KR100404695B1 - 유리섬유부직포 - Google Patents

Abstract

(목적)

염가의 E 유리섬유를 사용하면서 내알칼리성이나 내산성인 내약품성이 우수하고, 더구나 습식부직포 초조시에 있어서의 분산성이 우수한 유리섬유를 제공함을 목적으로 한다.

(구성)

본발명의 유리섬유는 에폭시수지, 에폭시수지의 경화제, 에폭시실란을 함유하는 실란카프링제, 비스페놀A 의 에틸렌옥사이드 부가물 또는 폴리에틸렌글리콜지방산 에스테르의 노니온계 계면활성제를 함유하는 집속제가 도포되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

유리섬유 부직포

(산업상의 이용분야)

본 발명은 유리섬유 부직포에 관한 것으로, 더 구체적으로는 유리섬유를 소정 길이로 절단한 후, 습식 부직포 초조법(不織布 抄造法)에 의해 제조된 유리섬유 부직포에 관한 것이다.

(종래의 기술)

유리섬유는 용융한 유리를 백금제(白金製) 부싱 저부에 설치된 다수의 노즐에서 인출한 후, 곧 애플리케이터라 불리우는 도포기를 통하여 집속제(集束劑)를 도포하고, 이어서 그 다수개를 결속하여 권취함으로써 제조한다.

또, 유리섬유 부직포는 상기 유리섬유속(纖維束)을 소정 길이로 절단하고, 유리 촙드스트랜드로 한 후, 건식 부직포 초조법 또는 습식 부직포 초조법에 의해 제작된다.

습식 부직포 초조법은 유리 촙드스트랜드를 수계(水系)분산액 중에 분산하여, 초조하는(뜨는) 방법인데, 이 방법에 의해 균일한 두께를 갖는 유리섬유 부직포를 얻기 위해서는 초조시에 유리 촙드스트랜드가 수계 분산액 중에서 유리 단섬유(모노필라멘트)에 가까운 상태로 균일하게 분산하는 것이 필요하다.

그런데, 유리섬유의 집속제에는 본래 방사(紡系), 가공공정에 있어서의 유리섬유 손상을 적게할것, 가공 및 사용시의 작업성을 좋게할것, 유리섬유와 수지와의 접착성을 좋게할 것이 요구되나, 습식부직포 초조법에 사용되는 유리섬유에는 이 밖에도 초조시에 유리촙드 스트랜드의 결속을 풀어서 모노필라멘트상으로 분산시키는 것이나, 분산한 유리섬유가 응집하지 않도록 하는 것도 요구되고, 종래부터 이 종류의 집속제로는 전분, 아크릴아마이드·아세트산 비닐 공중합체, 카르복시메틸 셀룰로스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드등의 수용성 고분자와, 카티온계 지방산 아미드 등의 윤활제로된 집속제 사용되고 있다.

(발명이 해결하고자 하는 과제)

유리섬유 부직포는 각종 용도에 사용되고 있는데, 그 하나로서 상재(床材) 의 기재(基材) 가 있다. 이 상재는 유리섬유 부직포를 염화비닐수지에 함침시켜서 시트형상으로 성형한 것이다.

또, 유리섬유 부직포의 기타 용도로서 판재(板材) 의 기재가 있다. 이 판재는 유리섬유 부직포를 파라톨루엔 술폰산과 같은 유기산을 경화매체로서 함유하는 페놀수지에 함침시켜서 열경화시키고, 판상으로 발포 성형한 것이다.

통상 이들 용도의 유리섬유로는 염가인 E유리섬유가 사용되고 있다.

그러나, 상기 상재나 판재는 알칼리분 및 산분에 의해 유리섬유가 침식되기 쉽고, 치수안정성이 유지할수 없게 되거나, 높은 강도의 성형체가 얻기 어려운 문제점이 있다.

가령, 상기 상재를 건축물의 콘크리트 바닥위에 첩부하면 콘크리트에서 용출하는 알칼리분에 의해 유리섬유 부직포가 침식되어, 상재의 치수안정성이 손상되는 수가 있다. 그 결과, 성형후의 강도가 대폭 저하되는 수가 있다.

알칼리분이나 산분에 의한 유리섬유 부직포의 침식은 E 유리섬유 대신 내알칼리성과 내산성이 우수한 AR 유리섬유나 C 유리섬유등을 사용함으로써 방지할 수 있으나 이들 유리섬유는 유리섬유 부직포에 요구되는 파열강도 등의 기본특성을 만족시킬수 없게 되거나, 재료코스트가 높기 때문에 코스트적으로 불리하다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 행해진 것으로 염가의 E 유리섬유를 사용하면서도 내알칼리성이나 내산성이라는 내약품성이 우수하고, 게다가 습식 부직포 초조시에 있어서의 유리섬유의 분산성이 우수한 유리섬유 부직포를 제공함을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자들은 상기 목적을 달성하고자, 여러가지 실험을 거듭한 결과, E 유리섬유 표면에 내약품성 피막을 형성하고, 게다가 습식 부직포 초조시에 있어서의 유리 촙드스트랜드의 분산성을 좋게 하기를 가능하게 하는 집속제를 발견하여 본 발명을 제안하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 유리섬유 부직포는 에폭시수지, 에폭시수지의 경화제, 에폭시실란을 함유하는 실란카프링제, 및 비이온계 계면활성제를 함유하며, 상기 비이온계 계면활성제가 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물 또는 폴리에틸렌글리콜 지방산 에스테르인 집속제가 도포된 유리섬유의 절단물을 사용하여 이루어지는 것을특징으로 한다.

