JPH10273555A - 無機繊維強化材 - Google Patents
無機繊維強化材Info
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- JPH10273555A JPH10273555A JP7785297A JP7785297A JPH10273555A JP H10273555 A JPH10273555 A JP H10273555A JP 7785297 A JP7785297 A JP 7785297A JP 7785297 A JP7785297 A JP 7785297A JP H10273555 A JPH10273555 A JP H10273555A
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- Japan
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- coupling agent
- silane coupling
- group
- glass fiber
- resin
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無機繊維強化複合材の強度を高める。
【解決手段】 繊維強化複合材用の無機繊維を、分子長
の異なる化合物の混合物であるシランカップリング剤で
表面処理を施す。また、縮重合可能な基を有する化合物
とラジカル重合可能な基を有する化合物の混合物である
シランカップリング剤で表面処理を施す。
の異なる化合物の混合物であるシランカップリング剤で
表面処理を施す。また、縮重合可能な基を有する化合物
とラジカル重合可能な基を有する化合物の混合物である
シランカップリング剤で表面処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化複合材料
用の無機繊維強化材に関する。より詳細には、繊維強化
プラスチックもしくは繊維強化ゴムにおいて、繊維とマ
トリックスの間の界面の接着強度を向上させる無機繊維
強化材に関する。
用の無機繊維強化材に関する。より詳細には、繊維強化
プラスチックもしくは繊維強化ゴムにおいて、繊維とマ
トリックスの間の界面の接着強度を向上させる無機繊維
強化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化複合材料は、繊維強化材（分散
相）とマトリックスから構成され、２種以上の異質な材
料を組み合わせることにより素材単独では得られない特
性を発揮する材料であり、その優れた特性を利用して様
々な分野において利用されている。
相）とマトリックスから構成され、２種以上の異質な材
料を組み合わせることにより素材単独では得られない特
性を発揮する材料であり、その優れた特性を利用して様
々な分野において利用されている。
【０００３】ところで、このような繊維強化複合材料に
は必ず繊維強化材とマトリックスの間に界面が存在して
おり、繊維強化複合材料の強度を高めるにはこの界面の
強度を高める必要がある。そのため、この界面を強化す
るために様々な表面処理法が提案されている。例えば、
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）用の繊維強化材として
は無機繊維、特にガラス繊維が広く用いられているが、
このガラス繊維とマトリックスである樹脂との接着性は
低く、この接着性を高めて機械特性を向上させるための
表面処理剤としてシランカップリング剤を用いることが
知られている（例えば、特開昭５９−１１５３４３号を
参照されたい）。
は必ず繊維強化材とマトリックスの間に界面が存在して
おり、繊維強化複合材料の強度を高めるにはこの界面の
強度を高める必要がある。そのため、この界面を強化す
るために様々な表面処理法が提案されている。例えば、
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）用の繊維強化材として
は無機繊維、特にガラス繊維が広く用いられているが、
このガラス繊維とマトリックスである樹脂との接着性は
低く、この接着性を高めて機械特性を向上させるための
表面処理剤としてシランカップリング剤を用いることが
知られている（例えば、特開昭５９−１１５３４３号を
参照されたい）。
【０００４】また、伝動用ベルト、ホース、タイヤ等に
用いられる繊維強化ゴム複合材料は、上記のＦＲＰにお
けるマトリックスとしてプラスチックに代えてゴムを用
いたものであり、ガラス繊維を数千本束ねた心線を強化
