(57)【要約】      （修正有）【課題】紡糸工程後に表面処理剤を塗布しなくても、ロービングストランド、ヤーン、ガラスチョップドストランドに加工する加工工程における静電気の発生を抑制する効果が大きいガラス繊維ストランド及び製造方法を提供する。【解決手段】ガラス繊維ストランド１ａ〜４ａは、複数本のガラス繊維モノフィラメントと皮膜とを有しており、皮膜は、式（１）で表される帯電防止剤を含有し、皮膜中における帯電防止剤の割合をＸ質量％、ガラス繊維ストランド１ａ〜４ａの強熱減量をＹ質量％とした場合、（Ｘ×Ｙ）は３．０以上である。2017206787.tif 000011（Ｒ１〜Ｒ５は夫々独立にＣ１〜Ｃ２０のアルキル基）【選択図】図１
2017206787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のガラス繊維モノフィラメントと、前記ガラス繊維モノフィラメントを覆う皮膜とを有するガラス繊維ストランドであって、
前記皮膜は、下記一般式（１）で表される帯電防止剤を含有し、前記皮膜中における帯電防止剤の割合をＸ質量％、
前記ガラス繊維ストランドの強熱減量をＹ質量％とした場合、
（Ｘ×Ｙ）は３．０以上であることを特徴とするガラス繊維ストランド。
【化１】
2017206787.tif 000009
（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５はそれぞれ独立しており、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。）
【請求項２】
前記皮膜は、エポキシ樹脂を含有する請求項１に記載のガラス繊維ストランド。
【請求項３】
強熱減量Ｙは、０．５〜１．５質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス繊維ストランド。
【請求項４】
水分率が０．５質量％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス繊維ストランド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス繊維ストランドを含むことを特徴とするロービングストランド。
【請求項６】
水分率が０．５質量％以下であることを特徴とする請求項５に記載のロービングストランド。
【請求項７】
複数本のガラス繊維モノフィラメントと、前記ガラス繊維モノフィラメントを覆うように配された皮膜とを有するガラス繊維ストランドを複数本準備する準備工程と、
前記複数本のガラス繊維ストランドを束ねてロービングストランドを得る合糸工程とを有するロービングストランドの製造方法であって、
前記皮膜は、下記一般式（１）で表される帯電防止剤を有し、
前記皮膜中における帯電防止剤の割合をＸ質量％、
前記ガラス繊維ストランドの強熱減量をＹ質量％とした場合、
（Ｘ×Ｙ）は３．０以上であることを特徴とするロービングストランドの製造方法。
【化２】
2017206787.tif 000010
（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５はそれぞれ独立しており、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。）
【請求項８】
更に、合糸工程で得られたロービングストランドを巻き取る巻回工程とを有し、
前記巻回工程前のロービングストランドの水分率が０．５質量％以下であることを特徴とする請求項７に記載のロービングストランドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維ストランド、ロービングストランド及びロービングストランドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰやＦＲＴＰなどのガラス繊維強化プラスチック成型品の補強材として使用されるガラス繊維ストランドは、以下のような工程を経て作製される。まず、溶融ガラスを紡糸することによって得られる数十本から数千本のガラス繊維モノフィラメントにガラス繊維用集束剤を塗布する。次に、これらのガラス繊維モノフィラメントを集束させてガラス繊維束（ガラス繊維ストランド）を作製する。そして、このガラス繊維ストランドを一旦ドラムに巻き取った後に、加熱してガラス繊維用集束剤の水分を蒸発させ、ケーキと呼ばれる巻回体にする。
