JP2008095053A - Glass-fiber binding agent composition and glass-fiber mat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス繊維チョップドストランドマット等のガラス繊維製マットなど、ガラス繊維製織布又は不織布の製造に利用されるガラス繊維結合剤組成物、及びこれを用いて形成されたガラス繊維製マットに関するものである。 The present invention relates to a glass fiber binder composition used for manufacturing a glass fiber woven fabric or nonwoven fabric, such as a glass fiber mat such as a glass fiber chopped strand mat, and a glass fiber mat formed using the same. Is.
従来、ガラス繊維チョップドストランドマット等のガラス繊維製マットの結合剤には、特開昭５２−９９３９７号公報（特許文献１）、特開平６−１０８３５５号公報（特許文献２）、特開平９−１４３８４０号公報（特許文献３）、特開平１０−１０１８１３号公報（特許文献４）に記載されるように、合成樹脂エマルジョン又は合成樹脂粉末が使用されてきた。合成樹脂エマルジョンの場合、粒子径が０．０１〜１μｍのため、ガラス繊維製マットに均一に付着するが、ガラス繊維の交点に効率的に付着しないため、接着力不足が発生する。このため、付着量を増やすということが行われるが、乾燥速度が遅い、コストが高くなるなどの問題が発生している。一方、合成樹脂粉末の粒子径は２００〜５００μｍであるため、ガラス繊維交点への付着は効率的に行われる。ところが、散布という形式のため、粉末が飛散して作業環境を悪くする問題がある。また、付着が均一に行われないために、部分的に接着不良が発生するなどの問題が発生している。 Conventionally, binders for glass fiber mats such as glass fiber chopped strand mats are disclosed in JP-A-52-99397 (Patent Document 1), JP-A-6-108355 (Patent Document 2), and JP-A-9-9-1. As described in Japanese Patent No. 143840 (Patent Document 3) and Japanese Patent Laid-Open No. 10-101183 (Patent Document 4), synthetic resin emulsions or synthetic resin powders have been used. In the case of a synthetic resin emulsion, since the particle diameter is 0.01 to 1 μm, it adheres uniformly to the glass fiber mat, but it does not adhere efficiently to the intersection of the glass fibers, resulting in insufficient adhesion. For this reason, the amount of adhesion is increased, but problems such as a slow drying speed and high costs have occurred. On the other hand, since the particle diameter of the synthetic resin powder is 200 to 500 μm, adhesion to the glass fiber intersection is performed efficiently. However, because of the form of dispersion, there is a problem that powder is scattered and the working environment is deteriorated. Moreover, since adhesion is not performed uniformly, problems such as partial adhesion failure have occurred.
上記の問題を解決するため、いわゆる有機ポリマーを主成分とするエマルジョンが開発され使用されているが、得られたマットが硬く、柔軟性に欠けていた。このため、柔軟性を補うために可塑剤を添加する必要があるが、これは、時間経過とともに揮発し、品質劣化の原因になるなどの問題がある。 In order to solve the above problems, so-called emulsions based on organic polymers have been developed and used, but the mats obtained were hard and lacked flexibility. For this reason, it is necessary to add a plasticizer in order to supplement flexibility, but this has a problem of volatilizing with time and causing quality deterioration.
本発明は、上述のガラス繊維チョップドストランドマット等のガラス繊維製職布・不織布の製造に使用できる結合剤であり、柔らかいマットを得ることを目的とする。 This invention is a binder which can be used for manufacture of glass fiber work cloth and nonwoven fabrics, such as the above-mentioned glass fiber chopped strand mat, and it aims at obtaining a soft mat.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、有機ポリマーエマルジョンとこの有機ポリマーエマルジョンにポリオキシアルキルアルキレンエーテルを存在させることにより、上述した従来の問題点を解決し得ることを知見し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、有機ポリマーエマルジョンの固形分にたいしてポリオキシアルキレンアルキルエーテルを６〜２０％存在させることを特徴とするガラス繊維結合剤組成物を提供する。
また、本発明は、柔らかいガラス繊維製マットを提供する。
本発明に係るガラス繊維結合剤組成物は、ガラス繊維製織布又は不織布用、特にガラス繊維チョップドストランドマット等のガラス繊維製マットの製造に好適に用いられるものである。As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above-mentioned conventional problems can be solved by making an organic polymer emulsion and polyoxyalkylalkylene ether present in the organic polymer emulsion. As a result, the inventors have made the present invention.