또, 본 발명의 유리섬유 부직포는 집속제가 고형분 표시로, 에폭시수지 0.5∼5.0중량%, 경화제 0.01∼5.0중량%, 실란카프링제 0.05∼0.5중량%, 비이온계 계면활성제 0.5∼5.0중량%를 함유하여 이루어지고, 강열감량이 0.1∼1.0중량%가 되도록 부착된 유리섬유의 절단물을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(작용)

본 발명에 있어서의 집속제에 함유되는 에폭시수지는 내약품성이 우수한 재료이고, 이것이 경화제와 반응하여 경화하면, 유리섬유표면에 내약품성 피막이 형성되게 된다. 단, 이 에폭시수지 함유량이 고형분 표시로 0.5중량% 미만이 되면 상기 효과가 작아지고, 5.0 중량% 를 초과하면 습식부직포 초조시에 있어서의 유리촙드 스트랜드 분산성이 나빠진다.

따라서, 이 에폭시수지는 글리시딜기를 함유하는 비스페놀A 형이나 다관능형 에폭시수지 등의 공업적으로 생산되고 있는 에폭시수지를 유화(乳化) 한 것이라도 좋다.

또한 각종 방법으로 친수기(親水基) 를 도입하여 수용화한 것이라도 좋다.

또, 이 종류의 유리섬유는 절단되기전이나 후에 가열되나, 에폭시수지의 경화제는 가열됨으로써 에폭시수지를 경화시키는 작용을 갖는 재료이다.

이 경화제는 특히 에폭시수지 피막과 유리섬유와의 접착성을 고려하면 아미노실란이 적합하나 그 함유량이 0.01 중량% 미만이 되면 에폭시수지를 경화시키는 작용이 작아지고 5.0중량% 를 초과하면 초조시에 있어서의 유리촙드 스트랜드의 분산성이 악화된다.

에폭시실란을 함유하는 카프링제는 집속제의 유리섬유에 대한 젖음성을 좋게하고, 집속제가 유리섬유표면에 균일하게 피복되게 하는 재료이다.

단, 이 카프링제가 0.05 중량% 미만이 되면 상기 작용이 작아지고, 0.5 중량% 를 초과하면 초조시에 있어서의 유리촙드 스트랜드의 분산성이 악화된다.

또, 비스페놀A 의 에틸렌옥사이드부가물과 폴리메틸렌글리콜 지방산 에스테르의 노니온성 계면활성제는 유리촙드 스트랜드를 분산하기 좋게하는 재료이다.

단, 이 노이온성 계면활성제가 0.5중량% 미만이 되면 상기 작용이 작아지고, 5.0중량% 를 초과하면 가공 공정에 있어서의 작업성이 악화된다.

본발명에 있어서는 상기 재료이외에도 집속제 특성을 손상하지 않을정도로 다른 재료를 함유시키기가 가능하고, 가령 방사성을 향상시킬 목적으로 카티온성 지방산 아미드 등을 함유시켜도 좋다.

본발명에 있어서의 유리섬유의 집속제 부착량은 강열감량 0.1∼1.0 중량% 가 좋다.

즉, 0.1중량% 미만은 유리섬유표면에의 피복이 불충분하고, 유리섬유 부직포에 충분한 내약품성을 부여할수 없게 되고 한편, 1.0 중량% 를 초과하면 습식부직포 초조시에 있어서의 유리촙드 스트랜드의 분산성이 악화된다.

실시예

이하, 본 발명의 유리섬유 부직포를 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

실시예 1

우선 비스페놀 A형 에폭시수지의 측쇄의 수산기를 이용하여 폴리에틸렌글리콜 ·폴리프로필렌글리콜을 도입하여, 수용성으로 하고, 분자량 1200, 에폭시 당량 600으로 한 에폭시수지 1.5중량%와, 아미노실란(A1100: 니혼유니카 가부시키가이샤제) 0.2중량%와, 에폭시실란(A187: 니혼유니카 가부시키가이샤제) 0.05중량%와, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 30몰당량 부가물의 비이온성 계면활성제 1.0중량%와, 양이온성 지방산 아미드 0.05중량%로 되는 집속제를 준비하였다.

이 집속제를 E유리섬유(직경 10㎛)에 대하여 강열감량이 0.3중량%가 되도록 조정하여 도포하고 그것들을 1600개 결속시켜서 권취 후, 130℃로 10시간 가열하면서 13mm 길이로 절단하였다.

