JPS6385174A - 強化用繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は強化用繊維の製造法に関する。さらに詳しく
はプラスチック、セメント、金属等の補強材として用い
られる強化用繊維の製造法に関する。

（ロ）従来の技術 ガラス繊維、炭素繊維などの強化用素材繊維は、現在プ
ラスチック、セメント、金属等の補強材として注目され
ているが、その優れた性能を保持し有効に利用するため
にこれらの繊維の表面を改質する表面処理（サイジング
という）が施されている。上記処理は、Ｗ＆維の形状の
維持、繊維の耐摩耗性、繊維の帯電防止、母材との接着
性等の機能を付与するための各種シランカップリング剤
、各種増膜剤等の混合物からなるサイジング剤を上記繊
維の表面に塗布して繊維を被覆するものであり、シラン
カップリング剤としては主にビニルエトキシシラン、ビ
ニルトリクロロシラン等のシラン化合物が、また増膜剤
としてはセルロース系化合物やポリビニルアルコール、
ポリウレタン等の樹脂などの液状物質が用いられている
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のごとく液状のサイジング剤を塗布
する表面処理法は、ディップコート等による湿式法であ
るため、液だれによる被覆表面の不均一性や乾燥に手間
がかかる等の欠点を有していた。またこれらの表面処理
は上記に列挙した多数の機能を合わせ持たせるためには
上記多数の化合物の混合物からなるサイジング剤を使用
しなければならず、このサイジング剤の品質の維持、コ
スト面でも問題があった。

この発明はかかる状況に鑑み為されたものであり、こと
に表面処理を乾式にすることにより、品質の向上した補
強用繊維を簡便に得る方法を提供しようとするものであ
る。

（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、強化用素材繊維をプラズマ
発生装置を備えた真空容器内に導入し、該容器内にシラ
ン化合物およびビニル系有機化合物から任意に選択され
る１種またはそれ以上のモノマおよび必要に応じて添加
される酸素もしくは不活性ガスからなる表面処理用ガス
を供給した状態で真空容器内にプラズマを発生させて上
記繊維表面に上記モノマの重合膜からなる表面処理膜を
形成させることを特徴とする強化用繊維の製造法が提供
される。

この発明の方法は、強化用素材繊維の表面に接触する表
面処理用ガス（以下サイジング用ガスという）をプラズ
マ照射により重合膜化して付着させて該繊維の表面を被
覆し表面改質することを特徴とする。

上記強化用素材繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、
合成繊維等通常の強化用繊維が挙げられ、ガラス繊維、
炭素繊維が好ましい。

上記サイジング用ガスの原料としては、シラン化合物、
ビニル系有機化合物、酸素、不活性ガス等が適−でおり
、用いる素材繊維の材質に応じて適宜選択される。上記
シラン化合物としてはモノシラン、ビニルエトキシシラ
ン、ビニルトリクロロシラン等が好ましく、ビニル系有
機化合物としてはスチレンが好ましい。また不活性ガス
としてはアルゴンガス、ネオンガス、塁素ガス等が好ま
しい。これらのガスおよび酸素は通常プラズマエツチン
グに用いられるガスとして知られているものである。

上記サイジング用ガスと素材繊維との組合わせ例として
は、例えばガラス繊維の場合はシラン化合物ガス、ビニ
ル系有機化合物と酸素の混合ガスまたはシラン化合物と
ビニル系有機化合物と酸素の混合ガスが適しており、炭
素繊維の場合はガラス繊維の場合に用いたものの他にビ
ニル系有機化合物ガスのみであってもよく、合成繊維の
場合は上記炭素繊維の場合に用いたものの他に上記のご
ときエツチングガスのみだけであってもよい。上記サイ
ジング用ガスの原料のうち、常温常圧で液体状の乙のは
プズマ雰囲気内へは気化されて供給される。

この発明の方法におけるプラズマ条件としては、グロー
放電が生じる程度の条件が適しており、真空度としては
１〜０．１Ｔｏｒｒ程度、照射時間は２分以内、温度は
常温〜３．４０℃が好ましい。

この発明の方法に用いる装置としては、上記真空条件を
充分に達成しうる真空チャンバとプラズマ発生用電極と
上記真空チャンバ内に前記サイジング用ガスを供給しう
る用構成されたサイジング用ガス供給部とを備えてなる
ものが用いられる。

上記電極は、対向する一対の放電電極が上記真空チャン
バ内に設定されてもよく（有極放電という）、一方の電
極が真空チャンバ内で他方の対向電極が真空チャンバ外
に設定されたもの（無極放電という）でありてもよい。

また上記サイジング用ガス供給部は、常温常圧で液体状
のものと常温常圧で気体状のものとを独立に真空チャン
バ内に供給しうるよう構成されていてもよくまた一定の
比率で合流混合して真空チャンバ内に供給しうるよう構
成されたものであってもよい。まに上記液体状のものは
面記真空条件下では通常気化しうるため特別の気化手段
は設定されていなく左もよい。

