JPH08290944A - ガラス繊維処理剤 - Google Patents

ガラス繊維処理剤

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JPH08290944A
JPH08290944A JP7089905A JP8990595A JPH08290944A JP H08290944 A JPH08290944 A JP H08290944A JP 7089905 A JP7089905 A JP 7089905A JP 8990595 A JP8990595 A JP 8990595A JP H08290944 A JPH08290944 A JP H08290944A
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JP
Japan
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glass fiber
treating agent
water
modified pva
agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP7089905A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Murakami
哲夫 村上
Toshiaki Sato
寿昭 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/42Glass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 エチレン単位の含有量1〜24モル%の水溶
性もしくは水分散性の変性ポリビニルアルコールからな
るガラス繊維処理剤。 【効果】 本発明のガラス繊維処理剤を用いて得られた
ガラス繊維を、強化セメント製品の補強材として使用し
た場合には、優れた曲げ強度や衝撃強度を示す。さらに
該強化セメント製品を高温で処理した場合には、セメン
ト製品の性能低下が小さく、優れた特徴を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス繊維処理剤に関
し、更に詳しくは、ガラス繊維に対し極めて優れた接着
性を有するガラス繊維処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術】通常ガラス繊維は紡糸直後に収束処理剤
で処理される。この処理はその後の工程においてガラス
繊維がうける屈曲、磨耗などの作用からガラス繊維を保
護し、糸切れ、毛羽立ちなどを防ぐことを主な目的とし
ている。したがって、かかる処理剤には繊維の表面に保
護用被膜を形成し、かつ繊維間を接着包合して繊維が摩
擦等によって糸切れや毛羽立ちエチレン単位の含有量1
〜24モル%の水溶性もしくは水分散性の変性ポリビニ
ルアルコールからなるガラス繊維処理剤等がおこらない
ように保護する処理剤が通常用いられている。従来、処
理剤としては酢酸ビニル系、アクリル酸エステル系、ス
チレン−ブタジエン系等のオレフィン性不飽和単量体の
単独重合体または共重合体の水性分散体あるいは澱粉、
通常の未変性ポリビニルアルコール(以下、ポリビニル
アルコールをPVAと略記する)等の水溶性高分子材料
が使用されている。
【0003】しかしながら、これらの合成樹脂の水性分
散体あるいは水溶性高分子で処理されたガラス繊維の収
束性は必ずしも十分に満足できるものではなく、特に近
年の製造加工設備の高速化傾向のもとで要求される高度
な収束性に対しては不十分である。また澱粉系の収束処
理組成物は澱粉の腐敗等の問題があり、経時安定性が悪
い。通常のPVAの場合には澱粉系のような腐敗等によ
る経時変化はなくが、粘度が経時変化(増粘)するとい
う問題を有している。さらに従来の処理剤で処理された
ガラス繊維は、セメントの補強材としてセメント中に混
入する場合、セメント硬化の初期の段階ではセメントに
高い曲げ強度を付与する性能を有しているが、長期間に
わたって補強効果を維持することが難しく、耐久性の点
で不十分である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる課題
は、上記の問題点を解決し、高速処理した場合のガラス
繊維の収束性、処理剤の経時安定性および補強効果の持
続性に優れたガラス繊維処理剤を提供することにある。
【0005】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決し、更にすぐれた性能有するガラス繊維処理剤
について鋭意検討した結果、エチレン単位の含有量1〜
24モル%の水溶性もしくは水分散性の変性ポリビニル
アルコールからなるガラス繊維処理剤を見出し本発明を
完成するに至った。
【0006】本発明における変性PVA(a)は、ビニ
ルエステルとエチレンをけん化することにより得られ
る。ビニルエステルとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げ
られるが、酢酸ビニルが好ましい。変性PVA(a)の
重合度としては特に制限はないが、300〜8000が
好ましく、500〜5000がより好ましく、1000
〜3000が特に好ましい。変性PVAのけん化度とし
ては特に制限はないが、50〜100モル%が好まし
く、80〜100モル%がより好ましく、95〜100
