KR20240036497A - 수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품 - Google Patents

수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR20240036497A
KR20240036497A KR1020237038307A KR20237038307A KR20240036497A KR 20240036497 A KR20240036497 A KR 20240036497A KR 1020237038307 A KR1020237038307 A KR 1020237038307A KR 20237038307 A KR20237038307 A KR 20237038307A KR 20240036497 A KR20240036497 A KR 20240036497A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass fiber
mass
resin
glass
resin reinforcement
Prior art date
Application number
KR1020237038307A
Other languages
English (en)
Inventor
료 사사키
요수케 누쿠이
Original Assignee
니토 보세키 가부시기가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니토 보세키 가부시기가이샤 filed Critical 니토 보세키 가부시기가이샤
Publication of KR20240036497A publication Critical patent/KR20240036497A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/25—Non-macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/326—Polyureas; Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/40—Organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2365/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2371/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

우수한 공정성을 구비하고, 나아가 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있는 수지 강화용 유리섬유를 제공한다. 수지 강화용 유리섬유는, 유리섬유와, 이 유리섬유 표면에 부착된 유기물로 이루어지고, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.010질량%~0. 600질량%이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.120질량%~1.500질량%이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.200질량%~2.000질량%이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(1)을 만족한다. 0.220≤(N×C)1/2/L≤0.405 …(1)

Description

수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품
본 발명은 수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품에 관한 것이다.
최근에 금속의 대체재료로서 섬유 강화 수지재료가 주목을 받고 있다. 그러나, 수지의 내열성은 금속보다 뒤떨어지기 때문에, 고내열성이 요구되는 용도에서는 섬유 강화 수지재료에 의한 금속 대체가 진행되고 있지 않다. 이러한 가운데, 고내열성이 요구되는 용도로도 사용 가능한 섬유 강화 수지 성형품이 검토되고 있다.
통상적으로 섬유 강화 수지 성형품에 이용되는 강화 섬유에 있어서는, 강화 섬유와 수지의 밀착성을 향상시키고, 섬유 강화 수지 성형품의 강도를 향상시키기 위해서, 강화 섬유의 표면에 유기물을 부착시키는 것이 행해지고 있다. 예를 들어, 상기 강화 섬유가 유리섬유일 때, 상기 유기물로서 우레탄 수지와 커플링제와 윤활제를 포함하는 집속제가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 상기 우레탄 수지는, 자일릴렌 디이소시아네이트 성분과 폴리에스테르 폴리올 성분을 구성 단위로서 포함한다.
그런데, 특허문헌 1에 기재한 집속제는, 유리섬유의 표면에 부착시킨 경우에도, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤 등의 수지에 대해서는 이 유리섬유와 이 수지를 충분히 밀착시키지 못하고, 유리섬유 강화 수지 성형품에서 충분한 기계적 특성을 얻을 수 없는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 수지 강화용 유리섬유의 표면에 산과 실란 커플링제를 부착시킬 때, 이 산을 카르복실기의 α탄소위의 평균 수소수가 0.5 이상인 산으로 하고, 이 산의 부착량을 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 10ppm~400ppm의 범위로 하는 것이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 2에 의하면, 상기 수지 강화용 유리섬유의 표면에 상기 산과 상기 실란 커플링제를 부착시킴으로써 유리섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 특개2000-44793호 공보 [특허문헌 2] 특개2020-158945호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 산과 실란 커플링제의 조합에서는, 상기 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착시켰을 때, 유리 섬유속의 집속성이 낮고, 유리 섬유속을 절단하여 촙드 스트랜드로 하거나, 이 촙드 스트랜드와 수지를 혼련하여 수지 펠릿을 성형할 때에 보풀이 발생하기 쉽고, 공정성이 현저하게 저하되는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 이러한 문제를 해소하고, 우수한 공정성을 구비하며, 나아가 우수한 기계적 특성을 구비하는 유리섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있는 수지 강화용 유리섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착된 유기물에 대해서 검토를 거듭한 결과, 이 유기물의 질소량(N)을 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 특정 범위로 함으로써 이 수지 강화용 유리섬유가 우수한 공정성을 구비할 수 있는 것과, 이 수지 강화용 유리섬유에 의해 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명에 도달했다.
이에, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 유리섬유와, 이 유리섬유 표면에 부착된 유기물로 이루어지는 수지 강화용 유리섬유이고, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.010질량%~0.600질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.120질량%~1.500질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.200질량%~2.000질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.220≤(N×C)1/2/L≤0.405 …(1)
본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)이 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 각각 상기 범위이고, 이 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 상기 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(1)을 만족함으로써 우수한 공정성을 구비하고, 나아가 우수한 기계적 특성을 구비하는 유리섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있다.
여기서, 수지 강화용 유리섬유가 우수한 공정성을 구비하는 것은, 후술하는 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가가 A 또는 B인 것을 말한다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품이 우수한 기계적 특성을 구비하는 것은, 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도가 200MPa 이상, 굽힘 강도가 305MPa 이상, 노치가 있는 Izod 충격 강도가 13kJ/m2 이상인 것을 말한다.
본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.010질량% 미만일 경우에는 유리섬유와 수지의 밀착성이 불충분해진다. 또한, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.600질량% 초과일 경우에는 유리섬유의 촉감이 딱딱해지고, 유리섬유 제품으로 가공할 때의 수율이 악화되거나, 필라멘트가 절손되기 쉬워지며, 보풀이 많아지는 문제가 발생한다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.120질량% 미만일 경우에는, 유리 섬유속이 충분히 집속되지 않고, 유리 섬유속의 운반·절단 시 등에 유리 섬유속이 풀어져서 보풀이 발생하여 면 형상이 되고, 공정성을 악화시키는 문제가 있다. 또한, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 1.500질량% 초과일 경우에는 유리섬유 강화 수지의 성형 시에 유기물 유래의 분해 가스가 다량으로 발생하고, 유리섬유 강화 수지의 외관이나 기계적 강도를 손실하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 강열 감량(L)이 0.200질량% 미만일 경우에는, 유리 섬유속이 충분히 집속되지 않고, 유리 섬유속의 운반·절단 시 등에 유리 섬유속이 풀어져서 보풀이 발생하여 면 형상이 되고, 공정성을 악화시키는 문제가 있다. 또한, 강열 감량(L)이 2.000질량% 초과일 경우에는 유리섬유 강화 수지의 성형 시에 유기물 유래의 분해 가스가 다량으로 발생하고, 유리섬유 강화 수지의 외관이나 기계적 강도를 손실하는 문제가 있다.
상기 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)은, 예를 들어, NC 애널라이저(주식회사 스미카 분석센터 제품, 상품명 : SUMIGRAPH NC-TRINITY)를 사용하고, 200mg~400mg의 수지 강화용 유리섬유(예를 들어, 촙드 스트랜드)를 900℃의 온도로 250초간 강하게 가열하여, 발생한 기체 중의 이산화 탄소 가스량, 및 질소 산화물을 환원 구리에 의해 환원시킨 질소 가스량을 가스 크로마토그래피로 측정함으로써 구할 수 있다. 또한 상기 이산화 탄소 가스량 및 질소 가스량은 상기 NC 애널라이저에 세팅된 수지 강화용 유리섬유의 질량에 대한 이들 가스의 질량의 비율로서 측정된다.
또한, 상기 강열 감량은 JIS R 3420 : 2013에 준거하여 측정할 수 있다.
상기 커트 용이성 평가는, 상기 수지 강화용 유리섬유를 3mm의 길이로 절단 한 촙드 스트랜드 1kg를, JIS Z 8801-1 : 2019에 준거한, 테두리의 지름 200mm, 메쉬 개구 2.8mm, 철사의 지름 1.12mm, 평직의 금속 체 상에 100g씩 취하여 30초간 진탕시켰을 때에, 체를 통과한 촙드 스트랜드의 질량을 측정함으로써 행할 수 있다. 상기 커트 용이성 평가에서는, 체로 치기 전의 촙드 스트랜드의 질량에 대한, 체를 통과한 촙드 스트랜드의 질량의 비율이 60질량% 이상 100질량% 이하인 것을 A, 40질량% 이상 60질량% 미만인 것을 B, 0질량% 이상 40질량% 미만인 것을 C로 평가한다.
