WO2024090237A1 - ガラスロービング - Google Patents

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翔太郎 平野
翔太 中久保
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日本電気硝子株式会社
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    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres

Definitions

  • the present invention relates to a glass rope vignetting, which is made by winding a glass strand made of flat glass filaments into a cylindrical shape.
  • Glass fiber reinforced resin molded products which have improved mechanical strength and heat resistance by using glass fiber as a reinforcing material, are used in a wide range of fields, including the automotive and electrical and electronic equipment fields. Since the glass fiber reinforced resin molded products used in these fields often have complex shapes, the most common method is to mix glass fiber chopped strands (hereinafter simply referred to as chopped strands) cut to a specified length with resin and then injection mold the mixture.
  • chopped strands glass fiber chopped strands
  • Glass fiber reinforced resin moldings using chopped strands with flat cross sections have excellent mechanical strength and dimensional stability, but have the problem of being inferior in terms of workability to conventional chopped strands with circular cross sections.
  • the bundling agent cannot be applied uniformly to the glass filament surface due to the anisotropy of the cross section, and fuzz is likely to occur. If fuzz is likely to occur, there is a risk of reduced production efficiency when cutting the glass strands drawn from the glass roving to make chopped strands.
  • the generated fuzz can cause clogging of the molding machine, and clumps of fuzz can get mixed into the molded product, causing defects in the molded product and reducing the strength of the molded product.
  • the object of the present invention is to provide a glass roving that is less prone to fuzzing, has excellent workability, and can increase the strength of glass fiber reinforced resin moldings.
  • the glass roving of the present invention is a glass roving in which a glass strand formed by bundling a plurality of glass filaments having a flat cross-sectional shape is wound into a cylindrical shape, and is characterized in that the flatness ratio calculated from the ratio of the major axis to the minor axis of the cross-sectional shape of the glass filaments (major axis/minor axis) is 1.5 to 8, the moisture content of the glass roving is more than 6.5 to 13 mass%, and the difference between the maximum and minimum moisture content values from the inner layer to the outer layer of the glass roving is 3.5 mass% or less.
  • the circle equivalent diameter of the glass filaments is 5 to 50 ⁇ m.
  • the ignition loss of the glass strand is 0.1 to 2 mass%.
  • the method for producing chopped strands of the present invention is characterized by comprising the steps of: cutting the glass strands to a predetermined length while unwinding the glass strands from the glass roving of any one of [1] to [3] above; and drying the glass strands after cutting to obtain chopped strands.
  • the moisture content of the chopped strands is less than 0.1% by mass.
  • the method for producing a glass fiber reinforced resin molded body of the present invention is a method for producing a glass fiber reinforced resin molded body by mixing chopped strands produced by any of the methods [4] to [6] above into a resin as a reinforcing material, and is characterized in that the mixing ratio of the chopped strands in the glass fiber reinforced resin molded body is 5 to 85 mass %.
  • the present invention makes it possible to provide glass roving that is less prone to fuzzing, has excellent workability, and can increase the strength of glass fiber reinforced resin moldings.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a glass roving according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a glass roving according to one embodiment of the present invention.
  • the glass roving 1 is formed by winding glass strands 2 into a cylindrical shape (a so-called cake). Specifically, the glass roving 1 is formed by winding glass strands 2 into a cylindrical shape while interlacing them.
  • the glass strand 2 is formed by bundling a plurality of glass filaments, for example several hundred to several thousand.
  • the cross-sectional shape of the glass filament is a flat shape such as an oval or an ellipse, and an oval shape is particularly preferable.
  • the flatness ratio calculated from the ratio of the major axis to the minor axis of the cross-sectional shape of the glass filament (major axis/minor axis) is 1.5 to 8, and preferably 2 to 6. If the flatness ratio of the glass filament is too small, the dimensional stability of the glass fiber reinforced resin tends to decrease.
  • the flatness ratio of the glass filament is too large, the glass filament becomes easily broken, and as a result, the effect of improving the mechanical properties of the glass fiber reinforced resin tends to be difficult to obtain.
  • Glass filaments having different flatness ratios may be mixed and used, in which case the flatness ratio distribution may have multiple peaks.
