KR20020093065A - A moldable pellet based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer - Google Patents

A moldable pellet based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer Download PDF

Info

Publication number
KR20020093065A
KR20020093065A KR1020027014189A KR20027014189A KR20020093065A KR 20020093065 A KR20020093065 A KR 20020093065A KR 1020027014189 A KR1020027014189 A KR 1020027014189A KR 20027014189 A KR20027014189 A KR 20027014189A KR 20020093065 A KR20020093065 A KR 20020093065A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
natural fiber
thermoplastic
thermoplastic material
sizing composition
strand
Prior art date
Application number
KR1020027014189A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
애드지마레오나르드제이
바소티루안이
브란트뤽제이엘
체니테리엘
카시카산자이피
마이클라이에스
토마슨제임스엘
폰프레데릭에이치
Original Assignee
오웬스 코닝
오웬스 코닝 콤포지트 에스.피.알.엘.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오웬스 코닝, 오웬스 코닝 콤포지트 에스.피.알.엘. filed Critical 오웬스 코닝
Publication of KR20020093065A publication Critical patent/KR20020093065A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/92Wood chips or wood fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/12Making granules characterised by structure or composition
    • B29B9/14Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • B29C48/154Coating solid articles, i.e. non-hollow articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0022Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05Filamentary, e.g. strands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2311/00Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2201/00 - B29K2309/00, as reinforcement
    • B29K2311/10Natural fibres, e.g. wool or cotton
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2911/00Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2801/00 - B29K2809/00, as mould material
    • B29K2911/10Natural fibres, e.g. wool or cotton

Abstract

성형성 재료는 사이징된 천연 섬유(1)의 중심부를 포함하고, 열가소성(10)의 외장부에 외장된 연속성 천연 섬유 스트랜드를 형성하거나, 혹은 임의로, 펠렛(14)으로 절단될 수 있다. 또한 사이징된 천연 섬유 생성물, 천연 섬유 함유 생성물, 및 천연 섬유 함유 생성물의 제조 방법 및 섬유 강화 복합 제품이 개시되어 있다.The moldable material comprises a central portion of the sized natural fiber 1 and may form a continuous natural fiber strand sheathed on the sheath of the thermoplastic 10 or, optionally, may be cut into pellets 14. Also disclosed are methods of making sized natural fiber products, natural fiber containing products, and natural fiber containing products and fiber reinforced composite products.

Description

천연 섬유 및 열가소성 중합체의 조합물을 기재로 하는 성형성 펠렛{A MOLDABLE PELLET BASED ON A COMBINATION OF NATURAL FIBERS AND THERMOPLASTIC POLYMER}Formable pellets based on combinations of natural fibers and thermoplastic polymers {A MOLDABLE PELLET BASED ON A COMBINATION OF NATURAL FIBERS AND THERMOPLASTIC POLYMER}

기술분야Technical Field

본 발명은 통상 섬유 강화 복합물의 현대 성형 기술에서 사용에 적합한 성형성 재료에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 천연 섬유 및 열가소성 중합체 재료의 조합물을 기재로 하는 성형성 펠렛(pellet)에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은, 각각이 열가소성 재료의 외장부(sheath)로 코팅되는 천연 섬유의 중심부(core)를 포함하는 성형성 펠렛에 관한 것이다. 생성 펠렛은 성형 가공 동안 높은 수준으로 섬유 길이의 보존성을 제공하고 높은 수준의 기계적 수행을 부여한다.The present invention generally relates to moldable materials suitable for use in modern molding techniques of fiber reinforced composites. The present invention further relates to moldable pellets based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer materials. More particularly, the present invention relates to moldable pellets each comprising a core of natural fibers coated with a sheath of thermoplastic material. The resulting pellets provide a high level of fiber length retention during the molding process and impart a high level of mechanical performance.

배경기술Background

그대로 공지되는 섬유 강화 플라스틱 또는 복합물은, 경량이고, 통상 비(非)금속성이며, 극히 강력한 재료로서 널리 공지되어 있다. 따라서, 너무 무거울 수 있거나 부식과 같은 대기성 퇴화에 영향을 받기 쉬울 수 있는, 금속과 같은 재료를 이용한다는 단점 없이, 내충격성, 높은 하중 보유 용량 및 탄력성이 요구되는 다양한 용도에서 상기 재료를 사용한다.Fiber-reinforced plastics or composites known as such are widely known as lightweight, usually non-metallic, extremely powerful materials. Thus, the material is used in a variety of applications where impact resistance, high load bearing capacity and elasticity are required, without the disadvantage of using a material such as metal, which may be too heavy or susceptible to atmospheric degradation such as corrosion. .

다수의 방법들이 섬유 강화 복합물의 제조용으로 이용가능하다. 전형적으로, 상기 복합물의 제조는 먼저 일정 길이의 섬유 강화물 및 중합체성 성형 재료로 구성되는 적당한 성형 매질을 목적 형상으로 성형시키거나 형상을 만들고, 그 다음 형상화된 재료를 경화시키고, 이에 의해 단단해진 섬유 강화 제품으로 응고시키거나 경화시키는 것을 포함한다. 상이한 형태의 성형 매질 및 성형 및 경화 방법을 이용하는 수많은 방법을 개발하였지만, 모두 통상적으로 성형성 혼합물을 형성하기 위해 섬유 강화물과 중합체성 성형 재료의 조합을 필요로 하여, 섬유 강화물이 생성물의 강도 특성을 강화시킬 수 있다. 더욱이, 모든 복합물 제조 방법은 통상 중합체에 걸쳐 섬유 강화물의 분산성 최대화 목적을 공유하고, 이에 의해 성형된 복합물을 형성하는 경우, 섬유 분산액의 양보다 적은 면적을 포함하지 않는 것을 확인하고, 이는 복합물이 성능 실패, 예컨대 폭발 또는 균열을 겪게 할 수 있다.Many methods are available for the production of fiber reinforced composites. Typically, the preparation of the composite first forms or shapes a suitable molding medium consisting of a length of fiber reinforcement and a polymeric molding material into the desired shape, and then the shaped material is cured and thereby hardened. Coagulation or curing with fiber reinforced products. Although a number of methods have been developed utilizing different types of molding media and molding and curing methods, they all typically require a combination of fiber reinforcement and polymeric molding material to form a moldable mixture, so that the fiber reinforcement can Can enhance the characteristics. Moreover, all composite manufacturing methods typically share the goal of maximizing the dispersibility of the fiber reinforcement throughout the polymer, thereby making sure that the composite does not contain an area less than the amount of the fiber dispersion, which forms a composite. Performance failures such as explosions or cracks.

섬유 강화물을 복합 매트릭스에 걸쳐 균일하게 분산시키는 것이 바람직하지만, 종종 상기 목적을 달성하는 것이 어렵다는 것을 발견하였다. 따라서, 섬유 강화물과 성형 중합체의 조합 방법은 전형적으로 상기 구성성분들을 혼화시키는 것이 필요하고, 이것은 차례로 섬유 강화물을 짧은 길이로 전단시키거나 파괴시키게 한다. 짧아진 섬유 길이가 어느 면에서 복합물의 물리적 강도를 감소시키는 것은, 복합 매트릭스에서 일정 길이의 섬유 강화물의 혼교가 적고, 그러므로 하중 보유 용량 및 내충격성이 감소된다는 점이다. 그러므로 복합물 제조용 성형 재료가 최대 길이의 섬유 강화물을 함유하는 것이 바람직하고, 또한 상기 성형 재료가 성형 공정 동안 섬유 길이의 보존을 조성하는 것이 바람직하다.While it is desirable to disperse the fiber reinforcement uniformly over the composite matrix, it has often been found to be difficult to achieve the object. Thus, the method of combining the fiber reinforcement and the molding polymer typically requires blending the components, which in turn causes the fiber reinforcement to shear or break in short lengths. Shorter fiber lengths in some ways reduce the physical strength of the composites in that there is less intermingling of certain lengths of fiber reinforcements in the composite matrix, thus reducing load bearing capacity and impact resistance. Therefore, it is preferable that the molding material for producing the composite contains the fiber reinforcement of the maximum length, and it is also preferable that the molding material creates the preservation of the fiber length during the molding process.

복합 매트릭스에서 섬유 강화물의 분산성을 증가시키는 한 가지 수단은 사이징(sizing)의 박층을 섬유 강화물의 표면에 적용하는 것이다. 전형적으로, 사이징은 분산성을 돕고 섬유 강화물과 성형 중합체 사이의 결합 및 접착을 촉진시키기 위해 섬유 강화물의 표면을 화학적으로 변성시킨 구성성분을 함유한다. 이에 관해, 섬유 강화물과 성형 중합체의 더욱 안정한 조합을 달성한다. 부가적으로, 사이징은 섬유 강화물에 일부 보호를 제공하고, 짧은 길이로 파괴되기 쉽지 않도록 한다. 분산성을 돕고 섬유 강화물의 파괴를 감소시키는데 효과적인 사이징제의 개발에 상당한 노력을 하여 왔다.One means of increasing the dispersibility of the fiber reinforcement in the composite matrix is to apply a thin layer of sizing to the surface of the fiber reinforcement. Typically, the sizing contains components that chemically modified the surface of the fiber reinforcement to aid dispersibility and to promote bonding and adhesion between the fiber reinforcement and the molding polymer. In this regard, a more stable combination of fiber reinforcement and molding polymer is achieved. In addition, sizing provides some protection to the fiber reinforcement and is not prone to breakage in short lengths. Considerable efforts have been made in the development of sizing agents that are effective in helping dispersibility and reducing the breakdown of fiber reinforcements.

