JPS6125667B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6125667B2
JPS6125667B2 JP53037276A JP3727678A JPS6125667B2 JP S6125667 B2 JPS6125667 B2 JP S6125667B2 JP 53037276 A JP53037276 A JP 53037276A JP 3727678 A JP3727678 A JP 3727678A JP S6125667 B2 JPS6125667 B2 JP S6125667B2
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JP
Japan
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weight
sizing agent
glass fiber
solid content
cement
Prior art date
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Expired
Application number
JP53037276A
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Japanese (ja)
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JPS54131040A (en
Inventor
Kuniaki Takamatsu
Koichiro Ootomo
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Publication date
Application filed by Kanebo Ltd filed Critical Kanebo Ltd
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Publication of JPS54131040A publication Critical patent/JPS54131040A/en
Publication of JPS6125667B2 publication Critical patent/JPS6125667B2/ja
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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
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/001Alkali-resistant fibres
    • C03C13/002Alkali-resistant fibres containing zirconium
    • 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
    • C03C25/1025Coating to obtain fibres used for reinforcing cement-based products
    • C03C25/103Organic coatings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、セメント並びに珪酸カルシウム材料
補強用耐アルカリガラス繊維、特に高温養生に耐
える耐アルカリガラス繊維の製造法に関する。ガ
ラス繊維は、その優れた引張り強さと高い弾性率
を有する為にFRP(Fiber Reinforced
Plastics)の如き繊維強化複合材料製造用の好適
な補強剤として現在広く利用されている。特に近
年セメント製品の高強力化が強く要望され、ガラ
ス繊維強化セメントの研究が各方面で検討されて
きている。即ちセメント中のアルカリ成分に侵蝕
され難い耐アルカリガラス繊維の開発研究が各方
面で行なわれ、例えば英国特許第1290528号明細
書にはガラスの一成分としてZrO2を7〜11モル
%用いることにより耐アルカリ性に優れたガラス
並びにガラス繊維が製造できることが記載されて
いる。これらのガラス繊維は、繊維化するに際
し、繊維表面の傷を防止し且つ後加工工程におけ
る作業性を向上させる為にサイズ剤が施される。
通常一般には、酢酸ビニルポリマーを主成分とす
るサイズ剤が用いられる。得られたガラス繊維ス
トランドをカツトしセメントペースト中に導入
し、常温下養生することによりセメント硬化の初
期の段階では、繊維の混入されない場合に比し
て、3〜5倍程度の曲げ強度を有するセメント製
品の作成が可能である。しかしながら、セメント
中での長期間にわたるガラス繊維の補強効果を維
持することは非常に難しく、従つて得られたセメ
ント製品を建材部門等へ使用するに際し耐久性の
点で不充分である。又、上記セメント製品作成に
際し養生時間を短縮する為に通常一般には60〜
120℃の温度の下、10〜48時間程度加熱養生が行
なわれる。この場合、前記せる耐アルカリガラス
繊維の耐高温養生性能は不充分であり、常温養生
時には見られない急激な繊維強度の劣化が生じ、
得られた繊維強化セメント製品は初期強度すら満
足出来ないのが現状である。 又、該ガラス繊維を用いてガラス繊維強化珪酸
カルシウム製品を作成する場合、CaO成分と
SiO2成分とを高温で反応させて珪酸カルシウム
結晶を生成させる必要があり、一般には飽和蒸気
下、150〜200℃の温度で6〜24時間オートクレー
ブ養生処理が施される。この為該ガラス繊維の劣
化が著しく所望の物性を有するガラス繊維強化珪
酸カルシウム製品を作成することが困難である。 本発明者等の実験の結果、サイズ剤にフラン樹
脂を添加することにより、ガラス繊維のセメント
又は珪酸カルシウム中に於ける耐久性を改善し得
ることが判明した。しかしながらサイズ剤中のフ
ラン樹脂の含有比率を高めると、得られたガラス
繊維ストランドの脆性が増加し、補強材としての
補強効果が低下する。この為、該ガラス繊維のチ
ヨツプドストランドを用いて作成されるセメント
製品、又は珪酸カルシウム製品の強度物性が低下
する。 本発明の目的はセメント製品等に対して良好な
補強効果を有し且つ高温養生に耐える耐アルカリ
ガラス繊維を提供するにある。他の目的はセメン
ト製品等に対して良好な補強効果を有し且つ高温
養生に耐える耐アルカリガラス繊維を工業的容易
且つ安価に製造する方法を提供するにある。 本発明方法は、アルカリ溶解度が4%以下であ
るZrO2含有耐アルカリガラスを溶融紡糸して繊
維化するに際し、第1工程に於いて、フイルム形
成能を有する樹脂を固形分として40〜90重量%、
平滑、柔軟剤2〜50%、シランカツプリング剤0
〜15重量%を含有するサイズ剤で処理してガラス
繊維をストランド状に集束した後、60〜250℃の
温度で熱処理を施し、次いで第2工程に於いてフ
ラン樹脂を固形分として少なくとも30重量%含有
するサイズ剤で処理することによりガラス繊維上
に2種のサイズ剤を順次付着せしめることを特徴
とする。 本発明方法によるガラス繊維は、マトリツクス
としてセメント又は珪酸カルシウム等を使用する
のであるから、耐アルカリ性を有することが必要
である。この意味からアルカリ溶解度が4%以下
であるZrO2含有耐アルカリガラス繊維を使用す
る必要がある。ここでアルカリ溶解度とは繊維径
13±0.2μのガラス繊維2gを95℃の10%NaOH水
溶液100g中に1時間浸漬したときのガラス繊維
の重量減少度合を百分率で示したものである。本
発明方法に使用しうるガラスとしては、少なくと
もZrO2を5モル%以上含有する必要があるが、
一般に耐アルカリ性はZrO2含量と共に増大する
傾向を示すので本発明方法に於けるガラス繊維は
ZrO2を10モル以上、好ましくは11モル%以上、
最も好ましくは11.5モル%以上含有するものであ
る。該条件を満足するガラス組成としては、例え
ばモル%でSiO2:50〜69%、ZrO2:8〜13.5
%、R2O:10〜22%、K2O:0〜7%、R′C:0
〜10%、B2O2:0〜5%、Al2O2:0〜5%であ
り、R2Oはその3%までがLi2Oで置換することの
出来るNa2Oを表わし、R′2Oはアルカリ土類金属
酸化物を表わすの如き耐アルカリガラス組成物で
ある。 以下、本発明方法によるガラス繊維の作成方法
について説明する。ガラスの繊維化は常法に従
い、まずガラス原料を例えばムライト質ルツボに
て1300〜1500℃で3〜60時間加熱することにより
均質なガラスとし、これをロツド状、又はマーブ
ル状に成型し、次いで該ガラスを溶融紡糸工程に