또한 유리섬유의 가공성이 저하되면, 유리섬유를 절단하여 촙드 스트랜드로 할 때, 촙드 스트랜드의 길이가 소정 길이보다 길어진다. 소정 길이보다 긴 촙드 스트랜드는 절단공정 후에 제거할 필요가 있고, 공정성이 악화되거나 수율이 악화된다. 이에, 본원에서는, 상기 커트 용이성 평가를 상기 공정성을 평가하는 지표 중 하나로 하고 있다.
상기 니더 보풀 평가는, 상기 수지 강화용 유리섬유 1kg를 더블 암 니더장치(일본 스핀들 제조주식회사 제품, 상품명 : SR1-1)의 혼련조에 넣고, 위로부터 6kg의 추를 얹어서 4분간 혼련한 후, 발생한 보풀의 질량을 측정함으로써 행할 수 있다. 상기 니더 보풀 평가에서는, 보풀의 질량이 0.15kg 이하인 것을 A, 0.15kg 초과 및 0.30kg 이하인 것을 B, 0.30kg 초과 및 0.60kg 이하인 것을 C로 평가한다.
상기 인장 강도는 상기 섬유 강화 수지 성형품으로 이루어지는 JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 이용하고, 시험온도 23℃의 조건으로 정밀만능시험기(주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : 오토그래프 AG-Xplus50kN)를 이용하여 JIS K 7164 : 2005에 준거하여 측정한 값이다.
또한, 상기 굽힘 강도는, 상기 섬유 강화 수지 성형품으로 이루어지는 JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 클래스 I 시험편으로 가공하고, 시험온도 23℃의 조건으로 정밀만능시험기(주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : 오토그래프 AG-Xplus50kN)를 이용하여 JIS K 7017 : 1999에 준거하여 측정한 값이다.
또한, 상기 노치가 있는 Izod 충격 강도는, 상기 섬유 강화 수지 성형품으로이루어지는 JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 타입 A 노치를 갖는 타입 1 시험편으로 가공하고, JIS K 7110 : 1999에 준거하여 측정한 값이다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)이 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 각각 상기 범위이고, 이 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 상기 범위일 때, 상기 N 및 C가 다음 식(a)을 만족하는 것이 바람직하며, 다음 식(b)을 만족하는 것이 더 바람직하다.
2.90≤C/N≤6.50 …(a)
4.85≤C/N≤6.20 …(b)
본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)이 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 각각 상기 범위이고, 이 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 상기 범위일 때, 상기 N 및 C가 상기 식(a)을 만족함으로써 우수한 공정성을 구비할 수 있고, 나아가 더 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)이 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 각각 상기 범위이고, 이 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 상기 범위일 때, 상기 N 및 C가 상기 식(b)을 만족함으로써 더 우수한 공정성을 구비할 수 있고, 나아가 더 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있다.
여기서, 더 우수한 공정성을 구비하는 것은, 상기 수지 강화용 유리섬유의 상기 커트 용이성 평가가 A인 것을 말한다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품이 더 우수한 기계적 특성을 구비하는 것은, 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도가 200MPa 이상, 굽힘 강도가 315MPa 이상, 노치가 있는 Izod 충격 강도가 13kJ/m2 이상인 것을 말한다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.030질량%~0.270질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.300질량%~1.200질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.400질량%~1.800질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(2)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.245≤(N×C)1/2/L≤0.274 …(2)
본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 탄소량(C)이 이 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 각각 상기 범위이고, 이 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 상기 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(2)을 만족함으로써 더 우수한 공정성을 보다 확실하게 구비할 수 있고, 나아가 더 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 보다 확실하게 얻을 수 있다.
본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 더 바람직하게는 0.040질량%~0.200질량%의 범위이고, 특히 바람직하게는 0.060질량%~0.180질량%의 범위이며, 가장 바람직하게는 0.090질량%~0.150질량%의 범위이다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 더 바람직하게는 0.400질량%~1.000질량%의 범위이고, 특히 바람직하게는 0.450질량%~0.800질량%의 범위이며, 가장 바람직하게는 0.500질량%~0.700질량%의 범위이다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 강열 감량(L)이 더 바람직하게는 0.600질량%~1.500질량%의 범위이고, 특히 바람직하게는 0.700질량%~1.400질량%의 범위이고, 특히 바람직하게는 0.850질량%~1.300질량%의 범위이며, 가장 바람직하게는 0.950질량%~1.200질량%의 범위이다.
본 발명의 수지 강화용 유리섬유에 있어서, 상기 유기물은 질소를 함유하는 실란 커플링제(이하, 질소 함유 실란 커플링제라고도 함)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유에 있어서, 상기 유기물은 필름 포머를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수지 강화용 유리섬유에 있어서, 상기 유리섬유는 촙드 스트랜드, 로빙, 촙드 스트랜드 매트, 밀드 파이버로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 한 종의 형태로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 유리섬유 강화 수지 성형품은, 상기 수지 강화용 유리섬유와, 유리 전이 온도가 100℃ 이상인 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 유리섬유 강화 수지 성형품은, 상기 어떠한 수지 강화용 유리섬유와, 폴리아릴에테르케톤을 포함하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 실시형태에 대해서 더 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 유리섬유와, 이 유리섬유 표면에 부착된 유기물로 이루어지는 수지 강화용 유리섬유이며, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.010질량%~0.600질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.120질량%~1.500질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.200질량%~2.000질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(1)을 만족한다.
0.220≤(N×C)1/2/L≤0.405 …(1)
여기서, 상기 L에 대한 상기 N의 비율을 높이면, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 포함하는 유리섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성이 향상되는 경향이 있으나, 상기 L에 대한 상기 C의 비율이 상대적으로 저하된다. 상기 L에 대한 상기 C의 비율을 높이면, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 공정성이 향상되는 경향이 있으나, 상기 L에 대한 상기 N의 비율이 상대적으로 저하된다. 이들 경향을 근거로 하여, 상기 식(1)은, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 포함하는 유리섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성과, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 공정성의 밸런스를 표현하고 있는 것으로 추정된다. 또한 상기 L에 대한 상기 N의 비율은, 예를 들어, 유리섬유 표면에 부착된 유기물 전량에 대한, 후술하는 질소 함유 실란 커플링제 또는 질소량 조정제의 함유 비율에 의해 조정할 수 있다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.030질량%~0.270질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.300질량%~1.200질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.400질량%~1.800질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(1)을 만족하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 N, C 및 L이 상기 식(1)을 만족하는 경우에, 상기 N 및 C가 다음 식(a)을 만족하는 것이 바람직하다.
2.90≤C/N≤6.50 …(a)
여기서, 상기 N에 대한 상기 C의 비율을 높이면, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 공정성이 향상되는 경향이 있으나, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 포함하는 유리섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성은 저하되는 경향이 있다. 따라서, 상기 식(a)은, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 공정성과, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 포함하는 유리섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성의 밸런스를 나타내고 있는 것으로 추정된다. 또한 상기 N에 대한 상기 C의 비율은, 예를 들어, 유리섬유 표면에 부착된 유기물 전량에 대한, 후술하는 질소 함유 실란 커플링제 또는 질소량 조정제의 함유 비율에 의해 조정할 수 있다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 N, C 및 L이 상기 식(1)을 만족하는 경우에, 상기 N 및 C가 다음 식(b)을 만족하는 것이 보다 바람직하고, 다음 식(c)을 만족하는 것이 더 바람직하고, 다음 식(d)을 만족하는 것이 특히 바람직하며, 다음 식(e)을 만족하는 것이 가장 바람직하다.