성형 동안 섬유 길이 보존을 촉진시키는 사이징 및 성형 재료의 개발에 대한 요구 이외에, 또한 환경 친화적이고 종래 섬유 강화물 예컨대 유리 섬유에 대한 비용 효과적인 대체재를 포함하는 섬유 강화 복합물에 대한 요구가 있다. 금속 강화물보다 경량이고 부식에 영향받기 쉽지 않은 유리 섬유는 일부 고유의 가공 곤란성이 갖고 있다. 예를 들어, 유리 섬유의 기계적 가공 동안, 또한 보풀로서 공지된, 떨어진 섬유 또는 섬유 단편이 공기로 운반될 수 있다. 상기 떨어진 섬유 또는 단편이 가공 환경에서 미세하게 분산될 수 있거나, 이들이 장비 표면상에 모아질 수 있다. 부가적으로, 비록 유리 섬유가 금속 강화물보다 경량이어도, 대체 강화물 예컨대 중합체 섬유 또는 천연 섬유보다 더 많은 중량을 복합 생성물에 첨가시킨다. 따라서, 상기 대체 강화물, 특히 천연 섬유는, 복합물 제조에서 섬유 강화물로서 사용하기에 극히 바람직한 선택이다.In addition to the need for the development of sizing and molding materials that promote fiber length preservation during molding, there is also a need for fiber reinforced composites that are environmentally friendly and include cost-effective alternatives to conventional fiber reinforcements such as glass fibers. Glass fibers, which are lighter than metal reinforcements and less susceptible to corrosion, have some inherent difficulties in processing. For example, during mechanical processing of glass fibers, dropped fibers or fiber fragments, also known as fluff, can be conveyed by air. The separated fibers or fragments may be finely dispersed in the processing environment or they may be collected on the equipment surface. Additionally, although glass fibers are lighter than metal reinforcements, more weight is added to the composite product than alternative reinforcements such as polymer fibers or natural fibers. Thus, such alternative reinforcements, in particular natural fibers, are extremely preferred choices for use as fiber reinforcements in composite production.

그러나, 복합물 제조에서 천연 섬유 이용시의 시도는 일부 곤란성을 직면했다. 종래 성형 방법, 예컨대 압출 성형 또는 압축 성형이, 섬유 강화 복합물의 제조에서 유리 및 심지어 중합체 강화물을 성공적으로 이용하여도, 일상적으로 요구되는 예비 성형 조건, 예컨대 고온에서의 혼합 및 배합은 이용되는 재료에 상당한 요구물을 배치시킨다. 부가적으로, 압출, 배합 및 후속 성형이 천연 섬유의 길이 및 화학적 조성 및 길이를 퇴화시키면서, 압축 성형이 바람직하지 않은 펠트 또는 매트형 생성물이 되고, 이는 고속 및 고출력 성형 공정으로 가공될 수 없다는 것을 발견하였다.However, attempts to use natural fibers in the manufacture of composites have faced some difficulties. Although conventional molding methods, such as extrusion or compression molding, successfully use glass and even polymer reinforcements in the manufacture of fiber reinforced composites, the routinely required preforming conditions, such as mixing and blending at high temperatures, are the materials used. Place considerable requirements in the Additionally, extrusion, compounding and subsequent molding deteriorate the length and chemical composition and length of the natural fibers, while compression molding becomes an undesirable felt or mat-like product, which cannot be processed in high speed and high power molding processes. Found.

종래 기술의 결함 관점에서, 본 발명의 목적은, 환경적으로 그리고 경제적으로 바람직한 천연 섬유 예컨대 섬유 강화물의 혼입 이점을 가지면서, 후속 성형 공정 동안 상당한 섬유 길의 손실 없이 용이하게 가공되는 형태로 하기 성형성 재료를 발생시키는, 복합물 성형 방법에서 사용하기 위한 성형성 재료를 제공하는 것이다. 상기 방법은 높은 열에 대한 연장된 노출로 인해 상기 섬유의 물리적 특성 또는 가공성의 임의 손실 없이 천연 섬유로부터 복합물을 형성하는데 적합한 성형성 재료를 제조할 수 있다. 상기 방법은 또한 성형성 천연 섬유 함유 생성물의 신속하고 비용 효과적인 제조를 확보하기 위해 고속 생산량을 가능하게 할 수 있다. 또한 양호한 섬유 분산 특성을 갖는 천연 섬유 강화 성형성 재료에 대한 요구가 있으며, 이는 성능 향상을 보조할 것이다. 부가적으로, 섬유 성분이 자연산이고 그러므로 용이하게 생물분해성이며 재생가능하다는 점에서, 환경 영향이 적고, 적은 에너지를 필요로 하는 방법으로 형성되며 가공 장비 상에 유리 보플 빌드업(buildup)의 문제를 배제시키는 천연 섬유 강화 성형성 재료에 대한 요구가 있다. 더욱이, 성형성 재료를 형성하기 위해 가공 동안 천연 섬유의 퇴화로 통상 발생되는 불쾌한 냄새를 최소화시키거나 배제시키는 방식으로 제조되는 천연 섬유 강화 성형성 생성물에 대한 요구가 있다. 상기 요구는 본 발명의 생성물 및 방법으로 충족된다.In view of the deficiencies of the prior art, it is an object of the present invention to form the following moldings in a form that is easily processed without significant fiber length loss during subsequent molding processes, with the advantage of incorporating environmentally and economically desirable natural fibers such as fiber reinforcements. It is to provide a moldable material for use in a composite molding method for generating a material. The method can produce moldable materials suitable for forming composites from natural fibers without any loss of physical properties or processability of the fibers due to prolonged exposure to high heat. The method may also allow for high throughput to ensure fast and cost effective production of moldable natural fiber containing products. There is also a need for natural fiber reinforced moldable materials with good fiber dispersion properties, which will help improve performance. In addition, in that the fiber component is natural and therefore readily biodegradable and renewable, it is formed in a way that has less environmental impact, requires less energy, and solves the problem of glass baffle buildup on processing equipment. There is a need for natural fiber reinforced moldable materials that exclude. Moreover, there is a need for natural fiber reinforced moldable products that are made in such a way as to minimize or eliminate the unpleasant odors normally caused by the degradation of natural fibers during processing to form a moldable material. This need is met with the products and methods of the present invention.

발명의 요약Summary of the Invention

섬유 강화 복합물의 제조에서 사용하기에 적합한 재료를 천연 섬유 강화물을 이용하여 제조할 수 있다는 것을 현재 발견하였다.It has now been found that materials suitable for use in the manufacture of fiber reinforced composites can be produced using natural fiber reinforced composites.

그러므로, 한 측면에서, 본 발명은 열가소성 재료에서 외장되는 천연 섬유 스트랜드를 형성하는 천연 섬유의 중심부를 포함하는 성형성 재료이다. 성형성 재료를 복합물 성형에 사용하기 위해 펠렛으로 임의 절단시킬 수 있다.Therefore, in one aspect, the present invention is a moldable material comprising a central portion of natural fibers forming a natural fiber strand that is sheathed in a thermoplastic material. The moldable material can be optionally cut into pellets for use in molding the composite.

또다른 측면에서, 본 발명은 천연 섬유 강화물의 스트랜드 및 스트랜드내 섬유의 표면 상에 배치된 사이징 조성물의 코팅물을 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물을 포함한다. 사이징 조성물은, 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 및 탄화수소 오일 또는 왁스로부터 선택된 코팅 구성성분을 포함하고, 추가로 커플링제, 윤활제 및 기타 종래 첨가제로부터 선택된 하나 이상의 구성성분을 포함하는 변형에서, 수성 또는 비(非)수성일 수 있다. 사이징된 천연 섬유 스트랜드를 열가소성 재료에 외장시켜 본 발명에 따라 성형성 재료를 형성할 수 있다.In another aspect, the present invention includes a multifilament fiber reinforced product comprising a strand of natural fiber reinforcement and a coating of a sizing composition disposed on the surface of the fibers in the strand. The sizing composition comprises a coating component selected from thermoplastic polymers, thermosetting polymers, and hydrocarbon oils or waxes, and further includes at least one component selected from coupling agents, lubricants, and other conventional additives. It may be non-aqueous. Sized natural fiber strands may be sheathed into a thermoplastic material to form a moldable material in accordance with the present invention.

본 발명은 추가로 하기를 포함하는 성형성 천연 섬유 함유 재료의 제조 방법을 포함한다:The invention further includes a method of making a moldable natural fiber containing material comprising:

a) 멀티필라멘트 천연 섬유 스트랜드를 제공하고;a) providing a multifilament natural fiber strand;

b) 천연 섬유 스트랜드를 열가소성 재료에 외장시킴.b) The natural fiber strands are sheathed in thermoplastic material.

본 발명은 부가적으로 하기를 포함하는 섬유 강화 복합 제품의 제조 방법을 포함한다:The present invention additionally encompasses a method of making a fiber reinforced composite article comprising:

a) 열가소성 재료에 외장된 천연 섬유 스트랜드로 구성된 성형성 재료를 제공하고;a) providing a formable material consisting of natural fiber strands sheathed in a thermoplastic material;

b) 열가소성 재료를 가열 용융시키고;b) heat melting the thermoplastic material;

c) 재료를 작업하여 스트랜드를 필라멘트로 만들고 이의 필라멘트를 열가소성 재료에 분산시키고;c) working the material to make the strands into filaments and dispersing the filaments in the thermoplastic material;

d) 성형성 재료를 성형시켜 제품을 형성하고;d) molding the moldable material to form a product;

e) 제품을 냉각시켜 섬유 강화 복합 제품을 형성한다.e) cool the product to form a fiber reinforced composite product.

본 발명의 개념은 또한 본 방법에 따라 형성되는 섬유 강화 제품까지 확대한다.The concept of the invention also extends to fiber reinforced products formed according to the method.