導く。一般に白金合金製のブツシングと称される
メルターを用い200〜2000個の孔(チツプ)から
溶融ガラスを引出しガラス繊維をモノフイラメン
ト状態でエプロンタイプ、又はローラータイプの
オイリング装置で、まず本発明に係る第1工程の
サイズ剤が付与される。続いて集束ガイドを用い
て20〜400本のフイラメントより構成されてなる
ストランド形状にせしめた後、60〜250℃、好ま
しくは80〜220℃、最も好ましくは100〜200℃の
温度にて熱処理される。該熱処理は、ストランド
を加熱筒の内部を通過させる方法、又は加熱ロー
ラーに接触させる方法等により連続的に行い、第
2工程に導くのが得策であるが、該ガラス繊維ス
トランドを一旦ケーキ状に巻取り加熱処理を施す
バツチ式にても可能である。得られた加熱処理后
のガラス繊維ストランドに第2工程のサイズ剤を
スプレー方式、点滴方式又は第1工程と同様のオ
イリング装置等により付着せしめることにより、
本発明に係るサイズ剤が2層構造で付着されてな
るガラス繊維ストランドが作成出来る。 本発明方法は於いて、第1工程のサイズ剤は固
形分としてフイルム形成能を有する樹脂を40〜90
重量%、平滑、柔軟剤を2〜50重量%、シランカ
ツプリング剤を0〜15重量%未満含有する。フイ
ルム形成能を有する樹脂としては、ポリ酢酸ビニ
ル、エチレン―酢酸ビニル共重合体、ポリアクリ
ル酸メチルエステル及びポリメタクリル酸メチル
エステル等のアクリル酸エステル系重合体、メタ
クリル酸メチルエステルースチレン共重合体及び
メタクリル酸メチルエステル―メタクリル酸ブチ
ルエステル共重合体等のアクリル酸エステルを主
体とする共重合体、スチレン―ブタジエン共重合
体、アクリロニトリル―ブタジエン共重合体、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルア
ルコール等が挙げられるが特に酢酸ビニルを主体
とする重合体、アクリル酸エステルを主体とする
重合体が好適である。該樹脂は第1工程のサイズ
剤の固形分として40〜90重量%、好ましくは50〜
80重量%含有される。 第1工程の平滑・柔軟剤としては、パラフイン
ワツクス、酸化ポリエチレン、植物油及び鉱物油
等の各種ペースオイル、更に非イオン界面活性
剤、カチオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤
等の各種界面活性剤等が挙げられ、サイズ剤の固
形分に対し2〜50重量%、特に5〜40重量%の範
囲で含有せしめるのが好ましい。 第1工程で使用するシランカツプリング剤とし
てはアミノシラン系カツプリング剤、エポキシシ
ラン系カツプリング剤、ビニルシラン系カツプリ
ング剤等が挙げられ、サイズ剤の固形分に対し0
〜15重量%未満、特に3〜10重量%の範囲で含有
せしめるのが好ましい。第1工程で使用するサイ
ズ剤には、上記のフイルム形成能を有する樹脂、
平滑・柔軟剤及びシランカツプリング剤の他に可
塑剤とかグルコース、シヨ糖、マンノース、デキ
ストリン及び可溶性デンプン等を固形分に対して
5重量%未満の範囲で含有せしめてもよい。第1
工程においてサイズ剤は固形分濃度3〜40重量
%、好ましくは5〜30重量%で使用する。第1工
程のサイズ剤のガラス繊維への付着量は0.2〜4.0
重量%好ましくは0.5〜3.0重量%である。付着量
が0.2重量%未満の場合ガラス繊維ストランドの
集束性が不充分であり、又4.0重量%を越えると
紡糸時にガイド、トラバース等でのガム・アツプ
が激しく紡糸性が悪く好ましくない。 第1工程でサイズ剤を付与された後、ストラン
ド状に集束されたガラス繊維は、熱処理すること
によりガラス繊維表面に皮膜が形成される。ここ
で熱処理に要する時間を短縮する為に出来る限り
高温での処理が好ましいが、反面良好な皮膜を形
成させるために、熱処理温度は60〜250℃でなけ
ればならない。又処理時間は、一般には0.2秒〜
10秒程度であるが、一旦ケーキ状に巻取り加熱処
理するが如きバツチ式の場合には、0.5時間〜2
時間程度を要する。該熱処理によりガラス繊維ス
トランドには、高い集束性を保持し、2層構造で
ガラス繊維ストランドの表面を保護する効果によ
り本発明に係る耐アルカリガラス繊維が作成出来
る。 次に第2工程のサイズ剤に関して詳述する。第
2工程のサイズ剤は、少なくとも30重量%、好ま
しくは少なくとも35重量%、特に40〜90重量%、
就中45〜80重量%のフラン樹脂を固形分として含
有する。ここでフラン樹脂とはフルフリルアルコ
ール樹脂、フルフラールアルコール・フルフラー
ル共縮合樹脂、フルフラール・ケトン共縮合樹
脂、フエノール・フルフラール共縮合樹脂などで
ある。本発明方法の第2工程におけるフラン樹脂
のガラス繊維に対する付着量は、通常0.5〜50重
量%、好ましくは1.0〜40重量%、特に3.0〜30重
量%である。付着されたフラン樹脂は、高い耐ア
ルカリ性を有し、ガラス繊維ストランドをセメン
ト等の補強素材として使用した場合、ガラス繊維
ストランドを保護しているものと考えられる。そ
の結果、ガラス繊維補強セメント製品等の高湿養
生を可能にすると共に、得られた製品は長期使用
に際し耐久性が優れている。サイズ剤の固形分と
して、フラン樹脂の含有量が30重量%未満では得
られたガラス繊維ストランドの耐久性が低く好ま
しくない。一方、フラン樹脂のガラス繊維に対す
る付着量が必要以上に増大すると、ガラス繊維ス
トランドの脆性が増大し、好ましくない。 第2工程のサイズ剤の固形分濃度は通常3〜70
重量%、好ましくは5〜60重量%である。該サイ
ズ剤はフラン樹脂単独でも使用し得るが、他の合
成樹脂、合成ゴム等を併用すれば、本発明方法が
より円滑に行えるので好ましい。尚、フラン樹脂
は通常フルフラール、ベンゼン、アセトン、トリ
クレン等に溶解し、無機又は有機酸を硬化剤とし
て添加し、サイズ剤として使用する。第2工程で
使用する合成樹脂、合成ゴムとしてはポリアクリ
ル酸メチルエステル及びポリメタクリル酸メチル
エステル等のアクリル酸エステル系重合体、メタ
クリル酸メチルエステル―スチレン共重合体及び
メタクリル酸メチルエステル―メタクリル酸ブチ
ルエステル等のアクリル酸エステルを主体とする
共重合体、スチレン―ブラジエン共重合体、アク
リルニトリルーブタジエン共重合体が挙げられ
る。該合成樹脂、合成ゴムはサイズ剤の固形分に
対して10〜60重量%、特に17〜53重量%の範囲で
含有せしめるのが好ましい。尚サイズ剤固形分に
対して10重量%以下の範囲でジメチルフタレー
ト、ジブチルフタレート、フエノール類等の可塑
剤を添加してもよい。第2工程のサイズ剤のガラ
ス繊維への付着量はフラン樹脂として0.5〜50重
量%であるが、他の合成樹脂、合成ゴム等を併用
した場合の付着量は0.7〜80重量%、好ましくは
1.0〜70重量%、最も好ましくは1.5〜50重量%で
ある。 本発明方法は、ガラス繊維をフイルム形成能を
有する樹脂を含有する第1工程のサイズ剤で処理
しストランド状に集束した後、熱処理することに
より該サイズ剤よりなる皮膜をガラス繊維上に形
成せしめ、しかる後、フラン樹脂を含有する第2
工程のサイズ剤で処理するため、これら2種のサ
イズ剤が2層構造でガラス繊維上に付着されてい
るために、安定に繊維化出来るのみならずガラス
繊維の集束性を良好に保つと共に外層部のフラン
樹脂がガラス繊維のセメント又は珪酸カルシウム
中での耐久性を大巾に改善するものと考えられ
る。従つて本発明に係るガラス繊維で強化したセ
メント製品は、高温養生が可能であり、養生時間
の短縮が可能である。又長時間の使用に際して材
料強度の低下が極めて少なく安全な材料である。 本発明方法により得られたガラス繊維は、通常
の方法によつてセメント製品及び珪酸カルシウム
製品を製造することが出来る。例えばセメント製
品では、スプレー法、プレミツクス法、抄造法等
であり、又珪酸カルシウム製品では抄造法、プレ
ス成型法、半乾式プレス成型法等が挙げられる。 以下実施例により本発明方法を説明する。なお
実施例中、ガラス繊維ストランドの特性評価は次
に示す方法に従つて判定した。 1 集束性の評価 繊維径13.5±0.2μのガラス繊維ストランド
(フイラメント数=200本)をケーキより解除し、
電動式カツターを用いて12.5mm長にカツトするこ
とによりチヨツプドストランドを作成した。ここ
で全くケバの発生及びストランド割れの無い場合
を5点、ケバの発生は無いがストランド割れが若
干起こるものを4点、かなりストランド割れが起
こるものを3点、ストランド割れが激しく且つケ
バが若干発生するものを2点、ケバが激しく発生
するものを1点とした。該評価を10回繰返し、そ
の平均点で集束性を評価した。 2 サイズ剤の付着量 ガラスケーキを125℃にて8時間熱風循環式乾