ケーキから引き出されたガラス繊維ストランドは、複数本に束ねて合糸してロービングストランドに加工したり、撚りを加えてヤーンに加工したり、所定の長さに切断してガラスチョップドストランドに加工したりする。
【０００３】
ガラス繊維ストランドをケーキから引き出す際や、上記の加工を行う際には、ガラス繊維ストランドに静電気が発生することがあり、この静電気が加工効率を低下させたり、加工された製品の品質を低下させたりする。更に、顧客先等において、ロービングストランドを最終製品に加工する際にも、ロービングストランドの静電気の発生が問題となる。それに対し、上述した紡糸の際に、ガラス繊維モノフィラメントの表面に塗布されるガラス繊維用集束剤に、帯電防止剤を含有させることがあるが、上述した静電気の発生を抑制する効果が小さい。そのため、紡糸工程の後で、ガラス繊維ストランドやロービングストランドに、静電気の発生を防止するための帯電防止剤を含む表面処理剤を塗布していた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、箱型含浸槽中の複数の含浸ローラ間に上方より下方に向けて長繊維束を交互に通し、最下部の折り返しローラにより折り返して、再び含浸ローラに下方より上方に向けて通すようにして長繊維束に液体状の処理剤を含浸させる液体含浸装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、表面処理剤が浸み込んだ吸水性部材と少なくとも一部のストランドとを接触させ、吸水性部材と接触したストランドの表面の少なくとも一部に表面処理剤を塗布する表面処理剤塗布装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−６３６４号公報
【特許文献２】特開２０１４−５８４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、静電気発生を抑制するためには、ガラス繊維ストランドに表面処理剤を塗布する工程が必要となり、製造コストが上昇することに繋がる。また、液体含浸装置のローラや表面処理剤塗布装置の給水部材をガラス繊維ストランドに接触させると、ガラス繊維ストランドの表面に細かい傷が付いたり、ローラや給水部材に付着したホコリやゴミがガラス繊維ストランドの表面に付着したりして、加工製品や最終製品の品質が低下してしまう。
【０００８】
さらに、ガラス繊維ストランドに表面処理剤を塗布した後に、表面処理剤を乾燥させる必要があり、更なる工程を増やすことに繋がる。その上、表面処理剤が過剰に付着すると、ガラス繊維ストランド上に表面処理剤のダマが形成され、ダマによって、ガラス繊維強化プラスチック成型品の表面に欠点が生じたり、ガラス繊維強化プラスチック成型品の耐煮沸性等の特性を低下させる場合がある。従って、工程数が少なく、かつ品質の良いロービングストランドを得るためには、表面処理剤をできる限り使用しないこと（好ましくは、表面処理剤を使用しない）ことが望まれる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、紡糸工程後に表面処理剤を塗布しなくても、例えば、ロービングストランド、ヤーン、ガラスチョップドストランドに加工する加工工程における静電気の発生を抑制する効果が大きいガラス繊維ストランドを提供することを目的とする。また、顧客先等での加工工程において静電気の発生が少ないロービングストランドを提供することを目的とする。さらに、工程が少なく、かつ、ロービングストランドの製造工程において静電気の発生が少ないロービングストランドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ガラス繊維ストランドを構成する皮膜に特定の帯電防止剤を含有させ、当該帯電防止剤の皮膜中の含有量及び皮膜の強熱減量を調整することにより、上記課題を解決できることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明のガラス繊維ストランドは、
複数本のガラス繊維モノフィラメントと、前記ガラス繊維モノフィラメントを覆う皮膜とを有するガラス繊維ストランドであって、
前記皮膜は、下記一般式（１）で表される帯電防止剤を含有し、前記皮膜中における帯電防止剤の割合をＸ質量％、
前記ガラス繊維ストランドの強熱減量をＹ質量％とした場合、
（Ｘ×Ｙ）は３．０以上であることを特徴とする。
【化１】
2017206787.tif 000003