환경 영향이 적고 완전 재생가능한 본 발명은, 과도하게 높은 온도에 섬유 노출을 최소화시키고, 그래서 실제로 화학적 퇴화 및 임의 관련 냄새를 제거시킴으로써, 종래 방법의 제한을 극복하였다. 또한, 복합 성형 재료에서 천연 섬유의 불량한 분산으로 발생되는 제한을 극복하였다. 어느 정도, 섬유의 향상된 분산 및 향상된 복합물 부분 성능을 천연 섬유의 표면 상에 사이징 조성물의 적용을 통해 수득하였다. 본 발명은 또한 천연 섬유 재료의 성형성 강화 재료로의 전환 동안 복합물 성형, 특히, 섬유 구조의 기계적 퇴화에서 강화물로서 천연 섬유의 용도를 미리 예방하거나 한정시키는 제한을 극복하였다. 반대로, 본 발명은 고품질의 복합물을 형성하기 위해 성형될 수 있는 손상되지 않은 장(長)섬유를 함유하는 펠렛을 제공한다.The environmental impact and fully reproducible invention overcomes the limitations of the conventional process by minimizing fiber exposure to excessively high temperatures and thus actually eliminating chemical degradation and any associated odors. It also overcomes the limitations caused by poor dispersion of natural fibers in composite molding materials. To some extent, improved dispersion of fibers and improved composite part performance were obtained through the application of a sizing composition on the surface of natural fibers. The present invention also overcomes the limitations that preclude or limit the use of natural fibers as reinforcements in composite molding, especially in mechanical degradation of the fiber structure, during the conversion of natural fiber materials into formable reinforcing materials. In contrast, the present invention provides pellets containing intact long fibers that can be molded to form high quality composites.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1 은 본 발명에 따라 천연 섬유 스트랜드 재료 및 열가소성 외장 재료로 구성된 성형성 펠렛의 제조 방법을 나타낸다.1 shows a process for producing formable pellets composed of natural fiber strand material and thermoplastic facing material according to the invention.

도 2 는 본 발명에 따라 형성된 펠렛의 3차원 설명이다.2 is a three-dimensional illustration of pellets formed in accordance with the present invention.

도 3 은 본 발명에 따라 형성된 펠렛의 횡단면이다.3 is a cross section of a pellet formed according to the invention.

발명의 상세한 설명 및 실시예Detailed Description and Examples of the Invention

본 발명은 천연 섬유를 천연 섬유 스트랜드 형성용 주성분으로서 이용하고, 계속해서 열가소성 재료를 배치하여 성형성 재료를 형성하는 기체로서 작용한다. 따라서, 한 구현예에서, 본 발명의 성형성 재료는 열가소성 재료와의 조합에서 멀티 필라멘트 천연 섬유 스트랜드를 포함하여 열가소성 재료를 천연 섬유 스트랜드 주위에 외장부로서 형성하도록 한다. 천연 섬유 스트랜드는 임의 추가로 스트랜드에서 필라멘트를 보호하고 필라멘트 표면과 외장부의 열가소성 재료와의 혼화성을 향상시키는 사이징을 포함할 수 있다. 외장된 생성 스트랜드를, 섬유 강화 복합물을 형성하기 위한 성형 방법에서, 연속 형태 또는 절단된 단편으로서 사용할 수 있다.The present invention uses natural fibers as a main component for forming natural fiber strands, and then acts as a gas for arranging thermoplastic materials to form a moldable material. Thus, in one embodiment, the moldable material of the present invention comprises multifilament natural fiber strands in combination with the thermoplastic material to allow the thermoplastic material to be formed as a sheath around the natural fiber strands. The natural fiber strand may optionally further comprise a sizing that protects the filaments in the strand and improves the miscibility of the filament surface with the thermoplastic material of the sheath. The sheathed resultant strands can be used in continuous form or as cut pieces in forming methods for forming fiber reinforced composites.

본 발명과 함께 사용되는, 용어 "천연 섬유" 는 줄기, 씨, 잎, 뿌리 또는 인피(靭皮)를 포함하는 식물의 임의 부위로부터 추출되는 셀룰로스성 식물 섬유를 참조한다. 본원에 기재된 제조 방법의 요건을 충족시키는 임의 천연 섬유를 본발명에서 사용할 수 있다. 적당한 천연 섬유는, 황마, 대나무, 섬모시풀, 무명, 바가스, 삼, 코이어, 아마, 케나프(kenaf), 사이잘, 아마, 헤네퀸, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는다. 또한, 용어 "기체(substrate)" 는 본 발명의 기본 원소로서 작용하는 이의 기능에서 천연 섬유 스트랜드를 참조하여 사용하고, 여기에서 사이징 조성물 및/또는 열가소성 재료를 배치시킬 수 있다.As used with the present invention, the term “natural fiber” refers to cellulosic plant fibers that are extracted from any part of the plant, including stems, seeds, leaves, roots or bast. Any natural fiber that meets the requirements of the manufacturing methods described herein can be used in the present invention. Suitable natural fibers include jute, bamboo, cilithia, cotton, vargas, hemp, coir, flax, kenaf, sisal, flax, henequin, or any combination thereof, but It is not limited. The term "substrate" is also used with reference to natural fiber strands in its functioning as the basic element of the present invention, where it is possible to place sizing compositions and / or thermoplastic materials.

멀티 필라멘트 스트랜드 형성용으로 모집된 대다수의 천연 섬유 필라멘트의 임의 배열을 본 발명에서 기체로서 사용할 수 있다. 필라멘트를 평행 정렬의 집합체로서 선형으로 배치시킬 수 있거나, 하나 이상의 파일로 구성된 트위스트 스트랜드로서 형성할 수 있다. 바람직하게는, 천연 섬유 필라멘트는 한 가닥의 트위스트 스트랜드의 형태이다. 그러나, 상이한 형태의 천연 섬유가 상이한 형상 또는 외형 및 다양한 밀도를 갖기 때문에, 적당한 스트랜드를 형성하기 위해 요구되는 섬유의 수에서 광범위일 수 있다. 따라서, 천연 섬유 스트랜드의 특성을, 천연 섬유의 치수 특성의 광범위 배열로 인해, 트위스트 인자 및 단위 길이 당 중량과 같은 지표로 환산하여 가장 잘 기재하고 평가할 수 있다.Any arrangement of the majority of natural fiber filaments recruited for forming multifilament strands can be used as gas in the present invention. The filaments may be arranged linearly as a collection of parallel alignments or may be formed as twisted strands consisting of one or more piles. Preferably, the natural fiber filaments are in the form of one strand of twisted strand. However, since different types of natural fibers have different shapes or appearances and varying densities, they can be broad in the number of fibers required to form suitable strands. Thus, the properties of natural fiber strands can be best described and evaluated in terms of indicators such as twist factor and weight per unit length, due to the wide array of dimensional properties of natural fibers.

트위스트 인자는 길이에 따라 스트랜드에 부여되는 나선형 트위스트의 평균량의 평가이다. 트위스트는, 사이징 조성물 및/또는 열가소성 재료를 본 발명에 따른 스트랜드에 적용하는데 사용되는 코팅 공정용 기체로서 작용하기 위해 충분한 구조적 무결점을 유지시키는 연속 스트랜드를 형성하기 때문에, 본 발명의 중요한 측면이다. 천연 섬유는 상대적으로 짧은 길이, 전형적으로 약 2인치(5.08 cm) 내지 약 6 피트(1.83 m) 범위에서 자연적으로 존재한다는 점에서 불연속 또는 기본 섬유이다. 연속 코팅 공정, 예를 들어, 열가소성 재료에 천연 섬유 스트랜드의 외장 공정은 연속 스트랜드를 필요로 한다. 그러므로, 본 공정을 적절히 이용하기 위해, 최소량의 구조적 무결점을 갖는 스트랜드를 형성하기 위해 천연 섬유를 함께 트위스트시켜야 한다. 그러나, 섬유 스트랜드의 강도 증가 이외에, 트위스트의 양은 또한 후속 성형 공정에서 천연 섬유의 분산성을 감소시킬 수 있다. 결국, 트위스트를 증가시키는 경우, 적절한 분산성을 얻기 위해 섬유 스트랜드에 적용되는 전단력 증가 또는 온도 증가를 이용하여, 섬유 스트랜드의 더욱 심한 가공성을 요구한다. 상기 가공성 조건중 하나의 증가는 전형적으로 섬유를 퇴화시킨다. 따라서, 인치(2.54 cm) 당 존재하는 소수의 트위스트가 섬유 분산성의 용이성 증가에 관련하기 때문에, 통상 섬유 길이 1 인치(2.54 cm) 당 약 1 트위스트 내지 4 인치(10.16 cm) 당 약 1 트위스트의 범위가 최적의 분산성을 제공하면서, 사이징 및 스트랜드 외장 공정을 견디기 위해 충분한 신장 강도를 보유한다는 것을 발견하였다.The twist factor is an evaluation of the average amount of helical twist imparted to a strand along its length. Twist is an important aspect of the present invention because it forms a continuous strand that maintains sufficient structural integrity to act as a gas for the coating process used to apply the sizing composition and / or thermoplastic material to the strand according to the present invention. Natural fibers are discontinuous or basic fibers in that they are naturally present in a relatively short length, typically in the range of about 2 inches (5.08 cm) to about 6 feet (1.83 m). Continuous coating processes, such as the sheathing process of natural fiber strands in thermoplastic materials, require continuous strands. Therefore, in order to use this process properly, the natural fibers must be twisted together to form strands with the least amount of structural defects. However, in addition to increasing the strength of the fiber strands, the amount of twist can also reduce the dispersibility of the natural fibers in subsequent molding processes. In turn, increasing the twist requires more severe processability of the fiber strand, using an increase in shear force or temperature increase applied to the fiber strand to obtain adequate dispersibility. An increase in one of these processability conditions typically degrades the fiber. Thus, since a small number of twists per inch (2.54 cm) is associated with increased ease of fiber dispersibility, a range of typically about 1 twist per 1 inch (2.54 cm) of fiber length to about 1 twist per 4 inch (10.16 cm) Has been found to have sufficient elongation strength to withstand the sizing and strand sheathing process while providing optimum dispersibility.