4.85≤C/N≤6.20 …(b)
4.90≤C/N≤5.90 …(c)
4.95≤C/N≤5.60 …(d)
5.00≤C/N≤5.40 …(e)
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.030질량%~0.270질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.300질량%~1.200질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.400질량%~1.800질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(2)을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
0.245≤(N×C)1/2/L≤0.274 …(2)
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.040질량%~0.200질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.400질량%~1.000질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.600질량%~1.500질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(2)을 만족하는 것이 더 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.060질량%~0.180질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.450질량%~0.800질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.700질량%~1.400질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(2)을 만족하는 것이 특히 바람직하다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 N, C 및 L이 상기 식(2)을 만족하는 경우에, 상기 N 및 C가 상기 식(b)을 만족하는 것이 바람직하고, 상기 식(c)을 만족하는 것이 보다 바람직하고, 상기 식(d)을 만족하는 것이 더 바람직하며, 상기 식(e)을 만족하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.060질량%~0.180질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.450질량%~0.800질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.700질량%~1.400질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 다음 식(3)을 만족하는 것이 특히 바람직하다.
0.259≤(N×C)1/2/L≤0.270 …(3)
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.090질량%~0.150질량%의 범위이고, 상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.500질량%~0.700질량%의 범위이고, 상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.950질량%~1.200질량%의 범위이며, 상기 N, C 및 L이 상기 식(3)을 만족하는 것이 가장 바람직하다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 N, C 및 L이 상기 식(3)을 만족하는 경우에, 상기 N 및 C가 상기 식(d)을 만족하는 것이 바람직하고, 상기 식(e)을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 구성하는 유리섬유를 형성하는 유리의 유리 조성은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 가장 범용적인 E유리 조성, 고강도 고탄성률 유리 조성, 고탄성률 제조 용이성 유리 조성, 및 저유전율 저유전정접 유리 조성을 들 수 있다.
상기 E유리 조성은, 유리섬유의 전량에 대해서 52.0질량%~56.0질량%의 범위의 SiO2와, 12.0질량%~16.0질량%의 범위의 Al2O3와, 합계로 20.0질량%~25.0질량%의 범위의 MgO 및 CaO와, 5.0질량%~10.0질량%의 범위의 B2O3를 포함하는 조성이다.
또한, 상기 고강도 고탄성률 유리 조성은, 유리섬유의 전량에 대해서 60.0질량%~70.0질량%의 범위의 SiO2와, 20.0질량%~30.0질량%의 범위의 Al2O3와, 5.0질량%~15.0질량%의 범위의 MgO와, 0질량%~1.5질량%의 범위의 Fe2O3와, 합계로 0질량%~0.2질량%의 범위의 Na2O, K2O 및 Li2O를 포함하는 조성이다.
또한, 상기 고탄성률 제조 용이성 유리 조성은, 유리섬유의 전량에 대해서 57.0질량%~60.0질량%의 범위의 SiO2와, 17.5질량%~20.0질량%의 범위의 Al2O3와, 8.5질량%~12.0질량%의 범위의 MgO와, 10.0질량%~13.0질량%의 범위의 CaO와, 0.5질량%~1.5질량%의 범위의 B2O3를 포함하고, 또한 SiO2, Al2O3, MgO 및 CaO의 합계량이 98.0질량% 이상인 조성이다.
또한, 저유전율 저유전정접 유리 조성은, 유리섬유 전량에 대해서 48.0질량%~62.0질량%의 범위의 SiO2와, 17.0질량%~26.0질량%의 범위의 B2O3와, 9.0질량%~18.0질량%의 범위의 Al2O3와, 0.1질량%~9.0질량%의 범위의 CaO와, 0질량%~6.0질량%의 범위의 MgO와, 합계로 0.05질량%~0.5질량%의 범위의 Na2O, K2O 및 Li2O와, 0질량%~5.0질량%의 범위의 TiO2와, 0질량%~6.0질량%의 범위의 SrO와, 합계로 0질량%~3.0질량%의 범위의 F2 및 Cl2와, 0질량%~6.0질량%의 범위의 P2O5를 포함하는 조성이다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유를 구성하는 유리섬유를 형성하는 유리의 유리 조성은, 이 수지 강화용 유리섬유를 이용하는 섬유 강화 수지 성형품의 내열성을 향상시키는 관점으로부터는 상기 고강도 고탄성률 유리 조성인 것이 바람직하다.
전술한 유리의 조성의 각 성분의 함유량의 측정은 다음과 같이 하여 행할 수 있다.
우선, 유리섬유를 적절한 크기로 재단한 후, 백금 도가니에 넣고, 전기로 내에서 1550℃의 온도로 6시간 유지하여 교반을 가하면서 용융시킴으로써 균질인 용융 유리를 얻는다. 다음에, 얻어진 용융 유리를 카본판 상에 유출시켜서 유리 컬릿을 제작한 후, 이 유리 컬릿을 분쇄하고 분말화하여 유리 분말를 얻는다.
경원소인 Li에 대해서는 상기 유리 분말을 산으로 가열 분해한 후, ICP 발광 분광 분석장치를 이용하여 정량 분석한다. 그 외의 원소에 대해서는 상기 유리 분말을 프레스기로 원반 형상으로 성형한 후, 파장 분산형 형광 X선 분석장치를 이용하여 정량 분석한다. 이들 정량 분석결과를 산화물 환산하여 각 성분의 함유량 및 전량을 계산하고, 이들 수치로부터 전술한 각 성분의 함유량(질량%)을 구할 수 있다.
상기 유리섬유는 유리섬유 표면에 유기물이 부착되어 있는 경우, 또는 유리섬유가 유기물(수지) 중에 주로 강화재로서 포함되어 있는 경우에는, 예를 들어, 300℃~650℃의 머플로에서 0.5시간~24시간 정도 가열하여, 유기물을 제거하고 나서 이용한다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 처음에, 전술한 조성이 되도록 조합된 유리 원료(유리 배치)를 용융로에 공급하고, 예를 들어 1450℃~1550℃의 범위의 온도로 용융한다. 다음에, 용융된 유리 배치(용융 유리)를 소정 온도로 제어된 부싱의 1개~30000개의 노즐 팁으로부터 인출하여 급냉함으로써 유리 필라멘트를 형성한다. 다음에, 형성된 유리 필라멘트에 도포장치인 어플리케이터를 이용하여 집속제 또는 바인더를 도포하고, 집속 슈를 이용하여 유리 필라멘트 1개~30000개를 집속시키면서, 권취기를 이용하여 튜브에 고속으로 감음으로써 유리 섬유를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 유리섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 단면 형상은 통상적으로 원형이다. 상기 유리 필라멘트의 섬유 지름은, 예를 들어, 우선, 본 실시형태의 유리섬유를 유리섬유 강화 수지 성형품으로 하고, 이 유리섬유 강화 수지 성형품의 단면을 연마하고, 이어서, 전자현미경을 이용하여 유리 필라멘트 100개 이상에 대해서 그 직경을 측정하고, 측정된 직경의 평균값을 구함으로써 산출할 수 있다.
상기 원형의 단면 형상을 구비하는 유리 필라멘트의 섬유 지름은 3.0㎛~35.0㎛의 범위에 있는 것이 바람직하고, 4.0㎛~30.0㎛의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 4.5㎛~25.0㎛의 범위에 있는 것이 더 바람직하고, 5.0㎛~20.0㎛의 범위에 있는 것이 특히 바람직하며, 6.0㎛~15.5㎛의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다.
여기서, 상기 노즐 팁을, 비원형 형상을 가지고, 용융 유리를 급냉하는 돌기부나 노치부를 갖는 것으로 하고, 온도 조건을 제어함으로써 편평한 단면 형상을 구비하는 유리 필라멘트로 구성되는 유리 섬유를 얻을 수 있다.
상기 유리 필라멘트가 편평한 단면 형상을 구비하는 경우, 그 형상으로서는 장원형, 타원형, 직사각형을 들 수 있다. 여기서, 장원형이란, 직사각형의 단변 부분을, 해당 단변을 직경으로 하는 반원으로 각각 치환한 형상을 의미한다. 상기 편평한 단면 형상을 구비하는 유리 필라멘트의 환산 섬유 지름은 3.0㎛~35.0㎛의 범위에 있는 것이 바람직하고, 4.0㎛~30.0㎛의 범위에 있는 것이 바람직하고, 4.5㎛~25.0㎛의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 5.0㎛~20.0㎛의 범위에 있는 것이 더 바람직하며, 6.0㎛~15.5㎛의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 편평한 단면 형상을 구비하는 유리 필라멘트의 환산 섬유 지름이란, 편평한 단면 형상을 구비하는 유리 필라멘트의 단면 형상의 면적과 동일한 면적을 갖는 진원의 직경을 의미한다. 또한, 유리 필라멘트의 단면이란, 유리섬유의 섬유 길이방향에 수직인 횡단면을 의미한다.