（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５はそれぞれ独立しており、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。）
【００１２】
本発明のガラス繊維ストランドは、皮膜が上記の帯電防止剤を含有し、（Ｘ×Ｙ）が３．０以上であるため、加工工程における紡糸工程後に表面処理剤を塗布しなくても、静電気の発生を抑制する効果が大きい。これにより、工程が少なくかつロービングストランドの製造工程や顧客先等での加工工程において、静電気の発生が少ないロービングストランドを得ることができる。
【００１３】
また、本発明のガラス繊維ストランドは、前記皮膜が、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
【００１４】
皮膜がエポキシ樹脂を含有していると、ガラス繊維ストランドを含むガラス繊維強化プラスチック成型品、例えばＳＭＣ成型品の耐煮沸性が優れ、ＳＭＣ成型品を幅広い用途で使用することができるため好ましい。
【００１５】
また、本発明のガラス繊維ストランドは、強熱減量Ｙが、０．５〜１．５質量％であることが好ましい。
【００１６】
これにより、ＳＭＣ成型品の製造時において、ロービングストランドに含まれるガラス繊維ストランドの毛羽の発生が抑制され、それにより、ＳＭＣ成型品の外観を良くすることができる。
【００１７】
また、本発明のガラス繊維ストランドは、水分率が０．５質量％以下であることが好ましい。
【００１８】
当該ガラス繊維ストランドを用いることにより、強度の高いガラス繊維強化プラスチック成型品を得ることができる。
【００１９】
本発明のロービングストランドは、上記に記載のガラス繊維ストランドを含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、ロービングストランドを最終製品に加工する際に、ロービングストランドより発生する静電気を抑制できる。
【００２１】
また、本発明のロービングストランドは、水分率が０．５質量％以下であることが好ましい。
【００２２】
当該ロービングストランドを用いることにより、強度の高いガラス繊維強化プラスチック成型品を得ることができる。
【００２３】
本発明のロービングストランドの製造方法は、
複数本のガラス繊維モノフィラメントと、前記ガラス繊維モノフィラメントを覆うように配された皮膜とを有するガラス繊維ストランドを複数本準備する準備工程と、
前記複数本のガラス繊維ストランドを束ねてロービングストランドを得る合糸工程とを有するロービングストランドの製造方法であって、
前記皮膜は、下記一般式（１）で表される帯電防止剤を有し、
前記皮膜中における帯電防止剤の割合をＸ質量％、
前記ガラス繊維ストランドの強熱減量をＹ質量％とした場合、
（Ｘ×Ｙ）は３．０以上であることを特徴とする。
【化２】
2017206787.tif 000004
（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５はそれぞれ独立しており、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。）
【００２４】
本発明のロービングストランドの製造方法においては、皮膜が上記の帯電防止剤を含有し、（Ｘ×Ｙ）が３．０以上であるため、加工工程における紡糸工程後に表面処理剤を塗布しなくても、静電気の発生を抑制する効果が大きい。これにより、工程が少なく、かつ、ロービングストランドの製造工程や顧客先等での加工工程において静電気の発生が少ないロービングストランドを得ることができる。
【００２５】
また、本発明のロービングストランドの製造方法は、
更に、合糸工程で得られたロービングストランドを巻き取る巻回工程とを有し、
前記巻回工程前のロービングストランドの水分率が０．５質量％以下であることが好ましい。
【００２６】