燥機にて乾燥した。ここで繊維束の試料約30gを
磁製ルツボ中に装入したる後、750℃で3時間電
気炉中で焼成し、有機物を燃焼し去りその重量減
よりサイズ剤成分の中、有機物の付着量を求め、
この値を基準として全サイズ剤の付着量を換算し
た。(シランカツプリング剤中のSi原子は有機物
の焼成除去後もSiO2として残留すると考えた。)
この換算値を真のサイズ剤付着量とした。又、第
2工程サイズ剤の付着量は、全サイズ剤付着量と
第1工程サイズ剤付着量との差より求めた。 3 ガラス繊維のセメント中での耐久性 約10cm長にカツトされたガラス繊維ストランド
をステンレス製の形枠に固定する。次にセメント
100g、水35gを混合して得られたセメントペース
トを上記ストランドの中心部分に約10mm長の巾で
塗布する。得られた試料を80℃、100%RHの恒温
恒湿槽に48時間放置する。処理后、型枠からスト
ランドを取出し、セメントペースト塗布部分を含
む試料長2cm、引張り速度0.2cm/minなる条件
下テンシロンにて引張り強度を測定する。試料数
20個の平均値をもつて引張り強度(Kg/mm2)を求
めた。該処理をセメントペースト塗布処理と称
す。 4 ガラス繊維のケイ酸カルシウム中での耐久性 上記4項に於いてセメントペーストの代りに、
セメントと微粉硅砂(325メツシユ通過)と水と
をそれぞれ60:40:100重量部で均一に撹拌混合
し、ついで該スラリーを95℃の水浴中で2時間ゲ
ル化反応を進めて得られたペーストを用いてガラ
ス繊維ストランドに塗布した后、20℃、100%RH
の条件下24時間放置する。次いで得られた試料を
オートクレープを用いて水蒸気下180℃で24時間
処理した。処理后、4項に準じて繊維引張り強度
(Kg/mm2)を求めた。該処理をケイカル塗布処理
と称する。 5 ガラス繊維強化セメント製品の耐久性 ガラス繊維ストランド(200本のフイラメント
より構成される)32本を合糸することによりロー
ビングを作成する。次に該ロービングを用いてガ
ラス繊維強化セメント製品を作成する為に、ポル
トランドセメント100重量部に川砂(粒径1mmφ
以下)85重量部及び水45重量部をミキサーにて均
一に混合し、スラリー状にする。該スラリーをス
プレーガンにて木製型枠(1m×1m)に吹きつけ
ると同時に上記ロービングをハンドカツターにて
32mm長に切断し、セメントスラリー中に混入させ
る。但し、繊維の混入量はセメントに対し6.5重
量%である。1日放置后脱型し、28日間20℃水中
にて養生する。ここで得られたガラス繊維強化セ
メント製品の曲げ強度を測定する。(但し、測定
試料:40×100mm×10mm厚)次に該セメント製品
を60℃に調製された温水中で7日間放置し、処理
后曲げ強度を測定することによりガラス繊維強化
セメント製品の耐久性を評価する。 6 ガラス繊維強化ケイ酸カルシウム製品の物性 ポルトランドセメント54重量部、微粉珪砂
(360メツシユ通過)36重量部、ペントナイト10重
量部を水100重量部と均一に撹拌混合した后、95
℃で1.5時間加熱ゲル化する。次にガラス繊維の
チヨツプドストランド(但し12.5mm長)を該ゲル
化スラリーに固形分に対して10重量%添加し、均
一に混合し、アクリル樹脂製型枠に流し込み、2
日間、相対湿度100%下、室温にて放置する。次
いで脱型し成型体を180℃で12時間オートクレー
プ中で水蒸気養生する。ここで得られたガラス繊
維強化珪酸カルシウム製品の曲げ強度を測定し
た。(但し測定試料:40×70mm×5mm厚) 7 ガラス繊維ストランドの脆さの評価 繊維径13.5±0.2μのガラス繊維ストランド
(フイラメント数=200本)をケーキより解除し、
電動式カツターを用いて25mm長にカツトすること
によりチヨツプドストランドを作成した。該チヨ
ツプドストランドを曲率半径が約4mmになる様に
曲げ、ストランド割れ及びフイラメント折れが全
く無い場合を5点、ストランド割れ又はフイラメ
ント折れがかなり起こる場合を3点、ストランド
割れ又はフイラメント折れが著しい場合を1点と
した。該評価を100個のチヨツプドストランドに
関して行ない、その平均点でもつてガラス繊維ス
トランドの脆性を評価した。 実施例 1 ポリ酢酸ビニル樹脂(VQ―553;鐘紡NSC社
製)65重量%、平滑、柔軟剤としてカチオン界面
活性剤(カチオンソフナーX;オニツクス社製)
20重量%、ポリエチレングリコール(分子量
2000)5重量%、γ―グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン(A187;日本ユニカ社製)5重
量%及びジブチルフタレート5重量%よりなる固
形分を有する水溶性エマルジヨン溶液を作成し、
これを固形分濃度20重量%となる様に調製し第1
工程のサイズ剤とした。又、フラン樹脂(ヒタフ
ラン303;日立化成工業社製)、ポリアクリル酸エ
ステル樹脂(S―1006;東亜合成化学工業社
製)、硬化剤(A3;日立化成工業社製)及び可塑
剤としてジブチルフタレートをそれぞれ用いて各
種組成比率の固形分を有するトリクレン溶液を作
成し、これを固形分濃度25重量%となるように調
整し、第2工程のサイズ剤とした。 一方モル%でSiO267%、ZrO212%、Na2O15.5
%、K2O3%、Li2O2%、Al2O30.5%なる組成を有
するガラスをムライト質ルツボ(内容積200l)で
1350℃で48時間熔融することにより作成し0.8mm
φ×25mm長のロツド状に成型した。内径2mmφの
チツプを200個有する白金―ロジウム(80/20%比
率)合金製ブツシングを用いて1290℃にて繊維状
に押出し300m/minの速度で巻取つた。(繊維径
13.5μ、アルカリ溶解度1.7%)ここでエプロン
タイプのオイリング装置を用いて第1工程のサイ
ズ剤を付着せしめ、次いで集束ガイドで1本の繊
維束にした後、180℃に温調された長さ3mの加熱
筒を通過せしめ熱処理を施した。続いてローラー
タイプのオイリング装置を用いて第2工程のサイ
ズ剤を付着させた。得られたガラス繊維ストラン
ドをケーキ状に巻取り該ケーキを130℃で12時間
熱風循環式乾燥機にて乾燥した。各種特性を評価
し、第1表の如き結果をえた。
The present invention relates to a method for producing alkali-resistant glass fibers for reinforcing cement and calcium silicate materials, particularly alkali-resistant glass fibers that can withstand high temperature curing. Glass fiber has excellent tensile strength and high elastic modulus, so it is used as FRP (Fiber Reinforced
It is currently widely used as a suitable reinforcing agent for the production of fiber-reinforced composite materials such as plastics. In particular, in recent years there has been a strong demand for higher strength cement products, and research on glass fiber reinforced cement has been considered in various fields. That is , research and development efforts have been carried out in various fields to develop alkali-resistant glass fibers that are not easily corroded by the alkali components in cement. It is described that glass and glass fibers with excellent alkali resistance can be produced. When these glass fibers are made into fibers, a sizing agent is applied to prevent scratches on the fiber surface and to improve workability in post-processing steps.
