the pore diameter is smaller than several tens of nm, it is difficult for the plastic to enter the pores, and if it is larger than several 100 nm, the anchoring effect becomes insufficient. The layer thickness of this porous layer is usually 20 to 500 nm, preferably 50 to 80 nm.
If the layer thickness is less than 20 nm, the anchoring effect is insufficient and 5
If it is thicker than 00 nm, the anchoring effect is not improved.
【００１８】プラスチックの強化材としてはガラス繊維
の他にガラスビーズも使用できるが、ガラスフィラーの
表面に多孔質層を設けてもよい。As the reinforcing material for plastic, glass beads can be used in addition to glass fiber, but a porous layer may be provided on the surface of the glass filler.
【００１９】多孔質層を有するガラス繊維は、ポリアミ
ド、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリアセタール等の通
常ガラス繊維強化が行われる熱硬化性および熱可塑性樹
脂に配合される。配合量は、樹脂の種類により、また成
型品の強度向上と破断伸びの低下とのバランス、そりの
問題などを考慮して決定される。典型的には、樹脂１０
０重量部に対して強化用ガラス繊維５０重量部の割合で
配合される。この割合は要求される引張強さによって任
意の割合で配合される。他のガラス充填材、例えばガラ
スビーズの場合も同様である。The glass fiber having a porous layer is compounded with a thermosetting or thermoplastic resin such as polyamide, polyester, fluororesin, polyacetal or the like which is usually reinforced with glass fiber. The amount to be blended is determined depending on the type of resin, the balance between the improvement in strength and the reduction in elongation at break of the molded product, the problem of warpage, and the like. Typically, resin 10
It is added in a ratio of 50 parts by weight of reinforcing glass fiber to 0 parts by weight. This ratio is compounded in any ratio depending on the required tensile strength. The same applies to other glass fillers such as glass beads.
【００２０】プラスチックに多孔質層を有するガラス繊
維等のガラス充填材を配合すると、多孔質層の細孔中に
プラスチックが入り込み強固に接着する。多孔質層を形
成した後、さらにシランカップリング剤により表面処理
を行うと、より一層密着性が向上する。シランカップリ
ング剤としては、アミノシランカップリング剤やエポキ
シシランカップリング剤等を使用することができる。When a plastic is mixed with a glass filler such as glass fiber having a porous layer, the plastic enters the pores of the porous layer and is firmly bonded. When the surface treatment is further performed with the silane coupling agent after forming the porous layer, the adhesion is further improved. As the silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, an epoxysilane coupling agent, or the like can be used.
【００２１】一例を挙げると、ガラス繊維の長いもの
を、紡糸工程中、テトラエトキシシリケート／有機高分
子を含む液中に通し、これをすばやく４００℃で熱処理
することにより、テトラエトキシシリケートからゾル−
ゲル反応でガラス繊維表面にガラス層を形成し、同時に
非常にミクロに層分離している有機高分子をとばすこと
によって多孔質層を有するガラス繊維の長い糸を製造す
る。得られたガラス繊維の長い糸を通常行われているよ
うにバインダ処理し、適当な長さにカットし、チョップ
ドファイバを製造する。長いガラス繊維のままクロスに
してＦＲＰのガラスクロスとしても使用可能である。As an example, a long glass fiber is passed through a liquid containing tetraethoxysilicate / organic polymer during the spinning process, and this is rapidly heat-treated at 400 ° C. to thereby remove the sol from tetraethoxysilicate.
A long glass fiber yarn having a porous layer is produced by forming a glass layer on the surface of the glass fiber by a gel reaction and, at the same time, skipping a very microscopically separated organic polymer. The obtained long fiber of glass fiber is treated with a binder as usual, and cut into an appropriate length to produce a chopped fiber. It is also possible to use a long glass fiber as a cloth and use it as an FRP glass cloth.
【００２２】ガラス充填材、例えばガラス繊維、ガラス
ビーズ等は典型的にはプラスチックの強化用に充填され
るが、本発明はこれに限られず、いかなる目的用途で添
加されてもプラスチックとの密着性が望まれる適用場面
において有効である。このようなガラス含有プラスチッ
ク組成物にはその目的用途に応じて種々の慣用の添加剤
を添加することができる。Although glass fillers such as glass fibers and glass beads are typically filled to reinforce the plastic, the present invention is not limited to this, and the adhesiveness with the plastic is not limited to any purpose. Is effective in applications where is desired. Various conventional additives can be added to such a glass-containing plastic composition depending on its intended use.