材とし、これをゴムと複合させた構造となっている。こ
の心線中のガラス繊維を強化するために、シランカップ
リング剤で表面処理された繊維間にレゾルシンホルムア
ルデヒドラテックス（ＲＦＬ）というバインダーが設け
られている。このＲＦＬはガラス繊維同士の接着性を高
めると共に、ガラス繊維とゴムとの接合強度をも高める
役割を果たしている。
用いられる繊維強化ゴム複合材料は、上記のＦＲＰにお
けるマトリックスとしてプラスチックに代えてゴムを用
いたものであり、ガラス繊維を数千本束ねた心線を強化
材とし、これをゴムと複合させた構造となっている。こ
の心線中のガラス繊維を強化するために、シランカップ
リング剤で表面処理された繊維間にレゾルシンホルムア
ルデヒドラテックス（ＲＦＬ）というバインダーが設け
られている。このＲＦＬはガラス繊維同士の接着性を高
めると共に、ガラス繊維とゴムとの接合強度をも高める
役割を果たしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、シラン
カップリング剤を用いることにより、ガラス繊維と樹脂
との接着性は向上したが、なおこの複合材料においてこ
の界面が力学的に最も弱い部分であり、実際に破壊が起
こる起点はこの界面である。特に、自動車用板バネのよ
うな一方向の連続したガラス繊維と樹脂により形成され
る複合製品では、負荷のかかる方向によってはその強度
が異なっており、繊維方向の剪断強度が著しく低く、繊
維と繊維の界面及び繊維と樹脂の界面の剥離が起点とな
って繊維方向に亀裂がはしることがある。
カップリング剤を用いることにより、ガラス繊維と樹脂
との接着性は向上したが、なおこの複合材料においてこ
の界面が力学的に最も弱い部分であり、実際に破壊が起
こる起点はこの界面である。特に、自動車用板バネのよ
うな一方向の連続したガラス繊維と樹脂により形成され
る複合製品では、負荷のかかる方向によってはその強度
が異なっており、繊維方向の剪断強度が著しく低く、繊
維と繊維の界面及び繊維と樹脂の界面の剥離が起点とな
って繊維方向に亀裂がはしることがある。
【０００６】また、ゴム複合材料においては、ＲＦＬ部
における強度が最も低く、ＲＦＬとガラス繊維との界面
において剥離が起こることが多い。このように、ガラス
繊維と樹脂もしくはゴムとの間の接合強度を今以上に向
上させることが求められている。
における強度が最も低く、ＲＦＬとガラス繊維との界面
において剥離が起こることが多い。このように、ガラス
繊維と樹脂もしくはゴムとの間の接合強度を今以上に向
上させることが求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明によれば、シランカップリング剤によ
り表面処理された無機繊維強化材において、このシラン
カップリング剤として分子長の異なる化合物の混合物が
用いられている。
めに１番目の発明によれば、シランカップリング剤によ
り表面処理された無機繊維強化材において、このシラン
カップリング剤として分子長の異なる化合物の混合物が
用いられている。
【０００８】また、２番目の発明によれば、シランカッ
プリング剤により表面処理された無機繊維強化材におい
て、このシランカップリング剤として縮重合可能な基を
有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合物の
混合物が用いられている。
プリング剤により表面処理された無機繊維強化材におい
て、このシランカップリング剤として縮重合可能な基を
有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合物の
混合物が用いられている。
【０００９】また、３番目の発明によれば、２番目の発
明において、前記縮重合可能な基を有する化合物の分子
長とラジカル重合可能な基を有する化合物の分子長が異
なっている。
明において、前記縮重合可能な基を有する化合物の分子
長とラジカル重合可能な基を有する化合物の分子長が異
なっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】ガラス繊維複合材料の界面強化剤
として用いられているシランカップリング剤は下式
として用いられているシランカップリング剤は下式
【化１】 （上式中、Ｒはメチル基又はエチル基であり、ｎは２又
は３であり、そしてＸはビニル基、エポキシ基、アミノ
基、メタクリル基、メルカプト基等である）に示すよう
に、無機反応基ＯＲと有機反応基Ｘと、これらを連結す
る直鎖部から構成されている。
は３であり、そしてＸはビニル基、エポキシ基、アミノ