상기 유리 필라멘트의 환산 섬유 지름은, 예를 들어, 우선, 본 실시형태의 유리섬유를 유리섬유 강화 수지 성형품으로 하고, 이 유리섬유 강화 수지 성형품의 단면을 연마하고, 이어서, 전자현미경을 이용하여 유리 필라멘트 100개 이상에 대해서 그 단면적을 산출한 후, 해당 단면적에 기초하여 환산 섬유 지름을 산출하고, 이어서, 산출된 환산 섬유 지름의 평균값을 구함으로써 산출할 수 있다.
상기 유리섬유를 구성하는 유리 필라멘트가 편평한 단면 형상을 구비하는 경우, 해당 단면에서의 단경에 대한 장경의 비(장경/단경)는 예를 들어 2.0~10.0의 범위에 있고, 바람직하게는 3.0~8.0의 범위에 있다.
상기 유리섬유를 구성하는 유리 필라멘트가 편평한 단면 형상을 구비하는 경우, 해당 단면에서의 단경에 대한 장경의 비(장경/단경)는, 전자현미경을 이용하여 유리 필라멘트 100개 이상에 대해서 유리 필라멘트 단면의 대략 중심을 통하는 최장의 변을 장경으로 하고, 이 장경과 유리 필라멘트 단면의 대략 중심에서 직교하는 변을 단경으로 하여 각각의 길이를 측정하고, 이들의 평균값을 구함으로써 산출할 수 있다. 상기 유리섬유는, 촙드 스트랜드, 로빙, 촙드 스트랜드 매트, 밀드 파이버로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 한 종의 형태로 할 수 있다.
상기 촙드 스트랜드는, 유리섬유(유리 섬유속 또는 유리 스트랜드라고도 함)를 구성하는 유리 필라멘트의 개수가 바람직하게는 1개~30000개의 범위이고, 보다 바람직하게는 50개~10000개의 범위이고, 더 바람직하게는 1000개~8000개의 범위이며, 유리섬유를 바람직하게는 1.0mm~100.0mm의 범위의 길이, 보다 바람직하게는 1.2mm~51.0mm의 범위의 길이, 더 바람직하게는 1.5mm~30.0mm의 범위의 길이, 특히 바람직하게는 2.0mm~15.0mm의 범위의 길이, 가장 바람직하게는 2.3mm~7.8mm의 범위의 길이로 절단한 형태이다.
상기 로빙은, 유리섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 개수가 10개~30000개의 범위이고, 절단을 행하지 않는 형태이다. 상기 로빙은, 예를 들어 1000~10000tex(g/1000m)의 범위의 질량을 구비한다.
상기 촙드 스트랜드 매트는, 상기 유리섬유를 40mm~150mm의 범위의 길이로 절단한 것을 평면 상에 랜덤한 방향으로 분산시키고, 수지 결합제에 의해 매트 형상으로 성형한 형태이다. 상기 촙드 스트랜드 매트는, 예를 들어 30g/m2~300g/m2의 단위 면적당 질량을 구비한다.
상기 밀드 파이버는, 유리섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 개수가 1개~30000개의 범위이고, 볼 밀이나 헨셀 믹서 등의 공지된 방법에 의해 1㎛~900㎛의 범위의 길이로 분쇄한 형태이다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유는, 상기 유리섬유의 표면이 이 표면에 부착된 유기물로 피복되어 있다. 상기 유기물로서는, 질소 함유 실란 커플링제, 필름 포머(피막 형성제), 질소량 조정제, 윤활제, 계면활성제, 또는 이들 중 복수를 포함하는 조성물을 들 수 있다.
상기 유기물은, 질소 함유 실란 커플링제 또는 필름 포머를 포함하는 조성물인 것이 바람직하고, 질소 함유 실란 커플링제를 포함하고, 나아가 필름 포머를 포함하는 조성물인 것이 보다 바람직하며, 질소 함유 실란 커플링제 및 필름 포머를 포함하고, 나아가 질소량 조정제를 포함하는 조성물인 것이 더 바람직하다.
상기 유기물은, 이 유기물이 부착되어 있지 않는 상태에서의 유리섬유의 질량을 기준으로 하여 0.200질량%~2.000질량%의 비율로 유리섬유에 부착되어 있다.
상기 유리섬유의 표면에 상기 유기물을 부착시키는 방법으로서는, 예를 들어, 전술한 바와 같이 하여 이 유리섬유를 제조할 때에, 이 조성물을 포함하는 집속제 또는 바인더를, 롤러형 어플리케이터 등의 공지된 방법을 이용하여 이 유리섬유 표면에 도포하고 건조시키는 처리를 행하는 방법, 이 유리섬유의 제조 후에, 이 유리섬유를, 이 조성물을 포함하는 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시키고 건조시키는 처리를 행하는 방법, 이 조성물을 포함하는 처리액을, 스프레이를 이용하여 이 유리섬유 표면에 산포하고 건조시키는 처리를 행하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 유리섬유의 표면에 부착된 유기물의 양은, 상기 처리액(상기 집속제 또는 바인더를 포함함) 중의 고형분의 농도, 상기 처리의 회수 등에 의해 조정할 수 있다. 여기서, 상기 고형분이란, 상기 처리액을 110℃로 1시간 건조시킨 후에 휘발시키지 않고 잔류하는 성분을 나타낸다.
상기 질소 함유 실란 커플링제로서는, 아미노 실란, 양이온성 실란, 페닐아미노 실란, 우레이드 실란, 이소시아네이트 실란, 이소시아누레이트 실란, 이미다졸계 실란 커플링제, 트리아진환을 갖는 실란 등을 들 수 있다.
상기 질소 함유 실란 커플링제로서는, 이 질소 함유 실란 커플링제의 보존 안정성이 높고, 냉수에 용이하게 용해되며, 집속제 또는 바인더로 했을 때의 용액 안정성이 높음으로 인해, 아미노 실란, 양이온성 실란 또는 우레이드 실란이 바람직하고, 아미노 실란 또는 우레이드 실란이 보다 바람직하며, 아미노 실란이 더 바람직하다.
상기 질소 함유 실란 커플링제는, 이들의 화합물을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
상기 아미노 실란으로서는, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-N'-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아닐리노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 양이온성 실란으로서는, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 염산염, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 염산염 등을 들 수 있다.
상기 페닐아미노 실란으로서는 N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 우레이드 실란으로서는 3-우레이드프로필트리알콕시실란 등을 들 수 있다.
상기 이소시아네이트 실란으로서는 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 이소시아누레이트 실란으로서는 트리스-(트리메톡시시릴프로필)이소시아누레이트 등을 들 수 있다.
상기 이미다졸계 실란 커플링제로서는, 클로로알킬실란과 이미다졸의 탈염화수소반응에 의해 합성되는 실란 커플링제, 이미다졸과 에폭시계 실란 커플링제의 반응에 의해 합성되는 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
상기 트리아진환을 갖는 실란으로서는, 디아미노트리아지닐기와 가수분해성 시릴기를 갖는 화합물(예를 들어, 시코쿠 화성공업주식회사 제품 VD-5(상품명)) 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착된 유기물이 질소 함유 실란 커플링제를 포함하는 것은, 유리섬유를 65℃의 수중에서 가열하고, 추출물을 농축한 후에 1H-NMR로 분석함으로써 검출할 수 있다.
상기 필름 포머(피막 형성제)로서는, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아세트산 비닐 수지, 불포화 폴리에스테르, 비닐에스테르 수지, 변성 폴리프로필렌, 불포화 단량체의 공중합체, 폴리아미드, 폴리올레핀, 페놀 수지, 테르펜페놀 수지, 로진 에스테르, 폴리이미드 바니시, 폴리아믹산, 폴리아릴에테르케톤, 폴리에테르이미드 등의 에멀젼 및 용액을 들 수 있다.
