WO2023007948A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2023007948A1
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resin
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reinforced
glass
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遼 佐々木
洋佑 貫井
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日東紡績株式会社
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    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated

Definitions

  • the present invention relates to resin-reinforced glass fibers and glass-fiber-reinforced resin moldings.
  • fiber-reinforced resin materials have attracted attention as an alternative material to metal.
  • the heat resistance of resin is inferior to that of metal, fiber-reinforced resin materials have not progressed as a substitute for metal in applications where high heat resistance is required. Under such circumstances, fiber-reinforced resin molded articles that can be used in applications requiring high heat resistance are being studied.
  • reinforcing fibers which are usually used in fiber-reinforced resin molded products
  • organic matter is attached to the surface of the reinforcing fibers in order to improve the adhesion between the reinforcing fibers and the resin and to improve the strength of the fiber-reinforced resin molded product.
  • the reinforcing fibers are glass fibers
  • a sizing agent containing a urethane resin, a coupling agent, and a lubricant is known as the organic substance (see, for example, Patent Document 1).
  • the urethane resin contains a xylylene diisocyanate component and a polyester polyol component as structural units.
  • Patent Document 1 Even if the sizing agent described in Patent Document 1 is attached to the surface of the glass fiber, it does not sufficiently adhere the glass fiber and the resin to a resin such as polyetherimide or polyetheretherketone. There is a problem that sufficient mechanical properties cannot be obtained in glass fiber reinforced resin molded articles.
  • Patent Document 2 by attaching the acid and the silane coupling agent to the surface of the resin-reinforced glass fiber, the mechanical properties of the glass-fiber-reinforced resin molded product can be improved. ing.
  • the glass fiber bundle when attached to the surface of the glass fiber for resin reinforcement, the glass fiber bundle has a low bundling property, and the glass fiber bundle is cut.
  • the chopped strands are formed into chopped strands, or the chopped strands are kneaded with a resin to form resin pellets, fluffing tends to occur, resulting in a marked deterioration in processability.
  • an object of the present invention is to provide a glass fiber for resin reinforcement that eliminates such inconveniences and provides a glass fiber reinforced resin molded article that has excellent processability and excellent mechanical properties. do.
  • the inventors of the present invention conducted repeated studies on the organic matter adhering to the surface of the resin-reinforced glass fiber, and found that by setting the nitrogen content N of the organic matter to a specific range with respect to the total amount of the resin-reinforced glass fiber, found that the glass fiber for resin reinforcement can be provided with excellent processability and that the glass fiber for resin reinforcement can be used to obtain a fiber-reinforced resin molded article having excellent mechanical properties, and the present invention reached.
  • the glass fiber for resin reinforcement of the present invention is a glass fiber for resin reinforcement comprising a glass fiber and an organic substance adhering to the surface of the glass fiber, wherein the nitrogen content of the organic substance is N is in the range of 0.010 to 0.600% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers, and the carbon content C of the organic matter is from 0.120 to 0.120 with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers.
  • the ignition loss L of the resin-reinforced glass fiber is in the range of 0.200 to 2.000% by mass
  • the N, C and L are in the following formula (1): characterized by fulfilling 0.220 ⁇ (N ⁇ C) 1 /2/L ⁇ 0.405 (1)
  • the nitrogen content N and the carbon content C of organic matter adhering to the surface of the glass fiber are within the above ranges with respect to the total amount of the resin reinforcement glass fiber.
  • the ignition loss L of is within the above range, and the N, C, and L satisfy the above formula (1), so that the glass fiber reinforced resin molding has excellent processability and excellent mechanical properties. you can get the goods.
  • the fact that the glass fiber for resin reinforcement has excellent processability means that the easy-to-cut property evaluation and kneader fluff evaluation, which will be described later, are A or B.
  • the fiber-reinforced resin molded product having excellent mechanical properties means that the fiber-reinforced resin molded product has a tensile strength of 200 MPa or more, a bending strength of 305 MPa or more, and a notched Izod impact strength of 13 kJ/m 2 or more. It means that
  • the glass fiber for resin reinforcement of the present invention if the nitrogen content N of the organic matter is less than 0.010% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, the adhesion between the glass fiber and the resin becomes insufficient. . In addition, if the nitrogen content N of the organic matter exceeds 0.600% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforced glass fiber, the texture of the glass fiber becomes hard, and the yield when processed into a glass fiber product deteriorates. , the filament is likely to be broken, resulting in increased fluffing.
  • the glass fiber for resin reinforcement of the present invention if the carbon content C of the organic matter is less than 0.120% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, the glass fiber bundles are not sufficiently bundled, and the glass is When the fiber bundle is transported, cut, or the like, the glass fiber bundle is frayed, fluff is generated, and becomes cotton-like, which is inconvenient in that the processability is deteriorated.
  • the glass fiber for resin reinforcement of the present invention if the ignition loss L is less than 0.200% by mass, the glass fiber bundle is not sufficiently bundled, and the glass fiber bundle is unraveled during transportation, cutting, or the like. There is an inconvenience that fluff is generated and becomes cotton-like, which deteriorates the processability. Further, if the ignition loss L exceeds 2.000% by mass, a large amount of decomposition gas derived from organic matter is generated during molding of the glass fiber reinforced resin, which is disadvantageous in that the appearance and mechanical strength of the glass fiber reinforced resin are impaired.
  • the nitrogen content N and carbon content C of the organic matter are determined, for example, by using an NC analyzer (manufactured by Sumika Chemical Analysis Service, Ltd., trade name: SUMIGRAPH NC-TRINITY) and measuring 200 to 400 mg of glass fiber for resin reinforcement (for example, Chopped strand) is ignited at a temperature of 900 ° C. for 250 seconds, and the amount of carbon dioxide gas in the generated gas and the amount of nitrogen gas obtained by reducing nitrogen oxides with reduced copper are measured by gas chromatography. can be done. The amount of carbon dioxide gas and the amount of nitrogen gas are measured as the ratio of the mass of these gases to the mass of the resin-reinforcing glass fiber set in the NC analyzer.
  • NC analyzer manufactured by Sumika Chemical Analysis Service, Ltd., trade name: SUMIGRAPH NC-TRINITY
  • the ignition loss can be measured in accordance with JIS R 3420:2013.
  • the easy-to-cut property evaluation was performed by using 1 kg of chopped strands obtained by cutting the glass fiber for reinforcing resin into 3 mm lengths in accordance with JIS Z 8801-1:2019, with a frame diameter of 200 mm, an opening of 2.8 mm, and a wire length of 2.8 mm. It can be measured by measuring the mass of chopped strands that have passed through the sieve when 100 g each is placed on a plain-woven metal sieve with a diameter of 1.12 mm and shaken for 30 seconds.
  • the ratio of the mass of the chopped strands that passed through the sieve to the mass of the chopped strands before being sieved was 60% by mass or more and 100% by mass or less, A, and 40% by mass or more and 60% by mass. Less than B is evaluated, and 0% by mass or more and less than 40% by mass is evaluated as C.
  • the easy-to-cut property evaluation is used as one index for evaluating the processability.
  • kneader fluff evaluation 1 kg of the glass fiber for resin reinforcement is placed in a kneading tank of a double-arm kneader (manufactured by Nihon Spindle Mfg. Co., Ltd., trade name: SR1-1), and a 6 kg weight is placed from above for 4 minutes. After kneading, it can be carried out by measuring the mass of fluff generated. In the kneader fluff evaluation, fluff having a mass of 0.15 kg or less is evaluated as A, fluff exceeding 0.15 kg and 0.30 kg or less is evaluated as B, and fluff exceeding 0.30 kg and 0.60 kg or less is evaluated as C.
  • the tensile strength was measured using an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) conforming to JIS K 7164:2005, made of the fiber-reinforced resin molded product, under the conditions of a test temperature of 23 ° C. using a precision universal testing machine (stock It is a value measured in accordance with JIS K 7164:2005 using Autograph AG-Xplus 50 kN, manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the bending strength was measured by processing an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164: 2005, made of the fiber-reinforced resin molded product, into a class I test piece, and testing at a test temperature of 23 ° C. It is a value measured in accordance with JIS K 7017:1999 using a precision universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: Autograph AG-Xplus 50 kN).
  • the notched Izod impact strength was measured by processing an A-type dumbbell test piece (4 mm thick) made of the fiber-reinforced resin molded product according to JIS K 7164: 2005 into a type 1 test piece having a type A notch. and is a value measured in accordance with JIS K 7110:1999.
  • the nitrogen content N and the carbon content C of organic matter attached to the surface of the glass fiber are within the above ranges with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fiber.
  • N and C preferably satisfy the following formula (a), and more preferably satisfy the following formula (b). 2.90 ⁇ C/N ⁇ 6.50 (a) 4.85 ⁇ C/N ⁇ 6.20 (b)
  • the nitrogen content N and the carbon content C of organic matter adhering to the surface of the glass fiber are within the above ranges with respect to the total amount of the resin reinforcement glass fiber.
  • the ignition loss L of is within the above range, the N and C satisfy the formula (a), so that excellent processability can be provided, and the fiber has even better mechanical properties A reinforced resin molded product can be obtained.
  • the nitrogen content N and the carbon content C of organic matter attached to the surface of the glass fiber are within the above ranges with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fiber.
  • the ignition loss L of the glass fiber is within the above range, the N and C satisfy the above formula (b), so that further excellent processability can be provided, and furthermore, further excellent mechanical properties A fiber reinforced resin molded product can be obtained.
  • the fiber-reinforced resin molded product having more excellent mechanical properties means that the fiber-reinforced resin molded product has a tensile strength of 200 MPa or more, a bending strength of 315 MPa or more, and a notched Izod impact strength of 13 kJ/m 2 . It means that it is more than
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.030 to 0.270% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement
  • the carbon content of the organic substance C is in the range of 0.300 to 1.200% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforced glass fiber
  • the ignition loss L of the resin-reinforced glass fiber is 0.400 to 1.800% by mass. It is preferable that the N, C and L satisfy the following formula (2). 0.245 ⁇ (N ⁇ C) 1 /2/L ⁇ 0.274 (2)
  • the nitrogen content N and the carbon content C of organic matter adhering to the surface of the glass fiber are within the above ranges with respect to the total amount of the resin reinforcement glass fiber.
  • the ignition loss L of is within the above range, and the N, C and L satisfy the above formula (2), so that better processability can be provided more reliably, and furthermore better mechanical A fiber-reinforced resin molded product having properties can be obtained more reliably.
  • the nitrogen content N of the organic matter is more preferably in the range of 0.040 to 0.200% by mass, and particularly preferably It ranges from 0.060 to 0.180% by weight, most preferably from 0.090 to 0.150% by weight.
  • the carbon content C of the organic matter is more preferably in the range of 0.400 to 1.000% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, particularly It is preferably in the range of 0.450-0.800% by weight, most preferably in the range of 0.500-0.700% by weight.
  • the glass fiber for resin reinforcement of the present invention has the ignition loss L more preferably in the range of 0.600 to 1.500% by mass, particularly preferably in the range of 0.700 to 1.400% by mass. , particularly preferably in the range of 0.850 to 1.300% by mass, most preferably in the range of 0.950 to 1.200% by mass.
  • the organic substance preferably contains a nitrogen-containing silane coupling agent (hereinafter sometimes referred to as a nitrogen-containing silane coupling agent).
  • the organic substance preferably contains a film former.
  • the glass fiber may be in any one form selected from the group consisting of chopped strands, rovings, chopped strand mats, and milled fibers.
  • the glass fiber-reinforced resin molded article of the present invention is characterized by containing the resin-reinforced glass fiber and a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 100°C or higher.
  • the glass fiber-reinforced resin molded article of the present invention preferably contains any of the resin-reinforced glass fibers and polyaryletherketone.
  • the resin-reinforcing glass fiber of the present embodiment is a resin-reinforcing glass fiber comprising a glass fiber and an organic matter adhering to the surface of the glass fiber, wherein the nitrogen content N of the organic matter is the same as that of the resin-reinforcing glass fiber.