当該製造方法により得られたロービングストランドを用いることで、強度の高いガラス繊維強化プラスチック成型品を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、紡糸工程後に、表面処理剤を塗布しなくても、例えば、ロービングストランド、ヤーン、ガラスチョップドストランドに加工する加工工程における静電気の発生を抑制する効果が大きいガラス繊維ストランドを提供することが可能となる。また、顧客先等での加工工程において静電気の発生が少ないロービングストランドを提供することが可能となる。さらに、工程が少なく、かつ、ロービングストランドの製造工程において静電気の発生が少ないロービングストランドの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明のロービングストランドの製造方法を実施する装置の全体の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について図を用いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００３０】
本実施形態のガラス繊維ストランドは、複数本のガラス繊維モノフィラメントと、ガラス繊維モノフィラメントを覆う皮膜により構成される。
【００３１】
ガラス繊維モノフィラメントは、例えば、Ｅガラス（アルカリ含有量２％以下のガラス）、Ｄガラス（低誘電率ガラス）、ＡＲガラス（耐アルカリ性ガラス）、Ｃガラス（耐酸性のガラス）、Ｍガラス（高弾性率のガラス）、Ｓガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｔガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｈガラス（高誘電率のガラス）、ＮＥガラス（低誘電率ガラス）などにより構成されている。
【００３２】
ガラス繊維モノフィラメントの平均直径は、３〜５０μｍであることが好ましい。 ガラス繊維モノフィラメントの平均直径が小さすぎると、例えばロービングストランドとプラスチックとを複合化させる際に、ロービングストランド、プラスチック複合体の流動性が低下し、ガラス繊維強化プラスチック成型品が製造できない場合がある。一方、ガラス繊維モノフィラメントの平均直径が大きすぎると、ガラス繊維強化プラスチック成型品の強度が不十分となる場合がある。ガラス繊維モノフィラメントの平均直径は、６〜２０μｍであることがより好ましい。
【００３３】
ガラス繊維モノフィラメントの平均直径は、長さ１０００ｍのガラス繊維モノフィラメントの質量の計測結果及びガラス繊維の密度の計測結果などから算出してもよく、またレーザー計測機などにより繊維径を計測して求めてもよい。
【００３４】
皮膜は、複数本のガラス繊維モノフィラメントの表面に形成されている。皮膜は、複数本のガラス繊維モノフィラメントを１本に束ねている。また、皮膜は、ガラス繊維モノフィラメントに傷が付いたり帯電したりすることを抑制する。
【００３５】
皮膜は、下記一般式（１）で表される帯電防止剤を含有する。
【化１】
2017206787.tif 000005
（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５はそれぞれ独立しており、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。）
【００３６】
式（１）で表される帯電防止剤は、ＳＭＣ成型品に使用した際の、成型品の外観性と煮沸性を損なうことなく、ガラス繊維ストランドに帯電防止性を付与するのに好適である。
Ｒ1 〜Ｒ５としては、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７のような低級アルキル基、或いは更にＣ数の多いアルキル基、例えばＣ４Ｈ９、Ｃ５Ｈ１１、Ｃ１２Ｈ２５、Ｃ１６Ｈ３３、Ｃ１８Ｈ３７等の直鎖飽和アルキル基、Ｃ４Ｈ７、Ｃ５Ｈ９、Ｃ１２Ｈ２３、Ｃ１６Ｈ３１、Ｃ１８Ｈ３５等の直鎖不飽和アルキル基を挙げることができる。Ｒ１としては、特にＣ４以上、好ましくはＣ４〜Ｃ１８の飽和直鎖アルキル基を用いると、プラスチックとの相溶性が向上し、ガラス繊維強化プラスチック成型品の煮沸特性をより向上させることができるため好ましい。また、Ｒ２〜Ｒ５としては、Ｃ１〜Ｃ４の直鎖アルキル基を用いるのが望ましい。特に材料コストや作業性を考慮すると、ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、ミリスチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェートが最も好適である。尚、上記アルキル基は、分岐を有するものでも良い。
【００３７】