Usually, a sizing agent whose main component is vinyl acetate polymer is used. By cutting the obtained glass fiber strands and introducing them into cement paste and curing them at room temperature, the flexural strength is approximately 3 to 5 times higher than that without fibers in the early stage of cement hardening. It is possible to create cement products. However, it is very difficult to maintain the reinforcing effect of glass fibers in cement over a long period of time, and therefore, the durability of the obtained cement products is insufficient when used in the building materials sector. In addition, in order to shorten the curing time when making the above cement products, generally 60 ~
Heat curing is performed at a temperature of 120°C for about 10 to 48 hours. In this case, the high-temperature curing performance of the alkali-resistant glass fiber described above is insufficient, and a rapid deterioration in fiber strength that is not seen when curing at room temperature occurs.
At present, the obtained fiber-reinforced cement products do not even satisfy initial strength. In addition, when creating a glass fiber reinforced calcium silicate product using the glass fiber, the CaO component and
It is necessary to generate calcium silicate crystals by reacting with SiO 2 component at high temperature, and generally an autoclave curing treatment is performed at a temperature of 150 to 200°C for 6 to 24 hours under saturated steam. Therefore, it is difficult to produce a glass fiber-reinforced calcium silicate product having desired physical properties due to significant deterioration of the glass fibers. As a result of experiments conducted by the present inventors, it has been found that the durability of glass fibers in cement or calcium silicate can be improved by adding a furan resin to the sizing agent. However, when the content ratio of furan resin in the sizing agent is increased, the brittleness of the obtained glass fiber strand increases, and the reinforcing effect as a reinforcing material decreases. For this reason, the strength and physical properties of cement products or calcium silicate products made using the chopped strands of glass fibers are reduced. An object of the present invention is to provide an alkali-resistant glass fiber that has a good reinforcing effect on cement products and can withstand high temperature curing. Another object of the present invention is to provide a method for industrially easily and inexpensively manufacturing alkali-resistant glass fibers that have a good reinforcing effect on cement products and can withstand high temperature curing. In the method of the present invention, when alkali-resistant glass containing ZrO 2 with an alkali solubility of 4% or less is melt-spun and made into fibers, in the first step, a resin having a film-forming ability is added as a solid content of 40 to 90% by weight. %,
Smoothing, softener 2-50%, silane coupling agent 0
After the glass fibers are bundled into strands by treatment with a sizing agent containing ~15 wt. It is characterized in that two types of sizing agents are sequentially deposited on glass fibers by treatment with sizing agents containing %. Since the glass fiber produced by the method of the present invention uses cement or calcium silicate as a matrix, it is necessary to have alkali resistance. From this point of view, it is necessary to use ZrO 2 -containing alkali-resistant glass fibers whose alkali solubility is 4% or less. Here, alkali solubility means fiber diameter
The figure shows the degree of weight loss of the glass fiber as a percentage when 2 g of glass fiber of 13±0.2μ was immersed in 100 g of 10% NaOH aqueous solution at 95°C for 1 hour. The glass that can be used in the method of the present invention must contain at least 5 mol% of ZrO 2 .