  • the carbon content C of the organic matter is in the range of 0.120 to 1.500% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforced glass fibers.
  • the ignition loss L of the glass fiber for resin reinforcement is in the range of 0.200 to 2.000% by mass, and the N, C and L satisfy the following formula (1). 0.220 ⁇ (N ⁇ C) 1 /2/L ⁇ 0.405 (1)
  • the mechanical properties of the glass fiber reinforced resin molded product containing the glass fiber for resin reinforcement of the present embodiment tend to improve, but the ratio of C to L is relatively low.
  • the processability of the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment tends to be improved, but the ratio of N to L is relatively decreased.
  • the above formula (1) is the relationship between the mechanical properties of the glass fiber-reinforced resin molded article containing the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment and the processability of the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment. It is estimated that it expresses balance.
  • the ratio of N to L can be adjusted, for example, by adjusting the content ratio of a nitrogen-containing silane coupling agent or a nitrogen amount adjusting agent, which will be described later, with respect to the total amount of organic matter adhering to the surface of the glass fiber.
  • the nitrogen content N of the organic matter is in the range of 0.030 to 0.270% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement
  • the carbon content C of the organic matter is is in the range of 0.300 to 1.200% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fiber
  • the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fiber is in the range of 0.400 to 1.800% by mass.
  • the N, C and L preferably satisfy the formula (1).
  • the N and C preferably satisfy the following formula (a). 2.90 ⁇ C/N ⁇ 6.50 (a)
  • the formula (a) represents the balance between the processability of the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment and the mechanical properties of the glass-reinforced resin molded product containing the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment.
  • the ratio of C to N can be adjusted, for example, by adjusting the content ratio of a nitrogen-containing silane coupling agent or a nitrogen amount adjusting agent, which will be described later, relative to the total amount of organic matter adhering to the surface of the glass fiber.
  • the N, C and L satisfy the formula (1)
  • the N and C satisfy the following formula (b).
  • c particularly preferably to satisfy the following formula (d), and most preferably to satisfy the following formula (e).
  • 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
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.030 to 0.270% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, and the carbon of the organic substance
  • the amount C is in the range of 0.300 to 1.200% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers, and the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fibers is 0.400 to 1.800% by mass.
  • the N, C and L more preferably satisfy the following formula (2). 0.245 ⁇ (N ⁇ C) 1 /2/L ⁇ 0.274 (2)
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.040 to 0.200% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, and the carbon of the organic substance
  • the amount C is in the range of 0.400 to 1.000% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers, and the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fibers is 0.600 to 1.500% by mass. and the N, C and L more preferably satisfy the formula (2).
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.060 to 0.180% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, and the carbon of the organic substance
  • the amount C is in the range of 0.450 to 0.800% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers, and the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fibers is 0.700 to 1.400% by mass. and it is particularly preferable that the N, C and L satisfy the formula (2).
  • the N and C when the N, C and L satisfy the formula (2), the N and C preferably satisfy the formula (b), and the formula (c ), more preferably satisfies the above formula (d), and particularly preferably satisfies the above formula (e).
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.060 to 0.180% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, and the carbon of the organic substance
  • the amount C is in the range of 0.450 to 0.800% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers
  • the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fibers is 0.700 to 1.400% by mass. and it is particularly preferable that the N, C and L satisfy the following formula (3). 0.259 ⁇ (N ⁇ C) 1/2/L ⁇ 0.270 (3)
  • the nitrogen content N of the organic substance is in the range of 0.090 to 0.150% by mass with respect to the total amount of the glass fiber for resin reinforcement, and the carbon of the organic substance
  • the amount C is in the range of 0.500 to 0.700% by mass with respect to the total amount of the resin-reinforcing glass fibers, and the ignition loss L of the resin-reinforcing glass fibers is 0.950 to 1.200% by mass. and the N, C and L most preferably satisfy the formula (3).
  • the N, C and L satisfy the formula (3)
  • the N and C preferably satisfy the formula (d), and the formula (e ) is more preferably satisfied.
  • the glass composition of the glass forming the glass fibers constituting the resin-reinforced glass fibers of the present embodiment is not particularly limited.
  • a manufacturable glass composition and a low dielectric constant low dielectric loss tangent glass composition can be mentioned.
  • the E-glass composition includes SiO 2 in the range of 52.0 to 56.0% by mass and Al 2 O 3 in the range of 12.0 to 16.0% by mass with respect to the total amount of the glass fiber, for a total of 20.
  • the composition contains MgO and CaO in the range of 0 to 25.0 mass % and B 2 O 3 in the range of 5.0 to 10.0 mass %.
  • the composition of the high-strength, high-modulus glass comprises SiO 2 in the range of 60.0 to 70.0% by mass and Al 2 O 3 in the range of 20.0 to 30.0% by mass with respect to the total amount of the glass fiber.
  • MgO in the range of 5.0 to 15.0% by mass
  • Fe 2 O 3 in the range of 0 to 1.5% by mass
  • Na 2 O and K 2 O in the range of 0 to 0.2% by mass in total.
  • Li 2 O Li
  • the high elastic modulus easily manufacturable glass composition includes SiO 2 in the range of 57.0 to 60.0% by mass and Al 2 O in the range of 17.5 to 20.0% by mass with respect to the total amount of the glass fiber. 3 , MgO in the range of 8.5-12.0% by weight, CaO in the range of 10.0-13.0% by weight , and B 2 O in the range of 0.5-1.5% by weight. and the total amount of SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO and CaO is 98.0% by mass or more.
  • the low dielectric constant low dielectric loss tangent glass composition includes SiO 2 in the range of 48.0 to 62.0% by mass and B 2 O 3 in the range of 17.0 to 26.0% by mass with respect to the total amount of glass fiber.
  • Al 2 O 3 in the range of 9.0 to 18.0% by weight
  • CaO in the range of 0.1 to 9.0% by weight
  • MgO in the range of 0 to 6.0% by weight
  • TiO 2 in the range of 0-5.0% by weight and SrO in the range of 0-6.0% by weight
  • P 2 O 5 in the range of 0 to 6.0 mass %.
  • the glass composition of the glass that forms the glass fiber that constitutes the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment has the above-mentioned high strength.
  • a high modulus glass composition is preferred.
  • the content of each component in the glass composition described above can be measured as follows.
  • the glass fiber is cut into an appropriate size, placed in a platinum crucible, held at a temperature of 1550° C. for 6 hours in an electric furnace, and melted with stirring to obtain homogeneous molten glass.
  • the glass cullet is pulverized into powder to obtain glass powder.
  • the glass powder is thermally decomposed with an acid, and then quantitatively analyzed using an ICP emission spectrometer.
  • Other elements are quantitatively analyzed using a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer after molding the glass powder into a disc shape with a press.
  • the glass fiber When the glass fiber has an organic matter attached to the surface of the glass fiber, or when the glass fiber is mainly contained as a reinforcing material in the organic matter (resin), the glass fiber is heated in a muffle furnace at 300 to 650 ° C., for example. It is used after removing organic matter by heating for about 0.5 to 24 hours at .
  • the resin-reinforced glass fiber of this embodiment can be produced as follows. First, frit (glass batch) prepared to have the above composition is supplied to a melting furnace and melted at a temperature in the range of 1450 to 1550° C., for example. Next, a molten glass batch (molten glass) is pulled out from 1 to 30,000 nozzle tips of a bushing controlled to a predetermined temperature and rapidly cooled to form glass filaments. Next, a sizing agent or a binder is applied to the formed glass filaments using an applicator as an applicator, and 1 to 30,000 glass filaments are bundled using a sizing shoe, while using a winding machine, A glass fiber can be obtained by winding on a tube at high speed.
  • frit glass batch
  • molten glass molten glass
  • a sizing agent or a binder is applied to the formed glass filaments using an applicator as an applicator, and 1 to 30,000 glass filaments are bundled using a sizing shoe, while using
  • the cross-sectional shape of the glass filaments constituting the glass fibers of this embodiment is usually circular.
  • the fiber diameter of the glass filament is obtained by first using the glass fiber of the present embodiment as a glass fiber reinforced resin molded product, polishing the cross section of the glass fiber reinforced resin molded product, and then using an electron microscope to measure the glass filament. It can be calculated by measuring the diameters of 100 or more wires and calculating the average value of the measured diameters.
  • the fiber diameter of the glass filaments having a circular cross-sectional shape is preferably in the range of 3.0 ⁇ m to 35.0 ⁇ m, more preferably in the range of 4.0 to 30.0 ⁇ m, and 4.5 to 25 ⁇ m. It is more preferably in the range of 0.0 ⁇ m, particularly preferably in the range of 5.0 to 20.0 ⁇ m, most preferably in the range of 6.0 to 15.5 ⁇ m.
  • the nozzle tip has a non-circular shape and has projections and cutouts for quenching the molten glass, and is composed of glass filaments having a flat cross-sectional shape by controlling the temperature conditions. , you can get fiberglass.
  • the shape may be oval, elliptical, or rectangular.
  • an ellipse means a shape in which the short sides of a rectangle are replaced with semicircles having diameters corresponding to the short sides.
  • the converted fiber diameter of the glass filaments having a flat cross-sectional shape is preferably in the range of 3.0 ⁇ m to 35.0 ⁇ m, preferably in the range of 4.0 to 30.0 ⁇ m, and 4.5 to 25 0 ⁇ m, more preferably 5.0 to 20.0 ⁇ m, particularly preferably 6.0 to 15.5 ⁇ m.
  • the converted fiber diameter of the glass filament having a flat cross-sectional shape means the diameter of a perfect circle having the same area as the area of the cross-sectional shape of the glass filament having a flat cross-sectional shape.
  • the cross section of the glass filament means a cross section perpendicular to the fiber length direction of the glass fiber.
  • the converted fiber diameter of the glass filament can be obtained, for example, by first using the glass fiber of the present embodiment as a glass fiber reinforced resin molded product, polishing the cross section of the glass fiber reinforced resin molded product, and then using an electron microscope to determine the glass fiber diameter. It can be calculated by calculating the cross-sectional area of 100 or more filaments, calculating the converted fiber diameter based on the cross-sectional area, and then obtaining the average value of the calculated converted fiber diameters.
  • the ratio of the long diameter to the short diameter in the cross section is, for example, in the range of 2.0 to 10.0, preferably , in the range of 3.0 to 8.0.
  • the ratio of the long diameter to the short diameter in the cross section is determined by using an electron microscope for 100 or more glass filaments.
  • the longest side passing through the approximate center of the glass filament cross section is taken as the major axis, and the major axis and the side perpendicular to the approximate center of the cross section of the glass filament are taken as the minor axis.
  • the glass fiber can be in any one form selected from the group consisting of chopped strands, rovings, chopped strand maps, and milled fibers.
  • the number of glass filaments constituting the glass fiber is preferably in the range of 1 to 30,000, more preferably in the range of 50 to 10,000, and still more preferably. is in the range of 1000 to 8000, and the glass fiber preferably has a length in the range of 1.0 to 100.0 mm, more preferably a length in the range of 1.2 to 51.0 mm, still more preferably 1 .5 to 30.0 mm, particularly preferably 2.0 to 15.0 mm, most preferably 2.3 to 7.8 mm.
  • the roving is a form in which the number of glass filaments constituting the glass fiber is in the range of 10 to 30,000 and is not cut. Said rovings for example have a mass in the range 1000-10000 tex (g/1000 m).
  • the chopped strand mat is formed by cutting the glass fibers into lengths in the range of 40 to 150 mm, dispersing them in random directions on a plane, and molding them into a mat with a resin binder.
  • Said chopped strand mat has a mass per unit area of, for example, 30-300 g/m 2 .
  • the milled fiber has a number of glass filaments constituting the glass fiber in the range of 1 to 30,000, and is in the form of being pulverized to a length in the range of 1 to 900 ⁇ m by a known method such as a ball mill or a Henschel mixer. .
  • the surface of the glass fiber is coated with an organic material adhering to the surface.
