TW202408951A - 扁平剖面玻璃纖維及由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種連續生產性及大量生產適應性優異,且能得到優異的樹脂成形品強化性之扁平剖面玻璃纖維,及一種由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法。本發明之扁平剖面玻璃纖維中,構成該扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲具有具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑之扁平剖面形狀,短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍。
Description
本發明關於扁平剖面玻璃纖維及由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法。
以往,玻璃纖維係為了提高樹脂成形品的性能,而在各種用途中被廣泛使用。近年來,於玻璃纖維之中,包含具有扁平剖面形狀的複數條玻璃絲之玻璃纖維(以下亦稱為扁平剖面玻璃纖維),該扁平剖面形狀具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑者,由於減低玻璃纖維強化樹脂成形品的翹曲,提高彎曲強度,具備優異的樹脂成形品強化性,故其需求係正在擴大(例如參照專利文獻1)。
此處,於製造包含複數條具有前述扁平剖面形狀的玻璃絲(以下亦稱為扁平剖面玻璃絲)之扁平剖面玻璃纖維時,將前述扁平剖面玻璃絲的剖面的長徑設為X,將短徑設為Y時,將剖面形狀之扁平比(亦即,亦稱為前述扁平剖面玻璃絲的扁平剖面中,藉由長徑的長度相對於短徑的長度之比(長徑的長度/短徑的長度)所算出的異形比)X/Y設為1.5~20,較佳設為3~10之範圍內,將扁平比之偏差σ除以扁平比之平均值而得的值以百分率表示的值,設為15%以下,較佳10%以下之範圍者係被提案(例如參照專利文獻2)。根據專利文獻2,前述扁平剖面玻璃絲係藉由將其剖面形狀的扁平比及將扁平比之偏差σ除以扁平比的平均值而得之值以百分率表示的值設為前述範圍,而將包含複數條前述扁平剖面玻璃絲的玻璃纖維切斷成為3mm長,形成短切股線(chopped strand)時,具有適合作為用於得到電子控制裝置之殼體等尺寸精度之要求嚴格的零件所需要的複合材之強化材的性質,可減低射出成形後的殼體之變形,得到提高強度的效果。
先前技術文獻
專利文獻
[專利文獻1] 日本發明專利第7063424號公報
[專利文獻2] 日本特開2021-1111號公報
發明所欲解決的課題
另一方面,近年來由於對環境的意識升高,故進行:去除了製程所產生的玻璃纖維廢棄物之附著物,將粉碎者(玻璃再生材料)再利用作為玻璃原料。
然而,前述玻璃再生材料係與礦物所成之純粹玻璃原料比較下,包含微細的異物,例如鉑或磚塊碎屑等,該異物係對扁平剖面玻璃纖維的生產性造成影響,因此僅控制前述扁平剖面玻璃絲的剖面形狀之扁平比(異形比)時,有無法一邊維持前述扁平剖面玻璃纖維的樹脂成形品強化性,一邊提高扁平剖面玻璃纖維的連續生產性及大量生產適應性之不良狀況。
本發明係為了消除該不良狀況,提供一種連續生產性及大量生產適應性優異,且能得到優異的樹脂成形品強化性之扁平剖面玻璃纖維,及一種由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法。
解決課題的手段
為了達成該目的,本發明之扁平剖面玻璃纖維包含複數條具有扁平剖面形狀的扁平剖面玻璃絲,該扁平剖面形狀具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑,其特徵為:前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍。
前述短徑的長度之變動係數,係將短徑的長度之標準偏差除以短徑的長度之平均值而得之值以百分率表示者。
根據本發明之扁平剖面玻璃纖維,藉由前述短徑的長度之變動係數在前述範圍,可得到優異的連續生產性及優異的大量生產適應性,且可得到優異的樹脂成形品強化性。
此處,所謂優異的連續生產性,就是意指在8小時製造前述扁平剖面玻璃纖維之情況中,前述扁平剖面玻璃纖維的切斷次數為2.0次/小時以下,所謂優異的大量生產適應性,就是意指在製造前述扁平剖面玻璃纖維之情況中,通過每一個噴嘴的熔融玻璃之流量為0.20g/分鐘以上。又,所謂優異的樹脂成形品強化性,就是意指於含有30質量%的前述扁平剖面玻璃纖維的短切股線之玻璃纖維強化聚醯胺樹脂射出成形品中,依據JIS K 7171:2016的彎曲強度為200MPa以上,於縱80mm×橫60mm×厚度1mm的前述玻璃纖維強化聚醯胺樹脂成形品之平板中,翹曲為10mm以下。
又,本發明之扁平剖面玻璃纖維係前述短徑之變動係數較佳在12.6~18.5%之範圍,可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到特別優異的樹脂成形品強化性。