In general, the alkali resistance tends to increase with the ZrO 2 content, so the glass fiber in the method of the present invention
ZrO2 of 10 mol or more, preferably 11 mol% or more,
Most preferably, the content is 11.5 mol% or more. Glass compositions that satisfy these conditions include, for example, SiO2 : 50 to 69% and ZrO2 : 8 to 13.5% by mole.
%, R 2 O: 10-22%, K 2 O: 0-7%, R'C: 0
~10%, B2O2 : 0-5%, Al2O2 : 0-5%, and R2O represents Na2O , up to 3% of which can be replaced with Li2O . R' 2 O is an alkali-resistant glass composition such as one representing an alkaline earth metal oxide. Hereinafter, a method for producing glass fiber according to the method of the present invention will be explained. Fiberization of glass follows a conventional method. First, a glass raw material is heated for 3 to 60 hours at 1300 to 1500°C in a mullite crucible to form a homogeneous glass, which is then molded into a rod or marble shape. The glass is introduced into a melt spinning process. The molten glass is drawn out from 200 to 2000 holes (chips) using a melter generally called a platinum alloy bushing, and the glass fibers are made into a monofilament using an apron type or roller type oiling device. A first step sizing agent is applied. Subsequently, the filament is formed into a strand consisting of 20 to 400 filaments using a focusing guide, and then heat treated at a temperature of 60 to 250°C, preferably 80 to 220°C, most preferably 100 to 200°C. Ru. It is best to carry out the heat treatment continuously by passing the strand through a heating cylinder or by bringing it into contact with a heating roller, etc., and then leading it to the second step. It is also possible to use a batch type in which winding and heat treatment are performed. By applying the sizing agent of the second step to the obtained glass fiber strand after the heat treatment using a spray method, a drip method, or an oiling device similar to the first step,
A glass fiber strand can be produced in which the sizing agent according to the present invention is attached in a two-layer structure. In the method of the present invention, the sizing agent in the first step has a solid content of 40 to 90% resin having film-forming ability.
Contains 2-50% by weight of smoothing agent and 0-15% by weight of silane coupling agent. Examples of resins having film-forming ability include polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic ester polymers such as polyacrylic acid methyl ester and polymethacrylic acid methyl ester, and methacrylic acid methyl ester-styrene copolymer. and copolymers mainly composed of acrylic esters such as methyl methacrylate-butyl methacrylate ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, acrylonitrile-butadiene copolymers, polyester resins, epoxy resins, and polyvinyl alcohols. Among these, polymers mainly composed of vinyl acetate and polymers mainly composed of acrylic esters are particularly suitable. The solid content of the resin in the sizing agent in the first step is 40 to 90% by weight, preferably 50 to 90% by weight.
Contains 80% by weight. The smoothing and softening agents used in the first step include paraffin wax, polyethylene oxide, various pace oils such as vegetable oil and mineral oil, and various surfactants such as nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants. The content is preferably 2 to 50% by weight, particularly 5 to 40% by weight based on the solid content of the sizing agent. Examples of the silane coupling agent used in the first step include aminosilane coupling agents, epoxysilane coupling agents, vinylsilane coupling agents, etc.
The content is preferably less than 15% by weight, particularly 3 to 10% by weight. The sizing agent used in the first step includes the above-mentioned resin having film-forming ability,
In addition to the smoothing/softening agent and the silane coupling agent, a plasticizer, glucose, sucrose, mannose, dextrin, soluble starch, etc. may be contained in an amount of less than 5% by weight based on the solid content. 1st
In the process, the sizing agent is used at a solid content concentration of 3 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. The amount of sizing agent attached to glass fiber in the first step is 0.2 to 4.0
The weight percent is preferably 0.5 to 3.0 weight percent. If the amount of adhesion is less than 0.2% by weight, the cohesiveness of the glass fiber strands will be insufficient, and if it exceeds 4.0% by weight, gum build-up at guides, traverses, etc. during spinning will be unfavorable, resulting in poor spinability. After the sizing agent is applied in the first step, the glass fibers bundled into strands are heat-treated to form a film on the surface of the glass fibers. Here, in order to shorten the time required for heat treatment, it is preferable to perform the treatment at as high a temperature as possible, but on the other hand, in order to form a good film, the heat treatment temperature must be 60 to 250°C. Also, the processing time is generally 0.2 seconds ~
It takes about 10 seconds, but in the case of a batch type that is rolled up into a cake shape and heat-treated, it takes 0.5 to 2 hours.
It takes about time. The heat treatment allows the glass fiber strand to maintain high cohesiveness, and has the effect of protecting the surface of the glass fiber strand with a two-layer structure, thereby making it possible to create the alkali-resistant glass fiber according to the present invention. Next, the sizing agent in the second step will be explained in detail. The sizing agent of the second step comprises at least 30% by weight, preferably at least 35% by weight, especially 40-90% by weight,
In particular, it contains 45 to 80% by weight of furan resin as a solid content. Here, the furan resin includes furfuryl alcohol resin, furfural alcohol/furfural cocondensation resin, furfural/ketone cocondensation resin, phenol/furfural cocondensation resin, and the like. The amount of furan resin deposited on the glass fibers in the second step of the method of the present invention is usually 0.5 to 50% by weight, preferably 1.0 to 40% by weight, particularly 3.0 to 30% by weight. The attached furan resin has high alkali resistance and is considered to protect the glass fiber strands when the glass fiber strands are used as a reinforcing material for cement or the like. As a result, high-humidity curing of glass fiber-reinforced cement products and the like is possible, and the resulting products have excellent durability for long-term use. If the solid content of the sizing agent is less than 30% by weight of the furan resin, the resulting glass fiber strands will have low durability, which is not preferred. On the other hand, if the amount of furan resin attached to the glass fibers increases more than necessary, the brittleness of the glass fiber strands increases, which is not preferable. The solid content concentration of the sizing agent in the second step is usually 3 to 70.
% by weight, preferably 5-60% by weight. Although furan resin alone can be used as the sizing agent, it is preferable to use other synthetic resins, synthetic rubbers, etc. in combination, since the method of the present invention can be carried out more smoothly. Incidentally, the furan resin is usually dissolved in furfural, benzene, acetone, trichlene, etc., and an inorganic or organic acid is added thereto as a curing agent to be used as a sizing agent. The synthetic resins and synthetic rubbers used in the second step include acrylic ester polymers such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene copolymers, and methyl methacrylate-methacrylic acid. Examples include copolymers mainly composed of acrylic esters such as butyl esters, styrene-bradiene copolymers, and acrylonitrile-butadiene copolymers. The synthetic resin and synthetic rubber are preferably contained in an amount of 10 to 60% by weight, particularly 17 to 53% by weight, based on the solid content of the sizing agent. A plasticizer such as dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, or phenols may be added in an amount of 10% by weight or less based on the solid content of the sizing agent. The amount of the sizing agent adhered to the glass fiber in the second step is 0.5 to 50% by weight as furan resin, but when other synthetic resins, synthetic rubbers, etc. are used in combination, the amount adhered to the glass fiber is preferably 0.7 to 80% by weight.