基、メタクリル基、メルカプト基等である）に示すよう
に、無機反応基ＯＲと有機反応基Ｘと、これらを連結す
る直鎖部から構成されている。
【００１１】このシランカップリング剤は、図１に示す
ように、水溶液中でアルコキシ基が加水分解し、ガラス
繊維表面の水酸基と反応してシロキサン結合を形成し、
脱水縮合して単分子層を形成する。一方、有機反応基Ｘ
は樹脂と反応して結合を形成するため、適用する樹脂に
応じてＸを選択する。例えば、樹脂としてエポキシ樹脂
を用いる場合、Ｘとしてはエポキシ基又はアミノ基を選
択する。下記表１に代表的なシランカップリング剤とそ
の適用樹脂を示す。
ように、水溶液中でアルコキシ基が加水分解し、ガラス
繊維表面の水酸基と反応してシロキサン結合を形成し、
脱水縮合して単分子層を形成する。一方、有機反応基Ｘ
は樹脂と反応して結合を形成するため、適用する樹脂に
応じてＸを選択する。例えば、樹脂としてエポキシ樹脂
を用いる場合、Ｘとしてはエポキシ基又はアミノ基を選
択する。下記表１に代表的なシランカップリング剤とそ
の適用樹脂を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】ところで、従来は、適用する樹脂にあわせ
て同一種類の化合物からなるシランカップリング剤を用
いてガラス繊維を処理していたが、図１に示すように、
シランカップリング剤はガラス繊維表面上で単分子膜を
形成しており、従って樹脂との結合は平坦な面において
形成されており、物理的には必ずしも有効な接合面とは
いえなかった。
て同一種類の化合物からなるシランカップリング剤を用
いてガラス繊維を処理していたが、図１に示すように、
シランカップリング剤はガラス繊維表面上で単分子膜を
形成しており、従って樹脂との結合は平坦な面において
形成されており、物理的には必ずしも有効な接合面とは
いえなかった。
【００１４】そこで、本発明では、このシランカップリ
ング剤として、上記式中の連結部の長さの異なる化合物
の混合物を用いている。このようなシランカップリング
剤を用いてガラス繊維の表面を処理すると、図２に示す
ように樹脂と結合する接合面が凹凸となり、このような
凹凸面に樹脂が結合することにより、いわゆるアンカー
効果が生ずることになり、機械的結合強度、特に剪断強
度が向上することになる。なお、ここで用いる化合物の
無機反応基と有機反応基は異なっていてもよいが、互い
の混合性や秩序性を考慮すると同種であることが好まし
い。
ング剤として、上記式中の連結部の長さの異なる化合物
の混合物を用いている。このようなシランカップリング
剤を用いてガラス繊維の表面を処理すると、図２に示す
ように樹脂と結合する接合面が凹凸となり、このような
凹凸面に樹脂が結合することにより、いわゆるアンカー
効果が生ずることになり、機械的結合強度、特に剪断強
度が向上することになる。なお、ここで用いる化合物の
無機反応基と有機反応基は異なっていてもよいが、互い
の混合性や秩序性を考慮すると同種であることが好まし
い。
【００１５】また、ガラス繊維強化ゴム複合材の場合、
上記のように、シランカップリング剤で表面処理された
ガラス繊維がゴムと、レゾルシンホルマリンラテックス
（ＲＦＬ）というバインダーを介して接合されている。
このＲＦＬは、レゾルシンとホルマリンの水溶液を反応
させた初期縮合物にラテックス、例えばスチレンブタジ
エンゴム（ＳＢＲ）、ビニルピリジンスチレンブタジエ
ンゴム（ＶＰ−ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）等を添加したものであり、すなわち樹脂成分ＲＦ
とゴム成分Ｌから構成されている。このような構成をと
っているため、バインダーであるＲＦＬはＲＦ成分がガ
ラス繊維上のシランカップリング剤と縮重合反応を介し
て結合を形成し、Ｌ成分がゴムとラジカル重合反応を介
して結合を形成し、樹脂とゴムとを結合している。
上記のように、シランカップリング剤で表面処理された
ガラス繊維がゴムと、レゾルシンホルマリンラテックス
（ＲＦＬ）というバインダーを介して接合されている。
このＲＦＬは、レゾルシンとホルマリンの水溶液を反応
させた初期縮合物にラテックス、例えばスチレンブタジ
エンゴム（ＳＢＲ）、ビニルピリジンスチレンブタジエ
ンゴム（ＶＰ−ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）等を添加したものであり、すなわち樹脂成分ＲＦ
とゴム成分Ｌから構成されている。このような構成をと
っているため、バインダーであるＲＦＬはＲＦ成分がガ
ラス繊維上のシランカップリング剤と縮重合反応を介し