  • the organic substance include a nitrogen-containing silane coupling agent, a film former (film-forming agent), a nitrogen amount adjusting agent, a lubricant, a surfactant, or a composition containing a plurality of these.
  • the organic substance is preferably a composition containing a nitrogen-containing silane coupling agent or a film former, more preferably a composition containing a nitrogen-containing silane coupling agent and a form former, and a nitrogen-containing More preferably, the composition contains a silane coupling agent and a film former, and further contains a nitrogen content regulator.
  • the organic substance is attached to the glass fiber at a rate of 0.200 to 2.000% by mass based on the mass of the glass fiber in a state where the organic substance is not attached.
  • a sizing agent or binder containing the composition is applied by a known method such as a roller applicator. is applied to the surface of the glass fiber and dried, and after the glass fiber is produced, the glass fiber is passed through a treatment tank containing a treatment liquid containing the composition, Examples include a method of performing a drying treatment, a method of performing a drying treatment by spraying a treatment liquid containing the composition on the surface of the glass fiber, and the like.
  • the amount of organic matter adhering to the surface of the glass fibers can be adjusted by adjusting the concentration of solid content in the treatment liquid (including the sizing agent or binder), the number of treatments, and the like.
  • the solid content refers to a component remaining without volatilization after the treatment liquid is dried at 110° C. for 1 hour.
  • nitrogen-containing silane coupling agents examples include aminosilanes, cationic silanes, phenylaminosilanes, ureidosilanes, isocyanate silanes, isocyanurate silanes, imidazole-based silane coupling agents, and silanes having a triazine ring.
  • the nitrogen-containing silane coupling agent has high storage stability, is easily dissolved in cold water, and has high solution stability when used as a sizing agent or binder.
  • Nicksilane or ureidosilane is preferred, aminosilane or ureidosilane is more preferred, and aminosilane is even more preferred.
  • these compounds can be used alone, or two or more of them can be used in combination.
  • aminosilane examples include ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ⁇ -(aminoethyl)- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ⁇ -(aminoethyl)-N′- ⁇ -(aminoethyl)- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -anilinopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
  • Examples of the cationic silane include N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride.
  • phenylaminosilane examples include N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
  • ureidosilane examples include 3-ureidopropyltrialkoxysilane.
  • Examples of the isocyanate silane include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.
  • isocyanurate silane examples include tris-(trimethoxysilylpropyl) isocyanurate.
  • imidazole-based silane coupling agent examples include a silane coupling agent synthesized by a dehydrochlorination reaction between chloroalkylsilane and imidazole, a silane coupling agent synthesized by a reaction between imidazole and an epoxy-based silane coupling agent, and the like. can be mentioned.
  • silane having a triazine ring examples include compounds having a diaminotriazinyl group and a hydrolyzable silyl group (for example, VD-5 (trade name) manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.).
  • the fact that the organic matter adhering to the surface of the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment contains a nitrogen-containing silane coupling agent can be obtained by heating the glass fiber in water at 65° C. and concentrating the extract, followed by 1 H- It can be detected by analyzing with NMR.
  • film former examples include urethane resins, epoxy resins, vinyl acetate resins, unsaturated polyesters, vinyl ester resins, modified polypropylenes, copolymers of unsaturated monomers, polyamides, polyolefins, phenol resins, Mention may be made of emulsions and solutions of terpene phenolic resins, rosin esters, polyimide varnishes, polyamic acids, polyaryletherketones, polyetherimides and the like.
  • the film former is a urethane resin or an epoxy resin from the viewpoint of ensuring the convergence of the glass fiber bundles and preventing the fiber bundles from fraying during the process to generate fluff and become fuzzy. is preferred.
  • the film formers can be used alone, or two or more of them can be used in combination.
  • urethane resin examples include resins obtained by reacting a diisocyanate compound with a polyol compound or a polyester compound.
  • diisocyanate compounds examples include tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, -trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isopropylidene bis( 4-cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4'- MDI, 4,4'-MDI, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate (hydr
  • polyol compound examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polycarbonate diol, polybutadiene polyol, hydrogenated polybutadiene polyol, hydrogenated isoprene polyol, acrylic polyol, 1,3-propanediol, butylene glycol, 1,4 -butanediol, 2-methyl-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, hexylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythrol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetra Ethylene glycol, dipropylene glycol, mixtures thereof, and the like can be mentioned.
  • polyester compound examples include a condensate of the polyol compound and polycarboxylic acid, and a compound obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester.
  • polycarboxylic acids include adipic acid, azelaic acid, pimelic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, Examples include isophthalic acid, phthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, biphenyldicarboxylic acid, and trimellitic acid.
  • the compound obtained by ring-opening polymerization of the cyclic ester include poly( ⁇ -caprolactone).
  • epoxy resin examples include bis-phenol A type epoxy resin, biphenyl type bifunctional epoxy resin, biphenyl-modified novolak type epoxy resin, bis-phenol F type epoxy resin, naphthol-cresol copolymerized novolak type epoxy resin, naphthol-phenol copolymer.
  • Polymerization type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol addition type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, bis-phenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, naphthol Novolac type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, modified products thereof, mixtures thereof, and the like can be mentioned.
  • vinyl acetate resin examples include polyvinyl acetate, which is a homopolymer of vinyl acetate, copolymers of vinyl acetate and other monomers copolymerizable with vinyl acetate (e.g., ethylene, propylene), and these. A mixture etc. can be mentioned.
  • Examples of the unsaturated polyester include resins obtained by esterifying an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid and an aliphatic diol.
  • modified polypropylene examples include acid-modified polypropylene modified with an unsaturated carboxylic acid or its anhydride, chlorinated polypropylene, and mixtures thereof.
  • Examples of the copolymer of unsaturated monomers include copolymers composed of two or more kinds of unsaturated monomers and mixtures thereof.
  • Examples of the unsaturated monomer include unsaturated carboxylic acids and unsaturated monomers other than unsaturated carboxylic acids.
  • Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, (anhydrous) maleic acid, (anhydrous) itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, and dodecenylsuccinic anhydride.
  • unsaturated monomers other than unsaturated carboxylic acids include ethylene, propylene, styrene, isobutylene, methylstyrene, 2-methyl-2-butene, nobornene, stilbene, cyclopentene, dihydronaphthalene, butadiene, methyl acrylate, and isoprene.
  • vinyl ester resin examples include bis-based vinyl ester resins and novolak-based vinyl ester resins.
  • polystyrene resin examples include copolymers of ethylene and glycycyl methacrylate.
  • polyamide resin examples include nylon 6, nylon 6/66, nylon 6/12, polyamide elastomers and mixtures thereof.
  • phenol resin examples include water-soluble resole resins.
  • terpene phenol resin examples include copolymers of terpene monomers and phenol.
  • rosin ester an ester of rosin and polyhydric alcohol can be used.
  • the rosin include gum rosin, wood rosin, tall oil rosin and hydrogenated products thereof.
  • polyhydric alcohol include glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol.
  • U-Varnish-A (trade name) manufactured by Ube Industries, Ltd.
  • U-Varnish-S (trade name) manufactured by Ube Industries, Ltd.
  • Ricacoat (registered trademark) manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.
  • JSR Corporation Optomer (registered trademark) manufactured by the company
  • SE812 (trade name) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., and the like
  • polyamic acid examples include those synthesized by reacting a tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound in a polar solvent.
  • polyaryletherketone examples include polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), and precursors thereof.
  • polyetherimide examples include resins synthesized from 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenylpropane] and m-phenylenediamine.
  • the organic substance adhering to the surface of the glass fiber for resin reinforcement of the present embodiment contains the film former.
  • it can be detected by analyzing with Shimadzu Corp., trade name: GCMS-QP2010 Plus Ultra).
  • lubricant examples include modified silicone oils, animal oils and their hydrogenated products, vegetable oils and their hydrogenated products, animal waxes, vegetable waxes, mineral waxes, condensates of higher saturated fatty acids and higher saturated alcohols, and polyalkylenes.
  • modified silicone oils include modified silicone oils, animal oils and their hydrogenated products, vegetable oils and their hydrogenated products, animal waxes, vegetable waxes, mineral waxes, condensates of higher saturated fatty acids and higher saturated alcohols, and polyalkylenes.
  • examples include imines, polyalkylpolyamine alkylamide derivatives, fatty acid amides, quaternary ammonium salts and the like.
  • Examples of the animal oil include beef tallow.
  • Examples of the vegetable oils include soybean oil, coconut oil, rapeseed oil, palm oil, and castor oil.
  • animal waxes examples include beeswax and lanolin.
  • Examples of the vegetable wax include candelilla wax and carnauba wax.
  • mineral wax examples include paraffin wax and montan wax.
  • Examples of the condensates of higher saturated fatty acids and higher saturated alcohols include stearic acid esters such as uryl stearate.
  • fatty acid amide examples include dehydration condensates of polyethylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine and tetraethylenepentamine and fatty acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid.
  • quaternary ammonium salts examples include alkyltrimethylammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride.
  • the lubricants can be used singly or in combination of two or more.
  • surfactant examples include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants.
  • nonionic surfactant examples include ethylene oxide propylene oxide alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer, alkylpolyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer ether, polyoxyethylene fatty acid.
  • Ester polyoxyethylene fatty acid monoester, polyoxyethylene fatty acid diester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, glycerol fatty acid ester ethylene oxide adduct, polyoxyethylene castor oil ether, hydrogenated castor oil ethylene oxide adduct, alkylamine ethylene oxide adduct fatty acid amide ethylene oxide adduct, glycerol fatty acid ester, polyglycerol fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyhydric alcohol alkyl ether, fatty acid alkanolamide, acetylene glycol, acetylene Examples include alcohols, ethylene oxide adducts of acetylene glycol, and ethylene oxide adducts of acetylene alcohol.
  • cationic surfactant examples include alkyldimethylbenzylammonium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, alkyldimethylethylammonium ethylsulfate, higher alkylamine acetates, higher alkylamine hydrochlorides, ethylene oxide adducts of higher alkylamines, higher Condensates of fatty acids and polyalkylene polyamines, salts of esters of higher fatty acids and alkanolamines, salts of higher fatty acid amides, imidazoline-type cationic surfactants, alkylpyridinium salts and the like can be mentioned.
  • anionic surfactant examples include higher alcohol sulfates, higher alkyl ether sulfates, ⁇ -olefin sulfates, alkylbenzenesulfonates, ⁇ -olefinsulfonates, fatty acid halides and N-methyltaurine.
  • examples thereof include reaction products, dialkyl sulfosuccinates, higher alcohol phosphates, and phosphates of higher alcohol ethylene oxide adducts.
  • amphoteric surfactant examples include amino acid type amphoteric surfactants such as alkylaminopropionate alkali metal salts, betaine type such as alkyldimethylbetaine, and imidazoline type amphoteric surfactants.
  • nitrogen content adjuster examples include polyallylamine, aliphatic diamine, alicyclic diamine, aromatic diamine, aliphatic polyamine, aromatic polyamine, alicyclic polyamine, polyamidoamine, cyanide compound, imidazole compound, polyalkyleneimine, Polyvinylpyrrolidone, amino acids, polyalkylpolyamine alkylamide derivatives, fatty acid amides, alkylammonium salts, ethylene oxide adducts to higher alkylamines, condensates of higher fatty acids and polyalkylenepolyamines, salts of esters of higher fatty acids and alkanolamines , salts of higher fatty acid amides, and alkylpyridinium salts.
  • polyallylamine examples include diallylamine hydrochloride copolymers and methyldiallylamine hydrochloride copolymers.
  • Examples of the aliphatic diamine include ethylenediamine, triethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, and hexamethylenediamine.
  • Examples of the alicyclic diamine include isophorone diamine.
  • aromatic diamine examples include 4,4-diaminodiphenylmethane and bis(4-aminophenyl)sulfone.
  • aliphatic polyamine examples include diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and the like.
  • Examples of the alicyclic polyamine include isophorone diamine.