【００２３】[0023]
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されないことはもちろ
んである。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.
【００２４】（実施例１）多孔質層（層厚：３００ｎ
ｍ、平均細孔径：５０ｎｍ）を有する約１０μｍ径、３
ｍｍ長のガラス繊維３３重量％をアミノシランカップリ
ング剤Ｈ2 ＮＣＨ2ＣＨ2 ＣＨ2 Ｓｉ（ＯＥｔ）3 で処
理し、ナイロン６６（デュポン社製）６７重量％に配合
した。(Example 1) Porous layer (layer thickness: 300 n)
m, average pore diameter: 50 nm), about 10 μm diameter, 3
33% by weight of mm-length glass fiber was treated with an aminosilane coupling agent H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (OEt) 3 and blended into 67% by weight of nylon 66 (manufactured by DuPont).
【００２５】試験片を作製し、ＡＳＴＭに準じて引張強
度を測定したところ、２００ＭＰａであった。A test piece was prepared and the tensile strength was measured according to ASTM, and it was 200 MPa.
【００２６】（比較例１）実施例１で用いたアミノシラ
ンカップリング剤で表面処理された約１０μｍ径、３ｍ
ｍ長のガラス繊維３３重量％をナイロン６６（デュポン
社製）６７重量％に配合し、実施例１と同様に、引張強
度を測定したところ、１８６ＭＰａであった。Comparative Example 1 Surface-treated with the aminosilane coupling agent used in Example 1 having a diameter of about 10 μm and 3 m
33% by weight of m-length glass fiber was mixed with 67% by weight of nylon 66 (manufactured by DuPont), and the tensile strength was measured in the same manner as in Example 1, and it was 186 MPa.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明のプラスチック強化用ガラス充填
材、特にプラスチック強化用ガラス繊維は、表面に多孔
質層を有することにより、プラスチックが細孔内に入り
込むので強固な結合を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION The glass filler for plastic reinforcement of the present invention, particularly the glass fiber for plastic reinforcement, has a porous layer on the surface, so that the plastic enters into the pores, so that a strong bond can be obtained.
【００２８】また、本発明のガラス強化プラスチック
は、ガラス繊維等のガラス充填材の表面に多孔質層が設
けられているため、プラスチックとガラス繊維等のガラ
ス充填材が強固に結合し、強度が改善されている。Further, since the glass reinforced plastic of the present invention is provided with the porous layer on the surface of the glass filler such as glass fiber, the plastic and the glass filler such as glass fiber are firmly bonded to each other and have a high strength. Has been improved.
【００２９】さらに、本発明のガラス含有プラスチック
組成物は、ガラスの表面に多孔質膜が存在しているの
で、目的用途によらず、プラスチックとガラスとの密着
性が改善されている。Furthermore, since the glass-containing plastic composition of the present invention has a porous film on the surface of glass, the adhesion between the plastic and glass is improved regardless of the intended use.
Claims (5)
特徴とするプラスチック強化用ガラス充填材。1. A glass filler for reinforcing plastics, which has a porous film on the surface of glass.
とを特徴とする請求項１に記載のプラスチック強化用ガ
ラス充填材。2. The glass filler for plastic reinforcement according to claim 1, wherein the glass filler is glass fiber.
膜を有するガラス充填材とを包含することを特徴とする
ガラス充填材強化プラスチック。3. A glass filler reinforced plastic comprising a plastic and a glass filler having a porous film on the surface of glass.
とを特徴とする請求項３に記載のガラス充填材強化プラ
スチック。4. The glass filler reinforced plastic according to claim 3, wherein the glass filler is glass fiber.
膜を有するガラス充填材とを包含するガラス含有プラス
チック組成物。5. A glass-containing plastic composition comprising a plastic and a glass filler having a porous film on the surface of the glass.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341969A JPH09174701A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Plastic reinforcing glass filler and glass filler reinforcing plastic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341969A JPH09174701A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Plastic reinforcing glass filler and glass filler reinforcing plastic |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174701A true JPH09174701A (en) | 1997-07-08 |
Family
ID=18350173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7341969A Pending JPH09174701A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Plastic reinforcing glass filler and glass filler reinforcing plastic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174701A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004536014A (en) * | 2001-07-25 | 2004-12-02 | サン−ゴバン クワルツ | Mineral fibers with microporous or mesoporous coating |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7341969A patent/JPH09174701A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004536014A (en) * | 2001-07-25 | 2004-12-02 | サン−ゴバン クワルツ | Mineral fibers with microporous or mesoporous coating |
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