천연 섬유 스트랜드의 주성분 중량은 또한 연속 코팅 공정에서 사용을 촉진시키는데 충분해야 한다. 바람직하게는, 천연 섬유 스트랜드의 중량은 길이 1 야드 당 약 1 g (1.093 g/m) 내지 길이 1 야드 당 약 4 g (4.372 g/m) 범위이어야 한다. 예를 들어, 1 야드 당 약 3 g (3.279 g/m) 의 중량을 갖는 사이잘 삼실(sisal twine)을 천연 섬유 스트랜드로서 사용할 수 있다.The main component weight of the natural fiber strand should also be sufficient to facilitate its use in the continuous coating process. Preferably, the weight of the natural fiber strand should range from about 1 g (1.093 g / m) per yard to about 4 g (4.372 g / m) per yard. For example, sisal twines having a weight of about 3 g (3.279 g / m) per yard can be used as natural fiber strands.

본 발명에 따른 열가소성 재료로 외장시키기 위한 기체로서 작용하는 천연섬유 스트랜드를 열가소성 재료를 적용하기 전에 적당한 사이징 조성물로 임의로 사이징시킬 수 있다. 상기 사이징 조성물은 스트랜드내 필라멘트의 표면상에 균일한 필름 또는 층을 제공하는 코팅 구성성분을 포함할 수 있다. 상기 코팅 구성성분을 열가소성 중합체, 열경화성 중합체 및 탄화수소 오일 또는 왁스로부터 선택할 수 있다. 사이징 조성물에서 코팅 구성성분의 각종 형태의 분율은, 사용되는 것에 따라 다양할 것이다. 코팅 구성성분의 분율은 또한 사이징이 수성 또는 비(非)수성 배합물인지에 달려 있을 것이다.Natural fiber strands, which act as a gas for cladding with the thermoplastic material according to the invention, can optionally be sized with a suitable sizing composition before applying the thermoplastic material. The sizing composition may comprise a coating component that provides a uniform film or layer on the surface of the filaments in the strand. The coating component can be selected from thermoplastic polymers, thermoset polymers and hydrocarbon oils or waxes. The fraction of the various forms of coating components in the sizing composition will vary depending on the used. The fraction of coating components will also depend on whether the sizing is an aqueous or non-aqueous formulation.

본 발명의 한 구현예에서, 코팅 구성성분은 열가소성 중합체일 수 있다. 임의 적당한 열가소성 중합체를 사용할 수 있다. 열가소성 중합체를 에멀션화된 형태로 수성 사이징 조성물에 첨가할 수 있거나, 비수성 사이징 조성물에서 종래 에멀션화 없이 사용할 수 있다. 상기 중합체의 예는 말레에이트화 폴리프로필렌, 탄화수소, 왁스, 왁스 에멀션 및 폴리우레탄을 포함한다. 바람직하게는, 코팅 구성성분으로서 작용하는 열가소성 중합체는 에멀션화 형태가 아닌 말레에이트화 폴리프로필렌이다. 상기 중합체의 예는 Eastman Chemicals Inc. 로부터 입수가능하고, 약 9100 원자량 단위의 분자량을 가지며 약 153 ℃(307 ℉)에서 연화하는 "E-43" 이다. 전형적으로, 코팅 구성성분이 열가소성 중합체인 경우, 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 의 사이징된 스트랜드 중량의 분율을 제공하는 농도로 수성 사이징 조성물에서; 또는 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량% 의 분율을 제공하는 비수성 사이징 조성물에서 사용할 수 있다.In one embodiment of the invention, the coating component may be a thermoplastic polymer. Any suitable thermoplastic polymer can be used. The thermoplastic polymer can be added to the aqueous sizing composition in emulsified form or used without conventional emulsification in the non-aqueous sizing composition. Examples of such polymers include maleated polypropylene, hydrocarbons, waxes, wax emulsions and polyurethanes. Preferably, the thermoplastic polymer serving as the coating component is maleated polypropylene, not in emulsified form. Examples of such polymers include Eastman Chemicals Inc. "E-43" available from, having a molecular weight of about 9100 atomic weight units and softening at about 153 ° C (307 ° F). Typically, when the coating component is a thermoplastic polymer, in an aqueous sizing composition at a concentration that provides a fraction of the size of the size of the stranded strand, from about 0.1% to about 10% by weight relative to the total weight of the sized natural fiber strand; Or in a non-aqueous sizing composition that provides a fraction of about 0.1% to about 25% by weight relative to the total weight of the natural fiber strand sized.

코팅 구성성분을 또한 열경화성 중합체로 이루어진 군으로부터 적당히 선택할 수 있다. 상기 열경화성 중합체의 예는 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지 및 폴리우레탄을 포함한다. 열경화성 중합체는, 코팅 구성성분으로서 사용되는 경우, 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 의 사이징된 스트랜드 중량의 분율을 제공하는 농도로 수성 사이징 조성물에서; 또는 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량% 의 최종 분율을 제공하는 비수성 사이징 조성물에서 사용될 수 있다.The coating component may also be appropriately selected from the group consisting of thermosetting polymers. Examples of such thermosetting polymers include unsaturated polyesters, epoxy resins and polyurethanes. Thermosetting polymers, when used as coating components, may be used in an aqueous sizing composition at a concentration that provides a fraction of the size of the size of the stranded strand from about 0.1% to about 10% by weight relative to the total weight of the sized natural fiber strands; Or in a non-aqueous sizing composition that provides a final fraction of from about 0.1% to about 25% by weight relative to the total weight of the natural fiber strand sized.

대체 구현예에서, 코팅 구성성분을, 예를 들어, 실온에서 고체, 비정질 또는 유체 형태일 수 있는 액체 탄화수소 오일 및 왁스를 포함하여, 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다. 탄화수소 오일은 Mobil Chemicals 로부터 입수가능한, 바람직하게는 광물 오일, 예컨대 "WHITEREX 425" 이다. 적당한 탄화수소 왁스의 예는 Shell Chemical Co. 로부터 입수가능한 "SHELLWAX 100" 이다. 탄화수소 코팅 구성성분을 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 의 사이징된 스트랜드 중량의 분율을 제공하는 수성 사이징 조성물에서; 또는 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 총중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량% 를 제공하는 비수성 사이징 조성물에서 사용할 수 있다.In alternative embodiments, the coating component may be selected from the group consisting of hydrocarbons, including, for example, liquid hydrocarbon oils and waxes that may be in solid, amorphous or fluid form at room temperature. Hydrocarbon oils are available from Mobil Chemicals, preferably mineral oils such as "WHITEREX 425". Examples of suitable hydrocarbon waxes are Shell Chemical Co. "SHELLWAX 100" available from. In an aqueous sizing composition wherein the hydrocarbon coating component provides a fraction of the size of the size of the stranded strand, from about 0.1% to about 10% by weight relative to the total weight of the sized natural fiber strand; Or in a non-aqueous sizing composition that provides from about 0.1% to about 25% by weight relative to the total weight of the natural fiber strand sized.

바람직하게는, 본 발명의 수성 또는 비수성 사이징 조성물에서 사용되는 코팅 구성성분은 약 250 원자량 단위(amu) 내지 약 4000 amu 범위의 분자량을 갖는 탄화수소 오일 또는 왁스이다. 천연 섬유 스트랜드에 적용되기 전에 수성 사이징 조성물에 혼입되는 상기 탄화수소 코팅 구성성분의 양은 수성 사이징 조성물의총중량에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량% 로 다양할 수 있다. 바람직하게는, 수성 기재 사이징에 첨가되는 양은 수성 사이징 조성물의 총중량에 대해 약 1 중량% 내지 약 3 중량% 이다. 본 발명에 따른 비수성 사이징 조성물에서, 탄화수소 코팅 구성성분의 양은 비수성 사이징 조성물의 총중량에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 25 중량% 로 다양할 수 있고, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 15 중량% 이다.Preferably, the coating component used in the aqueous or non-aqueous sizing composition of the present invention is a hydrocarbon oil or wax having a molecular weight ranging from about 250 atomic weight units (amu) to about 4000 amu. The amount of said hydrocarbon coating component incorporated into the aqueous sizing composition prior to application to the natural fiber strands may vary from about 0.5% to about 10% by weight relative to the total weight of the aqueous sizing composition. Preferably, the amount added to the aqueous substrate sizing is from about 1% to about 3% by weight relative to the total weight of the aqueous sizing composition. In the non-aqueous sizing composition according to the present invention, the amount of hydrocarbon coating component may vary from about 0.5% to about 25% by weight, preferably from about 10% to about 15% by weight relative to the total weight of the non-aqueous sizing composition. % to be.