  • the polyamidoamine one produced by a condensation reaction between a dimer acid obtained by dimerization of an unsaturated fatty acid and polyethylenepolyamine can be used.
  • dimer acid include those made from unsaturated fatty acids such as linoleic acid and linolenic acid, and natural oils containing these.
  • polyethylenepolyamine include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and pentaethylenehexamine.
  • Examples of the cyanide compound include dicyandiamide.
  • imidazole compound examples include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and imidazoline surfactants.
  • polyalkyleneimine examples include polyethyleneimine, polypropyleneimine and derivatives thereof.
  • polyvinylpyrrolidone examples include N-vinyl-2-pyrrolidone polymers and derivatives thereof.
  • amino acids examples include arginine, lysine, histidine, alanine, phenylalanine, and the like.
  • these compounds can be used alone, or two or more of them can be used in combination. Furthermore, compounds such as condensates obtained from the above components can also be used.
  • the nitrogen content adjuster is a compound containing a plurality of (for example, 2 to 20,000) nitrogen atoms in one molecule from the viewpoint that it has a large effect of increasing the nitrogen content of organic matter adhering to the surface of the resin-reinforced glass fiber. It is further preferred to contain
  • the compound containing a plurality of nitrogen atoms in one molecule includes polyallylamine, aliphatic diamine, alicyclic diamine, aromatic diamine, aliphatic polyamine, aromatic polyamine, alicyclic polyamine, polyamidoamine, and imidazole compound. , polyalkyleneimines, polyvinylpyrrolidone, polyalkylpolyamine alkylamide derivatives, condensates of higher fatty acids and polyalkylenepolyamines, and the like.
  • polyvinylpyrrolidone the same one as described above can be used.
  • the reason why the organic substance adhering to the surface of the resin-reinforced glass fiber of the present embodiment contains the nitrogen amount adjusting agent is that the glass fiber is ignited in a 550 ° C. firing furnace, and the generated gas is analyzed by a gas chromatography mass spectrometer. (For example, manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: GCMS-QP2010 Plus Ultra) can be used for detection.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment is obtained by, for example, kneading the chopped strands having a predetermined length and a thermoplastic resin with a twin-screw kneader, and using the obtained resin pellets for injection molding. can be obtained by doing
  • thermoplastic resin examples include polyethylene, polypropylene, polystyrene, styrene/maleic anhydride resin, styrene/maleimide resin, polyacrylonitrile (PAN), acrylonitrile/styrene (AS) resin, acrylonitrile/butadiene/styrene (ABS) resin, chlorine Polyethylene/acrylonitrile/styrene (ACS) resin, acrylonitrile/ethylene/styrene (AES) resin, acrylonitrile/styrene/methyl acrylate (ASA) resin, styrene/acrylonitrile (SAN) resin, methacrylic resin, polyvinyl chloride (PVC) , polyvinylidene chloride (PVDC), polyamide (PA), polyacetal (POM), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polycyclohex
  • the thermoplastic resin is preferably a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 100° C. or higher from the viewpoint of high heat resistance when formed into a glass fiber reinforced resin molded product, and a glass transition temperature of 135° C. or higher. It is more preferable that it is a thermoplastic resin having
  • thermoplastic resins can be measured according to JIS K 7121:2012.
  • thermoplastic resins having a glass transition temperature of 100° C. or higher examples include modified polyphenylene ether (m-PPE), acrylonitrile/butadiene/styrene (ABS), polyphthalamide (PPA), polyaryletherketone (PAEK), and polycarbonate.
  • PC siloxane-modified polyetherimide, polysulfone (PSF, PSU), polyarylate (PAR), polyphenylene ether (PPE), polyetherimide (PEI), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), Resins such as thermoplastic polyimide (TPI) and polyamideimide (PAI) can be used.
  • the thermoplastic resin having a glass transition temperature of 135° C. or higher includes polyaryletherketone (PAEK), polycarbonate (PC), siloxane-modified polyetherimide, polysulfone (PSF, PSU), polyarylate (PAR), Resins such as polyphenylene ether (PPE), polyetherimide (PEI), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), thermoplastic polyimide (TPI), and polyamideimide (PAI) can be mentioned.
  • PAEK polyaryletherketone
  • PC polycarbonate
  • siloxane-modified polyetherimide polysulfone
  • PSF polysulfone
  • PAR polyarylate
  • Resins such as polyphenylene ether (PPE), polyetherimide (PEI), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES), thermoplastic polyimide (TPI), and polyamideimide (PAI) can be mentioned.
  • thermoplastic resin is more preferably thermoplastic polyimide or polyaryletherketone, and particularly preferably polyetherimide or polyaryletherketone.
  • Polyaryletherketone is most preferred because the effect of improving the strength of the glass fiber reinforced resin molded article is particularly large when used.
  • polyaryletherketone examples include polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyetheretherketoneketone (PEEKK), and the like.
  • the glass fiber reinforced resin molded product can be produced by injection compression molding, two-color molding, blow molding, foam molding (including supercritical fluid foam molding), insert molding, in-mold coating molding, extrusion molding.
  • method sheet molding method, thermoforming method, rotational molding method, laminate molding method, press molding method, blow molding method, stamping molding method, infusion method, hand lay-up method, spray-up method, resin transfer molding method, sheet molding It can also be obtained by using a known molding method such as a compound method, a bulk molding compound method, a pultrusion method, and a filament winding method.
  • the glass fiber reinforced resin molded product of the present embodiment includes, for example, parts such as housings and frames of mobile electronic devices typified by smartphones, battery tray covers, sensors, automotive electrical parts such as coil bobbins, and electronic components other than mobile electronic devices. It can be used for equipment parts, electrical connection terminal parts, and the like.
  • Example 1 In this example, first, a glass fiber (glass strand) was prepared by bundling glass filaments having a circular cross-sectional shape with a fiber diameter of 9.0 ⁇ m and having a high-strength, high-modulus glass composition. Next, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane as a nitrogen-containing silane coupling agent, a urethane resin (manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name: ADEKA NEWACE Y65-55) as a film former, and a nitrogen content adjusting agent.
  • ADEKA Co., Ltd. trade name: ADEKA NEWACE Y65-55
  • the nitrogen content N of the organic matter attached to the glass fiber surface and the carbon content C of the organic matter were measured using an NC analyzer (manufactured by Sumika Analysis Center Co., Ltd., trade name: SUMIGRAPH).
  • NC-TRINITY 200 to 400 mg of chopped strands were ignited at a temperature of 900 ° C. for 250 seconds, and the amount of carbon dioxide gas in the generated gas and the amount of nitrogen gas in which nitrogen oxides were reduced by reduced copper is determined by gas chromatography, the ignition loss L is measured in accordance with JIS R 3420: 2013, and the value of C / N and the value of (N ⁇ C) 1/2 / L are calculated. bottom.
  • the presence or absence of the film former is checked by igniting the chopped strands in a 550° C. firing furnace and analyzing the generated gas with a gas chromatography mass spectrometer (for example, manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: GCMS-QP2010 Plus Ultra). It was detected by analyzing by
  • the chopped strands and polyether ether ketone (manufactured by Polypla-Evonik Co., Ltd., trade name: VESTAKEEP2000G) were mixed with a twin-screw kneader (manufactured by Shibaura Kikai Co., Ltd., trade name: TEM) at a screw rotation speed of 100 rpm. -26SS) at a temperature of 390° C. to prepare resin pellets having a glass fiber content of 30% by mass.
  • a twin-screw kneader manufactured by Shibaura Kikai Co., Ltd., trade name: TEM
  • the A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) is processed into a class I test piece, and a precision universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: Autograph AG-Xplus 50 kN) is used at a test temperature of 23 ° C. and measured according to JIS K 7017:1999.
  • the A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) was processed into a type 1 test piece having a type A notch, and measured according to JIS K 7110:1999.
  • Example 2 In this example, 0.50 parts by mass of the film former and 0.10 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Example 3 In this example, 2.00 parts by mass of the film former and 0.65 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution and dried. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Example 4 In this example, 0.30 parts by mass of the film former and 0.07 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution and dried, which was performed three times in total. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Example 5 In this example, 0.83 parts by mass of the film former and 0.17 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Example 6 In this example, 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent was mixed at a ratio of 1.00 parts by mass of the film former and 0.20 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Example 7 In this example, 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent was mixed at a ratio of 1.25 parts by mass of the film former and 0.25 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. In the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this example were used.
  • Comparative Example 1 In this comparative example, 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent was mixed with 0.32 parts by mass of the film former and 0 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent. , A treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. In exactly the same manner as in Example 1, chopped strands of resin-reinforced glass fibers of this comparative example were produced.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this comparative example were used.
  • Comparative Example 2 In this comparative example, 5.00 parts by mass of the film former and 1.00 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. A chopped strand of glass fiber for resin reinforcement of this comparative example was produced in exactly the same manner as in Example 1.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this comparative example were used.
  • Example 3 In this comparative example, 5.00 parts by mass of the film former and 1.00 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution to be dried. A chopped strand of glass fiber for resin reinforcement of this comparative example was produced in exactly the same manner as in Example 1.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this comparative example were used.
  • Comparative Example 4 In this comparative example, 5.00 parts by mass of the film former and 1.00 parts by mass of the nitrogen amount adjusting agent were mixed with 1 part by mass of the nitrogen-containing silane coupling agent, which was exactly the same as in Example 1. Then, a treatment solution containing an organic composition was prepared, and the glass strands obtained in Example 1 were passed through a treatment tank containing the treatment solution and dried, which was performed three times in total. A chopped strand of glass fiber for resin reinforcement of this comparative example was produced in exactly the same manner as in Example 1.
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this comparative example were used.
  • Example 5 In this comparative example, except that glass filaments having a circular cross-sectional shape with a fiber diameter of 9.0 ⁇ m and having a high-strength, high-modulus glass composition were used as the glass fibers, Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-44793 was used. Chopped strands were produced under conditions identical to those described in .
  • an A-type dumbbell test piece (thickness 4 mm) according to JIS K 7164:2005 was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the chopped strands obtained in this comparative example were used.
  • the easy-cutting evaluation and kneader fluff It has excellent processability of A or B for both evaluations, and has excellent mechanical properties such as tensile strength of 200 MPa or more, bending strength of 305 MPa or more, and notched Izod impact strength of 13 kJ/ m2 or more. It is clear that fiber-reinforced resin moldings can be obtained.

