JPH111348A - ガラス繊維用集束剤及びそれで表面処理されたガラス繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工工程でのケーキの解舒抵抗が小さく、ス
トランドの結束性が良好なガラス繊維を得るための集束
剤と、それで表面処理されたガラス繊維を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明のガラス繊維用集束剤は、固形分
表示で、アクリル酸エステル共重合体を０．１〜１５．
０重量％、エチレン酢酸ビニル共重合体を１．０〜２
０．０重量％、酢酸ビニルポリマーを１．０〜１０．０
重量％、第４級アンモニウム塩を０．０１〜２．０重量
％、のり化澱粉を０．１〜３．０重量％、シランカップ
リング剤を０．１〜２．０重量％含有してなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維用集束
剤と、この集束剤によって表面処理されたガラス繊維に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維は、その優れた引っ張り強さ
と高い弾性率を有するＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆ
ｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の如き、繊維強化複合
体に広く使用されている。

【０００３】またセメントに対し、補強材としてガラス
繊維を含有させた複合材料であるＧＲＣ（Ｇｌａｓｓｆ
ｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｅｍｅｎｔ）も広
く用いられており、脆性を補い、引っ張り強度、曲げ強
度、衝撃強度を向上させる有効な手段として一般に認識
されている。

【０００４】ところでＧＲＣの製造方法には、主にプレ
ミックス法とスプレー法がある。プレミックス法は、予
め混合されたセメント、骨材、水、混和剤等からなるモ
ルタルに、ガラス繊維を５〜４０ｍｍに切断したチョッ
プドストランドを混合した後、所定の形状に成形する方
法であり、鋳込み法、押し出し法、プレス法、プレス脱
水法等の機械成型法との組み合わせで用いられる。

【０００５】スプレー法は、モルタルポンプで圧送され
たモルタルとロービングカッターで切断されたガラスロ
ービングをスプレーガンの異なる出口から空気圧によっ
て同時に吹き出し、型枠面に到達せしめ、その後脱泡ロ
ーラーにより締め固める方法であり、この方法による
と、ガラス繊維が傷付けられることなく、二次元ランダ
ムに配向するため、薄肉で高い曲げ強度を有するＧＲＣ
が得られる。

【０００６】ガラス繊維の製造は、数百〜数千のノズル
を有するブッシングから溶融ガラスを引き出すことによ
って得られるガラスフィラメントに、アプリケーターを
用いて集束剤を塗布した後、数十本〜数百本のストラン
ドに分糸し、これらを引き揃えた後、巻き取ってケーキ
を作製する紡糸工程、巻き取ったケーキを乾燥し、集束
剤のフィルムをガラス繊維の表面に形成する乾燥工程、
乾燥したケーキを解舒しながらカットし、チョップドス
トランドを製造したり、数個のケーキから解舒されたガ
ラス繊維を一緒に束ねて巻き取ることによりロービング
を製造する加工工程からなる。

【０００７】ガラス繊維用集束剤は、紡糸工程において
形成されるガラス繊維表面に傷が入るのを防止したり、
加工工程における毛羽の発生や、糸切れを防止する機能
及びガラスストランドに結束性を付与し、ＧＲＣ成形時
の作業性を向上させる機能を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでＧＲＣの品質
と成形時の作業性は、ストランドの結束性に左右され
る。すなわちスプレー法では、ストランドの結束性が悪
いと、ガラスロービングをカットする際に、毛羽やスト
ランド割れが発生し、ガラス繊維の分散が不均一にな
り、均質な製品を作ることができなかったり、毛羽が飛
散して作業環境が悪化したりする。

【０００９】またプレミックス法では、ストランドの結
束性が悪いと、チョップドストランドとモルタルを混合
した際に、ストランドが解繊したり、ストランド割れが
起こり、ガラス繊維の分散が不均一になり、均質な製品
を作ることができなかったり、モルタルの流動性が低下
して作業性が悪くなる。

【００１０】従来から市販されているＧＲＣ用ガラス繊
維ストランドの結束性を向上するためには、集束剤の付
着率を高くすれば良いが、集束剤の付着率を高くする
と、加工工程においてケーキからストランドを解舒する
際、ストランド同士の接着力が強くなるため、解舒抵抗
が大きくなり、毛羽が多発したり、糸切れが発生すると
いう問題があった。