此處,所謂特別優異的連續生產性,就是意指於8小時製造前述扁平剖面玻璃纖維之情況中,前述扁平剖面玻璃纖維的切斷次數為1.0次/小時以下,所謂特別優異的大量生產適應性,就是意指於製造前述扁平剖面玻璃纖維之情況中,通過每一個噴嘴的熔融玻璃之流量為0.30g/分鐘以上。又,所謂特別優異的樹脂成形品強化性,就是意指於含有30質量%的前述扁平剖面玻璃纖維的短切股線之玻璃纖維強化聚醯胺樹脂射出成形品中,依據JIS K 7171:2016的彎曲強度為250MPa以上,於縱80mm×橫60mm×厚度1mm的前述玻璃纖維強化聚醯胺樹脂成形品之平板中,翹曲為10mm以下。
又,本發明之扁平剖面玻璃纖維係前述短徑的長度A在3.5~10.5μm之範圍,前述長徑的長度相對於短徑的長度之比(異形比,長徑的長度/短徑的長度)B在1.5~9.0之範圍,前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C較佳滿足下式(1),更佳滿足下式(2)。
本發明之扁平剖面玻璃纖維,係藉由前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足前述式(1),而可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到特別優異的樹脂成形品強化性。
又,本發明之扁平剖面玻璃纖維,係藉由前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足前述式(2),而可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到特別優異的樹脂成形品強化性,再者異形比之變動係數成為未達20.0%。
前述異形比之變動係數係將異形比的標準偏差除以異形比的平均值而得之值以百分率表示者。
本發明之由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法之特徵為:使用相對於全量,包含1.0~50.0質量%之範圍的玻璃再生材料之玻璃原料,得到具有具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑之扁平剖面形狀,且前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍的複數條扁平剖面玻璃絲,使前述複數條扁平剖面玻璃絲集束。
作為前述玻璃再生材料,可舉出在玻璃纖維之製造過程中因切斷、品質不良、規格不適合等理由而發生的廢棄玻璃纖維、或從玻璃纖維強化樹脂成形品所回收的玻璃纖維,藉由將附著於其表面的有機成分焚化等而去除後進行粉碎者。作為前述玻璃再生材料以外的玻璃原料,可舉出礦物材料。
實施發明的形態
以下,對於本發明之實施形態,更詳細地說明。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維係包含複數條具有扁平剖面形狀的扁平剖面玻璃絲之扁平剖面玻璃纖維,該扁平剖面形狀具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑,前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍,更佳在12.6~18.5%之範圍。
前述扁平剖面形狀較佳為橢圓形狀或長圓形狀,更佳為長圓形狀。此處,所謂長圓形狀,就是在長方形之兩端具有半圓狀之形狀,或類似於其之形狀。尚且,此處剖面意指與玻璃絲的長度方向呈垂直的剖面。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成該扁平剖面玻璃纖的玻璃絲之條數例如為10~30000條,較佳為20~20000條,更佳為50~10000條,尤佳為1000~8000條。又,於本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,在構成該扁平剖面玻璃纖維的玻璃絲之中超過50%為前述扁平剖面玻璃絲,較佳80%以上為前述扁平剖面玻璃絲,更佳90%以上為前述扁平剖面玻璃絲,尤佳100%為前述扁平剖面玻璃絲。
前述短徑之變動係數可如以下地求出。例如,於前述扁平剖面玻璃纖維不含於玻璃纖維強化樹脂成形品中之情況,將該扁平剖面玻璃纖維埋於環氧樹脂等樹脂中,使該樹脂硬化,切斷經硬化的樹脂,研磨其剖面,接著使用電子顯微鏡觀察經硬化的樹脂之剖面。然後,對於露出前述經硬化的樹脂之剖面的構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之全部或200條以上,將通過該扁平剖面玻璃絲的略中心之最長邊(尚且,將此最長邊當作長徑)與在該扁平剖面玻璃絲的略中心正交之邊當作短徑,測定其長度。接著,從所測定的短徑之長度算出短徑的平均值及標準偏差,將所算出的標準偏差除以所算的平均值,以百分率表示,可求出短徑之變動係數。
又,於前述扁平剖面玻璃纖維含於玻璃纖維強化樹脂成形品中之情況,研磨玻璃纖維強化樹脂成形品之剖面,接著使用電子顯微鏡,觀察經硬化的樹脂之剖面。然後,對於露出前述經硬化的樹脂之剖面的構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲200條以上,將通過該扁平剖面玻璃絲的略中心之最長邊與在該扁平剖面玻璃絲的略中心正交之邊當作短徑,測定其長度。接著,從所測定的短徑之長度算出短徑的平均值及標準偏差,將所算出的標準偏差除以所算的平均值,以百分率表示,可求出短徑之變動係數。