て結合を形成し、Ｌ成分がゴムとラジカル重合反応を介
して結合を形成し、樹脂とゴムとを結合している。
【００１６】このように、従来のガラス繊維強化複合材
においては、シランカップリング剤として、ＲＦＬ中の
ＲＦ成分と反応する有機反応基を有する化合物を用いて
おり、従ってバインダーであるＲＦＬ中のＲＦ成分のみ
がガラス繊維との結合に関与しており、Ｌ成分はその結
合に関与していなかった。本発明は、シランカップリン
グ剤をＲＦＬ中のＲＦとＬの両方と結合を形成させるこ
とにより、ＲＦＬ界面における強度を向上させたもので
ある。
においては、シランカップリング剤として、ＲＦＬ中の
ＲＦ成分と反応する有機反応基を有する化合物を用いて
おり、従ってバインダーであるＲＦＬ中のＲＦ成分のみ
がガラス繊維との結合に関与しており、Ｌ成分はその結
合に関与していなかった。本発明は、シランカップリン
グ剤をＲＦＬ中のＲＦとＬの両方と結合を形成させるこ
とにより、ＲＦＬ界面における強度を向上させたもので
ある。
【００１７】すなわち、ＲＦＬ中の樹脂成分ＲＦは縮重
合反応により結合するものであり、ラテックスＬはラジ
カル重合により結合を形成するものであるため、シラン
カップリング剤として、有機反応基Ｘに縮重合可能な基
を有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合物
の混合物を用いる。その結果、このシランカップリング
剤はＲＦＬ中のＲＦ成分とＬ成分の両者と結合を形成す
ることができ、ＲＦＬ界面における接合強度をより向上
させることができるのである。
合反応により結合するものであり、ラテックスＬはラジ
カル重合により結合を形成するものであるため、シラン
カップリング剤として、有機反応基Ｘに縮重合可能な基
を有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合物
の混合物を用いる。その結果、このシランカップリング
剤はＲＦＬ中のＲＦ成分とＬ成分の両者と結合を形成す
ることができ、ＲＦＬ界面における接合強度をより向上
させることができるのである。
【００１８】有機反応基Ｘに縮重合可能な基を有する化
合物としては、エポキシ系化合物、例えばγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、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、アミノ系化
合物、例えば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、メルカプト系化合物、例えば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等を用いることができる。
合物としては、エポキシ系化合物、例えばγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、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、アミノ系化
合物、例えば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、メルカプト系化合物、例えば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等を用いることができる。
【００１９】有機反応基Ｘにラジカル重合可能な基を有
する化合物としては、ビニル系化合物、例えばビニルト
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、メタクリル系化合物、例えばγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン等を用いることがで
きる。
する化合物としては、ビニル系化合物、例えばビニルト
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、メタクリル系化合物、例えばγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン等を用いることがで
きる。
【００２０】この縮重合可能な基を有する化合物とラジ
カル重合可能な基を有する化合物の混合比は特に制限は
なく、この両者が存在することにより従来よりも強度の
向上を図ることができる。しかしながら、ＲＦＬ中のモ
ルホロジーを考慮すると、樹脂成分ＲＦが海、ゴム成分
Ｌが島の形態となっており、ガラス繊維とＲＦＬの界面
においては樹脂成分がリッチであると考えられる。従っ