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Abstract

優れた工程性を備え、しかも、優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができる樹脂強化用ガラス繊維を提供する。樹脂強化用ガラス繊維は、ガラス繊維と、該ガラス繊維表面に付着した有機物とからなり、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.010~0.600質量%であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.120~1.500質量%であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.200~2.000質量%であり、前記N、CおよびLが、次式(1)を満たす。 0.220 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.405 ・・・(1)

Description

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
 本発明は、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に関する。
 近年、金属の代替材料として、繊維強化樹脂材料が注目されている。しかしながら、樹脂の耐熱性は、金属に劣るため、高耐熱性が求められる用途においては、繊維強化樹脂材料による金属代替が進んでいない。このような中で、高耐熱性が求められる用途でも使用可能な繊維強化樹脂成形品が検討されている。
 通常、繊維強化樹脂成形品に用いられる、強化繊維においては、強化繊維と樹脂との密着性を向上させ、繊維強化樹脂成形品の強度を向上させるために、強化繊維の表面に有機物を付着させることが行われている。例えば、前記強化繊維がガラス繊維であるときに、前記有機物として、ウレタン樹脂と、カップリング剤と、潤滑剤とを含む集束剤が知られている(例えば、特許文献1参照)。前記ウレタン樹脂は、キシリレンジイソシアネート成分とポリエステルポリオール成分とを構成単位として含む。
 ところが、特許文献1記載の集束剤は、ガラス繊維の表面に付着させても、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂に対しては、該ガラス繊維と該樹脂とを十分に密着させることができず、ガラス繊維強化樹脂成形品において、十分な機械的特性を得ることができないという問題がある。
 前記問題を解決するために、樹脂強化用ガラス繊維の表面に、酸とシランカップリング剤とを付着させる際に、該酸を、カルボキシル基のα炭素位の平均水素数が0.5以上の酸とし、該酸の付着量を、該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して10~400ppmの範囲とすることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
 特許文献2によれば、前記樹脂強化用ガラス繊維の表面に、前記酸と前記シランカップリング剤とを付着させることにより、ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的特性を向上させることができるとされている。
特開2000-44793号公報 特開2020-158945号公報
 しかしながら、特許文献2に記載された酸とシランカップリング剤との組み合わせでは、前記樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着させたときに、ガラス繊維束の集束性が低く、ガラス繊維束を切断してチョップドストランドとしたり、該チョップドストランドと樹脂とを混練して樹脂ペレットを成形したりする際に、毛羽立ちが発生し易く、工程性が著しく低下するという不都合がある。
 そこで、本発明はかかる不都合を解消し、優れた工程性を備え、しかも、優れた機械的特性を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができる樹脂強化用ガラス繊維を提供することを目的とする。
 本発明者らは、樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着した有機物について検討を重ねた結果、該有機物の窒素量Nを、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して特定の範囲とすることにより、該樹脂強化用ガラス繊維が優れた工程性を備えることができることと、該樹脂強化用ガラス繊維により、優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができることとを見出し、本発明に到達した。
 そこで、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記目的を達成するために、ガラス繊維と、該ガラス繊維表面に付着した有機物とからなる樹脂強化用ガラス繊維であって、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.010~0.600質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.120~1.500質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.200~2.000質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、次式(1)を満たすことを特徴とする。
     0.220 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.405 ・・・(1)
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび炭素量Cが該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対してそれぞれ前記範囲であり、該樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが前記範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(1)を満たすことにより、優れた工程性を備え、しかも、優れた機械的特性を備えるガラス繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
 ここで、樹脂強化用ガラス繊維が優れた工程性を備えるとは、後述の易カット性評価と、ニーダー毛羽評価とがA又はBであることをいう。また、繊維強化樹脂成形品が優れた機械的特性を備えるとは、繊維強化樹脂成形品の引張強さが200MPa以上、曲げ強さが305MPa以上、ノッチ付きIzod衝撃強さが13kJ/m以上であることをいう。
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.010質量%未満では、ガラス繊維と樹脂との密着性が不十分になる。また、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.600質量%超では、ガラス繊維の風合いが固くなり、ガラス繊維製品へ加工する際の歩留りが悪化したり、フィラメントが折損しやすくなり毛羽立ちが多くなったりする、といった問題が発生する。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.120質量%未満では、ガラス繊維束が十分に集束せず、ガラス繊維束の運搬・切断時等にガラス繊維束が解れて毛羽が発生して綿状になり、工程性を悪化させるという不都合がある。また、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して1.500質量%超ではガラス繊維強化樹脂の成形時に、有機物由来の分解ガスが多量に発生し、ガラス繊維強化樹脂の外観や機械的強度を損なうという不都合がある。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、強熱減量Lが0.200質量%未満では、ガラス繊維束が十分に集束せず、ガラス繊維束の運搬・切断時等にガラス繊維束が解れて毛羽が発生して綿状になり、工程性を悪化させるという不都合がある。また、強熱減量Lが2.000質量%超ではガラス繊維強化樹脂の成形時に、有機物由来の分解ガスが多量に発生し、ガラス繊維強化樹脂の外観や機械的強度を損なうという不都合がある。
 前記有機物の窒素量Nおよび炭素量Cは、例えば、NCアナライザー(株式会社住化分析センター製、商品名:SUMIGRAPH NC-TRINITY)を使用して、200~400mgの樹脂強化用ガラス繊維(例えば、チョップドストランド)を900℃の温度で250秒間強熱し、発生した気体中の二酸化炭素ガス量、および窒素酸化物を還元銅により還元させた窒素ガス量を、ガスクロマトグラフィーで測定することにより求めることができる。なお、前記二酸化炭素ガス量および窒素ガス量は、前記NCアナライザーにセットされた樹脂強化用ガラス繊維の質量に対する、これらのガスの質量の割合として測定される。
 また、前記強熱減量は、JIS R 3420:2013に準拠して測定することができる。
 前記易カット性評価は、前記樹脂強化用ガラス繊維を3mmの長さに切断したチョップドストランド1kgを、JIS Z 8801-1:2019に準拠した、枠の径200mm、目開き2.8mm、針金の径1.12mm、平織の金属ふるい上に100gずつとり、30秒間振とうさせたときに、ふるいを通過したチョップドストランドの質量を測定することにより行うことができる。前記易カット性評価では、ふるいに掛ける前のチョップドストランドの質量に対する、ふるいを通過したチョップドストランドの質量の割合が、60質量%以上100質量%以下のものをA、40質量%以上60質量%未満のものをB、0質量%以上40質量%未満のものをCと評価する。
 なお、ガラス繊維の加工性が低下すると、ガラス繊維を切断してチョップドストランドとする際に、チョップドストランドの長さが所定の長さよりも長くなる。所定の長さよりも長いチョップドストランドは、切断工程の後に除去する必要があり、工程性が悪くなったり、歩留まりが悪くなったりする。そこで、本願では、前記易カット性評価を前記工程性を評価する指標の1つとしている。
 前記ニーダー毛羽評価は、前記樹脂強化用ガラス繊維1kgを、双腕ニーダー装置(日本スピンドル製造株式会社製、商品名:SR1-1)の混練槽に入れ、上から6kgの錘を載せ、4分間混練した後、発生した毛羽の質量を測定することにより行うことができる。前記ニーダー毛羽評価では、毛羽の質量が0.15kg以下のものをA、0.15kg超かつ0.30kg以下のものをB、0.30kg超かつ0.60kg以下のものをCと評価する。
 前記引張強さは、前記繊維強化樹脂成形品からなる、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を用い、試験温度23℃の条件で、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-Xplus50kN)を用いて、JIS K 7164:2005に準拠して測定した値である。
 また、前記曲げ強さは、前記繊維強化樹脂成形品からなる、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)をクラスI試験片に加工し、試験温度23℃の条件で、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-Xplus50kN)を用いて、JIS K 7017:1999に準拠して測定した値である。
 また、前記ノッチ付きIzod衝撃強さは、前記繊維強化樹脂成形品からなる、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)をタイプAノッチを有するタイプ1試験片に加工し、JIS K 7110:1999に準拠して測定した値である。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび炭素量Cが該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対してそれぞれ前記範囲であり、該樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが前記範囲であるときに、前記NおよびCが、次式(a)を満たすことが好ましく、次式(b)を満たすことがさらに好ましい。
  2.90 ≦ C/N ≦ 6.50 ・・・(a)
  4.85 ≦ C/N ≦ 6.20 ・・・(b)
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび炭素量Cが該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対してそれぞれ前記範囲であり、該樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが前記範囲であるときに、前記NおよびCが、前記式(a)を満たすことにより、優れた工程性を備えることができ、しかも、さらに優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび炭素量Cが該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対してそれぞれ前記範囲であり、該樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが前記範囲であるときに、前記NおよびCが、前記式(b)を満たすことにより、さらに優れた工程性を備えることができ、しかも、さらに優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
 ここで、さらに優れた工程性を備えるとは、前記樹脂強化用ガラス繊維の前記易カット性評価がAであることをいう。また、繊維強化樹脂成形品がさらに優れた機械的特性を備えるとは、繊維強化樹脂成形品の引張強さが200MPa以上、曲げ強さが315MPa以上、ノッチ付きIzod衝撃強さが13kJ/m以上であることをいう。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.030~0.270質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.300~1.200質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.400~1.800質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、次式(2)を満たすことが好ましい。
     0.245 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.274 ・・・(2)
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび炭素量Cが該樹脂強化用ガラス繊維の全量に対してそれぞれ前記範囲であり、該樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが前記範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(2)を満たすことにより、さらに優れた工程性をより確実に備えることができ、しかも、さらに優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品をより確実に得ることができる。
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して、さらに好ましくは0.040~0.200質量%の範囲であり、特に好ましくは0.060~0.180質量%の範囲であり、最も好ましくは0.090~0.150質量%の範囲である。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して、さらに好ましくは0.400~1.000質量%の範囲であり、特に好ましくは0.450~0.800質量%の範囲であり、最も好ましくは0.500~0.700質量%の範囲である。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維は、前記強熱減量Lが、さらに好ましくは0.600~1.500質量%の範囲であり、特に好ましくは0.700~1.400質量%の範囲であり、殊に好ましくは0.850~1.300質量%の範囲にあり、最も好ましくは0.950~1.200質量%の範囲である。
 本発明の樹脂強化用ガラス繊維において、前記有機物は窒素を含有するシランカップリング剤(以下、含窒素シランカップリング剤ということもある)を含むことが好ましい。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維において、前記有機物はフィルムフォーマーを含むことが好ましい。
 また、本発明の樹脂強化用ガラス繊維において、前記ガラス繊維は、チョップドストランド、ロービング、チョップドストランドマット、ミルドファイバーからなる群から選択されるいずれか1種の形態とすることができる。
 また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、前記樹脂強化用ガラス繊維と、ガラス転移温度が100℃以上の熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする。
 また、本発明のガラス繊維強化樹脂成形品は、前記いずれかの樹脂強化用ガラス繊維と、ポリアリールエーテルケトンとを含むことが好ましい。
 次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、ガラス繊維と、該ガラス繊維表面に付着した有機物とからなる樹脂強化用ガラス繊維であって、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.010~0.600質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.120~1.500質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.200~2.000質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、次式(1)を満たす。
     0.220 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.405 ・・・(1)
 ここで、前記Lに対する前記Nの割合を高めると、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を含むガラス繊維強化樹脂成形品の機械的特性が向上する傾向にあるが、前記Lに対する前記Cの割合が相対的に低下する。前記Lに対する前記Cの割合を高めると、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の工程性が向上する傾向にあるが、前記Lに対する前記Nの割合が相対的に低下する。これらの傾向をふまえ、前記式(1)は、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を含むガラス繊維強化樹脂成形品の機械的特性と、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の工程性とのバランスを表現しているものと推定される。なお、前記Lに対する前記Nの割合は、例えば、ガラス繊維表面に付着した有機物全量に対する、後述の含窒素シランカップリング剤又は窒素量調整剤の含有割合により調整することができる。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.030~0.270質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.300~1.200質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.400~1.800質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(1)を満たすことが好ましい。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記N、CおよびLが、前記式(1)を満たす場合に、前記NおよびCが、次式(a)を満たすことが好ましい。