사이징 조성물은 또한 적당한 커플링제를 포함할 수 있다. 커플링제는 천연 섬유 스트랜드와 사이징 조성물 사이의 연결을 촉진시키고, 이에 의해 스트랜드 표면에 대한 사이징 조성물의 양호한 접착을 가능하게 한다. 상기 커플링제의 예는 유기실란, 티타네이트, 지르코네이트, 알루미네이트, 지르코-알루미네이트 및 크롬 메타크릴레이트를 포함한다. 천연 섬유의 존재하에 사용 동안 중합할 수 있는 임의 유기실란 커플링제는 천연 섬유 표면의 습식화를 촉진시키고, 차례로 섬유 표면의 분자들을 상호작용시키고 함께 접착시킴으로써 일부 접착성을 나타낸다. 결국, 상기 유기실란의 사용으로 접착 효과를 관찰한다. 이에 관해, 유기 실란 커플링제는, 또한 본 발명의 사이징 조성물에 포함될 수 있는 열경화성 코팅 구성성분과 유사한 열경화성을 증명한다. 본 발명의 수성 또는 비수성 사이징 조성물에서 커플링제로서 작용하는 적당한 유기실란은 감마-아미노 프로필트리에톡시 실란이고, 이는 상품명 "A-1100" 으로 C.K. Witco Inc. 로부터 입수가능한 아미노실란이다. 커플링제를 유효량으로 사용하여 천연 섬유 스트랜드의 표면에 사이징 조성물을 접착시키는데 필요한 커플링 효과를 제공한다.The sizing composition may also include a suitable coupling agent. The coupling agent promotes the connection between the natural fiber strand and the sizing composition, thereby enabling good adhesion of the sizing composition to the strand surface. Examples of such coupling agents include organosilanes, titanates, zirconates, aluminates, zirco-aluminates and chromium methacrylates. Any organosilane coupling agent capable of polymerizing during use in the presence of natural fibers promotes the wetting of the natural fiber surface, which in turn exhibits some adhesion by interacting and adhering molecules on the fiber surface. Eventually, the adhesion effect is observed with the use of the organosilane. In this regard, the organosilane coupling agent also demonstrates thermosetting similar to the thermosetting coating constituents that may be included in the sizing composition of the present invention. Suitable organosilanes that act as coupling agents in the aqueous or non-aqueous sizing compositions of the present invention are gamma-amino propyltriethoxy silanes, which are designated by C.K. Witco Inc. Aminosilane available from. An effective amount of coupling agent is used to provide the coupling effect required to adhere the sizing composition to the surface of the natural fiber strand.

부가적으로, 가공 보조제, 윤활제, 점도 개질제, 계면활성제, 냄새 억제제, 방향제, 살균제, 살생제 및 중합체성 상용화제로부터 선택되는 하나 이상의 종래 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 종래 기술의 당업자는 사이징 조성물에서 목적 효과에 비례하는 각각의 상기 첨가제의 선택 및 양을 결정할 수 있다.In addition, it may also include one or more conventional additives selected from processing aids, lubricants, viscosity modifiers, surfactants, odor inhibitors, fragrances, fungicides, biocides, and polymeric compatibilizers. One skilled in the art can determine the selection and amount of each such additive in proportion to the desired effect in the sizing composition.

그러므로, 만일 사용한다면, 사이징 조성물을 적용하여 사이징 조성물로 스며들거나 코팅되는 천연 섬유 강화물의 스트랜드로 구성된 멀티 섬유 강화 생성물을 형성할 수 있다. 사이징 조성물을, 딥드로(dip-draw) 침적 중탕(bath), 롤러, 패드 또는 분무기를 포함하여, 임의 종래 수단으로 적용시킬 수 있다. 사이징 조성물을 연속 방식으로 인라인(in-line) 도포기를 이용하여 적용할 수 있거나, 분리해서 오프라인(off-line)으로 적용시킬 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 천연 섬유의 형태에 따라, 사이징을 약 10 ℃(50 ℉) 내지 약 200 ℃(392 ℉) 범위의 온도에서 적용시킨다. 그러나, 적용 온도는, 셀룰로스 섬유를 퇴화시키는 한에 있어서, 확장 기간 동안 통상 200 ℃(392 ℉)를 초과하지 않아야 한다. 사이징을 예를 들어 대다수의 개별 필라멘트에 적용시킬 수 있고, 이는 사이징 조성물로의 처리 후 모아지고 스트랜드로 트위스트되거나, 대신, 사이징 조성물을 미리 형성된 스트랜드에 적용시킬 수 있다.Therefore, if used, the sizing composition can be applied to form a multi fiber reinforced product consisting of strands of natural fiber reinforcement that are permeated or coated with the sizing composition. The sizing composition can be applied by any conventional means, including dip-draw dip baths, rollers, pads or sprayers. The sizing composition may be applied using an in-line applicator in a continuous manner, or may be applied separately off-line. Preferably, depending on the type of natural fiber used, the sizing is applied at a temperature in the range of about 10 ° C (50 ° F) to about 200 ° C (392 ° F). However, the application temperature should generally not exceed 200 ° C. (392 ° F.) during the expansion period, as long as the cellulosic fibers are degraded. The sizing can be applied, for example, to the majority of individual filaments, which can be collected and twisted into strands after treatment with the sizing composition, or instead the sizing composition can be applied to the preformed strands.

후자 방법에서, 스트랜드에서 개별 필라멘트의 표면 전부를 실질적으로 코팅시키기 위해, 사이징 조성물은 천연 섬유 스트랜드에서 필라멘트를 통해 사이징 조성물의 흐름을 스며들게 하거나 침투시키는 점도이어야 한다. 수성 및 비수성 사이징 조성물에 대해, 점도는 약 1 cP(0.001 Pa ·s) 내지 약 200 cPs(0.2 Pa·s) 범위일 수 있다. 수성 사이징 조성물은 혼합 고체의 양에 따라 바람직하게는 약 60 ℃(140 ℉)에서 약 1 cP(0.001 Pa ·s) 내지 약 20 cPs(0.02 Pa ·s) 의 점도의 범위일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 60 ℃(140 ℉)에서 약 1 cP(0.001 Pa ·s) 내지 약 10 cPs(0.01 Pa ·s) 점도이다. 사이징이 비수성인 경우, 점도는 60 ℃(140 ℉)에서 약 20 cPs(0.02 Pa ·s) 내지 약 200 cPs(0.2 Pa ·s) 범위일 수 있고, 바람직하게는 60 ℃(140 ℉)에서 약 20 cPs(0.02 Pa ·s) 내지 약 60 cPs(0.06 Pa ·s) 이다. 상기 바람직한 점도는 전형적으로 사이징 조성물에 의한 천연 섬유 스트랜드에서 필라멘트의 충분한 침투 및 코팅을 촉진시킨다.In the latter method, in order to substantially coat all of the surfaces of the individual filaments in the strand, the sizing composition should be of a viscosity that permeates or penetrates the flow of the sizing composition through the filaments in the natural fiber strand. For aqueous and non-aqueous sizing compositions, the viscosity can range from about 1 cP (0.001 Pa.s) to about 200 cPs (0.2 Pa.s). The aqueous sizing composition may preferably range in viscosity from about 1 cP (0.001 Pa.s) to about 20 cPs (0.02 Pa.s) at about 60 ° C. (140 ° F.), more preferably depending on the amount of mixed solids. Preferably, the viscosity is from about 1 cP (0.001 Pa.s) to about 10 cPs (0.01 Pa.s) at 60 ° C. (140 ° F.). If the sizing is non-aqueous, the viscosity may range from about 20 cPs (0.02 Pa.s) to about 200 cPs (0.2 Pa.s) at 60 ° C. (140 ° F.), preferably at about 60 ° C. (140 ° F.). 20 cPs (0.02 Pa.s) to about 60 cPs (0.06 Pa.s). This preferred viscosity typically promotes sufficient penetration and coating of the filaments in the natural fiber strand by the sizing composition.

상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 한 구현예는 대다수의 천연 섬유로 구성된 연속 천연 섬유 강화물의 스트랜드를 포함하는 성형성 재료이고, 이는 열가소성 재료의 주조에서 실질적으로 외장된다. 열가소성 재료는 바람직하게는 섬유 강화 복합물의 형성에서 성형 매트릭스 수지로서 사용에 적당한 것이다. 열가소성 재료는 전형적으로 약 7000 원자량 단위 이상의 분자량 내지 수십만 원자량 단위의 분자량을 갖고, 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르, 비닐 중합체, 중합체 개질 아스팔트 및 이들의 혼합물을 포함하지만 여기에 제한되지 않는다. 상기 열가소성 재료의 예는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 개질 아스팔트, 재생 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 공중합체 폴리아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다.As described above, one embodiment of the present invention is a moldable material comprising a strand of continuous natural fiber reinforcement composed of a majority of natural fibers, which is substantially sheathed in the casting of the thermoplastic material. The thermoplastic material is preferably one suitable for use as a molding matrix resin in the formation of fiber reinforced composites. Thermoplastic materials typically have, but are not limited to, polyolefins, polyamides, thermoplastic polyesters, vinyl polymers, polymer modified asphalt, and mixtures thereof, having molecular weights of from about 7000 atomic weight units to hundreds of thousands of atomic weight units. Examples of such thermoplastic materials include polypropylene, polyethylene, polypropylene modified asphalt, recycled polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene copolymer polyamides, and mixtures thereof.

열가소성 재료의 양 및 형태는 이와 조합으로 형성되는 성형성 재료를 종래성형 공정으로, 임의 기타 성형 수지의 추가 첨가 없이, 성형시켜 섬유 강화 복합 제품을 형성하는 것일 수 있다. 임의로, 성형성 재료는 성형 공정 동안 추가로 종래 공지된 성형 수지와 추가 조합될 수 있다. 상기 추가 성형 수지는, 종래 기술의 당업자에게 명백한 한, 성형 목적에 적당한 폴리올레핀, 폴리아미드 또는 기타 임의 열가소성 중합체를 포함한다.The amount and form of the thermoplastic material may be that of the moldable material formed in combination therewith in a conventional molding process to form a fiber reinforced composite article without the addition of any other molding resin. Optionally, the moldable material may be further combined with further conventionally known molding resins during the molding process. Such further molding resins include polyolefins, polyamides or other optional thermoplastic polymers suitable for molding purposes, as will be apparent to those skilled in the art.

본 발명의 성형 재료의 제조 방법은 멀티 필라멘트 천연 섬유 스트랜드를 제공하고, 열가소성 재료의 외장에 스트랜드를 외장시키는 것을 포함한다. 열가소성 재료로 외장시키기 전에, 천연 섬유 스트랜드를 이후 기재되는 사이징 조성물로 임의 사이징시킬 수 있다.The method for producing the molding material of the present invention includes providing a multifilament natural fiber strand and covering the strand with a sheath of thermoplastic material. Prior to sheathing with the thermoplastic material, the natural fiber strands can be optionally sized with the sizing composition described below.