て、樹脂成分と反応することのできる縮重合可能な基を
有する化合物の割合を多くすることが好ましい。
カル重合可能な基を有する化合物の混合比は特に制限は
なく、この両者が存在することにより従来よりも強度の
向上を図ることができる。しかしながら、ＲＦＬ中のモ
ルホロジーを考慮すると、樹脂成分ＲＦが海、ゴム成分
Ｌが島の形態となっており、ガラス繊維とＲＦＬの界面
においては樹脂成分がリッチであると考えられる。従っ
て、樹脂成分と反応することのできる縮重合可能な基を
有する化合物の割合を多くすることが好ましい。
【００２１】
実施例１ シランカップリング剤として下式
【化２】 に示す２種の分子長の異なる化合物の等モル混合物を用
いた。このシランカップリング剤 0.7wt% 、ＰＶＡ 8.2
wt% 、潤滑剤 0.2wt% 、及び0.05wt% 酢酸水溶液91.0wt
% を混合し、この混合溶液をガラス繊維表面にスプレー
した。
いた。このシランカップリング剤 0.7wt% 、ＰＶＡ 8.2
wt% 、潤滑剤 0.2wt% 、及び0.05wt% 酢酸水溶液91.0wt
% を混合し、この混合溶液をガラス繊維表面にスプレー
した。
【００２２】次に、ビスフェノールＡジグリシジルエー
テル（エピクロン840 、大日本インキ製）100 部に対し
脂環式酸無水物（エピクロンB570、大日本インキ製）86
部及び２Ｅ４Ｍイミダゾール（四国化成製）１部を混合
し、樹脂液を調整した。この樹脂液を液体状態におい
て、上記のシランカップリング剤処理を施したガラス繊
維に含浸させ、約160 ℃において約２時間加熱硬化させ
た。
テル（エピクロン840 、大日本インキ製）100 部に対し
脂環式酸無水物（エピクロンB570、大日本インキ製）86
部及び２Ｅ４Ｍイミダゾール（四国化成製）１部を混合
し、樹脂液を調整した。この樹脂液を液体状態におい
て、上記のシランカップリング剤処理を施したガラス繊
維に含浸させ、約160 ℃において約２時間加熱硬化させ
た。
【００２３】こうして製造したガラス繊維強化複合材
（繊維含有率70wt%)を100 時間煮沸し、次いで３点曲げ
試験によりショートビームによるガラス繊維と樹脂の層
間剥離強度を測定した。また、比較として、シランカッ
プリング剤として上記式に示す化合物又はのいずれ
かのみを用いてガラス繊維を処理し、同様にして製造し
たガラス繊維複合材料についても層間剥離強度を測定し
た。この結果を図３に示す。図３より明らかなように、
シランカップリング剤として分子長の異なる化合物の混
合物を用いた本発明のガラス繊維強化複合材は、分子長
の長い化合物のみ（比較１）又は分子長の短い化合物
のみ（比較２）を用いた場合よりも明らかに層間剪断
強度が向上した。
（繊維含有率70wt%)を100 時間煮沸し、次いで３点曲げ
試験によりショートビームによるガラス繊維と樹脂の層
間剥離強度を測定した。また、比較として、シランカッ
プリング剤として上記式に示す化合物又はのいずれ
かのみを用いてガラス繊維を処理し、同様にして製造し
たガラス繊維複合材料についても層間剥離強度を測定し
た。この結果を図３に示す。図３より明らかなように、
シランカップリング剤として分子長の異なる化合物の混
合物を用いた本発明のガラス繊維強化複合材は、分子長
の長い化合物のみ（比較１）又は分子長の短い化合物
のみ（比較２）を用いた場合よりも明らかに層間剪断
強度が向上した。
【００２４】実施例２ シランカップリング剤として、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン（縮重合可能な基を有する化合物）とビ
ニルトリエトキシシラン（ラジカル重合可能な基を有す
る化合物）の重量比５：１の混合物を調製した。このシ
ランカップリング剤 0.6wt% 、ＰＶＡ 8.2wt% 、潤滑剤
0.2wt% 及び0.05wt% 酢酸水溶液 91.0wt%を混合し、こ
の混合溶液をガラス繊維表面にスプレーし、100 〜110
℃の温度において加熱硬化させた。
エトキシシラン（縮重合可能な基を有する化合物）とビ
ニルトリエトキシシラン（ラジカル重合可能な基を有す
る化合物）の重量比５：１の混合物を調製した。このシ
ランカップリング剤 0.6wt% 、ＰＶＡ 8.2wt% 、潤滑剤
0.2wt% 及び0.05wt% 酢酸水溶液 91.0wt%を混合し、こ
の混合溶液をガラス繊維表面にスプレーし、100 〜110
℃の温度において加熱硬化させた。
【００２５】次に、水95.5g に10％水酸化ナトリウム水
溶液1.2gを加えた水溶液に、レゾルシノール粉末4.5g、
ホルマリン（37％水溶液）6.6gを添加して攪拌した。こ