此處,前述扁平剖面玻璃纖維不含於玻璃纖維強化樹脂成形品之情況與含於玻璃纖維強化樹脂成形品中之情況的任一情況中,亦短徑之變動係數可用自動解析裝置將由電子顯微鏡所得之影像進行影像處理而測定。
根據本實施形態之扁平剖面玻璃纖維,藉由構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍,而可得到優異的連續生產性及優異的大量生產適應性,而且可得到優異的樹脂成形品強化性。又,藉由前述短徑的長度之變動係數在12.6~18.5%之範圍,而可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到優異的樹脂成形品強化性。
於本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之前述短徑的長度之變動係數更佳在15.1~18.5%之範圍,尤佳在15.5~18.5%之範圍。
又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之前述短徑的長度A在3.5~10.5μm之範圍,前述長徑的長度相對於短徑的長度之比(長徑的長度/短徑的長度)B在1.5~9.0之範圍。尚且,前述長徑的長度係可藉由在測定前述短徑的長度時,測定通過扁平剖面玻璃絲的略中心之最長邊的長度作為長徑的長度,從所測定之長徑的長度算出平均值而求出。
於本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之前述短徑的長度A較佳在4.0~9.0μm之範圍,更佳在4.1~8.4μm之範圍,尤佳在4.6~8.0μm之範圍,特佳在5.1~7.6μm之範圍,尤特佳在5.3~7.3μm之範圍,極佳在5.5~7.0μm之範圍,最佳在5.5~6.5μm之範圍。
於本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之長徑的長度例如在5.3~94.5μm之範圍,較佳在7.0~84.0μm之範圍,更佳在9.0~60.0μm之範圍,尤佳在11.0~55.0μm之範圍,特佳在12.0~50.0μm之範圍,尤特佳在15.0~45.0μm之範圍,極佳在18.0~36.0μm之範圍,最佳在20.0~33.0μm之範圍。
又,於本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲之前述長徑的長度相對於短徑的長度之比(長徑的長度/短徑的長度)B較佳在2.0~8.0之範圍,更佳在2.5~7.0之範圍,尤佳在3.5~6.5之範圍,特佳在4.0~6.0之範圍。
又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維係前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足下式(a),較佳滿足下式(1),更佳滿足下式(2)。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維係藉由前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足前述式(a),而可得到優異的連續生產性及優異的大量生產適應性,而且可得到優異的樹脂成形品強化性。又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維係藉由前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足前述式(1),而可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到特別優異的樹脂成形品強化性。再者,本實施形態之扁平剖面玻璃絲係藉由前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足前述式(2),而可得到特別優異的連續生產性及特別優異的大量生產適應性,而且可得到特別優異的樹脂成形品強化性,再者異形比之變動係數成為未達20.0%。
前述式(a)、式(1)及式(2)中,「(A×A×B)
1/2」表示短徑的長度(=A)與長徑的長度(=A×B)之相乘平均,反映扁平剖面玻璃絲的剖面積之大小。前述「(A×A×B)
1/2」愈大,有連續生產性及大量生產適應性愈高的傾向,有樹脂成形品強化性,尤其減低玻璃纖維強化樹脂成形品的翹曲之效果降低的傾向。又,前述式(a)、式(1)及式(2)中,「B」之值愈高,有連續生產性及大量生產適應性愈降低之傾向,有樹脂成形品強化性,尤其減低玻璃纖維強化樹脂成形品的翹曲之效果升高的傾向。又,前述式(a)、式(1)及式(2)中,「C」愈小,有連續生產性愈升高的傾向,有大量生產適應性降低的傾向。前述式(a)、式(1)及式(2)被推斷為表現該等傾向的均衡者。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲的異形比之變動係數例如為25.0%以下,較佳為21.4%以下,更佳為未達20.0%,尤佳在15.1~19.9%之範圍,特佳在15.5%~19.4%之範圍。尚且,異形比之變動係數係在測定前述短徑的長度時,測定短徑的長度與長徑的長度,從該等算出1條扁平剖面玻璃絲的異形比。