1.0-70% by weight, most preferably 1.5-50% by weight. In the method of the present invention, glass fibers are treated with a sizing agent containing a resin having film-forming ability in the first step, bundled into strands, and then heat-treated to form a film made of the sizing agent on the glass fibers. , and then a second one containing furan resin.
Because these two types of sizing agents are attached to the glass fibers in a two-layered structure, they are not only able to stably form fibers, but also maintain good cohesiveness of the glass fibers while also maintaining the outer layer. It is believed that the furan resin in this case greatly improves the durability of glass fibers in cement or calcium silicate. Therefore, the cement product reinforced with glass fiber according to the present invention can be cured at high temperatures, and the curing time can be shortened. Furthermore, it is a safe material with extremely little decline in material strength during long-term use. The glass fibers obtained by the method of the present invention can be used to produce cement products and calcium silicate products by conventional methods. For example, for cement products, the spray method, premix method, paper-making method, etc. are used, and for calcium silicate products, the paper-making method, press molding method, semi-dry press molding method, etc. are used. The method of the present invention will be explained below with reference to Examples. In the Examples, the characteristics of the glass fiber strands were evaluated according to the following method. 1 Evaluation of convergence A glass fiber strand with a fiber diameter of 13.5±0.2μ (number of filaments = 200) was released from the cake,
A chopped strand was created by cutting it to a length of 12.5 mm using an electric cutter. Here, 5 points are given when there is no occurrence of fluff or strand cracking, 4 points are given when no fluff occurs but some strand cracking occurs, 3 points are given when there is considerable strand cracking, and 3 points are given when there is severe strand cracking and some strand cracking. A score of 2 points was given for cases in which fluffing occurred, and a score of 1 point was given for cases in which a large amount of fluff was generated. The evaluation was repeated 10 times, and the convergence was evaluated based on the average score. 2 Amount of sizing agent adhered The glass cake was dried at 125°C for 8 hours in a hot air circulation dryer. Approximately 30 g of the fiber bundle sample was placed in a porcelain crucible, and then fired at 750°C for 3 hours in an electric furnace to burn off the organic matter and reduce its weight. Find the amount,
Based on this value, the total amount of sizing agent adhered was calculated. (We thought that the Si atoms in the silane coupling agent would remain as SiO 2 even after the organic matter was removed by firing.)
This converted value was defined as the true sizing agent adhesion amount. Further, the amount of the second step sizing agent adhered was determined from the difference between the total amount of the sizing agent adhered and the amount of the first step sizing agent adhered. 3. Durability of glass fiber in cement Glass fiber strands cut into approximately 10 cm length are fixed in a stainless steel frame. then cement
Apply cement paste obtained by mixing 100 g of cement paste and 35 g of water to a width of about 10 mm in the center of the strand. Leave the obtained sample in a constant temperature and humidity chamber at 80°C and 100% RH for 48 hours. After treatment, the strand is removed from the form and its tensile strength is measured using a tensilon under the conditions that the sample length including the cement paste applied part is 2 cm and the tensile speed is 0.2 cm/min. Number of samples
The tensile strength (Kg/mm 2 ) was determined using the average value of 20 pieces. This process is called cement paste application process. 4 Durability of glass fiber in calcium silicate In the above 4, instead of cement paste,
A paste obtained by uniformly stirring and mixing cement, finely powdered silica sand (passed through 325 mesh), and water in a ratio of 60:40:100 parts by weight, respectively, and then proceeding with a gelation reaction of the slurry in a water bath at 95°C for 2 hours. After applying to the glass fiber strand using 20℃, 100%RH
Leave it under these conditions for 24 hours. The obtained sample was then treated in an autoclave at 180° C. for 24 hours under steam. After treatment, the fiber tensile strength (Kg/mm 2 ) was determined according to Section 4. This treatment is referred to as a Cical coating treatment. 5 Durability of Glass Fiber Reinforced Cement Products Roving is created by doubling 32 glass fiber strands (consisting of 200 filaments). Next, in order to create a glass fiber reinforced cement product using the roving, 100 parts by weight of Portland cement was mixed with river sand (particle size 1 mmφ).
Below) 85 parts by weight and 45 parts by weight of water are mixed uniformly in a mixer to form a slurry. Spray the slurry onto the wooden formwork (1m x 1m) with a spray gun and at the same time cut the roving with a hand cutter.
Cut into 32mm length and mix into cement slurry. However, the amount of fiber mixed in is 6.5% by weight based on cement. After being left for one day, it was removed from the mold and cured in water at 20°C for 28 days. The bending strength of the glass fiber reinforced cement product obtained here is measured. (Measurement sample: 40 x 100 mm x 10 mm thickness) Next, the cement product was left in hot water adjusted to 60°C for 7 days, and the bending strength was measured after treatment to determine the durability of the glass fiber reinforced cement product. Evaluate. 6 Physical properties of glass fiber reinforced calcium silicate product After uniformly stirring and mixing 54 parts by weight of Portland cement, 36 parts by weight of finely divided silica sand (passed through 360 mesh), and 10 parts by weight of pentonite with 100 parts by weight of water, 95%
Heat to gel for 1.5 hours at °C. Next, chopped strands of glass fiber (12.5 mm long) were added to the gelled slurry in an amount of 10% by weight based on the solid content, mixed uniformly, poured into an acrylic resin mold, and
Leave at room temperature under 100% relative humidity for several days. The mold is then demolded and the molded body is steam-cured in an autoclave at 180°C for 12 hours. The bending strength of the glass fiber reinforced calcium silicate product obtained here was measured. (Measurement sample: 40 x 70 mm x 5 mm thickness) 7 Evaluation of fragility of glass fiber strand A glass fiber strand with a fiber diameter of 13.5 ± 0.2 μ (number of filaments = 200) was released from the cake,
Chopped strands were created by cutting to a length of 25 mm using an electric cutter. The chopped strand is bent so that the radius of curvature is approximately 4 mm, and the score is 5 points if there is no strand cracking or filament breakage, 3 points if there is considerable strand cracking or filament breakage, and 3 points if there is no strand cracking or filament breakage. Significant cases were given 1 point. This evaluation was performed on 100 chopped strands, and the average score was used to evaluate the brittleness of the glass fiber strand. Example 1 Polyvinyl acetate resin (VQ-553; manufactured by Kanebo NSC Co., Ltd.) 65% by weight, cationic surfactant as a smoothing and softening agent (Cation Softener X; manufactured by Onyx Co., Ltd.)