실시예 2

우선 분자량 600, 에폭시 당량 160의 페놀노보락형 에폭시수지를 노닐페놀에틸렌 옥사이드 부가물, 프로필렌 옥사이드 ·에틸렌 옥사이드 공중합체를 사용하여 유화시키고 수성으로 한 에폭시수지 1.0중량%와, 아미노실란(A1100: 니혼유니카 가부시키가이샤제) 0.2중량%와, 에폭시실란(A187: 니혼유니카 가부시키가이샤제) 0.05중량%와, 분자량 2000의 폴리에틸렌글리콜의 디스테아르산 에스테르의 비이온성 계면활성제 1.2중량%와, 양이온성 지방산 아미드 0.05중량% 로 되는 집속제를 준비하였다.

이 집속제를 실시예 1과 동일한 유리섬유에 대하여 강열감량이 0.3중량%가 되도록 조정하여 도포하고, 그것들을 1600개 결속시켜서 권취 후, 130℃로 10시간 가열하여 13mm의 길이로 절단하였다.

비교예

실시예1 의 집속제에서 노니온성 계면활성제를 제외한 집속제를 준비하고, 이것을 실시예1과 동일한 유리섬유에 대하여 강열감량이 0.3중량% 가 되도록 조정하여 도포하고, 그것들을 1600 개 결속시켜서 권취후, 130 ℃로 10시간 가열하여 13mm 길이로 절단하였다.

(종래예)

폴리에틸렌옥사이드 0.2 중량% 와, 카티온성지방산 아미드 0.1중량% 가 되는 집속제를 준비하고, 이것을 실시예1 과 동일한 유리섬유에 대하여 강열감량이 0.1 중량% 가 되도록 조정하여 도포하고, 그것들을 1600 개 결속시켜 권취후, 130 ℃로 10 시간 가열하여 13mm 길이로 절단하였다.

이리하여 제작한 각 유리촙드 스트랜드를 초조할때의 분산성과 얻어진 유리섬유 부직포를 알칼리 용액이나 산용액에 침지한후 인장강도를 조사하여 그것을 표1 에 표시하였다.

표 1

표에서 분명한 바와같이 실시예 1, 2의 유리 촙드스트랜드는 모두 분산성이 양호하고, 또 그것들로 제작한 유리섬유 부직포는 알칼리용액 및 산용액에 침지 후의 인장강도가 높았다.

한편, 비교예의 유리 촙드스트랜드는 분산성이 나쁘고 또 종래예의 유리 촙드스트랜드로 제작한 유리섬유 부직포는 알칼리용액 및 산용액에 침지 후의 인장강도가 낮았다.

또한, 상기 분산성은 수계분산액(백수) 중에 소정량의 촙드스트랜드를 투입하고, 소정 시간 교반하여 곧 초조한 후, 미분산 촙드스트랜드 유무를 육안으로 관찰함으로써 평가한 것이고, 미분산 촙드스트랜드가 전혀 없는 것을 양호한 것으로 하고, 적게나마 존재하는 것을 불량으로 하였다.

또, 알칼리 용액이나 산용액에 침지한 후의 인장강도는 우선 일반적으로 사용되는 아크릴에멀존 20중량% 로 경화시킨 중량50g/㎡의 유리섬유 부직포를 수작업으로 제작하고, 이것을 5×20cm 치수로 절단함으로써 시험편을 얻은 후, 이 시험편을 복수개 준비하고, 알칼리 용액인 3% 수산화나트륨 수용액에 10시간, 산용액인 3% 염산 수용액에 3시간, 및 20% 파라톨루엔술폰산 수용액에 3시간 각각 침지 후, 인장시험기에 의해 측정한 것이며, 이들의 값이 높을수록 내약품성이 우수한 것이 된다.

이상과 같이 본 발명의 유리섬유 부직포는 표면에 내약품성 피막이 형성되고, 게다가 습식 부직포 초조시에 있어서의 유리섬유의 분산성이 우수하기 때문에 이것으로 유리섬유 부직포를 제작하여 상재의 기재로할 경우, 치수안정성이 우수한 상재가 얻어지고, 또 페놀수지를 이용한 판재의 기재로 할 경우, 페놀수지를 충분히 경화시킬 수 있고, 높은 강도를 갖는 성형체를 얻기가 가능해 진다.

Claims (2)

1. 에폭시수지, 에폭시수지의 경화제, 에폭시실란을 함유하는 실란카프링제, 및 비이온계 계면활성제를 함유하며, 상기 비이온계 계면활성제가 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물 또는 폴리에틸렌글리콜 지방산 에스테르인 집속제가 도포된 유리섬유의 절단물을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유 부직포.
2. 제1항에 있어서, 집속제가 고형분표시로, 에폭시수지 0.5∼5.0중량%, 경화제 0.01∼5.0중량%, 실란카프링제 0.05∼0.5중량%, 비이온계 계면활성제 0.5∼5.0중량% 를 함유하여 이루어지고, 강열감량이 0.1∼1.0중량% 가 되도록 부착된 유리섬유의 절단물을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유 부직포.