モル%が特に好ましい。
【0007】本発明の変性PVAは、本発明の効果を損
なわない範囲で、エチレン性不飽和単量体を共重合した
ものでも良い。このようなエチレン性不飽和単量体とし
ては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、(無水)フ
タル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、トリメチル−(3−アクリルア
ミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロリ
ド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸お
よびそのナトリウム塩、エチルビニルエーテル、ブチル
ビニルエーテル、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、
臭化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビ
ニリデン、テトラフルオロエチレン、ビニルスルホン酸
ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウムなどが挙げら
れる。また、チオール酢酸、メルカプトプロピオン酸な
どのチオール化合物の存在下で、酢酸ビニルなどのビニ
ルエステル系単量体をエチレンと共重合し、それをけん
化することによって得られる末端変性PVAも用いるこ
とができる。本発明の変性PVAは、エチレンのみによ
る変性が最も好ましい。エチレン単位の含有量として
は、1〜24モル%が好ましく、2〜9モル%がより好
ましい。変性PVAの水溶性もしくは水分散性の点など
から、エチレン以外のコモノマーにより、本発明の変性
PVAをさらに変性する場合には、該コモノマーの含有
量は2モル%未満が好ましく、1.0モル%未満がより
好ましく、0.5モル%未満がさらに好ましい。
【0008】変性PVAを被膜形成剤として含む本発明
の処理剤は従来の無変性PVAあるいは酢酸ビニル樹脂
エマルジョンに比較して、ガラス繊維に対する接着力な
どにおいて著しく優れているが、この理由としては以下
のように考える。すなわち、分子内にエチレン単位を含
有する変性PVAで処理したガラス繊維は、形成した被
膜が耐水性及び耐アルカリ性に優れているためではない
かと考えられる。すなわち本発明のガラス繊維処理剤で
処理したガラス繊維を強化セメント製品の補強材として
使用した場合には、無変性PVAを用いて処理したガラ
ス繊維を用いた場合よりも優れた曲げ強度や衝撃強度を
示す。特に強化セメント製品を高温で処理すると補強材
のガラス繊維はセメントのアルカリにより劣化しやすい
ため、無変性PVAや澱粉を処理剤として用いた場合に
は、かなりセメント製品の性能が低下するのに対し、本
発明の変性PVAを含有するガラス繊維処理剤は性能低
下が小さく、優れた特徴を示す。また無変性PVAに比
し粘度の経時安定性も良い。さらに、合成品であるため
澱粉系に見られるような腐敗等による経時変化の問題も
ない。
【0009】本発明のガラス繊維処理剤は本質的には被
膜形成剤として分子内にエチレン単位を含有する変性P
VAを水溶液として使用することが特徴であるが、さら
にカップリング剤、平滑剤、希釈剤等を併用して使用す
ることもできる。また、さらに他の通常の被膜形成剤例
えば澱粉、通常(無変性)のPVA等の水溶性重合体、
ノニオン性、アニオン性あるいはカチオン性の合成樹脂
エマルジョンを併用することもできる。カップリング剤
としてはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリ(β−メトキシ−エトキシ)シラン等のシラン化
合物が使用される。希釈剤としては通常水が使用される
が、メタノール、アセトン等を少量含有してもよい。処
理剤の組成としては、一般に被膜形成剤(変性PVA)
0.2〜20重量%、カップリング剤0〜50重量%、
平滑剤0.2〜5重量%、残部は水などの希釈剤の量で
用いられる。ガラス繊維への固形分付着量としては、通
常は0.1〜5重量%となるように塗布される。塗布方
法としては、一般にサイジングと呼ばれているような方
法、すなわち防糸時にアプリケーター部でガラス繊維に
塗布し乾燥する方法またはガラス繊維製品に含浸させる
方法でもよい。
【0010】
【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中で「部」および「%」は、特に
断りのない限り、それぞれ「重量部」および「重量%」
を意味する。実施例1〜6において使用したPVAの明
細を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】実施例1〜6 表1に示す変性PVA(変性PVA−1〜6)を水に溶
解し、これにカップリング剤としてγ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、平滑剤としてテトラエチレンペン
タミン−ペラルゴン縮合物を加え表に示す処理剤を調整
した。この処理剤を用いて以下のような通常の浸漬法で
ガラス繊維に塗布し、ガラス繊維の収束性を評価するた
め接着力を測定した。目抜き平織クロス(18本/25
mm×20本/25mm)を処理剤中に浸漬し風乾した