接著,測定短徑的長度及長徑的長度,從各自的扁平剖面玻璃絲算出的異形比來算出平均值及標準偏差,將所算出的標準偏差除以所算出的平均值,以百分率表示,可求出異形比之變動係數。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的前述扁平剖面玻璃絲的剖面積之變動係數例如為25.0%以下,較佳為22.5%以下,更佳在14.1~21.0%之範圍,尤佳在14.5~20.0%之範圍。尚且,剖面積之變動係數係在測定前述短徑的長度時,例如使用「A像君」(註冊商標,旭化成工程股份有限公司製)等之眾所周知的影像解析軟體,測定扁平剖面玻璃絲的剖面積。其次,可從所測定的剖面積算出平均值及標準偏差,將所算出的標準偏差除以所算出的平均值,以百分率表示,求出剖面積之變動係數。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維係可藉由使用相對於全量,包含1.0~50.0質量%之範圍的玻璃再生材料之玻璃原料,得到具有具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑之扁平剖面形狀,且前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍之複數條扁平剖面玻璃絲,使前述複數條扁平剖面玻璃絲集束之製造方法而製造。
作為前述玻璃再生材料,可舉出在玻璃纖維之製造過程中因切斷、品質不良、規格不適合等理由而發生的廢棄玻璃纖維、或從玻璃纖維強化樹脂成形品所回收的玻璃纖維,藉由將附著於其表面的有機成分焚化等而去除後進行粉碎者。
作為前述玻璃再生材料以外的玻璃原料,可舉出矽砂、長石、黏土、石灰石等之礦物材料,或二氧化矽粉末、白雲石、滑石、黏土、氧化鋁、蘇打灰等之源自礦物的精製材料。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維例如可用以下之方法製造。首先,將相對於全量,包含1.0~50.0質量%之範圍的玻璃再生材料,以成為特定的玻璃組成之方式所調配的玻璃原料(玻璃批料),供給至熔融爐,例如在1450~1550℃之範圍的溫度進行熔融,將所熔融的玻璃批料(熔融玻璃)控制在特定的溫度,從套筒(bushing)的10~30000個噴嘴頭拉出,進行急速冷卻時,將前述噴嘴頭設為非圓形形狀,例如具有對應於前述扁平剖面玻璃絲的剖面形狀之形狀,具有將熔融玻璃急速冷卻的突起部或缺口部者,藉由控制溫度條件,而得到複數的扁平剖面玻璃絲。其次,在所得之複數條扁平剖面玻璃絲上,使用塗佈裝置的塗佈器(applicator)塗佈集束劑或黏結劑,使用集束器,一邊使扁平剖面玻璃絲10~30000條集束,一邊使用捲取機,以高速捲取在管(tube)上,可製造本實施形態之扁平剖面玻璃纖維。又,構成本實施形態之扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲,係可藉由調整噴嘴頭的長徑及短徑或捲取速度及溫度條件等,而調整短徑及長徑。例如,藉由增快捲取速度,可減小短徑及長徑,藉由減慢捲取速度,可增大短徑及長徑。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,扁平剖面玻璃纖維及形成構成該扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲之玻璃的玻璃組成係沒有特別的限定,例如可成為最通用的玻璃組成之E玻璃組成。前述E玻璃組成為相對於玻璃絲之全量,包含52.0~56.0質量%之範圍的SiO
2、12.0~16.0質量%之範圍的Al
2O
3、合計20.0~25.0質量%之範圍的MgO及CaO與5.0~10.0質量%之範圍的B
2O
3之組成。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維之製造中所用的前述玻璃原料,係相對於全量,混合1.0~50.0質量%之範圍的玻璃再生材料與前述礦物材料或源自前述礦物的精製材料,使其熔融等而均質化者。前述玻璃原料係根據前述玻璃再生材料與前述礦物材料或源自前述礦物的精製材料所含有的成分與各成分之含有率及熔融過程中的各成分之揮發量,以成為所欲的組成,例如成為E玻璃組成之方式,決定前述玻璃再生材料與前述礦物材料或源自前述礦物的精製材料之含有比率。作為前述玻璃再生材料,例如較佳為由包含E玻璃纖維的玻璃纖維強化樹脂成形品所回收的玻璃再生材料。
作為本實施形態之扁平剖面玻璃纖維之形態,例如可舉出玻璃紗、玻璃短切股線、玻璃粗紗、玻璃粉、玻璃絲氈。又,前述玻璃纖維可為由玻璃紗所構成之玻璃布、由玻璃短切股線所構成之短切股線氈之狀態,也可為玻璃絲分散於玻璃纖維強化樹脂成形品中之狀態。