皮膜中における式（１）で表される帯電防止剤の割合Ｘは、３．０〜１５．０質量％であることが好ましい。帯電防止剤の割合が少なすぎると、ガラス繊維ストランド全体に帯電防止効果を付与することができない場合がある。一方、帯電防止剤の割合が多すぎると、毛羽の増加や取扱性の低下につながるとともに、皮膜中における窒素成分含有量が増加することから、ガラス繊維強化プラスチック成型品を着色させてしまう場合がある。皮膜中における式（１）で表される帯電防止剤の割合は、４．０〜１４．０質量％であることがより好ましく、５．０〜１３．０質量％であることが更に好ましい。
【００３８】
皮膜は、シランカップリング剤、結合剤、潤滑剤、他の帯電防止剤などを用途に応じて含んでも良い。
【００３９】
シランカップリング剤は、ガラス繊維とプラスチックとの結合を促進したり、ガラス繊維モノフィラメントの保護等のために用いられる。シランカップリング剤は、有機官能基を有している。有機官能基としては、アミノ基、エポキシ基、ウレイド基、メタクリル基、ビニル基、メルカプト基、スチリル基、などが挙げられる。これらの有機官能基を有するシランカップリング剤の中でも、引張強度を特に向上させるエポキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。皮膜中におけるシランカップリング剤の割合は、１．０〜１０．０質量％であることが好ましく、３．０〜７．０質量％であることがより好ましく、４．０〜６．０質量％であることが更に好ましい。
【００４０】
結合剤は、プラスチックとガラス繊維とを化学的に結合させるために用いられる。結合剤により、所望の強度のガラス繊維強化プラスチック成型品が得られる。結合剤としては、例えば、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。
【００４１】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型２官能エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフトール―クレゾール共縮合ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール― フェノール共縮合ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン―フェノール付加反応型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは一種のみ用いても、または二種以上を用いても良い。
【００４２】
エポキシ樹脂は、ガラス繊維強化プラスチック成型品、特にＳＭＣ成型品の耐煮沸性を向上させる効果を有する。皮膜中におけるエポキシ樹脂の割合は、３．０〜１０．０質量％であることが好ましい。エポキシ樹脂の割合が少なすぎると、ガラス繊維強化プラスチック成型品の耐煮沸性を向上させる効果が乏しくなる場合がある。エポキシ樹脂の割合が多すぎると、ガラス繊維強化プラスチック成型品の外観が悪化する場合がある。皮膜中におけるエポキシ樹脂の割合は、４．０〜９．０質量％であることがより好ましく、４．５〜８．０質量％であることが更に好ましい。
【００４３】
オレフィン樹脂としては、超高分子量ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、超低密度ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン共重合体などが挙げられる。ポリエチレン共重合体としては、エチレンをモノマーとし、共重合可能なモノマーとしてプロピレン、ブテン−１、酢酸ビニル、イソプレン、ブタジエンどの通常の方法で製造される共重合体が挙げられる。これらは一種のみ用いても、または二種以上を用いても良い。
【００４４】
皮膜中における酢酸ビニル樹脂の割合は、４０〜８０質量％であることが好ましく、５０〜７５質量％であることがより好ましく、５５〜７１質量％であることが更に好ましい。
【００４５】
皮膜は、結合剤として、エポキシ樹脂及び酢酸ビニル樹脂を含んでいることが特に好ましい。
【００４６】
皮膜は、他の帯電防止剤として、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルスルホネート、第４級アンモニウムクロライドなどを含有してもよい。これらは一種のみ用いても、または二種以上を用いても良い。
【００４７】