That is, the present invention provides a glass fiber binder composition characterized in that 6 to 20% of polyoxyalkylene alkyl ether is present in the solid content of the organic polymer emulsion.
The present invention also provides a soft glass fiber mat.
The glass fiber binder composition according to the present invention is suitably used for production of glass fiber mats such as glass fiber chopped strand mats for woven or non-woven fabrics of glass fiber.
本発明のガラス繊維系結合剤組成物は、柔らかいマットが得られる。 The glass fiber binder composition of the present invention provides a soft mat.
本発明は、有機ポリマーエマルジョンの固形分にたいしてポリオキシアルキレンアルキルエーテルを６〜２０％である。 In the present invention, the polyoxyalkylene alkyl ether is 6 to 20% based on the solid content of the organic polymer emulsion.
本発明に用いられる有機ポリマーエマルジョンは、塩化ビニル樹脂系エマルジョン、（メタ）アクリル酸エステル樹脂系エマルジョン、スチレン／アクリル酸エステル共重合体系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸エステル共重合体系エマルジョン、ウレタン樹脂系エマルジョン、シリコーン樹脂系エマルジョン、エポキシ樹脂系エマルジョン、エチレン／酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、ＳＢＲやＮＢＲ等のゴム系エマルジョン等のエマルジョンであり、これらの一種又は二種以上が使用される。より好ましくは、（メタ）アクリル酸エステル樹脂系エマルジョン、スチレン／アクリル酸エステル共重合体系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸エステル共重合体系エマルジョン、ＳＢＲやＮＢＲ等のゴム系エマルジョン等のエマルジョンが用いられる。 The organic polymer emulsion used in the present invention includes a vinyl chloride resin emulsion, a (meth) acrylate resin emulsion, a styrene / acrylate copolymer emulsion, a vinyl acetate resin emulsion, a vinyl acetate / (meth) acrylic acid. Ester copolymer emulsions, urethane resin emulsions, silicone resin emulsions, epoxy resin emulsions, ethylene / vinyl acetate copolymer emulsions, and emulsions such as SBR and NBR rubber emulsions, one or two of these The above is used. More preferably, (meth) acrylate resin emulsion, styrene / acrylate copolymer emulsion, vinyl acetate resin emulsion, vinyl acetate / (meth) acrylate copolymer emulsion, rubber such as SBR and NBR Emulsions such as system emulsions are used.
上述の有機ポリマーエマルジョン粒子表面の電荷は、アニオン、ノニオン又はカチオンのいずれの電荷を持つものでもよいが、弱アニオン又はアニオンが望ましい。 The above-mentioned organic polymer emulsion particle surface may have an anion, nonion or cation charge, but a weak anion or anion is desirable.
上述の有機ポリマーエマルジョンを得るためには、不飽和単量体を乳化重合により合成してもよいし、市販されている有機ポリマーエマルジョンを使用してもよい。
市販されている有機ポリマーエマルジョンとしては、（メタ）アクリル酸エステル樹脂系エマルジョンでは、日信化学工業（株）製のビニブラン２５９８、東亜合成（株）製のアロンＡ−１０４等が、スチレン／アクリル酸エステル共重合体系エマルジョンでは、日信化学工業（株）製のビニブラン２５９０、クラリアントポリマー（株）製のモビニール９７５Ａ等が、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンでは、日信化学工業（株）製のビニブラン１００６、コニシ（株）製のボンドＣＨ−２０等が、酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸エステル共重合体系エマルジョンでは、日信化学工業（株）製のビニブラン１２４５Ｌ、日栄化工（株）製のライフボンドＡＶ−６５０Ｙ４等が、ウレタン樹脂系エマルジョンでは、大日本インキ化学工業（株）製のハイドランＨＷ−３１１、ＨＷ−３３３、三洋化成工業（株）製のパーマリンＵＡ−１５０等が、エチレン／酢酸ビニル共重合体系エマルジョンでは、住友化学工業（株）製のスミカフレックスＯＭ−４０００等が、ゴム系エマルジョンでは、日本エイチアンドエル（株）製のナルスターＳＲ−１００、ＳＲ−１１２、日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ１５６１等がそれぞれ挙げられるが、この限りではない。
また、上述の有機ポリマーエマルジョンを乳化重合で得る場合、ラジカ重合で合成することが一般的である。この場合原料の単量体としては、ラジカル重合能を有する不飽和基含有単量体を使用する。In order to obtain the above-mentioned organic polymer emulsion, an unsaturated monomer may be synthesized by emulsion polymerization, or a commercially available organic polymer emulsion may be used.