상기 필름 포머는, 유리 섬유속의 집속성을 담보하고, 공정 중에 섬유속이 풀려서 보풀이 발생하여 면 형상이 되는 것을 방지하는 관점으로부터는, 우레탄 수지 또는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
상기 필름 포머는, 이들을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
상기 우레탄 수지로서는, 디이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물 또는 폴리에스테르 화합물을 반응시킴으로써 얻어지는 수지를 들 수 있다.
상기 디이소시아네이트 화합물로서는, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 헵타메틸렌디이소시아네이트, 옥타메틸렌디이소시아네이트, 데카메틸렌디이소시아네이트, 도데카메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트, 시클로헥실렌디이소시아네이트, 시클로헥실메탄디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소프로필리덴비스(4-시클로헥실이소시아네이트), 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 2,4'-MDI, 4,4'-MDI, 디시클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트(수첨 MDI), 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 2,6-TDI, 3-메틸페닐메탄-4,4'디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 클로로페닐렌-2,4-디이소시아네이트, 클로로페닐렌-2,4-디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 메타크실렌디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 폴리올 화합물로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리카보네이트디올, 폴리부타디엔폴리올, 수첨 폴리부타디엔폴리올, 수첨 이소프렌폴리올, 아크릴폴리올, 1,3-프로판디올, 부틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 2-메틸-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥실렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리스톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 화합물로서는, 상기 폴리올 화합물과 폴리카르본산의 축합물, 및 환상 에스테르의 개환 중합에 의해 얻어지는 화합물을 들 수 있다. 상기 폴리카르본산으로서는, 아디핀산, 아젤라산, 피멜린산, 세바신산, 도데칸디카르본산, 무수 말레산, 프말산, 1,3-시클로펜탄디카르본산, 1,4-시클로헥산디카르본산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-나프탈렌디카르본산, 비페닐디카르본산, 트리멜리트산 등을 들 수 있다. 또한, 상기 환상 에스테르의 개환 중합에 의해 얻어지는 화합물로서는, 폴리(ε-카프로락톤) 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비페닐형 2관능 에폭시 수지, 비페닐 변성 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 나프톨-크레졸 공중합 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨-페놀 공중합형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔-페놀 부가형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 테트라페닐에탄형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 및 이들을 변성시킨 것, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 아세트산 비닐 수지로서는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐, 아세트산 비닐과 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체(예를 들어, 에틸렌, 프로필렌)의 공중합체, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 불포화 폴리에스테르로서는, 지방족 불포화 디카르본산과 지방족 디올을 에스테르화 반응시킴으로써 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.
상기 변성 폴리프로필렌으로서는, 불포화 카르본산, 또는 그 무수물로 변성된 산 변성 폴리프로필렌, 염소화 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 불포화 단량체의 공중합체로서, 2종류 이상의 불포화 단량체로 이루어지는 공중합체 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 불포화 단량체로서는, 불포화 카르본산, 및 불포화 카르본산이 아닌 불포화 단량체를 들 수 있다. 상기 불포화 카르본산으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, (무수)말레산, (무수)이타콘산, 메사콘산, 시트라콘산, 무수 도데세닐 숙신산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 카르본산이 아닌 불포화 단량체로서는, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌, 이소부틸렌, 메틸스티렌, 2-메틸-2-부텐, 노르보르넨, 스틸벤, 시클로펜텐, 디히드로나프탈렌, 부타디엔, 아크릴산 메틸, 이소프렌아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 이소부틸, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 염화 비닐, 염화 아릴, 벤조산 비닐, 2-클로로에틸-비닐에테르, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 아크릴산 클로라이드, N,N-디부틸아크릴아미드, 메틸비닐케톤, α-클로로아크릴산 메틸, 크로톤산 메틸 등을 들 수 있다.
상기 비닐에스테르 수지로서는, 비스계 비닐에스테르 수지, 노볼락계 비닐에스테르 수지를 들 수 있다.
상기 폴리올레핀으로서는, 에틸렌과 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체를 들 수 있다.
상기 폴리아미드 수지로서는, 나일론 6, 나일론 6/66, 나일론 6/12, 폴리아미드 엘라스토머 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 페놀 수지로서는 수용성 레졸 수지 등을 들 수 있다.
상기 테르펜페놀 수지로서는, 테르펜 모노머와 페놀을 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 로진 에스테르로서는, 로진과 다가 알코올과의 에스테르를 사용할 수 있다. 상기 로진으로서는, 검 로진, 우드 로진, 톨유 로진 및 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 다가 알코올로서는, 글리세린, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
상기 폴리이미드 바니시로서는, 우베코산 주식회사 제품 U-바니시-A(상품명), 우베코산 주식회사 제품 U-바니시-S(상품명), 신일본 이화주식회사 제품 리카코트(등록상표), JSR 주식회사 제품 옵토머(등록상표), 닛산 화학공업주식회사 제품 SE812(상품명) 등을 들 수 있다.
상기 폴리아믹산으로서는, 극성 용매 중에서 테트라카르본산 이무수물과 방향족 디아민 화합물의 반응에 의해 합성되는 것 등을 들 수 있다.
상기 폴리아릴에테르케톤으로서는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 및 이들의 전구체를 들 수 있다.
상기 폴리에테르이미드로서는, 2,2-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐프로판]과 m-페닐렌디아민으로부터 합성되는 수지를 들 수 있다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착된 유기물이 상기 필름 포머를 포함하는 것은, 유리섬유를 550℃의 소성로 내에서 강하게 가열하고, 발생한 가스를 가스 크로마토그래피 질량 분석장치(예를 들어, 주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : GCMS-QP2010 Plus Ultra)에 의해 분석함으로써 검출할 수 있다.
상기 윤활제로서는, 변성 실리콘 오일, 동물유 및 이 수소 첨가물, 식물유 및 이 수소 첨가물, 동물성 왁스, 식물성 왁스, 광물계 왁스, 고급 포화 지방산과 고급 포화 알코올의 축합물, 폴리알킬렌이민, 폴리알킬폴리아민알킬아마이드 유도체, 지방산 아미드, 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
상기 동물유로서는 우지 등을 들 수 있다.
상기 식물유로서는, 대두유, 야자유, 유채유, 팜유, 피마자유 등을 들 수 있다.
상기 동물성 왁스로서는, 밀랍, 라놀린 등을 들 수 있다.
상기 식물성 왁스로서는, 칸데릴라 왁스, 카르나바 왁스 등을 들 수 있다.
상기 광물계 왁스로서는, 파라핀 왁스, 몬탄 왁스 등을 들 수 있다.
상기 고급 포화 지방산과 고급 포화 알코올의 축합물로서는, 라우릴스테아레이트 등의 스테아린산 에스테르 등을 들 수 있다.
상기 지방산 아미드로서는, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 폴리에틸렌폴리아민과, 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산 등의 지방산과의 탈수 축합물 등을 들 수 있다.
상기 제4급 암모늄염으로서는, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 알킬트리메틸암모늄염 등을 들 수 있다.
상기 윤활제는 이들을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
상기 계면활성제로서는, 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양성 계면활성제를 들 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제로서는, 에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록 코폴리머, 알킬폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록 코폴리머 에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 디에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 글리세롤 지방산 에스테르에틸렌옥사이드 부가물, 폴리옥시에틸렌 캐스터오일 에테르, 경화 피마자유 에틸렌옥사이드 부가물, 알킬아민에틸렌옥사이드 부가물, 지방산 아미드에틸렌옥사이드 부가물, 글리세롤 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 펜타에리트리톨 지방산 에스테르, 소르비톨 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 자당 지방산 에스테르, 다가 알코올 알킬에테르, 지방산 알칸올아미드, 아세틸렌글리콜, 아세틸렌알코올, 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌알코올의 에틸렌옥사이드 부가물 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면활성제로서는, 염화 알킬디메틸벤질암모늄, 염화 알킬트리메틸암모늄, 알킬디메틸에틸암모늄에틸설페이트, 고급 알킬아민 아세트산염, 고급 알킬아민 염산염, 고급 알킬아민에의 에틸렌옥사이드 부가물, 고급 지방산과 폴리알킬렌폴리아민의 축합물, 고급 지방산과 알칸올아민과의 에스테르의 염, 고급 지방산 아미드의 염, 이미다졸린형 양이온성 계면활성제, 알킬피리디늄염 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면활성제로서는, 고급 알코올 황산 에스테르염, 고급 알킬에테르 황산 에스테르염, α-올레핀 황산 에스테르염, 알킬벤젠 술폰산염, α-올레핀 술폰산염, 지방산 할라이드와 N-메틸타우린의 반응생성물, 술포숙신산 디알킬에스테르염, 고급 알코올 인산 에스테르염, 고급 알코올 에틸렌옥사이드 부가물의 인산 에스테르염 등을 들 수 있다.