【００１１】本発明は、加工工程でのケーキの解舒抵抗
が小さく、ストランドの結束性が良好なガラス繊維を得
るための集束剤と、それで表面処理されたガラス繊維を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のガラス繊維用集
束剤は、固形分表示で、アクリル酸エステル共重合体を
０．１〜１５．０重量％、エチレン酢酸ビニル共重合体
を１．０〜２０．０重量％、酢酸ビニルポリマーを１．
０〜１０．０重量％、第４級アンモニウム塩を０．０１
〜２．０重量％、のり化澱粉を０．１〜３．０重量％、
シランカップリング剤を０．１〜２．０重量％含有して
なることを特徴とする。

【００１３】また本発明のガラス繊維は、固形分表示
で、アクリル酸エステル共重合体を０．１〜１５．０重
量％、エチレン酢酸ビニル共重合体を１．０〜２０．０
重量％、酢酸ビニルポリマーを１．０〜１０．０重量
％、第４級アンモニウム塩を０．０１〜２．０重量％、
のり化澱粉を０．１〜３．０重量％、シランカップリン
グ剤を０．１〜２．０重量％含有する集束剤によって表
面処理され、集束剤付着率が１．０〜５．０重量％であ
ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】以下、本発明の集束剤を構成する各成分の含有
量を上記のように限定した理由を示す。

【００１５】アクリル酸エステル共重合体は、フィルム
表面に平滑性を付与し、ケーキからのストランドの解舒
抵抗を小さくする効果があり、その含有量は、０．１〜
１５．０重量％、好ましくは０．５〜７．０重量％であ
る。アクリル酸エステル共重合体が０．１重量％より少
ないと、上記の効果が得られず、１５．０重量％より多
いと、集束剤の粘度が上昇し、ガラスフィラメントに均
一に塗布し難くなるため、結束性が悪くなる。アクリル
酸エステル共重合体は、市販品が使用できるが、粒子径
が０．１〜０．５μｍ、ガラス転移点（Ｔｇ）が１５℃
以上、保護コロイドがカチオン系界面活性剤であるもの
が最も好ましい。

【００１６】エチレン酢酸ビニル共重合体は、ガラス繊
維に柔軟性を付与し、ガラス繊維の加工工程やＧＲＣの
成形時のストランド割れを防止する効果があり、その含
有量は、１．０〜２０．０重量％、好ましくは２．０〜
１０．０重量％である。エチレン酢酸ビニル共重合体が
１．０重量％より少ないと、上記効果が得られず、２
０．０重量％より多いと、ガラス繊維に粘着性が生じ、
ケーキからの解舒抵抗が大きくなり糸切れしやすくな
る。エチレン酢酸ビニル共重合体も市販品が使用できる
が、粒子径が１．０〜２．０μｍ、ガラス転移点が０℃
以下、酢酸ビニル含有率が６０％以下のものが最も好ま
しい。

【００１７】酢酸ビニルポリマーはストランドの結束性
を向上させる効果があり、その含有量は１．０〜１０．
０重量％、好ましくは２．０〜７．０重量％である。酢
酸ビニル共重合体が１．０重量％より少ないと、上記の
効果が得られず、１０．０重量％より多いと、ガラス繊
維が硬くなり、ケーキからの解舒抵抗が大きくなるた
め、ストランド割れや毛羽が発生しやすくなったり、糸
切れしやすくなる。酢酸ビニルポリマーも市販品が使用
できるが、粒子径が１．０〜２．０μｍ、ガラス転移点
が１５℃以上、分子量２００００以上の高架橋型酢酸ビ
ニルポリマーが最も好ましい。

【００１８】第４級アンモニアム塩は、ガラス繊維に柔
軟性を付与する効果があり、その含有量は、０．０１〜
２．０重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％であ
る。第４級アンモニウム塩が０．０１重量％より少ない
と、上記の効果が得られず、２．０重量％より多いと、
結束性が低下しやすくなる。

【００１９】のり化澱粉は、ケーキからの解舒抵抗を小
さくする効果があり、その含有量は、０．１〜３．０重
量％、好ましくは０．３〜１．５重量％である。のり化
澱粉が０．１重量％より少ないと、上記の効果が得られ
ず、３．０重量％より多いと、ストランドの結束性が低
下しやすくなる。

【００２０】シランカップリング剤は、ガラス繊維の結
束性を向上させる効果があり、その含有量は０．１〜
２．０重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％であ
る。シランカップリング剤が０．１重量％より少ない
と、上記効果が得られず、２．０重量％より多いと、集
束剤が不安定になると共に糸切れしやすくなる。

【００２１】本発明の集束剤は、ガラス繊維に対し、乾
燥後の重量として、１．０〜５．０重量％、好ましくは
１．５〜３．０重量％塗布される。この塗布量が１．０
重量％より少ないと、集束剤としての機能が十分に発揮
され難くなり、５．０重量％より多いと、ケーキからス
トランドを解舒する時の抵抗が大きくなるため好ましく
ない。