도 1 은, 본 발명에 따라, 비수성 사이징을 이용하는, 성형성 재료의 제조 방법의 한 구현예를 설명한다. 도 1 에 있어서, 천연 섬유 스트랜드(1)의 하나 이상의 말단을 콜릿(2)로부터 풀어주고 하나 이상의 롤러(3)에 통과시키고, 이후 천연 섬유 스트랜드 말단(1)을 침적시키고 딥배쓰(dip-bath)(4)에서 뽑아낸다. 딥배쓰(4)는 천연 섬유 스트랜드 말단(1)의 필라멘트를 통해 이의 흡입 또는 침투를 허용하는데 충분한 점도의 사이징 조성물을 함유한다. 예를 들어, 사이징 조성물은, 본원에 기재되는 바와 같이, 코팅 구성성분 예컨대 탄화수소 오일 뿐만 아니라 하나 이상의 기타 종래 첨가제를 포함할 수 있다. 딥배쓰(4)를 빠져나온 후, 말단의 신장 및 수집을 제공하기 위해 스트랜드 말단(1)을 임의로 뽑아내어 다중 필라멘트로 구성된 강화 말단(1a)를 형성하고, 이 주위에 열가소성 재료의 층을 적용시켜 외장부를 형성한다. 대체 구현예에서, 수성 사이징을 사용하는 경우, 강화 말단(1a)를 하나 이상의 오븐(나타내지 않음)에 통과시킨 후 열가소성 재료의 코팅을 적용시킨다.1 illustrates one embodiment of a method of making a formable material using non-aqueous sizing, in accordance with the present invention. 1, one or more ends of the natural fiber strand 1 are released from the collet 2 and passed through one or more rollers 3, after which the natural fiber strand ends 1 are deposited and dip-bathed. (4). The dipbath 4 contains a sizing composition of sufficient viscosity to allow its inhalation or penetration through the filaments of the natural fiber strand ends 1. For example, the sizing composition can include coating components such as hydrocarbon oils, as well as one or more other conventional additives, as described herein. After exiting the deep bath 4, the strand ends 1 are optionally pulled out to provide extension and collection of the ends to form a reinforced end 1a consisting of multiple filaments, with a layer of thermoplastic material applied around them. To form an exterior portion. In an alternative embodiment, when using aqueous sizing, the reinforcing end 1a is passed through one or more ovens (not shown) and then a coating of thermoplastic material is applied.

외장부를 형성하기 위해 연속 섬유 재료의 주위에 열가소성 재료를 적용시키는 특히 바람직한 방법은 미국 특허 No. 5,972,503 에 기재되어 있다. 상기 방법에 있어서, 천연 섬유 스트랜드를 당기거나 달리 적당한 코팅 장치에 통과시킬 수 있다. 코팅 장치는 적당히 스트란트 코팅용 용융 열가소성 재료 공급원을 제공하는 수단, 예컨대 압출기를 포함한다. 그 다음, 코팅된 스트랜드를 다이를 통해 통과시키고, 이는 스트랜드의 표면상에 용융 열가소성 재료층의 양 및 두께를 조절하고, 용융 열가소성 재료를 부드럽게 하여 스트랜드를 집어넣는 외장부를 형성한다. 다수의 코팅된 스트랜드를 대응하는 다수의 다이를 통해 당기거나 달리 통과시킴으로써 대다수의 외장된 스트랜드를 형성할 수 있고, 각각의 다이는 코팅물을 목적 두께의 열가소성 외장으로 형성하도록 사이징된 동공을 갖는다. 바람직하게는, 코팅 장치는 와이어 코터(coater)이고, 이는 상대적으로 균일한 두께의 외장부를 각각의 스트랜드 상에 형성하기 위해 하나 이상의 스트랜드를 열가소성 재료로 코팅 또는 외장시킬 수 있는 장치 또는 일군의 장치이다. 바람직하게는, 와이어 코터는 또한 균일한 목적 두께 및/또는 횡단면을 외장부에 형성하는 다이를 포함한다.Particularly preferred methods of applying a thermoplastic material around the continuous fiber material to form the sheath are described in US Pat. 5,972,503. In this method, the natural fiber strands can be pulled or otherwise passed through a suitable coating apparatus. The coating apparatus suitably comprises a means, such as an extruder, to provide a source of molten thermoplastic material for coating the strand. The coated strand is then passed through a die, which controls the amount and thickness of the layer of molten thermoplastic material on the surface of the strand and softens the molten thermoplastic material to form a sheath into which the strand is inserted. A large number of sheathed strands can be formed by pulling or otherwise passing a plurality of coated strands through a corresponding plurality of dies, each die having a pupil sized to form the coating into a thermoplastic sheath of desired thickness. Preferably, the coating device is a wire coater, which is a device or group of devices capable of coating or sheathing one or more strands with thermoplastic material to form a sheath of relatively uniform thickness on each strand. . Preferably, the wire coater also includes a die that forms a uniform desired thickness and / or cross section in the enclosure.

스트랜드를 와이어 코터를 통해 당기는, 풀러(puller)와 같은 적당한 메카니즘을 이용하여, 스트랜드를 코팅 장치에 공급하거나 통과시킨다. 풀러는 와이어 코터와 분리되거나 일부일 수 있다. 이후 와이어 코팅된 스트랜드를 실패또는 이의 동등물에 감을 수 있거나, 달리 절단기에 통과시켜 펠렛으로 단편화시킬 수 있다. 또한 풀러로서 작용시키거나, 와이어 코터를 통한 스트랜드의 당김시 풀러를 보조하기 위해 절단기를 적응시킬 수 있다. 와이어 코터 다이를 통한 천연 섬유 스트랜드의 속도는 100 - 300 피트/분(0.508 - 1.524 m/s)으로 다양할 수 있다. 상기 신속한 생산량 속도는 천연 섬유 스트랜드를 열가소성 재료에 노출시키면서, 이는 상대적으로 높은 온도이지만, 천연 섬유 스트랜드 자체의 온도를 섬유의 퇴화가 발생하지 않는 지점까지 상승하지 않는 정도로 노출 시간을 최소화시킨다. 결국, 천연 섬유 스트랜드는 양호한 열 이력을 갖고, 복합물 제조용의 우수한 강화물을 제공하는 성형성 재료를 양호하게 형성할 수 있다.The strand is fed or passed through the coating apparatus using a suitable mechanism such as a puller, which pulls the strand through the wire coater. The puller may be separate or part of the wire coater. The wire coated strand can then be wound around a failure or its equivalent, or else passed through a cutter to fragment into pellets. The cutter can also be adapted to act as a puller or to assist the puller in pulling the strand through the wire coater. The speed of the natural fiber strand through the wire coater die can vary from 100 to 300 feet / minute (0.508 to 1.524 m / s). This rapid yield rate exposes the natural fiber strand to the thermoplastic material, which minimizes the exposure time to a relatively high temperature, but does not raise the temperature of the natural fiber strand itself to the point where no degradation of the fiber occurs. As a result, the natural fiber strands have good thermal history and can form good moldable materials that provide good reinforcements for composite production.

본 기술을 도 1 에 나타내고, 여기에서 개별적으로 사이징된 천연 섬유 스트랜드 말단(1)을 수집함으로써 형성된 강화 말단(1a)을 코팅 장치로서 와이어 코터(6)을 통해 뽑아낸다. 와이어 코터(6)은 형상 다이(7)을 장착하고, 이는 둥근 외형, 또는 다이(7)을 빠져나온 후 와이어 코팅된 스트랜드의 목적 횡단면성 프로파일에 따라 임의 기타 목적 외형일 수 있다. 헤드박스(8)에서 펠렛과 같은 고체 열가소성 원료의 용융으로부터 유도되는 용융 열가소성 재료를 와이어 코터(6)에 공급한다. 그 다음 용융 열가소성 재료를 압출기(9)에 공급한다. 압출기(9)로부터, 용융 열가소성 재료의 스트림을 와이어 코터(6)을 통과함에 따라 노즐 개구부(나타내지 않음)를 통해 강화 말단(1a)에 밀어 넣는다. 강화 말단(1a)를 다이(7)을 통해 뽑아냄에 따라, 열가소성 재료를 강화 말단(1a) 주위에 흐르도록 하고, 이에 의해 열가소성 외장된 스트랜드(10)을 형성하고, 여기에서 천연 섬유 필라멘트를 함께 묶어 열가소성 재료의 외층으로 둘러싸는 중심부를 형성한다. 열가소성 외장된 스트랜드(10)을 와이어 코터(6)에서 빠져나오게 하고 주위 온도에서 물중탕(11)을 통해 뽑아내며, 이는 냉각 수단으로서 작용한다. 임의 적합한 대체 냉각 수단, 예를 들어, 공기 건조 냉동 기구, 또는 물 분무기를 사용할 수 있다.The present technique is shown in FIG. 1, wherein the reinforcing ends 1a formed by collecting the individually sized natural fiber strand ends 1 are pulled out through the wire coater 6 as a coating apparatus. The wire coater 6 mounts a shape die 7, which may be a rounded contour, or any other desired contour, depending on the desired cross-sectional profile of the wire coated strand after exiting the die 7. In the headbox 8 a molten thermoplastic material derived from the melting of a solid thermoplastic raw material such as pellets is fed to the wire coater 6. The molten thermoplastic material is then fed to the extruder 9. From the extruder 9, a stream of molten thermoplastic material is pushed through the nozzle opening (not shown) into the reinforcement end 1a as it passes through the wire coater 6. As the reinforcement end 1a is pulled out through the die 7, the thermoplastic material flows around the reinforcement end 1a, thereby forming a thermoplastic sheathed strand 10, wherein the natural fiber filaments are It is tied together to form a central part surrounded by an outer layer of thermoplastic material. The thermoplastic sheathed strand 10 exits the wire coater 6 and is drawn through the water bath 11 at ambient temperature, which acts as a cooling means. Any suitable alternative cooling means may be used, for example an air drying refrigeration apparatus, or a water sprayer.