상기 양성 계면활성제로서는, 알킬아미노프로피온산 알칼리 금속염 등의 아미노산형 양성 계면활성제, 알킬디메틸베타인 등의 베타인형, 이미다졸린형 양성 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 질소량 조정제로서는, 폴리아릴아민, 지방족 디아민, 지환식 디아민, 방향족 디아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 지환식 폴리아민, 폴리아미드아민, 시안 화합물, 이미다졸 화합물, 폴리알킬렌이민, 폴리비닐피롤리돈, 아미노산, 폴리알킬폴리아민알킬아마이드 유도체, 지방산 아미드, 알킬암모늄염, 고급 알킬아민에의 에틸렌옥사이드 부가물, 고급 지방산과 폴리알킬렌폴리아민의 축합물, 고급 지방산과 알칸올아민과의 에스테르의 염, 고급 지방산 아미드의 염, 알킬피리디늄염 등을 들 수 있다.
상기 폴리아릴아민으로서는, 디알릴아민 염산 공중합체, 메틸디알릴아민 염산염 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 지방족 디아민으로서는, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 지환식 디아민으로서는 이소포론디아민 등을 들 수 있다.
상기 방향족 디아민으로서는, 4,4-디아미노디페닐메탄, 비스(4-아미노페닐) 술폰 등을 들 수 있다.
상기 지방족 폴리아민으로서는, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민 등을 들 수 있다.
상기 지환식 폴리아민으로서는 이소포론디아민 등을 들 수 있다.
상기 폴리아미드아민으로서는, 불포화 지방산의 이량화에 의해 얻어지는 다이머산과 폴리에틸렌폴리아민을 축합 반응시킴으로써 제조된 것을 사용할 수 있다. 상기 다이머산으로서는, 리놀산, 리놀렌산 등의 불포화 지방산, 및 이들을 포함하는 천연유를 원료로 한 것을 들 수 있다. 상기 폴리에틸렌폴리아민으로서는, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민 등을 들 수 있다.
상기 시안 화합물로서는 디시안디아미드 등을 들 수 있다.
상기 이미다졸 화합물로서는, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 이미다졸린형 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 폴리알킬렌이민으로서는, 폴리에틸렌이민, 폴리프로필렌이민 및 그 유도체 등을 들 수 있다.
상기 폴리비닐피롤리돈으로서는, N-비닐-2-피롤리돈의 중합체 및 그 유도체 등을 들 수 있다.
상기 아미노산으로서는, 아르기닌, 리신, 히스티딘, 알라닌, 페닐알라닌 등을 들 수 있다.
상기 질소량 조정제는, 이들의 화합물을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다. 또한 상기 성분을 원료로 하는 축합체 등의 화합물을 사용할 수도 있다.
상기 질소량 조정제는, 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착된 유기물의 질소량을 증가시키는 효과가 크다는 관점으로부터, 한 분자 중에 복수개(예를 들어, 2개~20000개)의 질소 원자를 포함하는 화합물을 포함하는 것이 더 바람직하다.
상기 한 분자 중에 복수개의 질소 원자를 포함하는 화합물로서는, 폴리아릴아민, 지방족 디아민, 지환식 디아민, 방향족 디아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 지환식 폴리아민, 폴리아미드아민, 이미다졸 화합물, 폴리알킬렌이민, 폴리비닐피롤리돈, 폴리알킬폴리아민알킬아마이드 유도체, 고급 지방산과 폴리알킬렌폴리아민의 축합물 등을 들 수 있다.
상기 한 분자 중에 복수개의 질소 원자를 포함하는 화합물로서의 폴리아릴아민, 지방족 디아민, 지환식 디아민, 방향족 디아민, 지방족 폴리아민, 지환식 폴리아민, 폴리아미드아민, 이미다졸 화합물, 폴리알킬렌이민, 폴리비닐피롤리돈으로서는 상기와 동일한 것을 이용할 수 있다.
본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 표면에 부착된 유기물이 상기 질소량 조정제를 포함하는 것은, 유리섬유를 550℃의 소성로 내에서 강하게 가열하고, 발생한 가스를 가스 크로마토그래피 질량 분석장치(예를 들어, 주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : GCMS-QP2010 Plus Ultra)에 의해 분석함으로써 검출할 수 있다.
본 실시형태의 유리섬유 강화 수지 성형품은, 예를 들어, 소정의 길이를 구비하는 상기 촙드 스트랜드와 열가소성 수지를 2축 혼련기로 혼련하고, 얻어진 수지 펠릿을 이용하여 사출 성형을 행함으로써 얻을 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 스티렌/무수 말레산 수지, 스티렌/말레이미드 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 아크릴로니트릴/스티렌(AS) 수지, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS) 수지, 염소화 폴리에틸렌/아크릴로니트릴/스티렌(ACS) 수지, 아크릴로니트릴/에틸렌/스티렌(AES) 수지, 아크릴로니트릴/스티렌/아크릴산 메틸(ASA) 수지, 스티렌/아크릴로니트릴(SAN) 수지, 메타크릴 수지, 폴리염화 비닐(PVC), 폴리염화 비닐리덴(PVDC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴렌설파이드, 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리페닐렌에테르(PPE), 변성 폴리페닐렌에테르(m-PPE), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 액정 폴리머(LCP), 불소 수지, 폴리에테르이미드(PEI), 실록산 변성 폴리에테르이미드, 폴리아릴레이트(PAR), 폴리설폰(PSF, PSU), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리아미노비스말레이미드(PABM), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리벤조이미다졸(PBI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 에틸렌/아세트산 비닐(EVA) 수지, 아이오노머(IO) 수지, 폴리부타디엔, 스티렌/부타디엔 수지, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐(PMP), 올레핀/비닐알코올 수지, 환상 올레핀 수지(COP), 셀룰로오스 수지, 폴리 유산 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지는, 유리섬유 강화 수지 성형품으로 했을 때의 내열성이 높다는 관점으로부터, 100℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 열가소성 수지인 것이 바람직하고, 135℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 열가소성 수지인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 열가소성 수지의 유리 전이 온도는 JIS K 7121 : 2012에 의해 측정할 수 있다.
상기 100℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 열가소성 수지로서는, 변성 폴리페닐렌에테르(m-PPE), 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리카보네이트(PC), 실록산 변성 폴리에테르이미드, 폴리설폰(PSF, PSU), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리에테르술폰(PES), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리아미드이미드(PAI) 등의 수지를 들 수 있다.
또한, 상기 135℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 열가소성 수지로서는, 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리카보네이트(PC), 실록산 변성 폴리에테르이미드, 폴리설폰(PSF, PSU), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리에테르술폰(PES), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리아미드이미드(PAI) 등의 수지를 들 수 있다.