の溶液を20℃において20時間ゆっくり反応させてＲＦ縮
合物を調製した。このＲＦ縮合物にビニルピリジン−ス
チレンブタジエンゴムラテックス（日本ゼオン製、ニッ
ポール2518GL、固形分40％）200g、水75g を混合、攪拌
し、室温において３日間放置し、ＲＦＬ処理液を調製し
た。
溶液1.2gを加えた水溶液に、レゾルシノール粉末4.5g、
ホルマリン（37％水溶液）6.6gを添加して攪拌した。こ
の溶液を20℃において20時間ゆっくり反応させてＲＦ縮
合物を調製した。このＲＦ縮合物にビニルピリジン−ス
チレンブタジエンゴムラテックス（日本ゼオン製、ニッ
ポール2518GL、固形分40％）200g、水75g を混合、攪拌
し、室温において３日間放置し、ＲＦＬ処理液を調製し
た。
【００２６】上記のシランカップリング剤で表面処理し
たガラス繊維の束（約９μｍ径のＥガラス繊維を200 本
束ねたストランド）３本を上記のＲＦＬ処理液に含浸し
た。このＲＦＬ含浸浴内でガラス繊維束の撚り合わせを
行い、下撚り体を製造した。さらに、この下撚り体を同
様にしてＲＦＬ処理を施し、下撚り体１１本をさらに撚
り合わせ、上撚り体を製造し、これを心線とした。ＲＦ
Ｌの含浸後にはいずれも熱処理（250 ℃×30秒）を行っ
た。
たガラス繊維の束（約９μｍ径のＥガラス繊維を200 本
束ねたストランド）３本を上記のＲＦＬ処理液に含浸し
た。このＲＦＬ含浸浴内でガラス繊維束の撚り合わせを
行い、下撚り体を製造した。さらに、この下撚り体を同
様にしてＲＦＬ処理を施し、下撚り体１１本をさらに撚
り合わせ、上撚り体を製造し、これを心線とした。ＲＦ
Ｌの含浸後にはいずれも熱処理（250 ℃×30秒）を行っ
た。
【００２７】こうして得られた心線数本を、未加硫の水
素添加ニトリルブタジエンゴムシートに埋め込み、加熱
加圧下においてゴムと加硫接着させ、ガラス繊維強化ゴ
ム複合材を製造した。この複合材において、心線端部と
ゴムシートの端部をチャックし、Ｔ形の引張りを行った
際に生じる荷重（Ｎ）を測定することにより、剥離試験
を行った。比較としてシランカップリング剤として縮重
合可能な基を有する化合物のみ（比較３）、又はラジカ
ル重合可能な基を有する化合物のみ（比較４）を用いて
同様にして複合材を製造し、剥離試験を行った。この結
果を図４に示す。この図より明らかなように、シランカ
ップリング剤として縮重合可能な基を有する化合物とラ
ジカル重合可能な基を有する化合物の混合物を用いるこ
とにより、得られる複合材の強度が大きく向上する。
素添加ニトリルブタジエンゴムシートに埋め込み、加熱
加圧下においてゴムと加硫接着させ、ガラス繊維強化ゴ
ム複合材を製造した。この複合材において、心線端部と
ゴムシートの端部をチャックし、Ｔ形の引張りを行った
際に生じる荷重（Ｎ）を測定することにより、剥離試験
を行った。比較としてシランカップリング剤として縮重
合可能な基を有する化合物のみ（比較３）、又はラジカ
ル重合可能な基を有する化合物のみ（比較４）を用いて
同様にして複合材を製造し、剥離試験を行った。この結
果を図４に示す。この図より明らかなように、シランカ
ップリング剤として縮重合可能な基を有する化合物とラ
ジカル重合可能な基を有する化合物の混合物を用いるこ
とにより、得られる複合材の強度が大きく向上する。
【００２８】
【発明の効果】シランカップリング剤として、分子長の
異なる化合物の混合物を用いることにより、無機繊維と
マトリックス樹脂の接合面に凹凸か形成され、繊維と樹
脂の間の結合にアンカー効果が加わり、結合強度が向上
する。また、シランカップリング剤として縮重合可能な
基を有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合
物の混合物を用いることにより、ＲＦＬ中のＲＦ成分と
Ｌ成分の両者との結合が形成され、界面における強度が
向上する。
異なる化合物の混合物を用いることにより、無機繊維と
マトリックス樹脂の接合面に凹凸か形成され、繊維と樹
脂の間の結合にアンカー効果が加わり、結合強度が向上
する。また、シランカップリング剤として縮重合可能な
基を有する化合物とラジカル重合可能な基を有する化合
物の混合物を用いることにより、ＲＦＬ中のＲＦ成分と
Ｌ成分の両者との結合が形成され、界面における強度が
向上する。
【図１】シランカップリング剤とガラスとの化学結合モ
デルを示す模式図である。
デルを示す模式図である。
【図２】シランカップリング剤として、分子長の異なる
化合物の混合物を用いた際のガラス繊維上の結合状態を
示す模式図である。