  • the equivalent circle diameter of the glass filaments is preferably 5 to 50 ⁇ m, and particularly 5 to 20 ⁇ m. If the equivalent circle diameter of the glass filaments is too small, the fluidity of the resin tends to decrease when it is combined with the resin, making molding difficult. On the other hand, if the equivalent circle diameter of the glass filaments is too large, it becomes difficult to impart sufficient strength and rigidity to the glass fiber reinforced resin.
  • the moisture content of the glass roving 1 (the moisture content of the entire glass roving 1) is preferably more than 6.5 to 13% by mass, 7 to 12.5% by mass, and particularly 8 to 12% by mass. If the moisture content of the glass roving 1 is too small, the glass strands 2 may crack during the cutting process for producing chopped strands from the glass strands 2, and the number of fine chopped strands may increase. As a result, fluff may easily occur in the chopped strands, and when the chopped strands are combined with the resin, clumps of fluff may be mixed into the resin, and the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin may tend to decrease.
  • the chopped strands that have undergone the drying process may have many undried parts, making it difficult to form a sufficient film from the bundling agent.
  • fluff may easily occur in the chopped strands, and the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin may tend to decrease.
  • the difference between the maximum and minimum moisture content from the inner layer to the outer layer of the glass roving 1 (hereinafter also referred to as the moisture content difference) is 3.5% by mass or less, and preferably 3% by mass or less. If the moisture content difference in the glass roving 1 is too large, uneven drying (overdried parts and underdried parts) is likely to occur after the drying process. In the overdried parts, the sizing agent film decomposes, and in the underdried parts, the formation of the sizing agent film becomes insufficient, and in both cases, fluff is likely to occur and workability tends to decrease. In addition, clumps of fluff tend to be mixed into the glass fiber reinforced resin, decreasing the mechanical strength. There is no particular limit to the lower limit of the moisture content difference in the glass roving 1, and it may be 0% by mass, but in reality it is 0.1% by mass or more, and even 0.5% by mass or more.
  • the surface of the glass strand 2 may be coated with a dry coating of a sizing agent.
  • the sizing agent may include, for example, aminosilane, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, olefin resin, lubricant, antistatic agent, etc., and the mixing ratio of each component is appropriately adjusted according to the purpose of use.
  • the ignition loss of the glass strand 2 is preferably 0.1 to 2 mass%. If the ignition loss of the glass strand 2 is too small, the bundling ability of the glass filaments decreases, and the adhesion with the resin decreases, so that the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin tends to decrease.
  • the ignition loss of the glass strand 2 is too large, the dispersibility of the chopped strands in the resin tends to decrease, and the work efficiency tends to decrease.
  • the ignition loss of the glass strand 2 can be measured in accordance with JIS R3420 (2013).
  • the glass roving 1 according to this embodiment can be produced as follows.
  • the raw materials are weighed and mixed to obtain the desired glass composition and melted in a melting furnace.
  • the obtained molten glass is drawn into glass filaments through a platinum bushing, and hundreds to thousands of glass filaments are sprayed with water by spraying, while a binder is applied by an applicator (a roller for applying binder).
  • an applicator a roller for applying binder.
  • these glass filaments are bundled, they are wound around a paper tube placed on a rotating collet while being twilled to form a wound body, and glass roving 1 is obtained.
  • the moisture content and moisture content difference in glass roving 1 can be adjusted by changing the rotation speed of the applicator or the amount of water sprayed by the spray.
  • the moisture content and moisture content difference in glass roving 1 tend to increase, and by decreasing the rotation speed of the applicator, the moisture content and moisture content difference in glass roving 1 tend to decrease. Also, by increasing the amount of water sprayed by the spray, the moisture content and moisture content difference in glass roving 1 tend to increase, and by decreasing the amount of water sprayed by the spray, the moisture content and moisture content difference in glass roving 1 tend to decrease.
  • Chopped strands can be obtained by cutting the glass strands 2 to a predetermined length while unwinding them from the glass roving 1, and drying the cut glass strands 2.
  • the moisture content of the chopped strands is preferably less than 0.1% by mass.
  • the moisture content of the chopped strands is too high, when the resin and the chopped strands are kneaded, the evaporated moisture remains in the glass fiber reinforced resin molded product as air bubbles, which causes defects, and the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin molded product is likely to decrease.