皮膜は、潤滑剤を含んでもよい。潤滑剤は、ガラス繊維ストランドと装置との接触時の摩擦からガラス繊維ストランドを保護することが可能となる。潤滑剤としては、カルナウバワックスやラノリンワックスなどの動植物系または鉱物系のワックス、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸エーテル、芳香族系エステル、芳香族系エーテルなどの界面活性剤が挙げられる。これらは一種のみ用いても、または二種以上を用いても良い。
【００４８】
ガラス繊維ストランドは、強熱減量（Ｙ）が０．５〜１．５質量％であることが好ましい。強熱減量が小さすぎると、ガラス繊維モノフィラメントが集束せず、ガラス繊維ストランドの形状を保てなかったり、毛羽が増大する場合がある。一方、強熱減量が大きすぎると、ケーキから引き出しにくくなったり、ＳＭＣ成形品としたときにガラス繊維ストランドが目立ちやすくなる。ガラス繊維ストランドの強熱減量、０．７〜１．４質量％であることがより好ましく、０．８〜１．２質量％であることが更に好ましい。
なお、強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２０１３年）に従う方法により求めた値である。
【００４９】
皮膜中における式（１）で表される帯電防止剤の割合をＸ質量％、ガラス繊維ストランドの強熱減量をＹ質量％とした場合、ＸとＹの積（Ｘ×Ｙ）は、３．０以上である。本実施形態においては、式（１）で表される帯電防止剤の割合を厳密に規制することにより、表面処理剤を使用せずにロービングストランドを製造することが可能となる。（Ｘ×Ｙ）が小さすぎると、ガラス繊維ストランドが帯電してしまう。一方、（Ｘ×Ｙ）が大きすぎると、ガラス繊維ストランドが黄色く変色したり、ＳＭＣ成形品にしたときの外観が低下してしまう場合がある。そのため、（Ｘ×Ｙ）は、１５以下であることが好ましい。（Ｘ×Ｙ）は、４．０〜１４．０であることがより好ましく、７．０〜１３．０であることがさらに好ましく、７．５〜１２．５であることがさらに好ましい。
【００５０】
ガラス繊維ストランドの番手は、２０〜２００ｔｅｘであることが好ましい。ガラス繊維ストランドの番手が上記範囲内にある場合、強度の高いガラス繊維強化プラスチック成型品を得ることができる。ガラス繊維ストランドの番手が小さすぎる場合、ガラス繊維強化プラスチック成型品の製造中にガラス繊維ストランドの一部がほぐれてガラス繊維モノフィラメントに戻る場合がある。その結果、ほぐれたガラス繊維モノフィラメントどうしが絡み合って塊となり、塊が成型品の外観を悪化させる場合がある。一方、ガラス繊維ストランドの番手が大きすぎる場合、ガラス繊維強化プラスチック成型品の表面にガラス繊維ストランドが浮き出して見えてしまい、成型品の外観が悪くなる場合がある。ガラス繊維ストランドの番手は、４０〜１７０ｔｅｘであることがより好ましく、特にＳＭＣ成形品に使用する場合は６０〜１２０ｔｅｘであることが好ましい。
【００５１】
ガラス繊維ストランドは、５０〜４００本のガラス繊維モノフィラメントにより構成されていることが好ましい。ガラス繊維モノフィラメントの本数が少なすぎる場合、ガラス繊維強化プラスチック成型品の製造中にガラス繊維ストランドの一部がほぐれてガラス繊維モノフィラメントに戻る場合がある。その結果、ほぐれたガラス繊維モノフィラメントどうしが絡み合って塊となり、塊が成形品の外観を悪化させる場合がある。一方、ガラス繊維モノフィラメントの本数が多すぎる場合、ガラス繊維強化プラスチック成型品の表面にガラス繊維ストランドが浮き出して見えてしまい、成型品の外観が悪くなる場合がある。ガラス繊維モノフィラメントの本数は、１００〜３００本であることがより好ましい。
【００５２】
ガラス繊維ストランドの水分率は、０．５質量％以下であることが好ましい。水分率が上記範囲にあることにより、ガラス繊維強化プラスチック成型品の強度を向上させることができる。水分率が０．５質量％よりも大きいと、ガラス繊維ストランドとプラスチックとの密着性が低下したり、水分がプラスチックの可塑剤としてはたらき、ガラス繊維強化プラスチック成型品の強度を低下させる場合がある。水分率は０．１０質量％以下であることがより好ましい。なお、ガラス繊維ストランドの水分率は、ガラス繊維ストランド１００ｇを１００℃で１０時間乾燥させた時の、乾燥前後の質量変化率をいう。
【００５３】