例如,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維為短切股線時,構成前述扁平剖面玻璃纖維的玻璃絲之條數例如為10~20000條,較佳為50~10000條,更佳為1000~8000條。又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維的短切股線之長度例如為1.0~100.0mm,較佳為1.2~51.0mm,更佳為1.5~30.0mm,尤佳為2.0~15.0mm,特佳為2.3~7.8mm。此處,前述短切股線係可用旋轉式滾筒式切刀等眾所周知之方法,將以前述方法所製造的扁平剖面玻璃纖維切斷成前述特定長度而得。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維為粗紗時,構成前述扁平剖面玻璃纖維的玻璃絲之條數例如為200~30000條。又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維的粗紗具備35~10000tex(g/km)之每單位面積的質量。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維為玻璃粉(亦稱為切斷纖維)時,構成前述扁平剖面玻璃纖維的玻璃絲之條數例如為10~20000條。又,本實施形態之扁平剖面玻璃纖維的玻璃粉之長度例如為0.001~0.900mm。此處,前述玻璃粉係可用球磨機或漢歇爾混合機等眾所周知之方法,將以前述方法所製造的扁平剖面玻璃纖維切斷成前述特定長度而得。
本實施形態之扁平剖面玻璃纖維中,構成前述扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲彼此可相接,也可疏離。前述扁平剖面玻璃絲彼此疏離時,在該扁平剖面玻璃絲彼此之間,可存在表面處理劑或構成玻璃纖維強化樹脂成形品的樹脂組成物。
作為前述表面處理劑,除了胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、改質聚丙烯,尤其羧酸改質聚丙烯,(聚)羧酸,尤其馬來酸與不飽和單體之共聚物等樹脂、或矽烷偶合劑之外,還可舉出包含潤滑劑、界面活性劑等之組成物。
此處,作為矽烷偶合劑,可舉出胺基矽烷、氯矽烷、環氧矽烷、巰基矽烷、乙烯基矽烷、丙烯酸矽烷、陽離子矽烷。前述矽烷偶合劑可單獨使用該等,或也可併用2種類以上。
作為胺基矽烷,可舉出γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-N’-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基矽烷等。
作為氯矽烷,可舉出γ-氯丙基三甲氧基矽烷等。
作為環氧矽烷,可舉出γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等。
作為巰基矽烷,可舉出γ-巰基三甲氧基矽烷等。
作為乙烯基矽烷,可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等。
作為丙烯酸矽烷,可舉出γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。
作為陽離子矽烷,可舉出N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽等。
作為潤滑劑,可舉出改質矽油、動物油及其氫化物、植物油及其氫化物、動物性蠟、植物性蠟、礦物系蠟、高級飽和脂肪酸與高級飽和醇之縮合物、聚乙烯亞胺、聚烷基多胺烷基醯胺衍生物、脂肪酸醯胺、四級銨鹽。前述潤滑劑可單獨使用該等,也可併用2種類以上。
作為動物油,可舉出牛脂等。
作為植物油,可舉出大豆油、椰子油、菜籽油、棕櫚油、蓖麻油等。
作為動物性蠟,可舉出蜜蠟、羊毛脂等。
作為植物性蠟,可舉出小燭樹蠟、棕櫚蠟等。
作為礦物系蠟,可舉出石蠟、褐煤蠟等。
作為高級飽和脂肪酸與高級飽和醇之縮合物,可舉出月桂基硬脂酸酯等之硬脂酸酯等。
作為脂肪酸醯胺,例如可舉出二伸乙三胺、三伸乙四胺、四伸乙五胺等之聚伸乙基多胺與月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等之脂肪酸的脫水縮合物等。
作為四級銨鹽,可舉出氯化月桂基三甲基銨等之烷基三甲基銨鹽等。
作為界面活性劑,可舉出非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、兩性界面活性劑。前述界面活性劑可單獨使用該等,也可併用2種類以上。
作為非離子系界面活性劑,可舉出環氧乙烷環氧丙烷烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯-嵌段共聚物、烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯-嵌段共聚物醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸單酯、聚氧乙烯脂肪酸二酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯環氧乙烷加成物、聚氧乙烯蓖麻油醚、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物、烷基胺環氧乙烷加成物、脂肪酸醯胺環氧乙烷加成物、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、多元醇烷基醚、脂肪酸烷醇醯胺、乙炔二醇、乙炔醇、乙炔二醇之環氧乙烷加成物、乙炔醇之環氧乙烷加成物等。