20% by weight, polyethylene glycol (molecular weight
2000) to prepare a water-soluble emulsion solution having a solid content of 5% by weight, 5% by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (A187; manufactured by Nippon Unica), and 5% by weight of dibutyl phthalate.
This was prepared so that the solid content concentration was 20% by weight.
It was used as a sizing agent in the process. In addition, furan resin (Hitafuran 303; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), polyacrylic acid ester resin (S-1006; manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.), curing agent (A3; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and dibutyl phthalate as a plasticizer. A trichlene solution having a solid content of various composition ratios was prepared using each of these, and the solution was adjusted to a solid content concentration of 25% by weight, and used as a sizing agent in the second step. On the other hand, in mol% SiO 2 67%, ZrO 2 12%, Na 2 O 15.5
%, K 2 O 3%, Li 2 O 2%, Al 2 O 3 0.5% in a mullite crucible (inner volume 200 l).
Created by melting at 1350℃ for 48 hours, 0.8mm
It was molded into a rod shape with a length of φ x 25 mm. Using a platinum-rhodium (80/20% ratio) alloy bushing having 200 chips with an inner diameter of 2 mmφ, it was extruded into a fiber at 1290°C and wound at a speed of 300 m/min. (fiber diameter
(13.5 μ, alkaline solubility 1.7%) Here, the sizing agent of the first step was applied using an apron type oiling device, and then the fiber bundle was formed into one fiber bundle using a convergence guide, and then the length was heated at 180℃. It was passed through a 3m heating tube and subjected to heat treatment. Subsequently, a sizing agent for the second step was applied using a roller type oiling device. The obtained glass fiber strand was wound into a cake shape, and the cake was dried in a hot air circulating dryer at 130° C. for 12 hours. Various properties were evaluated and the results shown in Table 1 were obtained.

【表】 第1表より、第2工程のサイズ剤にフラン樹脂
を添加することによりガラス繊維のセメント中で
の耐久性が向上し、その結果セメント製品の耐久
性も向上することが判る。ただ余りにも多量に添
加するとガラス繊維ストランドの脆性が増加し、
補強材としての補強効果が低下する傾向を示す。
従つて、第2工程のサイズ材は固形分としてフラ
ン樹脂を少なくとも30重量%、好ましくは少なく
とも35重量%含有するものがよい。又、ガラス繊
維ストランドの脆性の観点から考えて、サイズ剤
への他の合成樹脂、合成ゴムの添加が好ましく、
この点からサイズ剤は固形分としてフラン樹脂を
40〜90重量%、就中45〜80重量%含有するものが
よい。 実施例 2 ポリアクリル酸エステル樹脂(32A―514;鐘
紡NSC社製)、ポリ酢酸ビニル樹脂(V―4250;
鐘紡NSC社製)、N―β―(アミノエチル)―γ
―アミノプロピルトリメトキシシラン(A―
1100;日本ユニカ社製)、平滑、柔軟剤としてカ
チオン系界面活性剤(カチオンソフナーX;オニ
ツクス社製)、非イオン系界面活性剤(POEノニ
ルフエニルエーテル(n=6))、ジメチルフタレ
ートを用いて各種組成比率の固形分を有する水性
エマルジヨン溶液を作成し、これを固形分濃度18
重量%になる様に調整し第1工程サイズ剤とし
た。 又、フラン樹脂(ヒタフラン303;日立化成工
業社製)50重量%のアセトン溶液を調整し、撹拌
条件下、50重量%濃度の非イオン性活面活性剤
(POE―ノニルフエニルエーテル(n=16))水
溶液を、非イオン性活面活性剤固形分がフラン樹
脂に対して20重量%になるまで滴下して水性エマ
ルジヨン溶液を作成した。引き続き、該水性フラ
ン樹脂エマルジヨンを用いてフラン樹脂73重量
%、ポリアクリル酸エステル樹脂(32A―514;
鐘紡NSC社製)23.2重量%、ジブチルフタレート
3.0重量%、硬化剤(A3;日立化成化学工業社
製)0.8重量%よりなる固形分を有する水性エマ
ルジヨン溶液を作成し、これを固形分濃度40%と
なる様に調整し、第2工程のサイズ剤とした。実
施例1に準じて第1工程のサイズ剤を付着し、集
束ガイドでストランド状に集束し、次いで200℃
に温調された加熱筒(実施例1と同一のもの)を
通過させ、該ストランドを熱処理後、第2工程の
サイズ剤を滴下してなるローラー式オイリング装
置に導き、第2工程のサイズ剤を付着させた。得
られたガラスケーキを135℃で10時間熱風循環式
乾燥機にて乾燥した。各種特性を評価し、第2表
の如き結果を得た。
[Table] From Table 1, it can be seen that by adding furan resin to the sizing agent in the second step, the durability of glass fibers in cement is improved, and as a result, the durability of cement products is also improved. However, adding too much will increase the brittleness of the glass fiber strands,
The reinforcing effect as a reinforcing material tends to decrease.
Therefore, the size material in the second step preferably contains at least 30% by weight, preferably at least 35% by weight of furan resin as a solid content. In addition, considering the brittleness of the glass fiber strands, it is preferable to add other synthetic resins or synthetic rubber to the sizing agent.
From this point of view, the sizing agent contains furan resin as a solid content.
The content is preferably 40 to 90% by weight, especially 45 to 80% by weight. Example 2 Polyacrylic ester resin (32A-514; manufactured by Kanebo NSC), polyvinyl acetate resin (V-4250;
Kanebo NSC), N-β-(aminoethyl)-γ
-Aminopropyltrimethoxysilane (A-
1100; manufactured by Nippon Unica Co., Ltd.), a cationic surfactant (Cation Softener Aqueous emulsion solutions with solid content in various composition ratios were prepared using
It was adjusted to % by weight and used as a first step sizing agent. In addition, a 50% by weight acetone solution of furan resin (Hitafuran 303; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was prepared, and a nonionic active surfactant (POE-nonyl phenyl ether (n = 16)) An aqueous emulsion solution was prepared by dropping an aqueous solution until the solid content of the nonionic active surfactant was 20% by weight based on the furan resin. Subsequently, using the aqueous furan resin emulsion, 73% by weight of furan resin and polyacrylic acid ester resin (32A-514;
Kanebo NSC) 23.2% by weight, dibutyl phthalate
An aqueous emulsion solution having a solid content of 3.0% by weight and 0.8% by weight of a curing agent (A3; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was prepared, and this was adjusted to a solid content concentration of 40%. Used as a sizing agent. The sizing agent in the first step was applied according to Example 1, collected into a strand shape using a focusing guide, and then heated at 200°C.