냉각된 열가소성 외장된 스트랜드(10)을 감고 연속 형태의 후속 성형용으로 저장시킬 수 있거나, 펠렛으로 절단시키고 성형 적용의 후속 용도로 포장할 수 있다. 연속 스트랜드의 별개 펠렛으로의 절단을 인라인 또는 오프라인 공정을 통해 수행할 수 있다. 이에 관해, 장비는 연속 스트랜드를 대다수의 별개 펠렛으로 단편화시키기 위한 절단기와 같은 수단을 포함할 수 있다. 도 1 로 나타낸 구현예에서, 열가소성 외장된 말단(10)을 하나 이상의 롤러(12)로 신장시키고, 그 다음 절단기(13)를 통해 뽑아내고, 이는 스트랜드(10)을 목적 크기와 대략 동일한 길이로 단편화시킨다. 바람직하게는 열가소성 외장된 스트랜드(10)을 약 0.25 인치(0.635 cm) 내지 약 2 인치(5.08 cm) 길이의 펠렛(14)으로 절단시킨다. 임의로, 열가소성 외장된 말단(10)을 와이어 코터의 다운스트림 및 절단 수단 밑에 위치된 풀러(나타내지 않음)로 와이어 코터를 통해 당길 수 있다. 대안적으로, 풀러의 기능을 수행하기 위해 또는 와이어 코터를 통해 사이징된 천연 섬유 스트랜드의 당김시 풀러를 보조하기 위해 절단 수단 자체를 적응시킬 수 있다.The cooled thermoplastic sheathed strand 10 may be wound and stored for subsequent molding in continuous form, or it may be cut into pellets and packaged for subsequent use in the molding application. Cutting of continuous strands into separate pellets can be carried out via an inline or offline process. In this regard, the equipment may include means such as a cutter for fragmenting the continuous strand into the majority of discrete pellets. In the embodiment shown in FIG. 1, the thermoplastic sheathed end 10 is stretched with one or more rollers 12 and then pulled out through the cutter 13, which causes the strand 10 to be about the same length as the desired size. Fragment Preferably, the thermoplastic sheathed strand 10 is cut into pellets 14 of about 0.25 inches (0.635 cm) to about 2 inches (5.08 cm) in length. Optionally, the thermoplastic sheathed end 10 can be pulled through the wire coater into a puller (not shown) located downstream of the wire coater and below the cutting means. Alternatively, the cutting means itself may be adapted to perform the function of the puller or to assist the puller in pulling the sized natural fiber strands through the wire coater.

생성 펠렛(14)는 바람직하게는 길이 약 0.25 인치(0.635 cm) 내지 약 2 인치(5.08 cm)로 다양하고, 가장 바람직한 길이는 약 0.5 인치(1.27 cm) 내지 약 1인치(2.54 cm) 이다. 그러나 펠렛의 길이를 적당한 적용에 요구되는 대로 길이를 길게 또는 짧게 조정시킬 수 있다. 따라서, 펠렛 사이즈를 선택하여 적당한 섬유 길이 신장을 제공할 뿐만 아니라, 자동화된 조작 및 가공 장비에 대한 최적 종횡비를 제공할 수 있다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 펠렛(14)를 용기(15)에 수집하고 미래 포장 또는 가공용으로 저장할 수 있거나, 인라인 포장 장치를 형성 작업(나타내지 않음)으로 통합시킴으로써 직접 포장시킬 수 있다.The resulting pellets 14 preferably vary from about 0.25 inches (0.635 cm) to about 2 inches (5.08 cm) in length, with the most preferred length being about 0.5 inches (1.27 cm) to about 1 inch (2.54 cm). However, the length of the pellets can be adjusted longer or shorter as required for proper application. Thus, the pellet size can be selected to provide adequate fiber length elongation as well as to provide an optimum aspect ratio for automated handling and processing equipment. As shown in FIG. 1, the pellets 14 may be collected in a container 15 and stored for future packaging or processing, or may be packaged directly by integrating an inline packaging device into a forming operation (not shown).

비록 열가소성 재료의 외장을 적용시킨 후 와이어 코팅된 스트랜드를 당기는 다이의 외형을 변화시킴으로써 형상을 변형시킬 수 있어도 본 발명에 따라 형성된 펠렛은 전형적으로 원통형 형상이다. 도 2 는 대략 원통형 형상이고, 이는 하나 이상의 이동 말단으로부터 유도되는 대다수의 천연 섬유 필라멘트로 구성되는 중심부(17) 주위에 외피를 형성하는 열가소성 재료의 관형 외장부(16)를 포함한다. 본 발명으로 형성되는 펠렛의 상기 구현예의 횡단면은, 천연 섬유 필라멘트의 중심부(17)이 실질적으로 외장부(16)으로 둘러싸이는 것을 나타내어, 외장부(16)이 중심부(17) 주위에 실질적으로 일정한 두께인 열가소성 재료의 층을 제공한다.The pellets formed according to the present invention are typically cylindrical in shape, although the shape can be modified by changing the appearance of the die pulling the wire coated strand after applying the sheath of thermoplastic material. FIG. 2 is approximately cylindrical in shape and includes a tubular sheath 16 of thermoplastic material forming an envelope around a central portion 17 consisting of a majority of natural fiber filaments derived from one or more moving ends. The cross section of this embodiment of the pellets formed with the present invention shows that the central portion 17 of the natural fiber filament is substantially surrounded by the sheath 16, such that the sheath 16 is substantially constant around the center 17. It provides a layer of thermoplastic material that is thick.

펠렛은 다양한 중량 분율의 열가소성 외장 재료를 함유할 수 있다. 한 바람직한 구현예에서, 열가소성 외장 재료는 복합 제품을 형성하기 위해 성형 재료의 성형 동안 복합 매트릭스를 형성하는데 사용되는 모든 성형 수지를 제공하여, 성형 전 부수적인 성형 수지와의 배합이 불필요하다. 따라서, 열가소성 외장부의 두께를 다양하게 하여 성형성 재료에서 열가소성 재료의 분율을 증가 또는 감소시킬 수 있다.The pellets may contain various weight fractions of thermoplastic facing material. In one preferred embodiment, the thermoplastic facing material provides all of the molding resins used to form the composite matrix during molding of the molding material to form the composite article, eliminating the need for compounding with the additional molding resin prior to molding. Accordingly, the thickness of the thermoplastic sheath can be varied to increase or decrease the fraction of thermoplastic material in the moldable material.

본 발명은 추가로 사출 성형, 압축 성형, 압출-압축 성형, 압출-사출 성형, 압축-사출 성형, 또는 이들의 임의 조합으로부터 선택된 성형 방법을 이용하여, 본 발명의 성형성 재료로부터 섬유 강화 복합 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 섬유 강화 복합 제품의 바람직한 제조 방법은, 성형성 재료를 가열성형시키기 위해, 그리고 열가소성 재료에 걸쳐 펠렛의 천연 섬유 단편을 분산시키기 위해, 가열 및/또는 압출을 포함하는 성형 방법에서 본 발명의 펠렛을 성형시키는 것을 포함한다. 그 다음 용융 열가소성 재료 및 섬유의 혼합물을 종래 공지된 방법, 예컨대, 사출 또는 압출로 적당한 금형에 도입시키거나, 달리 제품으로 형성하거나 형상을 만들고 냉각시킨다. 냉각 공정 동안, 용융 열가소성 재료 및 천연 섬유 단편의 혼합물이 딱딱하고 탄성인 복합물로 경화된다.The present invention further utilizes a molding method selected from injection molding, compression molding, extrusion-compression molding, extrusion-injection molding, compression-injection molding, or any combination thereof, to provide a fiber reinforced composite article from the moldable material of the present invention. It relates to a method for producing. Preferred methods of making fiber reinforced composite articles include pellets of the invention in a molding process comprising heating and / or extrusion to heat mold the moldable material and to disperse the natural fiber fragments of the pellets across the thermoplastic material. Molding. The mixture of molten thermoplastic material and fibers is then introduced into a suitable mold by conventionally known methods, such as injection or extrusion, or otherwise formed into a product, shaped or cooled. During the cooling process, the mixture of molten thermoplastic material and natural fiber fragments is cured into a hard and elastic composite.

실시예Example

실시예 1.Example 1. 비수성 사이징 방법.Non-aqueous sizing method.

중량 약 3.2 g/야드(3.50 g/m) 및 약 1 트위스트/인치(2.54 cm) 의 상용 사이잘 삼실(Ambraco 16000 Untreated Baler Twine)을 사용하였다. 삼실에서 사이잘 섬유의 수는 약 120 이었다. 비수성 사이즈의 샘플, 샘플 A-C를 제조하였다:A commercial sisal twine (Ambraco 16000 Untreated Baler Twine) weighing about 3.2 g / yard (3.50 g / m) and about 1 twist / inch (2.54 cm) was used. The number of sisal fibers in the twine was about 120. Samples of non-aqueous size, Sample A-C, were prepared:

A. 1000 g 의 광물유(WHITEREX 425).A. 1000 g mineral oil (WHITEREX 425).

B. 750 g 의 광물유 및 250 g 의 말레에이트화 PP 왁스(EPOLENE E-43)를 조합하고 교반하면서 약 150 ℃(302 ℉) 로 가열시켰다.B. 750 g of mineral oil and 250 g of maleated PP wax (EPOLENE E-43) were combined and heated to about 150 ° C. (302 ° F.) with stirring.

C. 675 g 의 광물유, 225 g 의 말레에이트화 왁스 및 100 g 의 스테아르산을조합시키고 교반하면서 약 175 ℃(347 ℉) 로 가열시켰다.C. 675 g of mineral oil, 225 g of maleated wax and 100 g of stearic acid were combined and heated to about 175 ° C. (347 ° F.) with stirring.