この発明の方法においては、素材繊維の表面処理を行う
場合、該繊維をを極数［間のプラズマ雰囲気内ことに陽
光柱内に接触させて行うことが好ましく、この場合宵極
数電間を該繊維が一定の速度で移動しうるように行うの
が処理効率の点で好ましい。またさらに上記放電電極間
近傍に前記サイジング用気体を供給して行うことが好ま
しい。

なお、この発明の方法において上記サイジング′用気体
に加えて従来の増膜剤等も使用しても良い。

（ホ）作用 この発明によれば、表面処理用ガスが所定の割合で供給
された真空下でかつプラズマ雰囲気内に強化用素材繊維
を所定時間接触させることにより、表面処理用ガスが該
繊維表面でプラズマ照射により重合されて被膜を形成し
該繊維表面を被覆する。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 第１図はこの発明の方法を実施する装置の一例の構成説
明図である。図において（１）は東京チャンバ、（２）
は一対の放電電極、（３）は電源、（４）は液体サイジ
ング剤供給部、（５）は気体サイジング剤供給部、（６
）はロータリーポンプ、（７）はケーキ（繊維束）　、
　（８）は巻取器である。液体サイジング剤供給部（４
）はニードルバルブ（４１）を介して真空チャンバ（１
）に管路接続された液体サイジング剤貯留ＷＩ（４２）
から構成されており、気体サイジンク−剤供給部（５）
は調圧弁（５１）を介して管路接続されたボンベ（５２
）から構成されている。また上記真空チャンバ（１）は
ロータリーポンプ（６）により０．００１Ｔ、ｏｒｒま
で吸引可能に構成されたものである。

以上のごとく構成された装置において、液体サイジング
剤としてはスチレンモノマを、一方気体サイジング剤と
しては酸素を用い、また素材繊維としてはンリカファイ
バ（径１３μ）を用いて下記の条件でプラズマ処理を実
施した。

真空チャンバ内圧力　　　　ＩＴｏｒｒ放電出力　　　
　　　　　３５Ｗ 放電周波数　　　　　　　　ＩＫＨｚ 放電時間　　　　　　　　３０ｓｅｃ 上記処理を行って得られた強化用繊維において形成され
た膜厚は、上記真空チャンバ内に同時に設置しておいた
圧電素子の周波数変化から読み取れる値として３０００
人であった。

上記のごとき処理によって得られた強化用繊維について
、放電処理時間とそれに従って得られる強化用繊維の水
との接触角によるぬれ性を確にしたところ、第２図に示
す結果を得た。この図において従来程度のぬれ性（点線
で表示）を得るためには３０秒程度のプラズマ照射で充
分であることが示されている。

また上記得られた強化用繊維では、静電気による繊維同
志の凝集が生じなくなった。またさらに上記強化用繊維
をエポキシの接着剤に混ぜて硬化させた後破壊したとこ
ろ該繊維の抜けがなくなっていた。

（、ト）発明の効果 この発明によれば、表面処理用ガスのプラズマ平台によ
り乾式で表面処理ができるので、均一に表面処理された
高品質な強化用繊維を簡便に得ることができる。また処
理時間が短縮されるのでコストを低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施する装置の一例の構成説
明図、第２図はこの発明の方法により得られた強化用繊
維のぬれ性を示すグラフ図である。 （１）・・・・・・真空チャンバ、（２）・・・・・・
放電電極、（３）・・・・・・電源、　（４）・・曲・
液体サイジング剤供給部、（５）・・・・・・気体サイ
ジング剤供給部、（６）・・・・・・ロータリーポンプ
、（７）・・・・・・ケーキ（繊維束）、（８）・旧・
・巻取器、（４１）・・・・・・ニードルパルプ、（４
２）・・・・・・液体サイリング剤貯留槽（５１）・・
・・・・調圧弁、（５２）・・・・・・ボンベ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強化用素材繊維をプラズマ発生装置を備えた真空容
   器内に導入し、該容器内にシラン化合物およびビニル系
   有機化合物から任意に選択される１種またはそれ以上の
   モノマおよび必要に応じて添加される酸素もしくは不活
   性ガスからなる表面処理用ガスを供給した状態で真空容
   器内にプラズマを発生させて上記繊維表面に上記モノマ
   の重合膜からなる表面処理膜を形成させることを特徴と
   する強化用繊維の製造法。 ２、強化用素材繊維が、ガラス繊維または炭素繊維であ
   る特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ３、シラン化合物が、モノシラン、ビニルエトキシシラ
   ン、ビニルトリクロロシランである特許請求の範囲第１
   項記載の製造法。 ４、ビニル系有機化合物が、スチレンである特許請求の
   範囲第１項記載の製造法。 ５、不活性ガスが希ガスまたは窒素ガスである特許請求
   の範囲第１項記載の製造法。