JPH10324544A - ガラス繊維及びそれを用いたガラス繊維強化熱可塑性樹脂 - Google Patents

ガラス繊維及びそれを用いたガラス繊維強化熱可塑性樹脂

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JPH10324544A
JPH10324544A JP9150193A JP15019397A JPH10324544A JP H10324544 A JPH10324544 A JP H10324544A JP 9150193 A JP9150193 A JP 9150193A JP 15019397 A JP15019397 A JP 15019397A JP H10324544 A JPH10324544 A JP H10324544A
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JP
Japan
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glass fiber
resin
frtp
sodium borohydride
weight
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JP9150193A
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Inventor
Masanori Otani
昌功 大谷
Tamiya Sekiya
民也 関谷
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 皮膜形成剤としてウレタン樹脂を用いても、
機械的強度と耐熱水性に優れたFRTPを得ることがで
き、また集束剤の付着量を低減しても、良好な集束性を
維持することができるため、耐熱性に優れたFRTPを
得ることが可能なガラス繊維と、それを補強材として用
いたFRTPを提供することを目的とするものである。 【解決手段】 本発明のガラス繊維は、水素化硼素ナト
リウムを含む集束剤が塗布されてなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス繊維と、それを
補強材として用いたガラス繊維強化熱可塑性樹脂(FR
TP)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にガラス繊維は、溶融ガラスを白金
製ブッシングの底部に設けられた多数のノズルから引き
出すことによって成形され、各ガラス繊維(ガラスフィ
ラメント)の表面には、集束剤が塗布された後、数百〜
数千本束ねられて1本のストランドとされる。
【0003】またFRTPは、上記のようにして得られ
たストランドを所定長に切断したり、或いはストランド
を一旦巻き取ってから、引き出し、所定長に切断するこ
とによってチョップドストランドにした後、これを熱可
塑性樹脂と加熱しながら混練し、次いで各種の成形法で
所定形状に成形することによって製造される。
【0004】上記集束剤は、皮膜形成剤、カップリング
剤、潤滑剤、帯電防止剤等から構成されており、FRT
Pに用いられるガラス繊維の場合、集束剤の成分とし
て、マトリックス樹脂との接着が良好となるような皮膜
形成剤やカップリング剤を選択することによって、強度
の高い樹脂成形体を得るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでFRTPは、
様々な用途で使用されており、その中には、高温多湿の
環境下で使用される品種も存在し、このような品種のF
RTPには、耐熱性や耐熱水性に優れていることが要求
される。すなわちFRTPの耐熱性や耐熱水性が悪い
と、初期強度が高くても、高温下あるいは、多湿下で長
期間に亘って使用される間に強度が劣化しやすいからで
ある。
【0006】従来からFRTP、特にPET樹脂やPB
T樹脂等のポリエステル樹脂やそのアロイ、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂を用いたFRTPの耐熱水性を向
上させるためには、その強化材として用いられるチョッ
プドストランドの皮膜形成剤としてエポキシ樹脂を用い
れば良いことが知られている。しかもエポキシ樹脂は、
他の基との反応性の高いエポキシ基(グリシジル基)を
その分子鎖中に含有しているため、数多くのマトリック
ス樹脂との接着が良好となり、機械的強度の高いFRT
Pが得られる。
【0007】またFRTPの耐熱性は、皮膜形成剤の耐
熱分解性が高いほど向上するが、エポキシ樹脂は、耐熱
分解性にも比較的優れているため、これを皮膜形成剤と
して使用すると耐熱性の高いFRTPが得られる。
【0008】しかしながらエポキシ樹脂を皮膜形成剤と
して使用したガラス繊維は、集束性に乏しく、このよう
なガラス繊維からチョップドストランドを作製し、これ
を樹脂と混練する前に、チョップドストランドを計量す
るフィーダー等を通過させる時に解繊して毛羽(玉)状
になってフィーダー等の中で詰まったり、その後の成形
機中で詰まりやすく、作業性が悪いという問題がある。
【0009】またエポキシ樹脂以外にも、ウレタン樹脂
が皮膜形成剤として使用されており、ウレタン樹脂を使
用したガラス繊維は、集束性に優れている。FRTPの
耐熱性は、集束剤の付着量を低減させるほど向上し、ウ
