JPH06108355A - ガラス繊維束マットの製造法 - Google Patents

ガラス繊維束マットの製造法

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JPH06108355A
JPH06108355A JP4279173A JP27917392A JPH06108355A JP H06108355 A JPH06108355 A JP H06108355A JP 4279173 A JP4279173 A JP 4279173A JP 27917392 A JP27917392 A JP 27917392A JP H06108355 A JPH06108355 A JP H06108355A
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JP
Japan
Prior art keywords
glass fiber
fiber bundle
mat
wet
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP4279173A
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English (en)
Inventor
Yuuhachi Ninomiya
佑八 二宮
Masamichi Taguchi
昌道 田口
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
Original Assignee
Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Fiber Glass Co Ltd filed Critical Asahi Fiber Glass Co Ltd
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  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 型馳染みが良好で、Wet Out、Wet
Thruが良好で、両者の調和がとれ、均質なFRP
の製造に適したガラス繊維束マットを製造する。 【構成】 水に易溶性の被膜形成剤を主成分とする集束
剤を使用して得られたストランドを、一旦巻き取って回
巻体となし、加熱乾燥後、回巻体からストランドを引出
して、このストランドの切断物を堆積させてマット状物
とし、水分と結合剤を附与して、加熱、乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、FRP製造に用いられ
る補強用繊維よりなる補強材として特に好適なガラス繊
維束マットの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】FRPは、補強材に液状の熱硬化性樹脂
を含浸させ、要すれば加熱して、熱硬化性樹脂を硬化さ
せることによって製造される。所要形状のFRPを得る
ための成形法として、RTM法、RIM法、引抜成形法
等が知られている。補強用繊維としては、ガラス繊維が
最も一般的に使用されている。ガラス繊維補強材として
は、ブッシングから引出した多数のガラス繊維に、集束
剤を附与、集束して得られたガラス繊維束(ストラン
ド)を、回転する円筒(プリングホイール)表面に接触
させて振り飛ばし、移動するコンベア上に弯曲した形状
をなして堆積させ、結合剤を附与、加熱してストランド
同志を結合させた、連続したストランドよりなるコンテ
ィニュアスストランドマット(CSM)が知られてい
る。(実公昭43−234号参照) また、ストランドを一且ケーキとして巻取って乾燥した
後、ケーキからストランドを引出し、所定長さに切断し
てストランドの切断物(CS)となし、CSを移動する
コンベア上に落下、堆積させ、結合剤を附与、加熱して
CS同志を結合させたチョップドストランドマット(C
M)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、次のよう
な問題点を有する。 (1)CSMを構成するストランドは、プリングホイー
ル表面に接触して振り飛ばされ、連続した状態で、弯曲
した形状をなして堆積しており、又ストランドは断面形
状がほぼ円形であるため、嵩密度が小さい。このため、
CSM表面に液状の熱硬化性樹脂を附与して、CSMに
樹脂を含浸させる場合、CSMは樹脂の流れに対する抵
抗が小さく、樹脂は短時間内に均一に含浸する。即ちC
SMはWet Thruが良好である。しかしながらC
SMを構成するストランドは連続しており、且つ結合剤
でストランド同志が結合しているため、ストランドの動
きが拘束される。このため、樹脂を含浸させたCSMを
型に押圧して所望形状のFRPを製造する場合、型馴染
みが不充分となり易く、曲率半径の小さい曲面を有した
り、あるいは複雑な形状のFRPを得ることは困難であ
る。
【0004】(2)CMを用いると型馴染みは良好で、
曲率半径の小さい曲面を有し、あるいは複雑な形状のF
RPを得ることが出来るが、CMを構成するCSは、一
旦ケーキとして巻取られたものを使用するため、偏平な
形状を有し、又CSは短かく切断されている。このた
め、CMは嵩密度及び液状樹脂に対する流れ抵抗が大き
く、Wet Thruは良好でない。
【0005】(3)均質なFRPを工業的に得るために
は、ガラス繊維束マットのWet Thruが良好であ
り、液状の樹脂がマットを構成するストランド間に可及
的速やかに均一に浸透することも必要であるが、樹脂が
速やかにストランド内に浸透し、ストランドを構成する
ガラス繊維間に均一にしみ込むことも大切である。即ち
Wet Outが良好でなければならない。ただ、ここ