After heat treatment, the strand is passed through a temperature-controlled heating tube (same as in Example 1), and then guided to a roller oiling device in which a sizing agent for the second step is dripped. was attached. The obtained glass cake was dried at 135° C. for 10 hours in a hot air circulation dryer. Various properties were evaluated, and the results shown in Table 2 were obtained.

【表】【table】

【表】 第2表より第1工程のサイズ剤の固形分に対す
るフイルム形成能を有する樹脂(ポリアクリル酸
エステルとポリ酢酸ビニルの合計量)の含有量の
増大と共に得られたガラス繊維の集束性が向上す
ると共に、珪酸カルシウム中でのガラス繊維の劣
化が少なく、その結果珪酸カルシウム板の曲げ強
度が高くなることが判る。しかし該樹脂の含有量
が余りにも多過ぎると逆にガラス繊維ストランド
の集束性が低下し、又ガラス繊維の劣化も大きく
なることが判る。従つて、第1工程のサイズ剤の
固形分に対する集束剤の含有量は40〜90重量%、
好ましくは50〜80重量%である。 実施例 3 ポリ酢酸ビニル樹脂(VQ―553;鐘紡NSC社
製)45重量%、ポリアクリル酸エステル樹脂(メ
チルメタクリレート1モルとブチルアクリレート
1モルとスチレン0.5モルを常法に従い、エマル
ジヨン重合して得られたもの)30重量%、ポリビ
ニルアルコール(SL―25;鐘紡NSC社製)7重
量%、カチオンソフナ―X(オニツクス社製)7
重量%、ポリエチレングリコール(分子量1000)
6重量%、γ―アミノプロピルトリエトキシシラ
ン(A1100;日本ユニカ社製)5重量%よりなる
固形分を有する水性エマルジヨン溶液を作成し、
これを固形分濃度22重量%になる様に調整した。 又、フラン樹脂(ヒタフラン303;日立化成工
業社製)78重量%、ポリアクリル酸エステル樹脂
(S―1006;東亜合成化学工業社製)18.2重量
%、ジブチルフタレート3.0重量%、硬化剤
(A3;日立化成工業社製)0.8重量%よりなる固
形分を有するアセトン溶液を作成し、これを固形
分濃度20重量することにより、第2工程のサイズ
剤を作成した。 実施例1に準じて、紡糸し繊維化するに際し、
加熱筒の温度を種々変化させた。得られたガラス
ケーキを乾燥し、各種特性を評価し第3表の如き
結果を得た。結果を第3表に記す。
[Table] From Table 2, the cohesiveness of glass fibers obtained with increasing content of resin with film-forming ability (total amount of polyacrylic acid ester and polyvinyl acetate) relative to the solid content of the sizing agent in the first step It can be seen that the flexural strength of the calcium silicate plate is improved, and the deterioration of the glass fibers in calcium silicate is reduced, resulting in an increase in the bending strength of the calcium silicate plate. However, it has been found that if the content of the resin is too large, the cohesiveness of the glass fiber strands will be reduced and the deterioration of the glass fibers will also be increased. Therefore, the content of the sizing agent based on the solid content of the sizing agent in the first step is 40 to 90% by weight,
Preferably it is 50 to 80% by weight. Example 3 45% by weight of polyvinyl acetate resin (VQ-553; manufactured by Kanebo NSC) and polyacrylic acid ester resin (obtained by emulsion polymerization of 1 mol of methyl methacrylate, 1 mol of butyl acrylate and 0.5 mol of styrene according to a conventional method) Polyvinyl alcohol (SL-25; manufactured by Kanebo NSC) 7% by weight, Cation Softener-X (manufactured by Onyx) 7% by weight
Weight%, polyethylene glycol (molecular weight 1000)
An aqueous emulsion solution having a solid content of 6% by weight and 5% by weight of γ-aminopropyltriethoxysilane (A1100; manufactured by Nippon Unica Co., Ltd.) was prepared;
This was adjusted to have a solid content concentration of 22% by weight. In addition, furan resin (Hitafuran 303; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 78% by weight, polyacrylic acid ester resin (S-1006; manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.) 18.2% by weight, dibutyl phthalate 3.0% by weight, curing agent (A3; A sizing agent for the second step was prepared by preparing an acetone solution having a solid content of 0.8% by weight (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and increasing the solid content to 20% by weight. When spinning and forming fibers according to Example 1,
The temperature of the heating tube was varied. The obtained glass cake was dried and various properties were evaluated, and the results shown in Table 3 were obtained. The results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】 第3表より第1工程サイズ剤付着後の加熱処理
温度と得られたガラス繊維の集束性及び耐アルカ
リ性能とは相関関係の有ることが判る。又、加熱
処理温度は60〜250℃、好ましくは、80〜220℃、
就中100〜200℃がよいことが判る。
[Table] From Table 3, it can be seen that there is a correlation between the heat treatment temperature after the sizing agent is attached in the first step and the cohesiveness and alkali resistance performance of the obtained glass fibers. In addition, the heat treatment temperature is 60 to 250°C, preferably 80 to 220°C,
It turns out that 100 to 200℃ is especially good.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アルカリ溶解度が4%以下であるZrO2含有
耐アルカリガラスを溶融紡糸して繊維化するに際
し、第一工程に於いてフイルム形成能を有する樹
脂を固形分として40〜90重量%、平滑・柔軟剤2
〜50重量%、シランカツプリング剤0〜15重量%
を含有するサイズ剤で処理してガラス繊維をスト
ランド状に集束した後、60〜250℃の温度で熱処
理を施し、次いで第二工程に於いてフラン樹脂を
固形分として少なくとも30重量%含有するサイズ
剤で処理することにより、ガラス繊維上に2種の
サイズ剤を順次付着せしめることを特徴とする高
温養生に耐える耐アルカリガラス繊維の製造法。
1. When melt-spinning alkali-resistant glass containing ZrO 2 with an alkali solubility of 4% or less to form fibers, in the first step, the solid content of resin with film-forming ability is 40 to 90% by weight, smooth and flexible. Agent 2
~50% by weight, silane coupling agent 0-15% by weight
After the glass fibers are treated with a sizing agent containing a sizing agent to bundle them into strands, they are heat-treated at a temperature of 60 to 250°C, and then in a second step, a size containing at least 30% by weight of furan resin as a solid content is formed. A method for producing alkali-resistant glass fibers that can withstand high temperature curing, the method comprising sequentially attaching two types of sizing agents to glass fibers by treating them with a sizing agent.
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