ものを25mm×15cmに切断し、縦糸の長さが10
cmとなるように端から2.5cmのところで縦糸を交
互に切断して測定用試料を作成した。次にオートグラフ
引張り試験機により試料の両端を保持し、100mm/
分の速度で引張り、接着強度を測定した。一方、別にガ
ラス繊維に対する処理剤の付着量を測定し、ガラス繊維
に対する処理剤の付着量が5%のときの接着力をもとめ
た。結果を表2に示す。また、これらの処理剤を用いて
実際にガラス繊維モノフィラメントを収束したストラン
ドおよびそれらを撚あわせた糸の毛羽立ちの状況を表2
に合わせて示す。
【0013】比較例1 実施例1の変性PVA−1に代えて、澱粉を用いる以外
は実施例1と同様に行った。結果を合わせて表2に示
す。
【0014】比較例2 実施例1の変性PVA−1に代えて、重合度550、け
ん化度88モル%の無変性PVAを用いる以外は実施例
1と同様に行った。結果を合わせて表2に示す。
【0015】比較例3 実施例1の変性PVA−1に代えて、無変性PVA(重
合度550、けん化度88モル%)を保護コロイドとし
て樹脂に対して8%含有する酢酸ビニル樹脂エマルジョ
ン(PVAc−Em)を用いる以外は実施例1と同様に
行った。結果を合わせて表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】実施例7〜8 表3に示した変性PVA(変性PVA−5〜6)を用い
て下記の処理剤を調整した。 変性PVA(固形分として) 4部 テトラエチレンペンタミン−ペラルゴン縮合物 0.2部 水 100部 連続防糸された直後の耐アルカリガラス繊維フィラメン
トに上記処理剤を通常の浸漬法で塗布し、収束し、造形
管上に巻き取った。次いで巻き取りボビンを120℃で
20分間乾燥した。処理剤により処理した繊維のストラ
ンドおよびそれらを撚あわせた糸はすべて毛羽立ちは殆
どなく、端切れも少なく均一な強度を示すものであっ
た。この処理ガラス繊維ストランドを使用して次のよう
にして強化セメント製品をつくり性能を評価した。すな
わち、ポルトランドセメント100部、川砂(粒経1m
φ以下)85部および水45部をミキサーで均一に混合
し、スラリー状にした。次いで、上記ストランドをカッ
ターにて25mm長に切断し、セメントスラリー中にセ
メントに対し9%の割合で均一に混入し、これをスプレ
ーガンにて木製型枠に吹きつけた。1日放置後脱型し2
0℃にて4週間水中養生してガラス繊維強化セメント製
品試料を作成した。得られた試料(厚さ10mm、幅4
0mm、長さ100mm)およびこれを更に60℃の水
中にて1週間放置処理した後の衝撃強度および曲げ強度
を測定した。結果を表3に示す。
【0018】比較例4〜6 実施例7で用いられた変性PVA−5に代えて下記の処
理剤を用いる以外は実施例7と同様にして行った。結果
を表3に合わせて示す。 比較例4で用いた処理剤:比較例1で用いた澱粉 比較例5で用いた処理剤:比較例2で用いた無変性のP
VA 比較例6で用いた処理剤:比較例3で用いた酢酸ビニル
樹脂エマルジョン (PVAc)
【0019】
【表3】
【0020】実施例9〜12 実施例7で用いられた変性PVA−5の代えて、表4に
示した変性PVA(変性PVA−1〜4)を用いる以外
は、実施例7と同様にして強化セメント製品をつくり、
その性能を評価した。結果を表4に合わせて示す。
【0021】
【表4】
【0022】
【発明の効果】以上の実施例で明らかなとおり、本発明
のガラス繊維処理剤を用いて得られたガラス繊維を、強
化セメント製品の補強材として使用した場合には優れた
曲げ強度や衝撃強度を示す。さらに該強化セメント製品
を高温で処理した場合には、セメント製品の性能低下が
小さく、優れた特徴を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン単位の含有量1〜24モル%の
    水溶性もしくは水分散性の変性ポリビニルアルコールか
    らなるガラス繊維処理剤。
JP7089905A 1995-04-17 1995-04-17 ガラス繊維処理剤 Pending JPH08290944A (ja)

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JP7089905A JPH08290944A (ja) 1995-04-17 1995-04-17 ガラス繊維処理剤

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005105696A3 (fr) * 2004-04-28 2006-04-20 Saint Gobain Vetrotex Procede de traitement de surface de fibres de renforcement
JP2018090926A (ja) * 2016-12-02 2018-06-14 日立化成株式会社 繊維状物を製造する方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005105696A3 (fr) * 2004-04-28 2006-04-20 Saint Gobain Vetrotex Procede de traitement de surface de fibres de renforcement
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