作為陽離子系界面活性劑,可舉出氯化烷基二甲基苄基銨、氯化烷基三甲基銨、烷基二甲基乙基銨乙基硫酸酯、高級烷基胺乙酸鹽、高級烷基胺鹽酸鹽等、對高級烷基胺的環氧乙烷加成物、高級脂肪酸與聚伸烷基多胺之縮合物、高級脂肪酸與烷醇胺之酯鹽、高級脂肪酸醯胺之鹽、咪唑啉型陽離子性界面活性劑、烷基吡啶鎓鹽等。
作為陰離子系界面活性劑,可舉出高級醇硫酸酯鹽、高級烷基醚硫酸酯鹽、α-烯烴硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、脂肪酸鹵化物與N-甲基牛磺酸之反應生成物、磺基琥珀酸二烷基酯鹽、高級醇磷酸酯鹽、高級醇環氧乙烷加成物之磷酸酯鹽等。
作為兩性界面活性劑,可舉出烷基胺基丙酸鹼金屬鹽等之胺基酸型兩性界面活性劑、烷基二甲基甜菜鹼等之甜菜鹼型、咪唑啉型兩性界面活性劑等。
作為構成前述玻璃纖維強化樹脂成形品的樹脂組成物,可舉出包含熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂之樹脂組成物。
作為前述熱塑性樹脂,可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯/馬來酸酐樹脂、苯乙烯/馬來醯亞胺樹脂、聚丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯(AS)樹脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)樹脂、氯化聚乙烯/丙烯腈/苯乙烯(ACS)樹脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯(AES)樹脂、丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸甲酯(ASA)樹脂、苯乙烯/丙烯腈(SAN)樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚醯胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚碳酸酯、聚伸芳基硫醚、聚醚碸(PES)、聚苯基碸(PPSU)、聚苯醚(PPE)、改質聚苯醚(m-PPE)、聚芳基醚酮、液晶聚合物(LCP)、氟樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚碸(PSF)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚胺基雙馬來醯亞胺(PABM)、熱塑性聚醯亞胺(TPI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)樹脂、離子聚合物(IO)樹脂、聚丁二烯、苯乙烯/丁二烯樹脂、聚丁烯、聚甲基戊烯、烯烴/乙烯醇樹脂、環狀烯烴樹脂、纖維素樹脂、聚乳酸等。
作為前述聚乙烯,可舉出高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)、超高分子量聚乙烯等。
作為前述聚丙烯,可舉出同排聚丙烯、雜排聚丙烯、對排聚丙烯及此等之混合物等。
作為前述聚苯乙烯,可舉出具有雜排構造的雜排聚苯乙烯之通用聚苯乙烯(GPPS)、於GPPS中加有橡膠成分之耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)、具有對排構造之對排聚苯乙烯等。
作為前述甲基丙烯酸樹脂,可舉出將丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、脂肪酸乙烯酯中的一種均聚合而成之聚合物或共聚合二種以上之聚合物等。
作為前述聚氯乙烯,可舉出藉由習知的乳液聚合法、懸浮聚合法、微懸浮聚合法、塊狀聚合法等方法所聚合之氯乙烯均聚物,或氯乙烯單體與可共聚合單體之共聚物,或將氯乙烯單體接枝於聚合物之接枝共聚物等。
作為前述聚醯胺,可舉出聚己醯胺(聚醯胺6)、聚六亞甲基己二醯胺(聚醯胺66)、聚四亞甲基己二醯胺(聚醯胺46)、聚四亞甲基癸二醯胺(聚醯胺410)、聚五亞甲基己二醯胺(聚醯胺56)、聚五亞甲基癸二醯胺(聚醯胺510),聚六亞甲基癸二醯胺(聚醯胺610)、聚六亞甲基十二烷醯胺(聚醯胺612)、聚十二亞甲基己二醯胺(聚醯胺106)、聚十亞甲基癸二醯胺(聚醯胺1010)、聚十亞甲基十二烷醯胺(聚醯胺1012)、聚十一烷醯胺(聚醯胺11)、聚十一亞甲基己二醯胺(聚醯胺116)、聚十二烷醯胺(聚醯胺12)、聚二甲苯己二醯胺(聚醯胺XD6)、聚二甲苯癸二醯胺(聚醯胺XD10)、聚偏二甲苯己二醯胺(聚醯胺MXD6)、聚對二甲苯己二醯胺(聚醯胺PXD6)、聚四亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺4T)、聚五亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺5T)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺6T)、聚六亞甲基間苯二甲醯胺(聚醯胺6I)、聚九亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺9T)、聚十亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺10T)、聚十一亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺11T)、聚十二亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺12T)、聚四亞甲基間苯二甲醯胺(聚醯胺4I)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷對苯二甲醯胺(聚醯胺PACMT)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷間苯二甲醯胺(聚醯胺PACMI)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十二烷醯胺(聚醯胺PACM12)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十四烷醯胺(聚醯胺PACM14)等成分中之1種,或2種以上之複數成分組合成之共聚物或該等之混合物等。
作為前述聚縮醛,可舉出以甲醛單元為主要重複單元之均聚物,及主要由甲醛單元所成且在主鏈中含有具有2~8個相鄰碳原子之氧化烯單元的共聚物等。
作為前述聚對苯二甲酸乙二酯,可舉出藉由將對苯二甲酸或其衍生物與乙二醇聚縮合而得之聚合物等。
作為前述聚對苯二甲酸丁二酯,可舉出藉由將對苯二甲酸或其衍生物與1,4-丁二醇聚縮合而得之聚合物等。
作為前述聚對苯二甲酸丙二酯,可舉出藉由將對苯二甲酸或其衍生物與1,3-丙二醇聚縮合而得之聚合物等。
作為前述聚碳酸酯,可舉出藉由使二羥基二芳基化合物與碳酸二苯酯等之碳酸酯以熔融狀態反應之酯交換法而得之聚合物,或藉由使二羥基芳基化合物與光氣反應之光氣法而得之聚合物。
作為前述聚伸芳基硫醚,可舉出直鏈型聚苯硫醚、聚合後藉由進行硬化反應而高分子量化之交聯型聚苯硫醚、聚苯硫醚碸、聚苯硫醚醚、聚苯硫醚酮等。
作為前述改質聚苯醚,可舉出聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與聚苯乙烯之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/丁二烯共聚物之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/馬來酸酐共聚物之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與聚醯胺之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物之聚合物合金等。
作為前述聚芳基醚酮,可舉出聚醚酮(PEK)
、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)等。
作為前述液晶聚合物(LCP),可舉出由熱致性液晶聚酯的芳香羥基羰基單元、芳香族二羥基單元、芳香二羰基單元、脂肪族二羥基單元、脂肪族二羰基單元等所選出的1種以上之結構單元所成之(共)聚合物等。
作為前述氟樹脂,可舉出聚四氟乙烯(PTFE)
、全氟烷氧基樹脂(PFA)、氟化乙烯丙烯樹脂(FEP)、氟化乙烯四氟乙烯樹脂(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯/氯三氟乙烯樹脂(ECTFE)等。
作為前述離子聚合物(IO)樹脂,可舉出烯烴或苯乙烯與不飽和羧酸之共聚物,且羧基之一部分被金屬離子中和而成之聚合物等。
作為前述烯烴/乙烯醇樹脂,可舉出乙烯/乙烯醇共聚物、丙烯/乙烯醇共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物皂化物、丙烯/乙酸乙烯酯共聚物皂化物等。
作為前述環狀烯烴樹脂,可舉出環己烯等之單環體、四環戊二烯等之多環體、環狀烯烴單體之聚合物等。
作為前述聚乳酸,可舉出L體之均聚物的聚L-乳酸、D體之均聚物的聚D-乳酸、或其混合物的立體複合型聚乳酸等。
作為前述纖維素樹脂,可舉出甲基纖維素、乙基纖維素、羥基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、纖維素乙酸酯、纖維素丙酸酯、纖維素丁酸酯等。又,作為前述熱硬化性樹脂,可舉出不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧(EP)樹脂、三聚氰胺(MF)樹脂、酚樹脂(PF)、胺基甲酸酯樹脂(PU)、聚異氰酸酯、聚異三聚氰酸酯、聚醯亞胺(PI)、脲(UF)樹脂、聚矽氧(SI)樹脂、呋喃(FR)樹脂、苯并胍胺(BR)樹脂、醇酸樹脂、二甲苯樹脂、雙馬來醯亞三𠯤(BT)樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂(PDAP)等。
實施例
[實施例1~12及比較例1~7]
將相對於全量包含5.0質量%的玻璃再生材料之玻璃原料進行熔融,將所得之熔融玻璃從具備200個噴嘴頭的套筒拉出,得到複數的扁平剖面玻璃絲,使該等扁平剖面玻璃絲集束而製造扁平剖面玻璃纖維。前述噴嘴頭具備:具有備有特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑之扁平剖面形狀之孔部、與備有將熔融玻璃的缺口之壁部。