Examples of commercially available organic polymer emulsions include (meth) acrylic acid ester resin emulsions such as Vinibrand 2598 manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., Aron A-104 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., and the like. In the case of acid ester copolymer-based emulsions, Nivin Chemical Industry Co., Ltd. ViniBlan 2590, Clariant Polymer Co., Ltd., Movinyl 975A, etc., and in vinyl acetate resin emulsions, Nishin Chemical Industry Co., Ltd. ViniBlan 1006 In the case of Bond CH-20 manufactured by Konishi Co., Ltd., vinyl acetate / (meth) acrylic acid ester copolymer-based emulsion, VINIBRAN 1245L manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. AV-650Y4 etc. is a urethane resin emulsion, but Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Hydran HW-311, HW-333, Permarine UA-150 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and ethylene / vinyl acetate copolymer emulsion, Sumikaflex OM-4000 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Examples of the rubber emulsion include Nalstar SR-100 and SR-112 manufactured by Nippon H & L Co., Ltd., and Nipol 1561 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., but are not limited thereto.
Moreover, when obtaining the above-mentioned organic polymer emulsion by emulsion polymerization, it is common to synthesize by radical polymerization. In this case, an unsaturated group-containing monomer having radical polymerization ability is used as a raw material monomer.
乳化には公知の界面活性剤（アニオン系、ノニオン系、カチオン系等）が使用される。 A known surfactant (anionic, nonionic, cationic, etc.) is used for emulsification.
本発明は、特許２００４−１７５７７２で開示されているエマルジョンにも適用され、優れた効果を発揮する。 The present invention is also applied to the emulsion disclosed in Japanese Patent No. 2004-175772 and exhibits excellent effects.
本発明で得られたガラス繊維結合剤組成物の一般的使用方法を述べる。ガラス繊維製織布・不織布、例えば、ガラス繊維チョップドストランドマットの場合、ガラス溶融炉の底部に取り付けられた多数のノズルからガラスフィラメントを紡出し、直後に酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、ウレタン樹脂系エマルジョン等からなる集束剤を付与して集束し、ストランドとした後、巻き取ってケーキを形成する。次にこのケーキを乾燥し、そこから複数本のストランドを引き出し、所定の長さに切断する。（これをチョップドストランドという）。
その後、これらの切断物を移動するネットコンベヤ上に均等にガラス繊維チョップドストランドマットを作製する。このガラス繊維チョップドストランドマットに熱硬化性樹脂を含浸させたえ熱硬化性樹脂を硬化させることによりＦＲＰが作られる。The general usage method of the glass fiber binder composition obtained by this invention is described. Glass fiber woven fabric / nonwoven fabric, for example, in the case of glass fiber chopped strand mat, glass filament is spun from a number of nozzles attached to the bottom of the glass melting furnace, and immediately after that vinyl acetate resin emulsion, urethane resin emulsion, etc. A sizing agent is applied to form a strand, which is then wound to form a cake. Next, the cake is dried, and a plurality of strands are drawn therefrom and cut into a predetermined length. (This is called chopped strand).
Then, a glass fiber chopped strand mat is produced evenly on a net conveyor that moves these cut pieces. An FRP is made by impregnating the glass fiber chopped strand mat with a thermosetting resin and curing the thermosetting resin.
塗布量は、ストランド切断物（ガラス繊維堆積物）に対して、通常０．５〜２０重量％、望ましくは１〜１０質量％である。塗布量が０．５質量％未満の場合、ガラス繊維製織布・不織布のガラス繊維間の接合力が不足するし、２０質量％を超える場合、ＦＲＰ作製時の熱硬化性樹脂の含浸性が低下する。また、塗布する際、本発明のガラス繊維結合剤組成物をそのまま使用してもよいし、水等で適宜希釈してもよい。 The coating amount is usually 0.5 to 20% by weight, desirably 1 to 10% by weight, based on the strand cut product (glass fiber deposit). When the coating amount is less than 0.5% by mass, the bonding force between the glass fibers of the glass fiber woven fabric / nonwoven fabric is insufficient, and when it exceeds 20% by mass, the impregnation property of the thermosetting resin at the time of FRP production is low. descend. Moreover, when apply | coating, the glass fiber binder composition of this invention may be used as it is, and may be diluted suitably with water etc.
塗布後の乾燥条件は、１００〜２００℃の温度で乾燥することが望ましい。 As for the drying conditions after coating, it is desirable to dry at a temperature of 100 to 200 ° C.