상기 열가소성 수지는, 열가소성 폴리이미드 또는 폴리아릴에테르케톤인 것이 더 바람직하고, 폴리에테르이미드 또는 폴리아릴에테르케톤인 것이 특히 바람직하며, 본 실시형태의 수지 강화용 유리섬유의 이용에 의한 유리섬유 강화 수지 성형품의 강도 향상 효과가 특히 큰 것으로 인해, 폴리아릴에테르케톤인 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리아릴에테르케톤으로서는, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 유리섬유 강화 수지 성형품은, 사출 압축 성형법, 2색 성형법, 중공 성형법, 발포 성형법(초임계 유체 발포 성형법을 포함함), 인서트 성형법, 인몰드 코팅 성형법, 압출 성형법, 시트 성형법, 열 성형법, 회전 성형법, 적층 성형법, 프레스 성형법, 블로우 성형법, 스탬핑 성형법, 인퓨젼법, 핸드 레이업법, 스프레이업법, 레진 트랜스퍼 몰딩법, 시트 몰딩 컴파운드법, 벌크 몰딩 컴파운드법, 인발 성형법, 필라멘트 와인딩법 등의 공지된 성형방법을 이용하여 얻어질 수도 있다.
본 실시형태의 유리섬유 강화 수지 성형품은, 예를 들어, 스마트 폰으로 대표되는 휴대 전자기기의 케이스나 프레임 등의 부품, 배터리 트레이 커버나 센서, 코일 보빈 등의 자동차 전장부품, 휴대 전자기기 이외의 전자기기 부품, 전기접속단자 부품 등에 이용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.
실시예
[실시예 1]
본 실시예에서는, 우선, 섬유 지름이 9.0㎛인 원형 단면 형상을 구비하고, 고강도 고탄성률 유리 조성인 유리 필라멘트가 집속되어 이루어지는 유리섬유(유리 스트랜드)를 작성했다. 다음에, 질소 함유 실란 커플링제로서의 γ-아미노프로필트리에톡시실란과, 필름 포머로서의 우레탄 수지(주식회사 ADEKA 제품, 상품명 : 아데카뉴에이스 Y65-55)와, 질소량 조정제로서의 4,4-디아미노디페닐메탄을 이용하여 상기 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 상기 필름 포머 3.20질량부, 상기 질소량 조정제 0.20질량부의 비율로 혼합하고, 고형분이 2.50질량%가 되도록, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제했다. 다음에, 본 실시예에서 얻어진 유리 스트랜드를, 상기 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시킨 후, 120℃의 온도로 8시간 건조시켰다. 얻어진 유리 스트랜드에 대해서, 상기 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜 건조시키는 공정을 2회(합계 3회) 더 실시한 후, 얻어진 유리 스트랜드를 3mm 길이로 절단하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에서의 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N) 및 이 유기물의 탄소량(C)를, NC 애널라이저(주식회사 스미카 분석센터 제품, 상품명 : SUMIGRAPH NC-TRINITY)를 사용하여, 200mg~400mg의 촙드 스트랜드를 900℃의 온도로 250초간 강하게 가열하고, 발생한 기체 중의 이산화 탄소 가스량, 및 질소 산화물을 환원 구리에 의해 환원시킨 질소 가스량을 가스 크로마토그래피로 측정함으로써 구하고, 강열 감량(L)을 JIS R 3420 : 2013에 준거하여 측정하여, C/N의 값 및 (N×C)1/2/L의 값을 산출했다. 또한, 필름 포머의 유무를, 촙드 스트랜드를 550℃의 소성로 내에서 강하게 가열하고, 발생한 가스를 가스 크로마토그래피 질량 분석장치(예를 들어, 주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : GCMS-QP2010 Plus Ultra)에 의해 분석함으로써 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서, 후술하는 방법에 의해 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드와 폴리에테르에테르케톤(폴리플라·에보닉 주식회사 제품, 상품명 : VESTAKEEP2000G)을, 스크류 회전수를 100rpm으로 하여 2축 혼련기(시바우라 기계주식회사 제품, 상품명 : TEM-26SS)에 의해 온도 390℃로 혼련하여, 유리섬유 함유율이 30질량%인 수지 펠릿을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 수지 펠릿을 이용하여, 사출 성형기(닛세이 수지공업주식회사 제품, 상품명 : NEX80-9E)에 의해 금형 온도 200℃, 노즐 온도 415℃로 사출 성형을 행하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용하여, 후술하는 방법에 의해 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[커트 용이성 평가]
상기 촙드 스트랜드 1kg를, JIS Z 8801-1 : 2019에 준거한, 테두리의 지름 200mm, 메쉬 개구 2.8mm, 철사의 지름 1.12mm의 평직의 금속 체 상에 100g씩 취하여 30초간 진탕시켰을 때, 체를 통과한 촙드 스트랜드의 질량을 측정했다. 체로 치기 전의 촙드 스트랜드의 질량에 대한, 체를 통과한 촙드 스트랜드의 질량의 비율이 60질량%~100질량%인 것을 A, 40질량%~59질량%인 것을 B, 0질량%~39질량%인 것을 C로 평가했다.
[니더 보풀 평가]
상기 수지 강화용 유리섬유 1kg를 더블 암 니더장치(일본 스핀들 제조주식회사 제품, 상품명 : SR1-1)의 혼련조에 넣고, 위로부터 6kg의 추를 얹어 4분간 혼련한 후, 발생한 보풀의 질량을 측정했다. 보풀의 질량이 0.15kg 이하인 것을 A, 0.15kg 초과 및 0.30kg 이하인 것을 B, 0.30kg 초과 및 0.60kg 이하인 것을 C로 평가했다.
[인장 강도]
상기 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 이용하고, 시험온도 23℃의 조건으로 정밀만능시험기(주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : 오토그래프 AG-Xplus50kN)를 이용하여 JIS K 7164 : 2005에 준거하여 측정했다.
[굽힘 강도]
상기 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 클래스 I 시험편으로 가공하고, 시험온도 23℃의 조건으로 정밀만능시험기(주식회사 시마즈 제작소 제품, 상품명 : 오토그래프 AG-Xplus50kN)를 이용하여 JIS K 7017 : 1999에 준거하여 측정했다.
[노치가 있는 Izod 충격 강도]
상기 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 타입 A 노치를 갖는 타입 1 시험편으로 가공하고, JIS K 7110 : 1999에 준거하여 측정했다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 0.50질량부, 질소량 조정제 0.10질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제했다. 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 2회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 2.00질량부, 질소량 조정제 0.65질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 5회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 0.30질량부, 질소량 조정제 0.07질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 3회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 0.83질량부, 질소량 조정제 0.17질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 1회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 1.00질량부, 질소량 조정제 0.20질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 1회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
본 실시예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 1.25질량부, 질소량 조정제 0.25질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 1회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 실시예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 실시예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
본 비교예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 0.32질량부, 질소량 조정제 0질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 4회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
본 비교예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 5.00질량부, 질소량 조정제 1.00질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 1회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 3]
본 비교예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 5.00질량부, 질소량 조정제 1.00질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 2회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 4]
본 비교예에서는, 질소 함유 실란 커플링제 1질량부에 대해서 필름 포머 5.00질량부, 질소량 조정제 1.00질량부의 비율로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유기물의 조성물을 포함하는 처리액을 조제하고, 실시예 1에서 얻어진 유리 스트랜드를, 이 처리액이 수용된 처리조 내로 통과시켜서 건조하는 처리를 총 3회 실시한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 5]
본 비교예에서는, 유리섬유로서 섬유 지름이 9.0㎛인 원형 단면 형상을 구비하고, 고강도 고탄성률 유리 조성인 유리 필라멘트를 이용한 것 이외에는, 특개 2000-44793호 공보의 실시예 1에 기재된 조건과 동일하게 하여 촙드 스트랜드를 제조했다.
다음에, 본 비교예의 수지 강화용 유리섬유의 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 유리섬유 표면에 부착된 유기물의 질소량(N), 이 유기물의 탄소량(C), 강열 감량(L)을 측정하고, C/N의 값, (N×C)1/2/L의 값을 산출하여, 필름 포머의 유무를 검출했다.
다음에, 상기 촙드 스트랜드에 대해서 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 상기 촙드 스트랜드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, JIS K 7164 : 2005에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 제작했다.