     2.90 ≦ C/N ≦ 6.50 ・・・(a)
 ここで、前記Nに対する前記Cの割合を高めると、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の工程性が向上する傾向にあるが、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を含むガラス繊維強化樹脂成形品の機械的特性は低下する傾向にある。したがって、前記式(a)は、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の工程性と、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を含むガラス強化樹脂成形品の機械的特性とのバランスを示しているものと推定される。なお、前記Nに対する前記Cの割合は、例えば、ガラス繊維表面に付着した有機物全量に対する、後述の含窒素シランカップリング剤又は窒素量調整剤の含有割合により調整することができる。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記N、CおよびLが、前記式(1)を満たす場合に、前記NおよびCが、次式(b)を満たすことがより好ましく、次式(c)を満たすことがさらに好ましく、次式(d)を満たすことが特に好ましく、次式(e)を満たすことが最も好ましい。
  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)
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.030~0.270質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.300~1.200質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.400~1.800質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、次式(2)を満たすことがより好ましい。
     0.245 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.274 ・・・(2)
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.040~0.200質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.400~1.000質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.600~1.500質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(2)を満たすことがさらに好ましい。
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.060~0.180質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.450~0.800質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.700~1.400質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(2)を満たすことがとりわけ好ましい。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記N、CおよびLが、前記式(2)を満たす場合に、前記NおよびCが、前記式(b)を満たすことが好ましく、前記式(c)を満たすことがより好ましく、前記式(d)を満たすことがさらに好ましく、前記式(e)を満たすことが特に好ましい。
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.060~0.180質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.450~0.800質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.700~1.400質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、次式(3)を満たすことが特に好ましい。
  0.259 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.270 ・・・(3)
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.090~0.150質量%の範囲であり、前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.500~0.700質量%の範囲であり、前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.950~1.200質量%の範囲であり、前記N、CおよびLが、前記式(3)を満たすことが最も好ましい。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記N、CおよびLが、前記式(3)を満たす場合に、前記NおよびCが、前記式(d)を満たすことが好ましく、前記式(e)を満たすことがより好ましい。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を構成するガラス繊維を形成するガラスのガラス組成は特に限定されず、例えば、最も汎用的であるEガラス組成、高強度高弾性率ガラス組成、高弾性率易製造性ガラス組成および、低誘電率低誘電正接ガラス組成を挙げることができる。
 前記Eガラス組成は、ガラス繊維の全量に対し52.0~56.0質量%の範囲のSiOと、12.0~16.0質量%の範囲のAlと、合計で20.0~25.0質量%の範囲のMgOおよびCaOと、5.0~10.0質量%の範囲のBとを含む組成である。
 また、前記高強度高弾性率ガラス組成は、ガラス繊維の全量に対し60.0~70.0質量%の範囲のSiOと、20.0~30.0質量%の範囲のAlと、5.0~15.0質量%の範囲のMgOと、0~1.5質量%のFeと、合計で0~0.2質量%の範囲のNaO、KOおよびLiOとを含む組成である。
 また、前記高弾性率易製造性ガラス組成は、ガラス繊維の全量に対し57.0~60.0質量%の範囲のSiOと、17.5~20.0質量%の範囲のAlと、8.5~12.0質量%の範囲のMgOと、10.0~13.0質量%の範囲のCaOと、0.5~1.5質量%の範囲のBとを含み、かつ、SiO、Al、MgOおよびCaOの合計量が98.0質量%以上である組成である。
 また、前記低誘電率低誘電正接ガラス組成は、ガラス繊維全量に対し48.0~62.0質量%の範囲のSiOと、17.0~26.0質量%の範囲のBと、9.0~18.0質量%の範囲のAlと、0.1~9.0質量%の範囲のCaOと、0~6.0質量%の範囲のMgOと、合計で0.05~0.5質量%の範囲のNaO、KOおよびLiOと、0~5.0質量%の範囲のTiOと、0~6.0質量%の範囲のSrOと、合計で0~3.0質量%の範囲のFおよびClと、0~6.0質量%の範囲のPとを含む組成である。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を構成するガラス繊維を形成するガラスのガラス組成は、該樹脂強化用ガラス繊維を用いる繊維強化樹脂成形品の耐熱性を向上させるという観点からは、前記高強度高弾性率ガラス組成であることが好ましい。
 前述したガラスの組成の各成分の含有量の測定は、次のようにして行うことができる。
 まず、ガラス繊維を適宜の大きさに裁断した後、白金ルツボに入れ、電気炉中で1550℃の温度に6時間保持して撹拌を加えながら溶融させることにより、均質な溶融ガラスを得る。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出してガラスカレットを作製した後、該ガラスカレットを粉砕し粉末化して、ガラス粉末を得る。
 軽元素であるLiについては前記ガラス粉末を酸で加熱分解した後、ICP発光分光分析装置を用いて定量分析する。その他の元素は前記ガラス粉末をプレス機で円盤状に成形した後、波長分散型蛍光X線分析装置を用いて定量分析する。これらの定量分析結果を酸化物換算して各成分の含有量および全量を計算し、これらの数値から前述した各成分の含有量(質量%)を求めることができる。
 前記ガラス繊維は、ガラス繊維表面に有機物が付着している場合、又は、ガラス繊維が有機物(樹脂)中に主に強化材として含まれている場合には、例えば、300~650℃のマッフル炉で0.5~24時間程度加熱する等して、有機物を除去してから用いる。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、以下のようにして製造することができる。初めに、前述の組成となるように調合されたガラス原料(ガラスバッチ)を溶融炉に供給し、例えば、1450~1550℃の範囲の温度で溶融する。次に、溶融されたガラスバッチ(溶融ガラス)を所定の温度に制御された、ブッシングの1~30000個のノズルチップから引き出して、急冷することで、ガラスフィラメントを形成する。次に、形成されたガラスフィラメントに、塗布装置であるアプリケーターを用いて集束剤又はバインダーを塗布し、集束シューを用いて、ガラスフィラメント1~30000本を集束させながら、巻取り機を用いて、チューブに高速で巻取ることで、ガラス繊維を得ることができる。
 本実施形態のガラス繊維を構成するガラスフィラメントの断面形状は、通常、円形である。前記ガラスフィラメントの繊維径は、例えば、まず、本実施形態のガラス繊維をガラス繊維強化樹脂成形品とし、該ガラス繊維強化樹脂成形品の断面を研磨し、次いで、電子顕微鏡を用いて、ガラスフィラメント100本以上につき、その直径を測定し、測定された直径の平均値を求めることで算出することができる。
 前記円形の断面形状を備えるガラスフィラメントの繊維径は、3.0μm~35.0μmの範囲にあることが好ましく、4.0~30.0μmの範囲にあることがより好ましく、4.5~25.0μmの範囲にあることがさらに好ましく、5.0~20.0μmの範囲にあることが特に好ましく、6.0~15.5μmの範囲にあることが最も好ましい。   
 ここで、前記ノズルチップを、非円形形状を有し、溶融ガラスを急冷する突起部や切欠部を有するものとし、温度条件を制御することにより、扁平な断面形状を備えるガラスフィラメントから構成される、ガラス繊維を得ることができる。
 前記ガラスフィラメントが扁平な断面形状を備える場合、その形状としては、長円形、楕円形、長方形を挙げることができる。ここで、長円形とは、長方形の短辺部分を、当該短辺を直径とする半円にそれぞれ置換した形状を意味する。 前記扁平な断面形状を備えるガラスフィラメントの換算繊維径は、3.0μm~35.0μmの範囲にあることが好ましく、4.0~30.0μmの範囲にあることが好ましく、4.5~25.0μmの範囲にあることがより好ましく、5.0~20.0μmの範囲にあることがさらに好ましく、6.0~15.5μmの範囲にあることが特に好ましい。ここで、扁平な断面形状を備えるガラスフィラメントの換算繊維径とは、扁平な断面形状を備えるガラスフィラメントの断面形状の面積と同一の面積をもつ真円の直径を意味する。また、ガラスフィラメントの断面とは、ガラス繊維の繊維長方向に垂直な横断面を意味する。
 前記ガラスフィラメントの換算繊維径は、例えば、まず、本実施形態のガラス繊維をガラス繊維強化樹脂成形品とし、該ガラス繊維強化樹脂成形品の断面を研磨し、次いで、電子顕微鏡を用いて、ガラスフィラメント100本以上につき、その断面積を算出した上で、当該断面積に基づいて換算繊維径を算出し、次いで、算出された換算繊維径の平均値を求めることで算出することができる。
 前記ガラス繊維を構成するガラスフィラメントが扁平な断面形状を備える場合、当該断面における短径に対する長径の比(長径/短径)は、例えば、2.0~10.0の範囲にあり、好ましくは、3.0~8.0の範囲にある。
 前記ガラス繊維を構成するガラスフィラメントが扁平な断面形状を備える場合、当該断面における短径に対する長径の比(長径/短径)は、電子顕微鏡を用いて、ガラスフィラメント100本以上につき、ガラスフィラメント断面の略中心を通る最長の辺を長径とし、該長径とガラスフィラメント断面の略中心で直交する辺を短径として、それぞれの長さを測定し、これらの平均値を求めることで算出することができる。 前記ガラス繊維は、チョップドストランド、ロービング、チョップドストランドマップ、ミルドファイバーからなる群から選択されるいずれか1種の形態とすることができる。
 前記チョップドストランドは、ガラス繊維(ガラス繊維束又はガラスストランドともいう)を構成するガラスフィラメントの本数が好ましくは1~30000本の範囲であり、より好ましくは50~10000本の範囲であり、さらに好ましくは1000~8000本の範囲であり、ガラス繊維を好ましくは1.0~100.0mmの範囲の長さ、より好ましくは、1.2~51.0mmの範囲の長さ、さらに好ましくは、1.5~30.0mmの範囲の長さ、特に好ましくは2.0~15.0mmの範囲の長さ、最も好ましくは2.3~7.8mmの範囲の長さに切断した形態である。
 前記ロービングは、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントの本数が10~30000本の範囲で、切断を行わない形態である。前記ロービングは、例えば、1000~10000tex(g/1000m)の範囲の質量を備える。
 前記チョップドストランドマットは、前記ガラス繊維を40~150mmの範囲の長さに切断したものを、平面上にランダムな方向に分散させ、樹脂結合剤によってマット状に成形した形態である。前記チョップドストランドマットは、例えば、30~300g/mの単位面積当たりの質量を備える。
 前記ミルドファイバーは、ガラス繊維を構成するガラスフィラメントの本数が1~30000本の範囲であり、ボールミルやヘンシルミキサー等の公知の方法により、1~900μmの範囲の長さに粉砕した形態である。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維は、前記ガラス繊維の表面が該表面に付着した有機物で被覆されている。前記有機物としては、含窒素シランカップリング剤、フィルムフォーマー(被膜形成剤)、窒素量調整剤、潤滑剤、界面活性剤、又は、これらのうち複数を含む組成物を挙げることができる。
 前記有機物は、含窒素シランカップリング剤又はフィルムフォーマーを含む組成物であることが好ましく、含窒素シランカップリング剤を含み、さらにフォルムフォーマーを含む組成物であることがより好ましく、含窒素シランカップリング剤およびフィルムフォーマーを含み、さらに窒素量調整剤を含む組成物であることがさらに好ましい。
 前記有機物は、該有機物が付着していない状態における、ガラス繊維の質量を基準として、0.200~2.000質量%の割合で、ガラス繊維に付着している。
 前記ガラス繊維の表面に前記有機物を付着させる方法としては、例えば、前述のようにして該ガラス繊維を製造する際に、該組成物を含む集束剤又はバインダーを、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、該ガラス繊維表面に塗布し、乾燥させる処理を行う方法、該ガラス繊維の製造後に、該ガラス繊維を、該組成物を含む処理液が収容された処理槽中を通過させて、乾燥させる処理を行う方法、該組成物を含む処理液を、スプレーを用いて該ガラス繊維表面に散布し、乾燥させる処理を行う方法等を挙げることができる。
 前記ガラス繊維の表面に付着した有機物の量は、前記処理液(前記集束剤又はバインダーを含む)中の固形分の濃度、前記処理の回数等によって調整することができる。ここで、前記固形分とは、前記処理液を110℃で1時間乾燥させた後に揮発せずに残留する成分を指す。
 前記含窒素シランカップリング剤としては、アミノシラン、カチオニックシラン、フェニルアミノシラン、ウレイドシラン、イソシアネートシラン、イソシアヌレートシラン、イミダゾール系シランカップリング剤、トリアジン環を有するシラン等を挙げることができる。
 前記含窒素シランカップリング剤としては、該含窒素シランカップリング剤の保存安定性が高く、冷水に容易に溶解し、集束剤又はバインダーとしたときの溶液安定性が高いことから、アミノシラン、カチオニックシラン、又は、ウレイドシランが好ましく、アミノシラン、又は、ウレイドシランがより好ましく、アミノシランがさらに好ましい。
 前記含窒素シランカップリング剤は、これらの化合物を単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 前記アミノシランとしては、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、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、N-β-(アミノエチル)-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、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
 前記カチオニックシランとしては、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等を挙げることができる。
 前記フェニルアミノシランとしては、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
 前記ウレイドシランとしては、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン等を挙げることができる。
 前記イソシアネートシランとしては、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
 前記イソシアヌレートシランとしては、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等を挙げることができる。
 前記イミダゾール系シランカップリング剤としては、クロロアルキルシランとイミダゾールとの脱塩化水素反応により合成されるシランカップリング剤、イミダゾールとエポキシ系シランカップリング剤との反応により合成されるシランカップリング剤等を挙げることができる。
 前記トリアジン環を有するシランとしては、ジアミノトリアジニル基と加水分解性シリル基とをもつ化合物(たとえば、四国化成工業株式会社製VD-5(商品名))等を挙げることができる。
 また、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着した有機物が、含窒素シランカップリング剤を含むことは、ガラス繊維を65℃の水中で加熱し、抽出物を濃縮した後にH-NMRで分析することによって、検出することができる。
 前記フィルムフォーマー(被膜形成剤)としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステル樹脂、変性ポリプロピレン、不飽和単量体の共重合体、ポリアミド、ポリオレフィン、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル、ポリイミドワニス、ポリアミック酸、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルイミド等のエマルションおよび溶液を挙げることができる。
 前記フィルムフォーマーは、ガラス繊維束の集束性を担保し、工程中に繊維束が解れて毛羽が発生し、綿状になることを防止するという観点からは、ウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂であることが好ましい。
 前記フィルムフォーマーは、これらを単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 前記ウレタン樹脂としては、ジイソシアネート化合物とポリオール化合物又はポリエステル化合物とを反応させることで得られる樹脂を挙げることができる。
 前記ジイソシアネート化合物としては、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピリデンビス( 4 - シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4’-MDI、4,4’-MDI、ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート(水添MDI)、2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6-TDI、3-メチルフェニルメタン-4,4’ジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、クロロフェニレン-2,4-ジイソシアネート、クロロフェニレン-2,4-ジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ノボルナンジイソシアネート、およびこれらの混合物を挙げることができる。
 前記ポリオール化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、水添イソプレンポリオール、アクリルポリオール、1,3-プロパンジオール、ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、2-メチル-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、へキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびこれらの混合物等を挙げることができる。
 前記ポリエステル化合物としては、前記ポリオール化合物とポリカルボン酸との縮合物、および環状エステルの開環重合によって得られる化合物を挙げることができる。前記ポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸等を挙げることができる。また、前記環状エステルの開環重合によって得られる化合物としては、ポリ(ε-カプロラクトン)等を挙げることができる。
 前記エポキシ樹脂としては、ビス-フェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型2官能エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂、ビス-フェノールF型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共重合ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共重合型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビス-フェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂およびこれらを変性したもの、およびこれらの混合物等を挙げることができる。
 前記酢酸ビニル樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニル、酢酸ビニルと酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体(例えば、エチレン、プロピレン)との共重合体、およびこれらの混合物等を挙げることができる。
 前記不飽和ポリエステルとしては、脂肪族不飽和ジカルボン酸と脂肪族ジオールをエステル化反応させることで得られる樹脂等を挙げることができる。
 前記変性ポリプロピレンとしては、不飽和カルボン酸、又はその無水物で変性された酸変性ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、およびこれらの混合物等を挙げることができる。
 前記不飽和単量体の共重合体として、2種類以上の不飽和単量体から成る共重合体およびこれらの混合物を挙げることができる。前記不飽和単量体としては、不飽和カルボン酸、および不飽和カルボン酸ではない不飽和単量体を挙げることができる。前記不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸等を挙げることができる。前記不飽和カルボン酸ではない不飽和単量体としては、エチレン、プロピレン、スチレン、イソブチレン、メチルスチレン、2-メチル-2-ブテン、ノボルネン、スチルベン、シクロペンテン、ジヒドロナフタレン、ブタジエン、アクリル酸メチル、イソプレンアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、塩化ビニル、塩化アリル、安息香酸ビニル、2-クロロエチル-ビニルエーテル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、アクリル酸クロライド、N,N-ジブチルアクリルアミド、メチルビニルケトン、α-クロロアクリル酸メチル、クロトン酸メチル等を挙げることができる。
 前記ビニルエステル樹脂としては、ビス系ビニルエステル樹脂、ノボラック系ビニルエステル樹脂を挙げることができる。
 前記ポリオレフィンとしては、エチレンとグリジシルメタクリレートの共重合体を挙げることができる。
 前記ポリアミド樹脂としては、ナイロン6、ナイロン6/66、ナイロン6/12、ポリアミドエラストマーおよびこれらの混合物等を挙げることができる。
 前記フェノール樹脂としては、水溶性レゾール樹脂等を挙げることができる。
 前記テルペンフェノール樹脂としては、テルペンモノマーとフェノールとを共重合したものを挙げることができる。
 前記ロジンエステルとしては、ロジンと多価アルコールとのエステルを使用することができる。前記ロジンとしては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンおよびこれらの水素添加物等を挙げることができる。前記多価アルコールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等を挙げることができる。
 前記ポリイミドワニスとしては、宇部興産株式会社製U-ワニス-A(商品名)、宇部興産株式会社製U-ワニス-S(商品名)、新日本理化株式会社製リカコート(登録商標)、JSR株式会社製オプトマー(登録商標)、日産化学工業株式会社製SE812(商品名)等を挙げることができる。
 前記ポリアミック酸としては、極性溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミン化合物との反応により合成されるもの等を挙げることができる。
 前記ポリアリールエーテルケトンとしては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、およびこれらの前駆体を挙げることができる。
 前記ポリエーテルイミドとしては、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニルプロパン]とm-フェニレンジアミンとから合成される樹脂を挙げることができる。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着した有機物が、前記フィルムフォーマーを含むことは、ガラス繊維を550℃の焼成炉中で強熱し、発生したガスをガスクロマトグラフィー質量分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、商品名:GCMS-QP2010 Plus Ultra)により分析することによって、検出することができる。
 前記潤滑剤としては、変性シリコーンオイル、動物油およびこの水素添加物、植物油およびこの水素添加物、動物性ワックス、植物性ワックス、鉱物系ワックス、高級飽和脂肪酸と高級飽和アルコールとの縮合物、ポリアルキレンイミン、ポリアルキルポリアミンアルキルアマイド誘導体、脂肪酸アミド、第4級アンモニウム塩等を挙げることができる。
 前記動物油としては、牛脂等を挙げることができる。
 前記植物油としては、大豆油、ヤシ油、ナタネ油、パーム油、ひまし油等を挙げることができる。
 前記動物性ワックスとしては、蜜蝋、ラノリン等を挙げることができる。
 前記植物性ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナバワックス等を挙げることができる。
 前記鉱物系ワックスとしては、パラフィンワックス、モンタンワックス等を挙げることができる。
 前記高級飽和脂肪酸と高級飽和アルコールとの縮合物としては、ウリルステアレート等のステアリン酸エステル等を挙げることができる。
 前記脂肪酸アミドとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリエチレンポリアミンと、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸との脱水縮合物等を挙げることができる。
 前記第4級アンモニウム塩としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のアルキルトリメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。
 前記潤滑剤は、これらを単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。
 前記界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を挙げることができる。
 前記ノニオン系界面活性剤としては、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン-ブロックコポリマー、アルキルポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン-ブロックコポリマーエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセロール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンキャスターオイルエーテル、硬化ヒマシ油エチレンオキサイド付加物、アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、グリセロール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、多価アルコールアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等を挙げることができる。
 前記カチオン系界面活性剤としては、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、高級アルキルアミン酢酸塩、高級アルキルアミン塩酸塩、高級アルキルアミンへのエチレンオキサイド付加物、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合物、高級脂肪酸とアルカノールアミンとのエステルの塩、高級脂肪酸アミドの塩、イミダゾリン型カチオン性界面活性剤、アルキルピリジニウム塩等を挙げることができる。
 前記アニオン系界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、α-オレフィン硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、脂肪酸ハライドとN-メチルタウリンとの反応生成物、スルホコハク酸ジアルキルエステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等を挙げることができる。
 前記両性界面活性剤としては、アルキルアミノプロピオン酸アルカリ金属塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルジメチルベタイン等のベタイン型、イミダゾリン型両性界面活性剤等を挙げることができる。
 前記窒素量調整剤としては、ポリアリルアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、脂環式ポリアミン、ポリアミドアミン、シアン化合物、イミダゾール化合物、ポリアルキレンイミン、ポリビニルピロリドン、アミノ酸、ポリアルキルポリアミンアルキルアマイド誘導体、脂肪酸アミド、アルキルアンモニウム塩、高級アルキルアミンへのエチレンオキサイド付加物、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合物、高級脂肪酸とアルカノールアミンとのエステルの塩、高級脂肪酸アミドの塩、アルキルピリジニウム塩等を挙げることができる。
 前記ポリアリルアミンとしては、ジアリルアミン塩酸共重合体、メチルジアリルアミン塩酸塩共重合体等を挙げることができる。
 前記脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等を挙げることができる。
 前記脂環式ジアミンとしては、イソホロンジアミン等を挙げることができる。
 前記芳香族ジアミンとしては、4,4-ジアミノジフェニルメタン、ビス(4-アミノフェニル)スルホン等を挙げることができる。
 前記脂肪族ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等を挙げることができる。
 前記脂環式ポリアミンとしては、イソホロンジアミン等を挙げることができる。
 前記ポリアミドアミンとしては、不飽和脂肪酸の二量化により得られるダイマー酸とポリエチレンポリアミンとを縮合反応させることにより製造されたものを使用することができる。前記ダイマー酸としては、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸、およびこれらを含む天然油を原料としたものを挙げることができる。前記ポリエチレンポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等を挙げることができる。
 前記シアン化合物としては、ジシアンジアミド等を挙げることができる。
 前記イミダゾール化合物としては、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、イミダゾリン型界面活性剤等を挙げることができる。
 前記ポリアルキレンイミンとしては、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミンおよびその誘導体等を挙げることができる。
 前記ポリビニルピロリドンとしては、N-ビニル-2-ピロリドンの重合体およびその誘導体等を挙げることが出来る。
 前記アミノ酸としては、アルギニン、リシン、ヒスチジン、アラニン、フェニルアラニン等を挙げることができる。
 前記窒素量調整剤は、これらの化合物を単独で使用することもでき、又は、2種類以上を併用することもできる。さらに、前記成分を原料とする縮合体等の化合物を使用することもできる。
 前記窒素量調整剤は、樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着した有機物の窒素量を増加させる効果が大きいという観点から、一分子中に複数個(たとえば2~20000個)の窒素原子を含む化合物を含むことがさらに好ましい。
 前記一分子中に複数個の窒素原子を含む化合物としては、ポリアリルアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、脂環式ポリアミン、ポリアミドアミン、イミダゾール化合物、ポリアルキレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリアルキルポリアミンアルキルアマイド誘導体、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの縮合物等を挙げることができる。
 前記一分子中に複数個の窒素原子を含む化合物としてのポリアリルアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、ポリアミドアミン、イミダゾール化合物、ポリアルキレンイミン、ポリビニルピロリドンとしては、前記と同一のものを用いることができる。
 本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維の表面に付着した有機物が、前記窒素量調整剤を含むことは、ガラス繊維を550℃の焼成炉中で強熱し、発生したガスをガスクロマトグラフィー質量分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、商品名:GCMS-QP2010 Plus Ultra)により分析することによって、検出することができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、例えば、所定の長さを備える前記チョップドストランドと、熱可塑性樹脂とを、二軸混練機にて混練し、得られた樹脂ペレットを用いて射出成形を行うことにより得ることができる。
 前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン/無水マレイン酸樹脂、スチレン/マレイミド樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)、アクリロニトリル/スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン(ABS)樹脂、塩素化ポリエチレン/アクリロニトリル/スチレン(ACS)樹脂、アクリロニトリル/エチレン/スチレン(AES)樹脂、アクリロニトリル/スチレン/アクリル酸メチル(ASA)樹脂、スチレン/アクリロニトリル(SAN)樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリーレンサルファイド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、液晶ポリマー(LCP)、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)、シロキサン変性ポリエーテルイミド、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF、PSU)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリアミノビスマレイミド(PABM)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、エチレン/酢酸ビニル(EVA)樹脂、アイオノマー(IO)樹脂、ポリブタジエン、スチレン/ブタジエン樹脂、ポリブチレン、ポリメチルペンテン(PMP)、オレフィン/ビニルアルコール樹脂、環状オレフィン樹脂(COP)、セルロース樹脂、ポリ乳酸等を挙げることができる。
 前記熱可塑性樹脂は、ガラス繊維強化樹脂成形品としたときの耐熱性が高いという観点から、100℃以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂であることが好ましく、135℃以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂であることがより好ましい。
 ここで、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、JIS K 7121:2012により測定することができる。
 前記100℃以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂としては、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン(ABS)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリカーボネート(PC)、シロキサン変性ポリエーテルイミド、ポリサルフォン(PSF、PSU)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリエーテルスルホン(PES)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)等の樹脂を挙げることができる。