  • a glass fiber reinforced resin molded body can be obtained by mixing the chopped strands with a resin and molding the mixture.
  • the chopped strand content in the glass fiber reinforced resin molded body is preferably 5 to 85 mass %, 20 to 80 mass %, and particularly preferably 30 to 70 mass %. If the chopped strand content is too low, the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin molded body is likely to decrease. On the other hand, if the chopped strand content is too high, the mechanical strength of the glass fiber reinforced resin molded body is likely to decrease. On the other hand, if the chopped strand content is too high, the viscosity of the resin becomes too high during molding, making molding difficult. In addition, the chopped strands are likely to be exposed from the surface of the glass fiber reinforced resin molded body, which may deteriorate the surface properties.
  • thermoplastic resins or thermosetting resins can be used.
  • Thermoplastic resins include polycarbonate, polypropylene, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyethylene terephthalate (PET), and other polyesters.
  • Thermosetting resins include epoxy resins, phenolic resins, polyimide resins, and unsaturated polyester resins.
  • Tables 1 and 2 show examples of the present invention (Nos. 1 to 7) and comparative examples (Nos. 8 to 11).
  • the aspect ratio of the cross-sectional shape of the glass filaments was measured as follows.
  • the glass filaments were embedded vertically in Technovit, a room temperature curing resin manufactured by Kulzer. After the resin cured, the cross-section of the glass filament was exposed by polishing, and the long and short diameters of the cross-section of the glass filament were measured by observing it under an electron microscope, and the aspect ratio (long diameter/short diameter) was calculated.
  • the measurement was performed by randomly selecting 500 glass filaments from 5,000 to 100,000,000 glass filaments embedded in the polished circular resin surface with a diameter of approximately 2 cm, and calculating the average aspect ratio of each glass filament.
  • the moisture content of the glass roving was measured as follows. The prepared glass roving was left in a drying oven at 130°C for at least 8 hours, and the moisture content was calculated using the formula ((mass of glass roving before drying - mass of glass roving after drying) / (mass of glass roving before drying)) x 100 (%).
  • the moisture content difference in the glass roving was measured as follows. 5-10 g of glass strands were taken from every 200-1000 g of the inner layer of the produced glass roving and left to stand in a drying oven at 130°C for at least 1 hour, and the moisture content of the glass roving in each layer was calculated using the formula ((mass of glass strand before drying - mass of glass strand after drying) / (mass of glass strand before drying)) x 100 (%). The moisture content difference was calculated by taking the difference between the maximum and minimum values of the obtained data.
  • Chopped strands were obtained by unwinding the glass strands from the obtained glass roving, cutting them into lengths of 3 mm, and drying them.
  • the moisture content of the obtained chopped strands was less than 0.1% by mass.
  • the moisture content of the chopped strands was measured using the same method as that of the above-mentioned glass roving.
  • the obtained chopped strands and polyamide resin PA66 (Zytel 101l, manufactured by DuPont) were kneaded using a twin-screw kneading extruder to make pellets so that each was 50% by mass.
  • the obtained pellets were then injection molded using an injection molding machine to make test pieces for various measurements.
  • the tensile strength, Charpy impact strength, warpage height, and amount of fuzz generation of the obtained test pieces were measured using the methods shown below.
  • the tensile strength was measured using a precision universal testing machine (Shimadzu Corporation, Autograph AG-X plus 50kN) under conditions conforming to ASTM D638 (Type-1).
  • the Charpy impact strength was measured using an impact tester (U-F impact tester manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) under conditions conforming to ASTM D6110.
  • the warpage height was measured using a 150 x 150 x 2.5 mm flat test piece, with one end of the test piece placed on a flat surface, and the maximum deformation distance from the flat surface was measured with a vernier caliper.
  • the amount of fuzz generated was measured by placing 100 g of chopped strands and 10 g of milled fiber in a 300 ml beaker and stirring the mixture at 400 rpm for 6 minutes using a stirrer, and measuring the mass of fuzz generated.
  • the milled fiber was added here for the purpose of facilitating the generation of fuzz from the glass chopped strands (accelerated testing).