此時,以0.2~2.0mm之範圍的長度調整前述噴嘴的孔部之短徑,以2.0~8.0之範圍調整前述噴嘴的孔部之長徑的長度相對於短徑的長度之比,以0.1~3.0g/分鐘之範圍調整通過每一個前述噴嘴的熔融玻璃之流量,得到實施例1~實施例12及比較例1~7之扁平剖面玻璃纖維。
表1~3中顯示構成前述扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲之短徑A、長徑/短徑B、短徑之變動係數C、異形比(長徑的長度/短徑的長度)之變動係數、剖面積之變動係數、C
2/(A×A×B)
1/2之值、扁平剖面玻璃纖維之連續生產性、扁平剖面玻璃纖維之大量生產適應性。
又,將前述扁平剖面玻璃纖維設為短切股線,表1~3中顯示使用該短切股線所製造之玻璃纖維樹脂成形品的翹曲、彎曲強度。
前述扁平剖面玻璃纖維之連續生產性、大量生產適應性與前述玻璃纖維樹脂成形品之翹曲、彎曲強度係各自如以下地評價。
[連續生產性]
8小時生產實施例1~12或比較例1~7之扁平剖面玻璃纖維時,在構成扁平剖面玻璃纖維的扁平剖面玻璃絲發生切斷的次數為1.0次/小時以下之情況係評價為「A」,超過1.0次且為2.0次以下之情況係評價為「B」,超過2.0次/小時之情況係評價為「C」。
[大量生產適應性]
生產實施例1~12或比較例1~7之扁平剖面玻璃纖維時,通過每一個前述噴嘴頭的熔融玻璃之流量為0.30g/分鐘以上之情況係評價為「A」,0.20g/分鐘以上且未達0.30g/分鐘之情況係評價為「B」,未達0.20g/分鐘之情況係評價為「C」。
[玻璃纖維強化樹脂成形品之翹曲]
以含有矽烷偶合劑之組成物被覆實施例1~12或比較例1~7之扁平剖面玻璃纖維之表面,切斷成3mm的長度,當作短切股線。其次,將螺桿旋轉數設為100rpm,以雙軸混練機(芝浦機械股份有限公司製,商品名:TEM-26SS),在270℃之溫度混練前述短切股線與聚醯胺6樹脂(宇部興產股份有限公司製,商品名:UBE1015B),製作玻璃纖維含有率為30質量%的樹脂顆粒(pellet)。
其次,使用前述樹脂顆粒,藉由射出成形機(日精樹脂工業股份有限公司製,商品名:NEX80),在模具溫度80℃、射出溫度270℃進行射出成形,成形為縱80mm×橫60mm×厚度1mm之尺寸的平板之翹曲測定用試驗片。將前述翹曲測定用試驗片之一角接地於平坦面時,以游標卡尺測定接地於該平坦面的一角與在對角位置的一角與平坦面之間發生的距離。對於將前述翹曲測定用試驗片的四角各自接地於平坦面之情況,測定前述距離,將翹曲為10mm以下者評價為「A」,將10mm以上者評價為「B」。
[玻璃纖維樹脂成形品之彎曲強度]
使用與用於成形為前述翹曲測定用試驗片者相同的樹脂顆粒,藉由射出成形機(日精樹脂工業股份有限公司製,商品名:NEX80),在模具溫度90℃、射出溫度270℃進行射出成形,製作依據JIS K 7165:2008的A型啞鈴試驗片(厚度4mm)。對於前述A型啞鈴試驗片,在試驗溫度23℃之條件下,使用精密萬能試驗機(股份有限公司島津製作所製,商品名:Autograph AG-5000B),將經由依據
JIS K 7171:2016的靜態拉伸試驗所得之測定值當作彎曲強度。將彎曲強度為250MPa以上者評價為「A」,將200MPa以上且未達250MPa者評價為「B」,將未達200MPa者評價為「C」。
由表1、2可明知,短徑的長度之變動係數C在8.0~26.1%之範圍的實施例1~12之扁平剖面玻璃纖維,係連續生產性及大量生產適應性優異或特別優異,且可得到優異的或特別優異的樹脂成形品強化性。
相對於其,由表3可明知,短徑的長度之變動係數C未達8.0%的比較例1~5之扁平剖面玻璃纖維係不具備優異的大量生產適應性,或無法得到優異的樹脂成形品強化性,短徑的長度之變動係數C超過26.1%的比較例6~7之扁平剖面玻璃纖維係不具備優異的連續生產性或大量生產適應性。
Claims (5)
- 一種扁平剖面玻璃纖維,其係包含複數條具有扁平剖面形狀的扁平剖面玻璃絲之扁平剖面玻璃纖維,該扁平剖面形狀具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑,其特徵為: 前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍。
- 如請求項1之扁平剖面玻璃纖維,其中前述短徑之變動係數在12.6~18.5%之範圍。
- 如請求項1之扁平剖面玻璃纖維,其中短徑的長度A在3.5~10.5μm之範圍,前述長徑的長度相對於短徑的長度之比(長徑的長度/短徑的長度)B在1.5~9.0之範圍, 前述A、B及前述短徑的長度之變動係數C滿足下式(1): 。
- 如請求項3之扁平剖面玻璃纖維,其中前述A、B及C滿足下式(2): 。
- 一種由包含玻璃再生材料之玻璃原料之扁平剖面玻璃纖維之製造方法,其特徵為: 使用相對於全量,包含1.0~50.0質量%之範圍的玻璃再生材料之玻璃原料, 得到具有具備特定範圍之長度的長徑與特定範圍之長度的短徑之扁平剖面形狀,且前述短徑的長度之變動係數在8.0~26.1%之範圍之複數條扁平剖面玻璃絲,使前述複數條扁平剖面玻璃絲集束。
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