本実施形態のガラス繊維ストランドは、以下のように製造することができる。まず、ブッシングの底部のノズルから引き出された複数本のガラス繊維モノフィラメントに、アプリケーターなどによってガラス繊維用集束剤を塗布し、これらガラス繊維モノフィラメントを、ギャザリングシューにより１束に集束し、コレットに巻き取りケーキとする。そして、ケーキを乾燥器に入れ、８０〜１３０℃で、１〜３０時間程度かけてガラス繊維用集束剤に含まれる溶媒（揮発分）を蒸発させ、ガラス繊維モノフィラメントの表面の一部または表面全体を覆うような固形の皮膜層を形成する。これにより、ケーキに巻き取られたガラス繊維ストランドが得られる。
【００５４】
なお、ガラス繊維用集束剤は、水、有機溶媒等の溶媒と、上述の皮膜を構成する成分が含まれる。溶媒としては、純水、イオン交換水、工業用水、蒸留水等の水であることが好ましい。
また、溶媒に含まれる皮膜を構成する成分の割合は、溶媒を蒸発させた後に形成される皮膜層を構成する成分の割合と略同一となる。
ガラス繊維用集束剤中の溶媒量は、８０〜９９質量％であることが好ましく、８５〜９８質量％であることがより好ましい。
【００５５】
次に、本実施形態のロービングストランドの製造方法を説明する。図１は、本実施形態のロービングストランドの製造方法を実施する装置の全体の概略構成図である。図１に示すように、ロービングストランド製造装置１０は、複数のガラス繊維ストランドを合糸してなるロービングストランドを巻き取ってガラスロービング巻回体を製造する装置である。まず、４つのケーキ１、２、３、及び４を準備する（準備工程）。準備工程で準備された４つのケーキ１、２、３、及び４は、それぞれケーキ支持装置５に支持される。そして、４つのケーキ１、２、３、及び４からガラス繊維ストランド１ａ、２ａ、３ａ、及び４ａを夫々引き出して、それらを合流部６で束ねて（合糸して）、ロービングストランドＲを得る（合糸工程）。合糸工程で得られたロービングストランドＲは、巻取装置７によって回転コレット８に巻き取られ、ロービング巻回体が得られる（巻回工程）。ロービングストランド製造装置１０は、液体含浸装置や表面処理剤塗布装置によりガラス繊維ストランドに表面処理剤を塗布する工程や、表面処理剤を乾燥させる工程を実施するための構成を有していない。そのため、従来と比較して工程が少ない。以下に、各工程について詳細に説明する。
【００５６】
（準備工程）
４つのケーキ１、２、３、及び４は、ガラス繊維ストランド１ａ、２ａ、３ａ、及び４ａにより構成されている。なお、記載を簡略化するため、必要に応じて４つのケーキ１、２、３、及び４は、単にケーキと、ガラス繊維ストランド１ａ、２ａ、３ａ、及び４ａは単にガラス繊維ストランドと記載する。ケーキは、ガラス繊維ストランドを巻き取った巻回体形状である。
【００５７】
ケーキ１、２、３、４としては、上記実施形態のガラス繊維ストランドを巻き取ったものが挙げられる。
【００５８】
（合糸工程）
合糸工程では、４つのケーキ１、２、３、及び４からガラス繊維ストランド１ａ、２ａ、３ａ、及び４ａを夫々引き出して、それらを合流部６で束ねることで実行される。これにより、ロービングストランドＲが得られる。なお、合流部６におけるガラス繊維ストランド１ａ、２ａ、３ａ、及び４ａの水分率は、０．５質量％以下であることが好ましい。
【００５９】
（巻回工程）
巻回工程では、ロービングストランドＲを巻取装置７によって回転コレット８に巻き取り、ロービング巻回体が得られる。なお、水分率が０．５質量％以下であるロービングストランドＲを回転コレット８に巻き取ることが好ましい。水分率が上記範囲にあることにより、ガラス繊維強化プラスチック成型品の強度を向上させることができる。水分率が０．５質量％よりも大きいと、ガラス繊維ストランドとプラスチックとの密着性が低下したり、水分がプラスチックの可塑剤としてはたらき、ガラス繊維強化プラスチック成型品の強度を低下させる場合がある。水分率は０．１０質量％以下であることがより好ましい。なお、ロービングストランドの水分率は、ロービングストランド１００ｇを１００℃で１０時間乾燥させた時の、乾燥前後の質量変化率をいう。
なお、合糸工程によりロービングストランドＲが得られてから、巻取工程を経るまでの間、ロービングストランドＲの水分率は０．５質量％以下を維持していることが好ましい。例えば、水等の溶媒を含む表面処理剤等をロービングストランドＲに塗布しない、すなわち紡糸工程後に帯電防止剤を含む表面処理剤をガラス繊維ストランドの表面に塗布する表面処理塗布工程を含まないことが好ましい。
【００６０】
なお、本実施形態においては、準備工程、合糸工程及び巻回工程を有していたが、例えば、合糸工程の前に、ガラス繊維ストランドの切断の有無の検査を行う検査工程を有していてもよい。
【実施例】