  • the presence or absence of fluff in the molded product was confirmed by projecting a molded product, processed to a size of 200 x 200 x 3 mm, with soft X-rays to count the number of fluff pieces measuring 3 mm or more in total length.
  • the examples Nos. 1 to 7 had excellent properties, with the molded products having a tensile strength of 231 MPa or more, a Charpy impact strength of 10.7 kJ/ m2 or more, and a warpage height of 7 mm or less, and the amount of fuzz generation was 0.75 g or less, and no fuzz lumps were generated inside the molded products.
  • the comparative examples Nos. 8 to 11 had poor strength, with the molded products having a tensile strength of 225 MPa or less and a Charpy impact strength of 9.4 kJ/ m2 or less.
  • No. 8 also had poor dimensional stability, with a warpage height of 8 mm, and Nos. 9 to 11 had an amount of fuzz generation of 1.35 g or more, and fuzz lumps were generated inside the molded products.
  • the glass roving of the examples has excellent workability, and that the glass fiber reinforced resin molding containing glass chopped strands made from the glass roving has excellent high strength.

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Abstract

毛羽が発生しにくく作業性に優れ、ガラス繊維強化樹脂成形体の強度を高めることが可能なガラスロービングを提供する。　扁平な断面形状を有する複数のガラスフィラメントが集束されてなるガラスストランド２が円筒状に巻き取られてなるガラスロービング１であって、　ガラスフィラメントの断面形状の長径及び短径の比（長径／短径）から算出される扁平比が１．５～８であり、　ガラスロービング１の水分率が６．５超～１３質量％であり、かつ、ガラスロービング１の内層から外層までの水分率の最大値と最小値の差が３．５質量％以下である、ガラスロービング１。

Description

ガラスロービング
　本発明は、扁平ガラスフィラメントからなるガラスストランドを円筒状に巻き取られてなるガラスロービグに関する。
　ガラス繊維を補強材として用いることで機械的強度や耐熱性を向上させたガラス繊維強化樹脂成形体が、自動車分野、電気電子機器分野等の幅広い分野で利用されている。これらの分野で利用されるガラス繊維強化樹脂成形体は複雑な形状であることが多いため、所定の長さに切断されてなるガラス繊維チョップドストランド（以下、単にチョップドストランドともいう）を樹脂とともに混合し、射出成形する方法が一般的である。
　近年、部品の軽量微細化に伴い、ガラス繊維強化樹脂成形体の機械的強度や寸法安定性への要求はますます高まっている。従来から使用されている円形断面形状のガラスフィラメントで構成されるチョップドストランドに代わり、扁平断面形状のガラスフィラメントで構成されるチョップドストランドが考案されている。ガラスフィラメントを扁平断面にすることで、ガラス繊維強化樹脂成形体の機械的強度や寸法安定性の向上が達成できる（例えば特許文献１参照）。
特開２００６－０４５３９０号公報