 また、前記135℃以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂としては、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリカーボネート(PC)、シロキサン変性ポリエーテルイミド、ポリサルフォン(PSF、PSU)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリエーテルスルホン(PES)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)等の樹脂を挙げることができる。
 前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性ポリイミド、又は、ポリアリールエーテルケトンであることがさらに好ましく、ポリエーテルイミド、又は、ポリアリールエーテルケトンであることが特に好ましく、本実施形態の樹脂強化用ガラス繊維を用いることによる、ガラス繊維強化樹脂成形品の強度向上効果が特に大きいことから、ポリアリールエーテルケトンであることが最も好ましい。
 前記ポリアリールエーテルケトンとしては、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)等を挙げることができる。
 また、前記ガラス繊維強化樹脂成形品は、射出圧縮成形法、二色成形法、中空成形法、発泡成形法(超臨界流体発泡成形法含む)、インサート成形法、インモールドコーティング成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法、スタンピング成形法、インフュージョン法、ハンドレイアップ法、スプレイアップ法、レジントランスファーモールディング法、シートモールディングコンパウンド法、バルクモールディングコンパウンド法、プルトルージョン法、フィラメントワインディング法等の公知の成形方法を用いても得ることができる。
 本実施形態のガラス繊維強化樹脂成形品は、例えば、スマートフォンに代表される携帯電子機器の筐体やフレーム等の部品、バッテリートレイカバーやセンサー、コイルボビンなどの自動車電装部品、携帯電子機器以外の電子機器部品、電気接続端子部品等に用いることができる。
 次に、本発明の実施例および比較例を示す。
 〔実施例1〕
 本実施例では、まず、繊維径が9.0μmの円形断面形状を備え、高強度高弾性率ガラス組成であるガラスフィラメントが集束されてなるガラス繊維(ガラスストランド)を作成した。次に、含窒素シランカップリング剤としてのγ-アミノプロピルトリエトキシシランと、フィルムフォーマーとしてのウレタン樹脂(株式会社ADEKA製、商品名:アデカニューエースY65-55)と、窒素量調整剤としての4,4-ジアミノジフェニルメタンとを用い、前記含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、前記フィルムフォーマー3.20質量部、前記窒素量調整剤0.20質量部の割合で混合し、固形分が2.50質量%となるように、有機物の組成物を含む処理液を調製した。次に、本実施例で得られたガラスストランドを、前記処理液が収容された処理槽中を通過させたのち、120℃の温度で8時間乾燥させた。得られたガラスストランドについて、前記処理液が収容された処理槽中を通過させて、乾燥させる工程を、さらに2回(計3回)実施した後、得られたガラスストランドを3mm長に切断し、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドにおける、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量Nおよび、該有機物の炭素量Cを、NCアナライザー(株式会社住化分析センター製、商品名:SUMIGRAPH NC-TRINITY)を使用して、200~400mgのチョップドストランドを900℃の温度で250秒間強熱し、発生した気体中の二酸化炭素ガス量、および窒素酸化物を還元銅により還元させた窒素ガス量を、ガスクロマトグラフィーで測定することにより求め、強熱減量LをJIS R 3420:2013に準拠して測定し、C/Nの値および、(N×C)1/2/Lの値を算出した。また、フィルムフォーマーの有無を、チョップドストランドを550℃の焼成炉中で強熱し、発生したガスをガスクロマトグラフィー質量分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、商品名:GCMS-QP2010 Plus Ultra)により分析することによって、検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、後述の方法により、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、前記チョップドストランドと、ポリエーテルエーテルケトン(ポリプラ・エボニック株式会社製、商品名:VESTAKEEP2000G)とを、スクリュー回転数を100rpmとして、二軸混練機(芝浦機械株式会社製、商品名:TEM-26SS)にて温度390℃で混練し、ガラス繊維含有率が30質量%の樹脂ペレットを作製した。
 次に、本実施例で得られた樹脂ペレットを用い、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製商品名:NEX80-9E)により金型温度200℃、ノズル温度415℃にて射出成形を行い、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用い、後述の方法により、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔易カット性評価〕
 前記チョップドストランド1kgを、JIS Z 8801-1:2019に準拠した、枠の径200mm、目開き2.8mm、針金の径1.12mmの、平織の金属ふるい上に100gずつとり、30秒間振とうさせたときに、ふるいを通過したチョップドストランドの質量を測定した。ふるいに掛ける前のチョップドストランドの質量に対する、ふるいを通過したチョップドストランドの質量の割合が、60~100質量%のものをA、40~59質量%のものをB、0~39質量%のものをCと評価した。
 〔ニーダー毛羽評価〕
 前記樹脂強化用ガラス繊維1kgを、双腕ニーダー装置(日本スピンドル製造株式会社製、商品名:SR1-1)の混練槽に入れ、上から6kgの錘を載せ、4分間混練した後、発生した毛羽の質量を測定した。毛羽の質量が0.15kg以下のものをA、0.15kg超かつ0.30kg以下のものをB、0.30kg超かつ0.60kg以下のものをCと評価した。
 〔引張強さ〕
 前記A型ダンベル試験片(厚さ4mm)を用い、試験温度23℃の条件で、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-Xplus50kN)を用いて、JIS K 7164:2005に準拠して測定した。
 〔曲げ強さ〕
 前記A型ダンベル試験片(厚さ4mm)をクラスI試験片に加工し、試験温度23℃の条件で、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAG-Xplus50kN)を用いて、JIS K 7017:1999に準拠して測定した。
 〔ノッチ付きIzod衝撃強さ〕
 前記A型ダンベル試験片(厚さ4mm)をタイプAノッチを有するタイプ1試験片に加工し、JIS K 7110:1999に準拠して測定した。
 〔実施例2〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー0.50質量部、窒素量調整剤0.10質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計2回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔実施例3〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー2.00質量部、窒素量調整剤0.65質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計5回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔実施例4〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー0.30質量部、窒素量調整剤0.07質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計3回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔実施例5〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー0.83質量部、窒素量調整剤0.17質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計1回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔実施例6〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー1.00質量部、窒素量調整剤0.20質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計1回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔実施例7〕
 本実施例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー1.25質量部、窒素量調整剤0.25質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計1回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本実施例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表1に示す。
 次に、本実施例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本実施例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表1に示す。
 〔比較例1〕
 本比較例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー0.32質量部、窒素量調整剤0質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計4回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表2に示す。
 次に、本比較例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本比較例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
 〔比較例2〕
 本比較例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー5.00質量部、窒素量調整剤1.00質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計1回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表2に示す。
 次に、本比較例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本比較例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
 〔比較例3〕
 本比較例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー5.00質量部、窒素量調整剤1.00質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計2回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表2に示す。
 次に、本比較例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本比較例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
 〔比較例4〕
 本比較例では、含窒素シランカップリング剤1質量部に対して、フィルムフォーマー5.00質量部、窒素量調整剤1.00質量部の割合で混合した以外は、実施例1と全く同一にして、有機物の組成物を含む処理液を調製し、実施例1で得られたガラスストランドを該処理液が収容された処理槽中を通過させて乾燥する処理を計3回実施した以外は、実施例1と全く同一にして、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドを製造した。
 次に、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表2に示す。
 次に、本比較例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本比較例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
 〔比較例5〕
 本比較例では、ガラス繊維として、繊維径が9.0μmの円形断面形状を備え、高強度高弾性率ガラス組成であるガラスフィラメントを用いた以外は、特開2000-44793号公報の実施例1に記載された条件と同一にしてチョップドストランドを製造した。
 次に、本比較例の樹脂強化用ガラス繊維のチョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、ガラス繊維表面に付着した有機物の窒素量N、該有機物の炭素量C、強熱減量Lを測定して、C/Nの値、(N×C)1/2/Lの値を算出し、フィルムフォーマーの有無を検出した。
 次に、前記チョップドストランドについて、実施例1と全く同一にして、易カット性評価とニーダー毛羽評価とを行った。結果を表2に示す。
 次に、本比較例で得られた前記チョップドストランドを用いた以外は、実施例1と全く同一にして、JIS K 7164:2005に準じたA型ダンベル試験片(厚さ4mm)を作製した。
 次に、本比較例で得られたA型ダンベル試験片を用いた以外は、実施例1と全く同一にして、引張強さ、曲げ強さ、ノッチ付きIzod衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
 表1から、(N×C)1/2/Lの値が0.220~0.405の範囲にある実施例1~7の樹脂強化用ガラス繊維によれば、易カット性評価とニーダー毛羽評価とがいずれもA又はBという優れた工程性を備え、200MPa以上の引張強さ、305MPa以上の曲げ強さ、13kJ/m以上のノッチ付きIzod衝撃強さという優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができることが明らかである。
 一方、表2から、(N×C)1/2/Lの値が0.405超である比較例1の樹脂強化用ガラス繊維によれば、易カット性評価がC、ニーダー毛羽評価がCであって、工程性が不十分であることが明らかであり、(N×C)1/2/Lの値が0.220未満である比較例2~5の樹脂強化用ガラス繊維によれば、優れた機械的特性を備える繊維強化樹脂成形品を得ることができないことが明らかである。

Claims (9)

  1.  ガラス繊維と、該ガラス繊維表面に付着した有機物とからなる樹脂強化用ガラス繊維であって、
     前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.010~0.600質量%の範囲であり、
     前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.120~1.500質量%の範囲であり、
     前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.200~2.000質量%の範囲であり、
     前記N、CおよびLが、次式(1)を満たすことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
      0.220 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.405 ・・・(1)
  2.  請求項1記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記NおよびCが、次式(a)を満たすことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
      2.90 ≦ C/N ≦ 6.50 ・・・(a)
  3.  請求項1又は請求項2記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記NおよびCが、次式(b)を満たすことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
      4.85 ≦ C/N ≦ 6.20 ・・・(b)
  4.  請求項1~請求項3のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記有機物の窒素量Nが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.030~0.270質量%の範囲であり、
     前記有機物の炭素量Cが、前記樹脂強化用ガラス繊維の全量に対して0.300~1.200質量%の範囲であり、
     前記樹脂強化用ガラス繊維の強熱減量Lが0.400~1.800質量%の範囲であり、
     前記N、CおよびLが、次式(2)を満たすことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
      0.245 ≦ (N×C)1/2/L ≦ 0.274 ・・・(2)
  5.  請求項1~請求項4のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記有機物は窒素を含有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
  6.  請求項1~請求項5のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記有機物はフィルムフォーマーを含むことを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
  7.  請求項1~請求項6のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維において、
     前記ガラス繊維は、チョップドストランド、ロービング、チョップドストランドマット、ミルドファイバーからなる群から選択されるいずれか1種の形態であることを特徴とする、樹脂強化用ガラス繊維。
  8.  請求項1~請求項7のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維と、ガラス転移温度が100℃以上の熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂成形品。
  9.  請求項1~請求項7のいずれか1項記載の樹脂強化用ガラス繊維と、ポリアリールエーテルケトンとを含むことを特徴とする、ガラス繊維強化樹脂成形品。
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