다음에, 본 비교예에서 얻어진 A형 덤벨 시험편을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 인장 강도, 굽힘 강도, 노치가 있는 Izod 충격 강도를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
질소량(N)(질량%) 0.120 0.081 0.251 0.139 0.055 0.042 0.035
탄소량(C)(질량%) 0.619 0.457 1.015 0.630 0.414 0.335 0.324
강열 감량(L)(질량%) 1.020 0.760 1.690 0.950 0.500 0.420 0.450
C/N 5.16 5.64 4.04 4.53 7.53 7.98 9.26
(N×C)1/2/L 0.267 0.253 0.299 0.311 0.302 0.282 0.237
필름 포머의 검출 유 유 유 유 유 유 유
인장 강도(MPa) 206 203 211 210 205 204 202
굽힘 강도(MPa) 320 322 330 330 309 310 309
노치가 있는 Izod 충격 강도(kJ/m2) 13 14 14 15 13 13 13
커트 용이성 A A B B A A A
니더 보풀 A A B B A A A
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
질소량(N)(질량%) 0.523 0.011 0.028 0.046 0.013
탄소량(C)(질량%) 0.887 0.213 0.456 0.703 0.125
강열 감량(L)(질량%) 1.363 0.360 0.720 1.090 0.200
C/N 1.70 19.36 16.29 15.28 9.62
(N×C)1/2/L 0.500 0.134 0.157 0.165 0.202
필름 포머의 검출 유 유 유 유 유
인장 강도(MPa) 200 190 191 193 186
굽힘 강도(MPa) 314 297 297 299 285
노치가 있는 Izod 충격 강도(kJ/m2) 14 12 12 11 11
커트 용이성 C A A A A
니더 보풀 C A A A A
표 1로부터, (N×C)1/2/L의 값이 0.220~0.405의 범위에 있는 실시예 1~7의 수지 강화용 유리섬유에 의하면, 커트 용이성 평가와 니더 보풀 평가가 모두 A 또는 B라고 하는 우수한 공정성을 구비하고, 200MPa 이상의 인장 강도, 305MPa 이상의 굽힘 강도, 13kJ/m2 이상의 노치가 있는 Izod 충격 강도라고 하는 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있는 것이 명백하다.
한편, 표 2로부터, (N×C)1/2/L의 값이 0.405 초과인 비교예 1의 수지 강화용 유리섬유에 의하면, 커트 용이성 평가가 C, 니더 보풀 평가가 C이고, 공정성이 불충분한 것이 명백하며, (N×C)1/2/L의 값이 0.220 미만인 비교예 2~5의 수지 강화용 유리섬유에 의하면, 우수한 기계적 특성을 구비하는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없는 것이 명백하다.

Claims (9)

  1. 유리섬유와, 이 유리섬유 표면에 부착된 유기물로 이루어지는 수지 강화용 유리섬유이며,
    상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.010질량%~0.600질량%의 범위이고,
    상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.120질량%~1.500질량%의 범위이고,
    상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.200질량%~2.000질량%의 범위이며,
    상기 N, C 및 L이 다음 식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
    0.220≤(N×C)1/2/L≤0.405 …(1)
  2. 제1항에 있어서, 상기 N 및 C가 다음 식(a)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
    2.90≤C/N≤6.50 …(a)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 N 및 C가 다음 식(b)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
    4.85≤C/N≤6.20 …(b)
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기물의 질소량(N)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.030질량%~0.270질량%의 범위이고,
    상기 유기물의 탄소량(C)이 상기 수지 강화용 유리섬유의 전량에 대해서 0.300질량%~1.200질량%의 범위이고,
    상기 수지 강화용 유리섬유의 강열 감량(L)이 0.400질량%~1.800질량%의 범위이며,
    상기 N, C 및 L이 다음 식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
    0.245≤(N×C)1/2/L≤0.274 …(2)
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기물은 질소를 함유하는 실란 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기물은 필름 포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리섬유는, 촙드 스트랜드, 로빙, 촙드 스트랜드 매트, 밀드 파이버로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 한 종의 형태인 것을 특징으로 하는 수지 강화용 유리섬유.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재한 수지 강화용 유리섬유와, 유리 전이 온도가 100℃ 이상인 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 수지 성형품.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재한 수지 강화용 유리섬유와, 폴리아릴에테르케톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 수지 성형품.
KR1020237038307A 2021-07-26 2022-06-03 수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품 KR20240036497A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021121686 2021-07-26
JPJP-P-2021-121686 2021-07-26
PCT/JP2022/022613 WO2023007948A1 (ja) 2021-07-26 2022-06-03 樹脂強化用ガラス繊維およびガラス繊維強化樹脂成形品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240036497A true KR20240036497A (ko) 2024-03-20

Family

ID=85086554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237038307A KR20240036497A (ko) 2021-07-26 2022-06-03 수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240218134A1 (ko)
EP (1) EP4310063A1 (ko)
JP (1) JPWO2023007948A1 (ko)
KR (1) KR20240036497A (ko)
CN (1) CN117730067A (ko)
TW (1) TW202311198A (ko)
WO (1) WO2023007948A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000044793A (ja) 1998-07-29 2000-02-15 Nitto Boseki Co Ltd ガラス繊維強化熱可塑性樹脂の製造方法、ガラスストランドの切断物、及び集束剤
JP2020158945A (ja) 2020-01-22 2020-10-01 日東紡績株式会社 樹脂強化用ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1330284C (en) * 1988-07-15 1994-06-21 Luciano Michael Parrinello Chemically treated shapes, fillers and reinforcement for polymer matrices
JP4677664B2 (ja) * 2000-11-02 2011-04-27 日東紡績株式会社 シランカップリング剤、それを含む集束剤、その集束剤で被覆されたガラス繊維束、およびそのガラス繊維束を含むポリエステル樹脂
KR20170131571A (ko) * 2015-04-27 2017-11-29 아사히 가세이 가부시키가이샤 유리 클로스
US11692072B2 (en) * 2020-03-30 2023-07-04 Nitto Boseki Co., Ltd. Glass direct roving and long glass fiber-reinforced thermoplastic resin pellet

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000044793A (ja) 1998-07-29 2000-02-15 Nitto Boseki Co Ltd ガラス繊維強化熱可塑性樹脂の製造方法、ガラスストランドの切断物、及び集束剤
JP2020158945A (ja) 2020-01-22 2020-10-01 日東紡績株式会社 樹脂強化用ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂成形品

Also Published As

Publication number Publication date
EP4310063A1 (en) 2024-01-24
WO2023007948A1 (ja) 2023-02-02
CN117730067A (zh) 2024-03-19
JPWO2023007948A1 (ko) 2023-02-02
TW202311198A (zh) 2023-03-16
US20240218134A1 (en) 2024-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3670605B1 (en) Thermoplastic resin composition, resin molded article, method for manufacturing plated resin molded article, and method for manufacturing portable electronic device component
TWI673244B (zh) 玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維及使用其之玻璃纖維強化樹脂組成物
EP2902434B1 (en) Fiber-reinforced polyamide resin material
KR102283574B1 (ko) 유리 섬유 강화 수지 성형품
JP7410411B2 (ja) ガラス繊維強化樹脂成形品
CN103890040B (zh) 用于led应用的改进的聚酰胺组合物
JP7070819B1 (ja) ガラス繊維強化樹脂成形品
EP3214136B1 (en) Molding material, molded product, and method for producing molded product
TWI720226B (zh) 玻璃纖維強化樹脂組成物及成形品
TWI808258B (zh) 玻璃纖維強化樹脂成形品
KR20240036497A (ko) 수지 강화용 유리섬유 및 유리섬유 강화 수지 성형품
JP6685081B2 (ja) インサート成形用樹脂組成物及びインサート成形品
JP2013159624A (ja) 樹脂組成物およびそれからなる成形体
TWI828955B (zh) 玻璃直捲紗束，及玻璃長纖維強化熱塑性樹脂顆粒
KR20180123386A (ko) 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
JP6093675B2 (ja) 摺動部材用樹脂組成物
JP7393714B1 (ja) 扁平断面ガラス繊維、ガラス繊維強化樹脂組成物およびガラス繊維強化樹脂成形品
KR20210123024A (ko) 탄소섬유 코팅제 및 이를 이용한 탄소섬유 강화 복합재료
TW202335989A (zh) 玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維、玻璃纖維織物及經玻璃纖維強化之樹脂組成物
TW202405078A (zh) 玻璃纖維強化樹脂成形品