で注意すべきことは、Wet Outはむやみに大きけ
れば良いという訳ではなく、Wet Thruと調和し
た、程良い、大きさを有することが必要である。Wet
Outがあまり大きいと液状の樹脂がストランド間に
浸透する前に、マット表面層のストランド内にしみ込
み、このためストランドがモノフィラメント状に開繊
し、Wet Thruが悪化してしまい、均質なFRP
が得難くなるからである。
【0006】(4)従ってガラス繊維束マットとして
は、型馴染みが良好で且つWet Thru、Wet
Outが共に良好であり、しかも両者の大きさが調和し
たものであることが望ましいが、このような性質を有す
るガラス繊維束マットを得ることは困難であった。本発
明は、上述した従来技術の問題点を解消し、型馴染みも
Wet Thruも、Wet Out良好であり、しか
もWet Thru、Wet Outの調和がとれ、均
質なFRPを工業的に製造するのに極めて好適なガラス
繊維束マットの製造法を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明においては、ブッシングから引出したガラ
ス繊維に、水に易溶性の被膜形成剤を主成分とする集束
剤を附与、集束してガラス繊維束とし、この繊維束を一
旦巻取って回巻体となし、加熱、乾燥した後、回巻体か
ら繊維束を引出し、所定長さに切断してガラス繊維束切
断物とし、この切断物を堆積させてマット状物とし、水
分と結合剤とを附与した後、加熱、乾燥し、切断物同志
を結合剤で結合することによりガラス繊維束マットを製
造する。また、本発明の好ましい態様においては、水に
易溶性の被膜形成剤として第4級アンモニウム塩を含有
する導電性ポリマーを使用し、また水分の付与量をグラ
ス繊維束重量100gに対して5〜50grとする。
【0008】次に、本発明を更に具体的に説明する。ガ
ラス繊維束としては、平均直径8〜20μ、好ましくは
10〜15μのガラス繊維に集束剤を附与し、40〜
1,000本、好ましくは60〜300本集束してなる
1,000m当りの重量が10〜300gr好ましくは
15〜100grのものを使用するのが望ましい。集束
剤としては水に易溶性の被膜形成剤を主成分とする水性
液を使用する。水に易溶性の被膜形成剤としては、可溶
性澱粉、ポリエチレンオキシド、トリエチレングリコー
ル等を用いることもできるが、第4級アンモニウム塩を
含有する導電性ポリマーの使用が特に望ましい。
【0009】第4級アンモニウム塩を含有する導電性ポ
リマーとしては、ポリビニルベンジルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、N、N−ジメチル置換3.5−メチ
ルピペリジニウムクロライド−樹脂、ポリ−4−ビニル
−Nメチルピリジニウムクロライド、4級化ポリエチレ
ンイミン、4級化ポリエピクロルヒドリン等が例示され
るが、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロ
ライド、N、N−ジメチル置換3.5−メチルピペリジ
ニウムクロライド樹脂が最も好適である。
【0010】集束剤中の、水に易溶性の被膜形成剤の量
は固型分として0.1〜15wt%、好ましくは1〜1
0wt%とするのが適当である。なお、集束剤中には、
さらに鉱物油エマルジョンのような潤滑剤を含有せしめ
るのが望ましい。集束剤の附与量は固型分としてガラス
繊維の0.01〜1.5wt%、好ましくは0.1〜
1.0wt%とするのが適当である。この量があまり小
さいと本発明の効果が充分でなく、またこの量があまり
大きいと集束剤の水への溶解に時間がかかりすぎること
もあり、工業的に好ましくない
【0011】上記集束剤を附与、集束してなるストラン
ドは一旦高速で回転するコレツトに巻き取ってケーキと
なし、加熱、乾燥する。加熱温度と加熱時間は相関して
定められるが、通常100〜150℃において8〜24
hr程度である。次に、ケーキからストランドを引出し
2.5〜160cm、好ましくは5〜100cmに切断
してCSとなし、CSを移動するコンベア上に落下、堆
積させてマット状物とする。CSの堆積量は50〜1,
000gr/m2 、好ましくは80〜800gr/m2
とするのが適当である。
【0012】マット状物に水分と結合剤を附与する。附
与の順序に特に限定はなく、両者を同時に附与しても良
いが、水分を附与した後、結合剤を附与するのが好まし
く、結合剤の歩留りを向上させることができる。結合剤
としては架橋剤を含有しない飽和ポリエステル樹脂等を
用いるのが望ましい。結合剤は粉末状のものを使用し、
またその附与量はCSの1〜20wt%、好ましくは2
〜10wt%とするのが適当である。この量があまり小
さいとCMの作業性(取扱性)が低下し、この量があま
り大きいと、樹脂に対するCMのWet Out性が低
下しすぎて好ましくない。
【0013】水分の附与方法、附与の時期に特に限定は
ない。水分をマット状物に向けてスプレーするのが望ま
しいが、落下途中のCSに向けて噴霧しても良い。水分
の附与量は、CSの重量100g当たり5〜50gr好
ましくは8〜30grとするのが適当である。水分の附
与量があまり小さいと、本発明の効果が不充分となり易
く、またこの量があまり大きいと、ストランドの形状が
崩れ易い。
【0014】水分及び結合剤を附与したマット状物を加
熱、乾燥してCMとする。加熱温度、加熱時間は相関し
て定められるが、通常150〜300℃において、1〜
30min程度である。CSに水分を附与すると、水に
易溶性の被膜形成剤が使用されているため、被膜形成剤
を主成分とする集束剤は水に溶けて、CSを構成する個
々のガラス繊維の結合が緩み、生成した集束剤溶液の界
面張力によりCSの形状がほぼ円形となるよう、CS内