　扁平断面を有するチョップドストランドを用いたガラス繊維強化樹脂成形体は、機械的強度や寸法安定性に優れる一方で、作業性の面では従来の円形断面チョップドストランドに劣るという課題がある。具体的には、扁平断面のガラスフィラメント同士が集束剤により束ねられる際に、断面に異方性を有するため、集束剤をガラスフィラメント表面に均一に塗布できず、毛羽が発生しやすくなってしまう。毛羽が発生しやすいと、ガラスロービングから引き出されたガラスストランドを切断してチョップドストランドとする際に、生産効率が低下するおそれがある。更に、チョップドストランドを樹脂と複合化する際にも、発生した毛羽による成形機の詰まりを引き起こしてしまい、また、成形品に毛羽の塊が混入し、成形品内の欠陥となることで成形品の強度を低下させるおそれがある。
　以上に鑑み、本発明の目的は、毛羽が発生しにくく作業性に優れ、ガラス繊維強化樹脂成形体の強度を高めることが可能なガラスロービングを提供することにある。
　［１］本発明のガラスロービングは、扁平な断面形状を有する複数のガラスフィラメントが集束されてなるガラスストランドが円筒状に巻き取られてなるガラスロービングであって、前記ガラスフィラメントの断面形状の長径及び短径の比（長径／短径）から算出される扁平比が１．５～８であり、前記ガラスロービングの水分率が６．５超～１３質量％であり、かつ、前記ガラスロービングの内層から外層までの水分率の最大値と最小値の差が３．５質量％以下であることを特徴とする。扁平な断面形状のガラスフィラメントにより構成されるロービングの水分率や、ロービング内における水分率の最大値と最小値の差を一定の範囲内に収めることで、毛羽が発生しにくく作業性を向上させることができる。また、当該ガラスロービングから得られたチョップドストランドと樹脂を混合することにより、機械的強度に優れたガラス繊維強化樹脂成形体を作製することができる。
　［２］本発明のガラスロービングは、上記［１］において、前記ガラスフィラメントの円相当径が５～５０μｍであることが好ましい。
　［３］本発明のガラスロービングは、上記［１］または［２］において、前記ガラスストランドの強熱減量が０．１～２質量％であることが好ましい。
　［４］本発明のチョップドストランドの製造方法は、上記［１］～［３］のいずれかのガラスロービングから前記ガラスストランドを解舒しながら、前記ガラスストランドを所定の長さに切断する工程、及び、切断後の前記ガラスストランドを乾燥することによりチョップドストランド得る工程、を備える、ことを特徴とする。
　［５］本発明のチョップドストランドの製造方法は、上記［４］において、前記ガラスストランドを２～１０ｍｍの長さに切断することが好ましい。
　［６］本発明のチョップドストランドの製造方法は、上記［４］または［５］において、前記チョップドストランドの水分率が０．１質量％未満であることが好ましい。
　［７］本発明のガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法は、樹脂に対し、上記［４］～［６］のいずれかの方法により製造されたチョップドストランドを補強材として混合することにより、ガラス繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、前記ガラス繊維強化樹脂成形体における前記チョップドストランドの混合割合が５～８５質量％であることを含有することを特徴とする。
　本発明によれば、毛羽が発生しにくく作業性に優れ、ガラス繊維強化樹脂成形体の強度を高めることが可能なガラスロービングを提供することが可能になる。
本発明の一実施形態に係るガラスロービングの模式図である。
　以下、本発明のガラスロービングの実施形態について説明する。
　図１は本発明の一実施形態に係るガラスロービングの模式図である。ガラスロービング１はガラスストランド２が円筒状に巻き取られてなるもの（いわゆるケーキ）である。具体的には、ガラスロービング１はガラスストランド２が綾掛けされながら円筒状に巻き取られてなるものである。
　ガラスストランド２は複数、例えば数百～数千本のガラスフィラメントが集束されてなるものである。ガラスフィラメントの断面形状は、例えば長円形や楕円形のような扁平形状であり、特に長円形が好ましい。ガラスフィラメントの断面形状の長径及び短径の比（長径／短径）から算出される扁平比は、１．５～８であり、２～６であることが好ましい。ガラスフィラメントの扁平比が小さすぎると、ガラス繊維強化樹脂の寸法安定性が低下する傾向がある。一方、ガラスフィラメントの扁平比が大きすぎると、ガラスフィラメントが折れやすくなり、結果として、ガラス繊維強化樹脂の機械的特性を高める効果が得られにくい傾向がある。なお、異なる扁平比を有するガラスフィラメントを混合して用いてもよく、この場合、扁平比分布において複数のピークを有してもよい。