レタン樹脂は、ガラス繊維の集束性を高める作用を有し
ているため、これを皮膜形成剤として用いると、少ない
集束剤量で良好な集束性が得られ、耐熱性の高いFRT
Pを得ることが可能になるという利点がある。
【0010】しかしながらウレタン樹脂を用いたガラス
繊維は、エポキシ樹脂を用いたガラスに比べて、マトリ
ックス樹脂との接着性に劣るため、FRTPの機械的強
度が低下しやすく、また耐熱水性も低下しやすいという
問題を有している。
【0011】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、皮膜形成剤としてウレタン樹脂を用いても、機械
的強度と耐熱水性に優れたFRTPを得ることができ、
また集束剤の付着量を低減しても、良好な集束性を維持
することができるため、耐熱性に優れたFRTPを得る
ことが可能なガラス繊維と、それを補強材として用いた
FRTPを提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々の実験を重ねた結果、水素化硼素ナト
リウムを含有する集束剤をガラス繊維に塗布すると、ガ
ラス繊維とマトリックス樹脂との接着性が良くなり、こ
のガラス繊維を用いてFRTPを製造すると、機械的強
度が向上し、また耐熱水性も向上することを見いだし
た。
【0013】そのため集束剤中に水素化硼素ナトリウム
を含有させると、皮膜形成剤としてウレタン樹脂を用い
ても、FRTPの機械的強度と耐熱水性の低下を抑える
ことができ、且つ、集束剤の付着量を低減しても、良好
な集束性を有するガラス繊維が得られるため、耐熱性に
も優れたFRTPが得られることを見いだし、本発明を
提案するに至った。
【0014】すなわち本発明のガラス繊維は、水素化硼
素ナトリウムを含む集束剤が塗布されてなることを特徴
とし、好ましくは、水素化硼素ナトリウムの付着量が
0.01〜5重量%であることを特徴とする。
【0015】また本発明のガラス繊維強化熱可塑性樹脂
は、水素化硼素ナトリウムを含む集束剤が塗布されたガ
ラス繊維を補強材として用いてなることを特徴とし、好
ましくは、水素化硼素ナトリウムの付着量が0.01〜
5重量%であるガラス繊維を用いてなることを特徴とす
る。
【0016】
【作用】本発明のガラス繊維は、水素化硼素ナトリウム
を含む集束剤が塗布されているため、マトリックス樹脂
との接着性に優れ、これを補強材として用いたFRTP
は、機械的強度が高くなり、また耐熱水性も向上する。
【0017】ところで水素化硼素ナトリウムは、ナトリ
ウムボロハイドライドとも称され、NaBH4 で表され
る物質であり、ガラス繊維に対する付着量は、0.01
〜5重量%とすることが望ましい。すなわちこの付着量
が、0.01重量%より少ないと、上記の作用が十分に
得られ難く、一方、5重量%より多いと、作用効果の増
大があまり望めず、経済的でないためである。水素化硼
素ナトリウムのガラス繊維に対する、より好ましい付着
量は、0.05〜3重量%である。
【0018】本発明における集束剤の皮膜形成剤として
は、ウレタン樹脂を用いたり、ウレタン樹脂とエポキシ
樹脂を併用することが可能であり、必要に応じてシラン
系、チタネート系等のカップリング剤、潤滑剤、帯電防
止剤等が添加される。
【0019】また本発明のFRTPのマトリックス樹脂
としては、特に制限はなく、例えばPET樹脂やPBT
樹脂等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチ
レンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、AS樹脂
やABS樹脂などのスチレン系樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリアセタール樹脂やポリフェニレンサルファイ
ド(PPS)樹脂等の熱可塑性樹脂あるいはそのポリマ
ーアロイが用いられるが、特にPPS樹脂を用いた場合
に、顕著な効果が得られるため好ましい。
【0020】マトリックス樹脂に対するガラス繊維の割
合は、2〜80重量%が適当であり、ガラス繊維は、チ
ョップドストランドを乾燥した状態で使用することが望
ましい。
【0021】
【実施例】以下、本発明のガラス繊維及びガラス繊維強
化熱可塑性樹脂を実施例及び比較例に基づいて詳細に説
明する。
【0022】(実施例)まず無黄変ウレタンエマルジョ
ン(固形分40%)5.0重量%、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン0.6重量%、水素化硼素ナトリウ
ム0.5重量%、脱イオン水93.9重量%からなる集
束剤を準備した。
【0023】次いでこの集束剤を直径10μmのガラス
繊維の表面に塗布(有機物付着量0.3重量%)した
後、ガラス繊維を4000本集束し、ストランドとして
から、3mm長に切断することによってチョップドスト
ランドとし、乾燥した。こうして得られたチョップドス
トランドのガラス繊維に対する水素化硼素ナトリウムの
付着量は、0.05重量%であった。
【0024】このチョップドストランド40重量%とP
PS樹脂(呉羽化学工業株式会社製商品名KPS#21
4)60重量%を、320℃に加熱しながら混練し、常
法に従ってペレット化した後、このペレットを射出成形
することによってFRTPを作製した。
【0025】(比較例1)無黄変ウレタンエマルジョン