化合物の混合物を用いた際のガラス繊維上の結合状態を
示す模式図である。
【図３】本発明の無機繊維強化材を用いて製造したガラ
ス繊維強化複合材の層間剪断強度の測定結果を示すグラ
フである。
ス繊維強化複合材の層間剪断強度の測定結果を示すグラ
フである。
【図４】本発明の無機繊維強化材を用いて製造したガラ
ス繊維強化ゴム複合材の剥離試験の測定結果を示すグラ
フである。
ス繊維強化ゴム複合材の剥離試験の測定結果を示すグラ
フである。
Claims (3)
- 【請求項１】 シランカップリング剤により表面処理さ
れた無機繊維強化材であって、このシランカップリング
剤が分子長の異なる化合物の混合物であることを特徴と
する無機繊維強化材。 - 【請求項２】 シランカップリング剤により表面処理さ
れた無機繊維強化材であって、このシランカップリング
剤が縮重合可能な基を有する化合物とラジカル重合可能
な基を有する化合物の混合物であることを特徴とする無
機繊維強化材。 - 【請求項３】 前記縮重合可能な基を有する化合物の分
子長とラジカル重合可能な基を有する化合物の分子長が
異なることを特徴とする請求項２記載の無機繊維強化
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7785297A JPH10273555A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 無機繊維強化材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7785297A JPH10273555A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 無機繊維強化材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273555A true JPH10273555A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13645600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7785297A Withdrawn JPH10273555A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 無機繊維強化材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273555A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050266219A1 (en) * | 2000-11-17 | 2005-12-01 | Hodgson Peter C | Coupling of reinforcing fibres to resins in curable composites |
| CN114196167A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 安徽善孚新材料科技股份有限公司 | 一种玻纤复合材料用环氧树脂及其制备方法和应用、玻璃纤维复合材料 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7785297A patent/JPH10273555A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050266219A1 (en) * | 2000-11-17 | 2005-12-01 | Hodgson Peter C | Coupling of reinforcing fibres to resins in curable composites |
| CN114196167A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 安徽善孚新材料科技股份有限公司 | 一种玻纤复合材料用环氧树脂及其制备方法和应用、玻璃纤维复合材料 |
| CN114196167B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-11-24 | 安徽善孚新材料科技股份有限公司 | 一种玻纤复合材料用环氧树脂及其制备方法和应用、玻璃纤维复合材料 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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