　また、ガラスフィラメントの円相当径は５～５０μｍ、特に５～２０μｍであることが好ましい。ガラスフィラメントの円相当径が小さすぎると、樹脂との複合化の際に、樹脂の流動性が低下し成形が困難になる傾向がある。一方、ガラスフィラメントの円相当径が大きすぎると、ガラス繊維強化樹脂として充分な強度及び剛性を付与しにくくなる。
　ガラスロービング１の水分率（ガラスロービング１全体の水分率）は６．５超～１３質量％であり、７～１２．５質量％、特に８～１２質量％であることが好ましい。ガラスロービング１の水分率が小さすぎると、ガラスストランド２からチョップドストランドを作製するカット工程において、ガラスストランド２の割れが発生して、細かいチョップドストランドの数が増加しやすくなる。結果として、チョップドストランドに毛羽が発生しやすく、樹脂と複合化する際に樹脂中に毛羽の塊が混入して、ガラス繊維強化樹脂の機械的強度が低下する傾向がある。一方、ガラスロービング１の水分率が大きすぎると、乾燥工程を経たチョップドストランドの未乾燥部が多くなり、集束剤から十分に皮膜を形成しにくくなる。その結果、チョップドストランドに毛羽が発生しやすくなり、ガラス繊維強化樹脂の機械的強度が低下する傾向がある。
　また、ガラスロービング１の内層から外層までの水分率の最大値と最小値の差（以下、水分率差ともいう）は３．５質量％以下であり、３質量％以下であることが好ましい。ガラスロービング１における水分率差が大きすぎると、乾燥工程を経た後の乾燥ムラ（過乾燥部や未乾燥部）が発生しやすくなる。過乾燥部においては集束剤皮膜が分解し、未乾燥部においては集束剤皮膜の形成が不十分となり、いずれも毛羽が発生しやすく、作業性が低下する傾向がある。また、ガラス繊維強化樹脂に毛羽の塊が混入して機械的強度が低下する傾向がある。ガラスロービング１における水分率差の下限は特に限定されず、０質量％であってもよいが、現実的には０．１質量％以上、さらには０．５質量％以上である。
　断面が扁平なガラスフィラメントを得るためには、断面形状を維持する（軟化状態のガラスフィラメントが表面張力により丸まるのを抑制する）ため、紡糸速度を比較的高くする必要がある。紡糸速度を高めるためにはガラスストランドの巻取り速度を高める必要があるが、その場合、遠心力により水分がガラスロービングの内層から外層のほうに移動しやすくなる。そのため、得られるガラスロービングにおける水分率差が大きくなる傾向がある。よって、断面が扁平なガラスフィラメントから構成されるガラスロービングを対象とする本発明においては、ガラスロービング全体における水分率差を上記上限以下に規制することは意義が大きいと言える。
　ガラスストランド２（あるいはガラスフィラメント）の表面には集束剤の乾燥被膜が形成されていてもよい。集束剤は、例えばアミノシラン、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、潤滑剤、帯電防止剤等を含み、各成分の配合比は使用する目的に応じて適宜調整する。ガラスストランド２の強熱減量は０．１～２質量％であることが好ましい。ガラスストランド２の強熱減量が小さすぎると、ガラスフィラメントの集束性が低下したり、樹脂との密着性低下して、ガラス繊維強化樹脂の機械的強度が低下しやすくなる。一方、ガラスストランド２の強熱減量が大きすぎると、樹脂中におけるチョップドストランドの分散性が低下しやすくなり、作業効率が低下する傾向がある。ガラスストランド２の強熱減量はＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３）に従い測定することができる。
　本実施形態に係るガラスロービング１は、以下のようにして作製することができる。
　まず、所望のガラス組成となるように秤量、調合した原料を溶融炉で溶融する。得られた溶融ガラスを白金製ブッシングよりガラスフィラメントに引き出し、数百～数千本のガラスフィラメントに対し、スプレーにより水を吹き付けるとともに、アプリケーター（集束剤塗布用ローラー）により集束剤を塗布する。これらのガラスフィラメントを集束させた後、回転するコレットに配置した紙管に綾掛けしながら巻き取って巻回体とし、ガラスロービング１を得る。ここで、アプリケーターの回転速度を変更したり、スプレーによる水の吹き付け量を変更することにより、ガラスロービング１における水分率や水分率差を調整することができる。具体的には、アプリケーターの回転速度を高くすることにより、ガラスロービング１における水分率及び水分率差が大きくなり、アプリケーターの回転速度を低くすることにより、ガラスロービング１における水分率及び水分率差が小さくなる傾向がある。また、スプレーによる水の吹き付け量を多くすることにより、ガラスロービング１における水分率及び水分率差が大きくなり、スプレーによる水の吹き付け量を少なくすることにより、ガラスロービング１における水分率及び水分率差が小さくなる傾向がある。