【００２２】本発明のガラス繊維を製造する場合には、
数百〜数千のノズルを有するブッシングから溶融ガラス
を引き出すことによって得られるガラスフィラメントに
アプリケーターを用いて上記の集束剤を塗布した後、数
十本〜数百本のストランドに分糸し、これらを引き揃え
巻き取ってケーキを作製する。次いでケーキを乾燥し、
集束剤のフィルムをガラス繊維の表面に形成した後、ケ
ーキからストランドを解舒しながら所定長に切断し、チ
ョップドストランドを製造したり、複数個のケーキから
解舒されたストランドを束ねて巻き取ることによりガラ
スロービングを製造する方法が採られる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００２４】表１、２は、実施例の集束剤（試料Ｎｏ．
１〜６）と、比較例の集束剤（試料Ｎｏ．７〜１２）を
示すものである。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】表１、２に示す集束剤を準備し、これを８
００本のガラスフィラメント（直径１３．５μｍ）に対
して、表中の集束剤付着率（固形分重量）となるように
塗布し、２００本づつ４本のストランドに分糸してか
ら、これらを引き揃えて巻き取ることによってケーキを
作製した。次いでこのケーキを１３０℃に保持された乾
燥機に入れ、１０時間乾燥した後、ケーキからストラン
ドを解舒し、カッターで１９ｍｍ長に切断し、チョップ
ドストランドを得た。

【００２８】こうして得られたガラス繊維の解舒抵抗と
結束性を調べたところ、実施例であるＮｏ．１〜６の各
試料は、解舒抵抗が７８ｇ以下と小さく、結束性が４点
以上であり、いずれも良好であった。

【００２９】それに対し、比較例であるＮｏ．７、８、
９及び１２の各試料は、結束性は高かったが、解舒抵抗
が８７ｇ以上と高いため、毛羽が多発したり、糸切れが
発生しやすいものと考えられる。またＮｏ．１０、１１
の各試料は、解舒抵抗は７８ｇ以下と小さかったが、結
束性が３点以下であるため、ストランドが解繊したり、
ストランド割れが起こりやすいものと考えられる。

【００３０】尚、表中の集束剤付着率は、ＪＩＳ Ｒ
３４２０に準じて測定したものである。

【００３１】また解舒抵抗は、乾燥後のケーキの内側か
ら、５００ｇのストランドを除去した後、その内側から
４本のストランドを引き出し、これらをリング状ガイド
の孔に通した後、１．５ｍ／分の速度で巻き取りながら
ガイドを上下方向にスライドさせることによってストラ
ンドを上下に往復移動させ、この時、ガイドにかかる荷
重を解舒抵抗として示したものである。

【００３２】さらに結束性は、ポルトランドセメント２
５０ｇ、５号珪砂２５０ｇ、水１２５ｇを混合して作製
したモルタルに、上記のチョップドストランド３ｇを入
れ、スクリュー式の撹拌機を用いて２００ｒｐｍで５分
間混合した後、５ｍｍの篩で水洗しながら濾過してチョ
ップドストランドを取り出し、これの解繊度合いを目視
で観察し、ほとんど解繊していないものを５点、完全に
解繊していたものを１点として評価した。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の集束剤を用いる
と、加工工程でのケーキの解舒抵抗が小さく、ストラン
ドの結束性が良好なガラス繊維を得ることが可能であ
り、得られたガラス繊維をＧＲＣの補強材として用いる
と、成形時の作業性に優れ、高品質のＧＲＣが得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 13/46 13/34

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固形分表示で、アクリル酸エステル共重
   合体を０．１〜１５．０重量％、エチレン酢酸ビニル共
   重合体を１．０〜２０．０重量％、酢酸ビニルポリマー
   を１．０〜１０．０重量％、第４級アンモニウム塩を
   ０．０１〜２．０重量％、のり化澱粉を０．１〜３．０
   重量％、シランカップリング剤を０．１〜２．０重量％
   含有してなることを特徴とするガラス繊維用集束剤。
2. 【請求項２】 固形分表示で、アクリル酸エステル共重
   合体を０．１〜１５．０重量％、エチレン酢酸ビニル共
   重合体を１．０〜２０．０重量％、酢酸ビニルポリマー
   を１．０〜１０．０重量％、第４級アンモニウム塩を
   ０．０１〜２．０重量％、のり化澱粉を０．１〜３．０
   重量％、シランカップリング剤を０．１〜２．０重量％
   含有する集束剤によって表面処理され、集束剤の付着量
   が１．０〜５．０重量％であることを特徴とするガラス
   繊維。