(固形分40%)5.0重量%、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン0.6重量%、脱イオン水94.4重
量%からなる集束剤を用いた以外は、全て実施例と同じ
条件でFRTPを作製した。
【0026】(比較例2)ノボラック型エポキシエマル
ジョン(固形分50%)4.0重量%、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン0.6重量%、脱イオン水9
5.4重量%からなる集束剤を用いた以外は、全て実施
例と同じ条件でFRTPを作製した。
【0027】こうして得られた各々のFRTPについ
て、常態と熱水浸漬後の引張強度、曲げ強度、耐熱性を
調べると共に、補強材として用いた各チョップドストラ
ンドの集束性を調べ、これらの結果を表1に示した。
【0028】
【表1】
【0029】表1から明らかなように実施例と比較例1
を比較すると、両者共にチョップドストランドの集束性
については良好であり、FRTPの耐熱性も良好な値を
示したが、FRTPの常態及び熱水浸漬後の引張強度と
曲げ強度については、実施例の方が優れていた。
【0030】また実施例と比較例2を比較すると、両者
共にFRTPの常態及び熱水浸漬後の引張強度、曲げ強
度、耐熱性については、ほぼ同等の値を示したが、チョ
ップドストランドの集束性については、実施例の方が優
れていた。
【0031】尚、表中の引張強度は、ASTM D−6
38に基づき、曲げ強度は、ASTM D−790に基
づいて測定したものであり、熱水浸漬後の引張強度は、
FRTPを140℃で100時間保持するというオート
クレーブ処理を施した後で、その引張強度を求めたもの
であり、この値が大きいほど耐熱水性に優れていること
になる。
【0032】また耐熱性は、チョップドストランドとP
PS樹脂との混練により得られたガラス繊維強化ペレッ
トを、150℃で10時間乾燥して水分を除去した後、
300℃で4時間加熱した際の重量減少率を測定するこ
とによって求めたものであり、この値が小さいほど、ガ
ス発生量が少なく、耐熱性に優れていることになる。
【0033】さらに集束性は、PPS樹脂3kgとガラ
ス繊維2kgをタンブラーに入れ、5分間回転させた後
に発生した毛羽玉をふるいを使って取り出し、その毛羽
玉の重量を計量することによって評価したものであり、
重量が10g未満のものを良好とし、100g以上のも
のを不良とした。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明のガラス繊維は、皮
膜形成剤としてウレタン樹脂を用いながら、エポキシ樹
脂を用いた場合と同等の良好な機械的強度と耐熱水性を
有するFRTPを得ることが可能となる。
【0035】また集束剤の付着量を低減することが可能
となるため、良好な集束性を維持しながら、FRTPの
耐熱性を向上させることもできる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素化硼素ナトリウムを含む集束剤が塗
    布されてなることを特徴とするガラス繊維。
  2. 【請求項2】 水素化硼素ナトリウムの付着量が0.0
    1〜5重量%であることを特徴とする請求項1記載のガ
    ラス繊維。
  3. 【請求項3】 水素化硼素ナトリウムを含む集束剤が塗
    布されたガラス繊維を補強材として用いてなることを特
    徴とするガラス繊維強化熱可塑性樹脂。
  4. 【請求項4】 水素化硼素ナトリウムの付着量が0.0
    1〜5重量%であるガラス繊維を用いてなることを特徴
    とする請求項3記載のガラス繊維強化熱可塑性樹脂。
JP9150193A 1997-05-22 1997-05-22 ガラス繊維及びそれを用いたガラス繊維強化熱可塑性樹脂 Pending JPH10324544A (ja)

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JP (1) JPH10324544A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585563B2 (en) 2001-05-01 2009-09-08 Ocv Intellectual Capital, Llc Fiber size, sized reinforcements, and articles reinforced with such reinforcements
US7732047B2 (en) 2001-05-01 2010-06-08 Ocv Intellectual Capital, Llc Fiber size, sized reinforcements, and articles reinforced with sized reinforcements

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585563B2 (en) 2001-05-01 2009-09-08 Ocv Intellectual Capital, Llc Fiber size, sized reinforcements, and articles reinforced with such reinforcements
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