　ガラスロービング１からガラスストランド２を解舒しながら所定の長さに切断し、切断後のガラスストランド２を乾燥することによりチョップドストランドを得ることができる。ここで、ガラスストランド２は例えば２～１０ｍｍ、特に２．２～５ｍｍに切断することが好ましい。切断長が短すぎると、ガラス繊維強化樹脂の機械的強度が低下しやすくなる。一方、切断長が長すぎると、樹脂中に均一に分散させることが困難になったり、ガラス繊維強化樹脂成形体の表面からチョップドストランドが露出しやすくなり、表面性状が低下する恐れがある。なお、チョップドストランドにおける水分率は０．１質量％未満であることが好ましい。チョップドストランドにおける水分率が高すぎると、樹脂とチョップドストランドを混錬した際に、蒸発した水分がガラス繊維強化樹脂成形品中に気泡として残存して欠陥となるため、ガラス繊維強化樹脂成形品の機械的強度が低下しやすくなる。
　チョップドストランドを樹脂と混合して成形することで、ガラス繊維強化樹脂成形体を得ることができる。ガラス繊維強化樹脂成形体におけるチョップドストランドの含有量は５～８５質量％、２０～８０質量％、特に３０～７０質量％であることが好ましい。チョップドストランドの含有量が少なすぎると、ガラス繊維強化樹脂成形体の機械的強度が低下しやすくなる。一方、チョップドストランドの含有量が多すぎると、ガラス繊維強化樹脂成形体の機械的強度が低下しやすくなる。一方、チョップドストランドの含有量が多すぎると、成形時において樹脂の粘度が高くなりすぎて、成形が難しくなる。また、ガラス繊維強化樹脂成形体の表面からチョップドストランドが露出しやすくなり、表面性状が低下する恐れがある。
　樹脂はその成形方法に応じて、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
　次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　表１及び２は、本発明の実施例（Ｎｏ．１～７）及び比較例（Ｎｏ．８～１１）を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　まず、Ｅガラスのガラス組成となるように秤量、調合した各種のガラス原料を溶融し、溶融ガラスを得た。得られた溶融ガラスを、複数のノズルを有するブッシングから引き出し、表に記載の長径と短径の比（長径／短径）になるように扁平形状のガラスフィラメントを得た。数百～数千本のガラスフィラメントにスプレーで水を吹き付けるとともに、アプリケーターで集束剤を塗布し、集束ローラ―で集束させてガラスストランドとし、回転するコレットにトラバースで綾振りしながら巻き取ることにより、表１及び２に記載の各ガラスロービングを作製した。なお各試料を作製するに際し、アプリケーターの回転数や吹き付ける水の量を変化させることにより、ガラスロービングにおける水分率及び水分率差を適宜調整した。
　ガラスフィラメントの断面形状の扁平比は以下のようにして測定した。Kulzer社製の常温硬化樹脂テクノビットにガラスフィラメントを垂直に埋設した。樹脂硬化後に研磨を行ってガラスフィラメントの断面を露出させ、電子顕微鏡で観察することによりガラスフィラメント断面の長径及び短径を測定し、扁平比（長径／短径）を算出した。なお測定は、研磨した直径およそ２ｃｍの円形樹脂表面に埋設した５０００～１００００万本のガラスフィラメントからランダムに５００本を選び出し、各ガラスフィラメントの扁平比の平均値を算出することにより行った。
　ガラスロービングの水分率は以下のようにして測定した。作製したガラスロービングを１３０℃の乾燥炉に８時間以上静置し、（（乾燥前のガラスロービングの質量－乾燥後のガラスロービングの質量）／（乾燥前のガラスロービングの質量））×１００（％）の式により算出した。
　ガラスロービングにおける水分率差は以下のようにして測定した。作製したガラスロービングの内層から２００～１０００ｇごとにガラスストランドを５～１０ｇ採取し、１３０℃の乾燥炉に１時間以上静置し、（（乾燥前のガラスストランドの質量－乾燥後のガラスストランドの質量）／（乾燥前のガラスストランドの質量））×１００（％）の式により各層のガラスロービング水分率を算出した。得られたデータの最大値と最小値を差分することで水分率差を算出した。