【００６１】
本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００６２】
（試料Ｎｏ．１）
まず、ガラス組成がＥガラスの組成となるように秤量、調合した各種のガラス原料をガラス溶融炉中で溶融した。溶融ガラスを成形体に設けられた複数のノズルから引き出し、複数本のガラス繊維モノフィラメントを得た。ガラス繊維モノフィラメントの直径は、１４μｍであった。次に、アプリケーターを用いて、皮膜の成分割合が表１の試料Ｎｏ．２に記載のようになるように調製し、蒸留水に溶解させたガラス繊維用集束剤をガラス繊維モノフィラメントの表面に均等に塗布した。なお、オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート（下記式（２））及びラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート（下記式（３））は、一般式（１）で表される帯電防止剤に該当する。また、エポキシ樹脂、ポリ酢酸、ポリウレタンは界面活性剤によりエマルジョンとなって、蒸留水に分散している。その後、８００本のガラス繊維モノフィラメントを４分割し、２００本ずつガラス繊維モノフィラメントを束ねて１本のガラス繊維ストランドとし、さらに紙管に巻き取って、４本のガラス繊維ストランドを含む巻回体（ケーキ）を１５個作製した。次に、これらのケーキを熱風加熱装置によって、ガラス繊維用集束剤の有効成分が固化し、皮膜が形成されるまで加熱して乾燥させた後に、ケーキから紙管を抜き取って、最内層から数層分のガラス繊維ストランドを引き出した。このようにして、８０ｔｅｘのガラス繊維ストランドが４本同時に巻き取られたケーキを得た。なお、これらのケーキに巻き取られたガラス繊維ストランドの強熱減量は表１に示す通りであり、水分率は０．０４質量％であった。
【００６３】
【化３】
2017206787.tif 000006
【００６４】
【化４】
2017206787.tif 000007
【００６５】
図１に示すように、ケーキ支持装置５を備えるロービングストランド製造装置１０を準備し、１５個のケーキをケーキ支持装置５に支持し、各ケーキから引き出したガラス繊維ストランドを合流部６で束ね、巻取装置７によって回転コレット８に巻き取ることによりロービング巻回体を製造した。
【００６６】
試料Ｎｏ．２〜１０のロービングストランドは、皮膜の成分割合が表１の試料Ｎｏ．２〜１０に記載のようになるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．１と同じ方法により製造した。なお、試料Ｎｏ．１０のテトラエチルペンタアミンとステアリン酸の縮合物は、一般式（１）で表される帯電防止剤に該当しない帯電防止剤である。
【００６７】
（静電気の発生度合いの評価）
ロービングストランドの静電気の発生度合いの評価は、ロービングストランドを、切断速度５０ｍ／分の速さで１インチ（２．５４ｃｍ）の長さに切断してガラスチョップドストランドを製造し、製造直後のガラスチョップドストランド１２０ｇを集め、このガラスチョップドストランド上の静電電位の最大値（絶対値）を、静電電位測定器（品番ＳＴＡＴＩＲＯＮ  ＤＺ４、シシド静電気株式会社製）により測定することにより評価した。静電電位の最大値が小さいほど静電気が発生し難いことを示す。
【００６８】
表１に、試料Ｎｏ．１〜１０におけるガラスチョップドストランド上の静電電位の最大値（絶対値）を示す。
【００６９】
【表１】
2017206787.tif 000008
【００７０】
表１のより一般式（１）で表される帯電防止剤を有し、（Ｘ×Ｙ）が３．０以上である皮膜を有する試料Ｎｏ．１〜８のガラス繊維ストランドの静電電位の最大値は２．５１ｋＶ以下であった。一方、（Ｘ×Ｙ）の値が３．０未満である皮膜を有する試料Ｎｏ．９のガラス繊維ストランドは、静電電位の最大値が８．１５ｋＶと高かった。また、一般式（１）で表される帯電防止剤に該当しない帯電防止剤を含む皮膜を有する資料Ｎｏ．１０のガラス繊維ストランドは、（Ｘ×Ｙ）の値が３．０以上であるが、静電電位の最大値が４．５９ｋＶと高かった。
【符号の説明】
【００７１】
１，２，３，４  ケーキ
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ  ガラス繊維ストランド
６  合流部
Ｒ ロービングストランド
【図１】
2017206787.tif 000012