のガラス繊維の相対位置が移動する。この状態で加熱乾
燥が行われ、CSは円形断面を保った状態で、CS同志
が結合剤で結合され、本発明CMが得られる。
【0015】本発明CMを形成するCSは円形断面を有
しているのでWet Thruが向上するとともに、加
熱、乾燥に伴なうマイグレーションによりCSの表面は
被膜形成剤の薄膜で覆われる。被膜形成剤の薄膜は、C
Mに附与された液状の熱硬化性樹脂がCS表面からCS
内部に滲み込む際の抵抗力として作用し、Wet Ou
tが低下し、水に易溶性の被膜形成済を使用しているに
拘らず、Wet Outが過大となることなく、Wet
ThruとWet Outが調和し、本発明マットを
使用することにより、均質なFRPを得ることが出来、
生産性も向上する。
【0016】
【作用】ブッシングから引出したガラス繊維に、水に易
溶性の被膜形成剤を主成分とする集束剤を附与、集束し
てガラス繊維束とし、この繊維束を一旦巻取って回巻体
となし、加熱乾燥した後、上記回巻体から繊維束を引出
し、所定長さに切断してガラス繊維束切断物とし、この
切断物を堆積させてマット状物とし、水分と結合剤とを
附与した後、加熱、乾燥し、切断物同志を結合剤で結合
することにより、Wet Thruとを向上させ、We
t OutとWet Thruを調和させ、FRP用補
強材として極めて好適なガラス繊維束マットを工業的に
製造する。
【0017】
【実施例1】ブッシングから引出した平均直径11μの
ガラス繊維に、被膜形成剤として、ポリビニルベンジル
トリメチルアンモニウムクロライドを2.5wt%、潤
滑剤として、鉱物油エマルジョンを1.0wt%、カッ
プリング剤として、アクリルシランを0.5wt%含む
集束剤を、固型分として、0.4wt%附与し、90本
集束して1,000m当たりの重量30grのストラン
ドを得た。このストランドを一旦ケーキとして巻き取
り、130℃に12hr加熱、乾燥した。上記ケーキか
らストランドを引出し、15cmの長さに切断し、45
0gr/m2 の割合で移動するコンベア上に落下させ、
マット状物とした。マット状物に向けてノズルから水分
を45gr/m2 の割合でスプレーし、結合剤として不
飽和ポリエステル樹脂の粉末を、23gr/m2 の割合
で撒布した。次いで250℃に5min加熱し、CS同
志を結合剤で結合し、CMを製造した。
【0018】
【実施例2】実施例1の被膜形成剤に代え、N,N−ジ
メチル置換3.5−メチルピペリジニウムクロライド樹
脂を使用し、実施例1と同様にしてCMを製造した。
【0019】
【比較例1】実施例1の工程において、水分のスプレー
のみを省略し、その他の条件を同一としてCMを製造し
た。
【0020】
【比較例2】実施例1の被膜形成剤に代え、ポリ酢酸ビ
ニルエマルジョンを使用し、実施例1と同様にしてCM
を製造した。
【0021】
【実施例1】実施例1.2、比較例1.2CMを使用し
CMに対し硬化剤を含む不飽和ポリエステル樹脂を、樹
脂重量が、樹脂重量とCM重量との合計量の70%とな
るよう使用し、RTM法により、FRPを製造した。得
られたFRPの曲げ強度、品質及び型馴染みは、表1の
通りであった。
【表1】
【0022】
【発明の効果】型馴染みも良好で、Wet Thru、
Wet Outが良好で、両者の調和のとれたガラス繊
維束マットが得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 15/347

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブッシングから引出したガラス繊維に、
    水に易溶性の被膜形成剤を主成分とする集束剤を附与、
    集束してガラス繊維束とし、この繊維束を一旦巻取って
    回巻体となし、加熱乾燥した後、上記回巻体から繊維束
    を引出し、所定長さに切断してガラス繊維束切断物と
    し、この切断物を堆積させてマット状物とし、水分と結
    合剤とを附与した後、加熱、乾燥し、切断物同志を結合
    剤で結合することを特徴とするガラス繊維束マットの製
    造法。
  2. 【請求項2】 水に易溶性の被膜形成剤は第4級アンモ
    ニウム塩を含有する導電性ポリマーである請求項1記載
    のガラス繊維束マットの製造法。
  3. 【請求項3】 水分の付与量はガラス繊維束の重量10
    0%に対して5〜50grである請求項1,2記載のガ
    ラス繊維束マットの製造法。
JP4279173A 1992-09-25 1992-09-25 ガラス繊維束マットの製造法 Pending JPH06108355A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0881882A (ja) * 1994-07-27 1996-03-26 Natl Starch & Chem Investment Holding Corp ガラス繊維サイジング配合物およびそれの使用法
WO1999015725A1 (en) * 1997-09-23 1999-04-01 Zipperling Kessler & Co. (Gmbh & Co.) Preparation of fibers containing intrinsically conductive polymers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0881882A (ja) * 1994-07-27 1996-03-26 Natl Starch & Chem Investment Holding Corp ガラス繊維サイジング配合物およびそれの使用法
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