　得られたガラスロービングからガラスストランドを解舒しながら長さ３ｍｍに切断し、乾燥することによりチョップドストランドを得た。得られたチョップドストランドの水分率はいずれも０．１質量％未満であった。なお、チョップドストランドの水分率は、上述のガラスロービングの水分率と同様の方法により測定した。得られたチョップドストランドと、ポリアミド樹脂ＰＡ６６（DuPont製：Zytel 101l）とを、それぞれ５０質量％となるよう二軸混練押出機を用いて混錬することにより、ペレットを作製した。次に、得られたペレットを用いて、射出成形機により射出成形を行い、各種測定に応じた試験片を作製した。得られた試験片について、引張強度、シャルピー衝撃強度、反り高さ、毛羽発生量を、それぞれ下記に示す方法で測定した。
　引張強度は、精密万能試験機（（株）島津製作所製　オートグラフAG-X plus 50kN）を用いて、ASTM　D638（Type-1）に準拠した条件で測定した。
　シャルピー衝撃強度は、衝撃試験機（（株）上島製作所製　U-F衝撃試験機）を用いて、ASTM　D6110に準拠した条件で測定した。
　反り高さは、１５０×１５０×２．５ｍｍの平板状試験片を用い、試験片の一端を平面に設置させた際の、平面からの変形距離の最大値をノギスで測定した。
　毛羽発生量は、チョップドストランド１００ｇとミルドファイバー１０ｇを３００ｍｌビーカーに入れ、これを攪拌機を用いて４００ｒｐｍで６分間攪拌することにより発生した毛羽の質量を測定した。ここで、ミルドファイバーは、ガラスチョップドストランドから毛羽が発生しやすくすること（加速試験）を目的として添加している。
　また、成形品内の毛羽塊の有無は、２００×２００×３ｍｍの大きさに加工した成形品を軟Ｘ線で投影し、全長３ｍｍ以上の毛羽塊の個数を確認した。
　表１に示すように、実施例であるＮｏ．１～７は、成形品の引張強度が２３１ＭＰａ以上、シャルピー衝撃強度が１０．７ｋＪ／ｍ２以上、反り高さが７ｍｍ以下と優れた特性を有しており、かつ、毛羽発生量が０．７５ｇ以下であり、成形品内部に毛羽塊が発生しなかった。一方、比較例であるＮｏ．８～１１は、成形品の引張強度が２２５ＭＰａ以下、シャルピー衝撃強度が９．４ｋＪ／ｍ２以下と強度に劣っていた。また、Ｎｏ．８は反り高さが８ｍｍであり寸法安定性に劣っており、Ｎｏ．９～１１は毛羽発生量が１．３５ｇ以上であり、成形品内部に毛羽塊が発生した。
　以上の通り、実施例のガラスロービングは優れた作業性を有しており、かつ、当該ガラスロービングから作製したガラスチョップドストランドを含有するガラス繊維強化樹脂成形体は優れた高い強度を有していることがわかる。

Claims (7)

  1. 　扁平な断面形状を有する複数のガラスフィラメントが集束されてなるガラスストランドが円筒状に巻き取られてなるガラスロービングであって、
    　前記ガラスフィラメントの断面形状の長径及び短径の比（長径／短径）から算出される扁平比が１．５～８であり、
    　前記ガラスロービングの水分率が６．５超～１３質量％であり、かつ、前記ガラスロービングの内層から外層までの水分率の最大値と最小値の差が３．５質量％以下である、ガラスロービング。
  2. 　前記ガラスフィラメントの円相当径が５～５０μｍである、請求項１に記載のガラスロービング。
  3. 　前記ガラスストランドの強熱減量が０．１～２質量％である、請求項１または２に記載のガラスロービング。
  4. 　請求項１または２に記載のガラスロービングから前記ガラスストランドを解舒しながら、前記ガラスストランドを所定の長さに切断する工程、及び、
    　切断後の前記ガラスストランドを乾燥することによりチョップドストランド得る工程、
    を備える、チョップドストランドの製造方法。
  5. 　前記ガラスストランドを２～１０ｍｍの長さに切断する、請求項４に記載のチョップドストランドの製造方法。
  6. 　前記チョップドストランドの水分率が０．１質量％未満である、請求項４または５に記載のチョップドストランドの製造方法。
  7. 　樹脂に対し、請求項４または５に記載の方法により製造されたチョップドストランドを補強材として混合することにより、ガラス繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、
    　前記ガラス繊維強化樹脂成形体における前記チョップドストランドの混合割合が５～８５質量％であることを含有する、ガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法。
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