本発明の方法で得られたガラス繊維結合剤組成物は、ガラス繊維製織布・不織布、具体的にはマット、特にガラス繊維チョップドストランドマット、グラスウールマット等のガラス繊維製マットの製造に適している。 The glass fiber binder composition obtained by the method of the present invention is suitable for the production of glass fiber mats such as glass fiber woven and non-woven fabrics, specifically mats, particularly glass fiber chopped strand mats and glass wool mats. Yes.
また、本発明で得られたガラス繊維結合剤組成物は、上述したガラス繊維集束剤としても利用できる。一般にガラス繊維集束剤は、フィルム形成剤、表面処理剤、潤滑剤、帯電防止剤等から成り、主成分であるフィルム形成剤として、本発明で得られたガラス繊維結合剤組成物を利用できる。 Moreover, the glass fiber binder composition obtained by this invention can be utilized also as a glass fiber sizing agent mentioned above. In general, the glass fiber sizing agent comprises a film forming agent, a surface treatment agent, a lubricant, an antistatic agent, and the like, and the glass fiber binder composition obtained in the present invention can be used as a film forming agent as a main component.
更に、本発明で得られたガラス繊維結合剤組成物は、ガラスクロス等の織物の目止め剤としても利用できる。 Furthermore, the glass fiber binder composition obtained in the present invention can be used as a sealing agent for fabrics such as glass cloth.
本発明の方法で得られたガラス繊維製マット用ガラス繊維結合剤組成物は、ガラス繊維チョップドストランドマット、グラスウールマット等のガラス繊維製マットの製造に適している。 The glass fiber binder composition for glass fiber mats obtained by the method of the present invention is suitable for the production of glass fiber mats such as glass fiber chopped strand mats and glass wool mats.
以下、実施例により、本発明を詳細に説明する。なお、実施例中の部及び％は、重量部及び重量％を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In addition, the part and% in an Example show a weight part and weight%.
アクリルエステル樹脂、ポリ酢酸ビニルを主成分とする固形分４０％のエマルジョン（試料−１）と該エマルジョン固形分に対してポリオキシアルキレンアルキルエーテル７．５％添加した（試料−２）を作製し、それらを固形分３％に水で希釈する。そして、１ｍ２あたり４５０ｇの割合で均一に散布したガラス繊維にこの希釈液を飽和状態以上に含ませる。その後、吸引して、余分な希釈した当該ガラス繊維結合剤組成物を取り除く。次に、２００度の乾燥炉で１分間乾燥してマットを製造し、引張強度、柔らかさを測定した。結果は第１表の通りである。
なお、評価試験において、１ｍ２あたり４５０ｇのマットのサンプルを縦１５０ｍｍ、幅１００ｍｍにカットする。引張強度の測定方法は、サンプルを幅方向で固定し、荷重を加えて、切断したときの荷重を引張強度とした。また、やわらかさの測定方法は、同上のサンプルを幅方向に固定し、それを３０秒間放置する。放置前後の垂直方向の距離の差を柔らかとした。An acrylic ester resin and polyvinyl acetate main component 40% solid emulsion (sample 1) and polyoxyalkylene alkyl ether 7.5% added to the emulsion solid content (sample 2) were prepared. Dilute them with water to 3% solids. Then, this diluted solution is contained in a saturated state or more in glass fibers uniformly dispersed at a rate of 450 g per 1 m 2 . Thereafter, suction is performed to remove the excess diluted glass fiber binder composition. Next, the mat was dried for 1 minute in a 200 degree drying oven, and the tensile strength and softness were measured. The results are shown in Table 1.
In the evaluation test, a mat sample of 450 g per 1 m 2 is cut into a length of 150 mm and a width of 100 mm. The tensile strength was measured by fixing the sample in the width direction, applying a load, and setting the load when the sample was cut as the tensile strength. Moreover, the measuring method of softness fixes the sample same as the above in the width direction, and leaves it for 30 seconds. The difference in the vertical distance before and after being left is soft.
表１に示した割合で混合したガラス繊維結合剤組成物を使用して、マットにした試験結果を表２に示す。Table 2 shows the test results of matting using the glass fiber binder composition mixed in the ratio shown in Table 1.
表２のガラス繊維結合剤組成物の使用量は、マットのガラス繊維に対して０．６重量％である。The usage-amount of the glass fiber binder composition of Table 2 is 0.6 weight% with respect to the glass fiber of a mat | matte.
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