JPH0930841A - ガラス繊維用処理剤 - Google Patents

ガラス繊維用処理剤

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JPH0930841A
JPH0930841A JP7187228A JP18722895A JPH0930841A JP H0930841 A JPH0930841 A JP H0930841A JP 7187228 A JP7187228 A JP 7187228A JP 18722895 A JP18722895 A JP 18722895A JP H0930841 A JPH0930841 A JP H0930841A
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JP
Japan
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vinyl alcohol
glass fiber
water
treatment agent
vinyl
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Pending
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JP7187228A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Murakami
哲夫 村上
Takeshi Kusufuji
健 楠藤
Naoki Fujiwara
直樹 藤原
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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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/28Macromolecular compounds or prepolymers obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 水溶性もしくは水分散性であり、炭素数2〜
20のヒドロキシアルキル基を側鎖に有するビニルアル
コール系重合体からなるガラス繊維用処理剤。 【効果】 以上の実施例で明らかなとおり、処理剤とし
てヒドロキシアルキル基を側鎖に有するビニルアルコー
ル系重合体を使用して処理されたガラス繊維は、強化セ
メント製品の補強材として使用した場合、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、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、ガラス繊維用処理剤に
関する。さらに詳しくは、ガラス繊維に対し極めてすぐ
れた接着性を有するガラス繊維用処理剤に関する。
【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、かかる処理剤としては繊維の表面
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、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。澱粉系の収束処理用組
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
時変化はないが、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、高速処理する場合であって
も、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用処理剤を提供する
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用処理
剤について鋭意検討した結果、水溶性もしくは水分散性
であり、炭素数2〜20のヒドロキシアルキル基を側鎖
に有するビニルアルコール系重合体からなるガラス繊維
用処理剤を見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】本発明におけるビニルアルコール系重合体
は、ビニルエステルとヒドロキシアルキル基含有オレフ
ィンとを共重合して得られたビニルエステル系重合体
を、アルコールあるいはジメチルスルホキシド溶液中で
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。本発明のビニルアルコール系重合体は、分子内に
ビニルアルコール単位を有していることが必要である。
本発明のビニルアルコール系重合体の側鎖は、炭素数2
〜20のヒドロキシアルキル基であり、該側鎖はビニル
アルコール系重合体の主鎖に直接結合していることが必
要である。本発明のビニルアルコール系重合体のヒドロ
キシアルキル基の炭素数は、2〜20であり、2〜15
が好ましく、3〜10がより好ましい。ヒドロキシアル
キル基は、少なくとも1個のヒドロキシル基(水酸基)
を有するアルキル基であり、熱安定性や水溶性の点で、
ω−ヒドロキシアルキル基がより好ましい。ヒドロキシ
アルキル基のアルキル基としては、その水素原子が炭素
数1〜9の直鎖状または分岐状のアルキル基で置換され
ていてもよい。主鎖に炭素数2〜20のヒドロキシアル
キル基を有する単量体単位としては、ヒドロキシル基含
有オレフィン単位が挙げられる。ヒドロキシル基含有オ
レフィン単位のなかでも、ビニルアルコール系重合体の
重合度の制御の容易性やヒドロキシルアルキル基を有す
る単量体単位の含有量の制御の容易性などの点から、3
−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5
−ヘキセン−1−オール、7−オクテン−1−オール、
9−デセン−1−オール、11−ドデセン−1−オー
ル、3−メチル−3−ブテン−1−オールなどに由来す
る単量体単位が好ましい。これらの単量体単位のほか
に、ビニルアルコール系重合体の原料であるビニルエス
テル系重合体のけん化反応時に、ヒドロキシル基の生成
が可能なエステル基を含有する単量体単位であってもよ
い。本発明のビニルアルコール系重合体における炭素数
2〜20のヒドロキシアルキル基の含有量については特
に制限はないが、その好適な含有量は0.1〜25モル
%が好ましく、0.3〜15モル%がより好ましい。本
発明のビニルアルコール系重合体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。本発明のビニルアルコール系重合体のけん化度
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、95〜10
0モル%が特に好ましい。
【0007】本発明のビニルアルコール系重合体は、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。
【0008】ビニルアルコール系重合体を被膜形成剤と
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
ヒドロキシアルキル基を含有するビニルアルコール系重
合体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用処理剤で処理した
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用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用処理剤は本質的には
被膜形成剤として分子内にヒドロキシアルキル基を含有
するビニルアルコール系重合体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(ビニルアルコール系重合体)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、通
常ガラス繊維への固形分付着量が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でも
よく、又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。以下の実施例において使用したビニルアル
コール系重合体の明細を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】実施例1〜6 表1に示すビニルアルコール系重合体(PVA−1〜P
VA−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2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/25mm×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10cmとなるように端から2.5
cm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。次に、別途、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のビニルアルコール系重合体に代えて、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のビニルアルコール系重合体に代えて、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のビニルアルコール系重合体に代えて、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7〜12 表1に示したビニルアルコール系重合体(PVA−1〜
PVA−6)を用いて下記の処理剤を調整した。 ビニルアルコール系重合体(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で用いられたビニルアルコール系重合体に代え
て、下記の樹脂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
【0019】
【表3】
【0020】 1) 衝撃強度: シャルピー衝撃試験機により測定 2) 曲げ強度: オートグラフ引張り試験機により測
定 3) 20℃の水中にて4週間養生後に測定 4) 20℃の水中にて4週間養生後、さらに60℃の
水中で1週間養生後に測定
【0021】
【発明の効果】以上の実施例で明らかなとおり、処理剤
としてヒドロキシアルキル基を側鎖に有するビニルアル
コール系重合体を使用して処理されたガラス繊維は、強
化セメント製品の補強材として使用した場合、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、セメント製品の性能低下が小さ
く、優れた特徴を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C03B 37/12 C03B 37/12 Z (72)発明者 佐藤 寿昭 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性もしくは水分散性であり、炭素数
    2〜20のヒドロキシアルキル基を側鎖に有するビニル
    アルコール系重合体からなるガラス繊維用処理剤。
JP7187228A 1995-07-24 1995-07-24 ガラス繊維用処理剤 Pending JPH0930841A (ja)

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JP7187228A JPH0930841A (ja) 1995-07-24 1995-07-24 ガラス繊維用処理剤

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ID=16202311

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112625182A (zh) * 2020-11-21 2021-04-09 晟大科技(南通)有限公司 一种水溶性玻璃纤维表面处理剂的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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