사이잘 삼실 볼을 안쪽으로부터 풀고 각각의 사이즈에서 딥배쓰를 이용하여 침적시킨 다음 감기 기계 상에서 다시 감았다. 사이즈 A를 실온에서 적용하지만, 사이즈 B 및 사이즈 C를 사이징 중탕에서 가열시키고 상승 온도(100 ℃ ±20 ℃)(212 ℉ ±68 ℉)에서 사이잘에 적용하였다. 사이잘에 의해 선택된 사이징의 양은 사이징된 스트랜드의 총중량에 대해 약 15 - 20 중량% 범위이었다(다른 특별한 언급이 없는 한, 본원에 기재된 실시예에서의 모든 분율은 사이징된 스트랜드의 총중량에 대해 중량% 로 나타낸다). 그 다음 사이징된 사이잘 삼실의 소형으로 감겨진 패키지는 다음 단계에서 와이어 코팅되기 쉽다.The sisal twine ball was unrolled from the inside and deposited in each size using a dip bath and rewound on a winding machine. Size A was applied at room temperature, but size B and size C were heated in a sizing bath and applied to the sisal at elevated temperature (100 ° C. ± 20 ° C.) (212 ° F. ± 68 ° F.). The amount of sizing selected by the sisal ranged from about 15-20% by weight relative to the total weight of the sized strands (unless otherwise noted, all fractions in the examples described herein were weight percent relative to the total weight of the sized strands). ). The compactly wound package of sized sisal twine is then likely to be wire coated in the next step.

사이징된 천연 섬유를 Killion 2 인치(5.08 cm) 에 부착된 3 mm 직경의 출구 구멍을 갖는 크로스헤드 압출(와이어 코팅) 다이를 통해 걸어놓았다. 압출기 상의 설정점 온도는 모두 225 ℃(437 ℉)이었다. 압출기를 사용하여, 섬유가 다이를 통과할 때 섬유 주위의 2 % 폴리본드(Polybond) 3200 중합체성 커플링제와 미리 건조 혼화되는 용융 Huntsman P4C6Z-059(MFI = 35) 폴리프로필렌을 공급하였다. 다이를 빠져나온 후, 코팅된 스트랜드를 10 ℃(50 ℉) 로 유지되는 2 m 길이 물중탕에 즉시 그리고 Killion 4-24 이중 벨트 풀러에 통과시켰다. 상기 실시예에서 풀러 속도는 100 피트/분(0.508 m/s) 로 설정되었고 압출기 산출은 (건조) 섬유 함량 30 중량% 를 제공하도록 계산된 10 g/야드(10.93 g/m) 의 중량을 갖는 스트랜드를 수득하기 위해 설정되었다. 상기 실시예에서 스트랜드를 직접 풀러로부터 사출 성형기에 공급하기에 적당한 12 mm 길이의 펠렛으로 스트랜드를절단시키는 Conair Jetro 2047 절단기에 공급하였다.The sized natural fibers were hung through a crosshead extrusion (wire coated) die with a 3 mm diameter exit hole attached to Killion 2 inches (5.08 cm). The set point temperatures on the extruder were all 225 ° C. (437 ° F.). An extruder was used to supply molten Huntsman P4C6Z-059 (MFI = 35) polypropylene that was dry mixed with the 2% Polybond 3200 polymeric coupling agent around the fiber as it passed through the die. After exiting the die, the coated strands were immediately passed through a 2 m long water bath maintained at 10 ° C. (50 ° F.) and through a Killion 4-24 dual belt puller. In this example the puller speed was set at 100 feet / minute (0.508 m / s) and the extruder output had a weight of 10 g / yard (10.93 g / m) calculated to provide 30% by weight of the (dry) fiber content. Set to obtain strands. In this example the strands were fed directly from the puller to a Conair Jetro 2047 cutter which cuts the strands into pellets of 12 mm length suitable for feeding the injection molding machine.

각각의 샘플 A, B 및 C 로부터 펠렛을 88 ℃(190 ℉)에서 밤새 예비건조시킨 다음 사출 성형시켜 Van Dorn 300-RS-25 성형기를 이용하여 디스크를 형성하였다. 성형 설정점 온도는 150 ℃ - 171 ℃(302 ℉ - 340 ℉) 이고, 스크류 속도는 60 rpm(6.28 rad/s) 이며 배압은 80 psi(551.58 kPa) 이었다. 다이 공동(cavity)은 3 mm 두께 및 177 mm 직경이었다. 다이 온도를 88 ℃(190 ℉) 로 설정하였다. 성형 디스크를 육안 시험으로 평가하였다.The pellets from each of Samples A, B and C were pre-dried overnight at 88 ° C. (190 ° F.) and then injection molded to form discs using a Van Dorn 300-RS-25 molding machine. The molding set point temperature was 150 ° C.-171 ° C. (302 ° F.-340 ° F.), screw speed was 60 rpm (6.28 rad / s) and back pressure was 80 psi (551.58 kPa). The die cavity was 3 mm thick and 177 mm diameter. The die temperature was set at 88 ° C. (190 ° F.). Molded disks were evaluated by visual test.

모든 성형 디스크가 낮은 성형 온도로 인해 최소 냄새를 발산함을 관찰하였다. 부가적으로, 사이잘 섬유는 이들의 천연 옅은 갈색을 유지시키고, 이는 최소 수준의 퇴화가 가공 동안 더 이상 발생하지 않았음을 나타내었다.It was observed that all mold discs emit a minimal odor due to the low mold temperature. In addition, sisal fibers retained their natural pale brown color, indicating that minimal levels of degradation no longer occurred during processing.

디스크 A(샘플 A 의 펠렛으로부터 성형됨) 는 PP 매트릭스에 전달된 미분산 섬유 다발의 수집을 나타내고; 육안 추정치에 대해 약 10 % 의 섬유만이 매트릭스에 분산되었다. 디스크 B 는 높은 수준의 분산을 나타내었다. 섬유 다발의 약 10 % 미만이 매트릭스에 분산되지 않았음을 추정하였다. 디스크 C 는 실질적으로 완전한 섬유 분산을 나타내었고; 다발이 보이지 않았다.Disk A (formed from pellets of Sample A) represents the collection of undispersed fiber bundles delivered to the PP matrix; Only about 10% of the fibers were dispersed in the matrix for the visual estimate. Disk B showed a high level of dispersion. It was estimated that less than about 10% of the fiber bundles were not dispersed in the matrix. Disk C exhibited substantially complete fiber dispersion; The bundle was not visible.

실시예 2.Example 2. 수성 사이징 방법.Aqueous sizing method.

21.5 g 의 감마-아미노프로필트리에톡시 실란 및 100 g 의 말레에이트화 PP 에멀션(CHEMCOR 43N40)을 탈이온수에 첨가하여 제조된 사이즈의 최종량이 8823 g 이었다. 혼합 고체를 계산하여 0.6 중량% 이었다. 사이잘 삼실(실시예 1 과 동일 형태) 1135 g 의 양을 5 갤런(18.93 ℓ) 용량의 플라스틱 물통에 풀었다.물통에 느슨하게 펼쳤다. 수성 사이즈를 사이잘 삼실의 정상부에 붓고 10 분 동안 스며들게 하였다. 사이잘의 정상부 말단을 발견하였고 삼실을 손으로 이동시켰고 삼실을 이동시키면서 과량의 사이즈를 압착하였다. 사이징 후 사이징된 사이잘의 중량은 2853 g 이었고, 이는 사이잘이 사이징 조성물에서 이의 중량의 약 150 %를 차지한다는 것을 나타내었다. 기타 실험은 물에 침적시키는 경우 사이잘에 의해 선택된 물의 양은 사이잘 중량의 약 150 % 이다. 용기를 105 ℃(221 ℉)에서 강제 공기 오븐에 배치시키고 물을 약 30 시간 건조 후 제거시켰다. 건조된 사이잘 상에서 건조된 사이징 조성물의 양은 약 0.9 중량% 이었다. 그 다음 사이잘을 실시예 1 에 기재된 바와 같이 와이어 코팅시켰다.The final amount of size prepared by adding 21.5 g of gamma-aminopropyltriethoxy silane and 100 g of maleated PP emulsion (CHEMCOR 43N40) to deionized water was 8823 g. The mixed solids were calculated to be 0.6 wt%. The amount of 1135 g of sisal twine (same form as in Example 1) was loosened in a 5 gallon (18.93 L) plastic bucket. Loosely spread in the bucket. The aqueous size was poured on top of the sisal hemp and allowed to soak for 10 minutes. The top end of the sisal was found and the twine was moved by hand and the excess size was compressed while moving the twine. The weight of the sized sisal after sizing was 2853 g, indicating that the sisal accounted for about 150% of its weight in the sizing composition. In other experiments, the amount of water selected by sisal when immersed in water is about 150% of the sisal weight. The vessel was placed in a forced air oven at 105 ° C. (221 ° F.) and water was removed after drying for about 30 hours. The amount of dried sizing composition on the dried sisal was about 0.9% by weight. The sisal was then wire coated as described in Example 1.

출원인의 발명은 본원에서 상세하게 기재되지 않은 다수의 기타 구현예를 포함하고, 따라서 상기 개시는 상기 실시예 또는 바람직한 구현예에 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다는 것으로 생각된다.Applicant's invention is contemplated as including many other embodiments that are not described in detail herein, and therefore the above disclosure should not be understood as being limited to the above embodiments or preferred embodiments.

Claims (33)

대다수의 휘감은 섬유를 포함하는 천연 섬유 스트랜드, 및 열가소성 재료의 외장부를 포함하는 성형성 재료.A moldable material comprising a majority of natural fiber strands including a wrapped fiber, and a sheath of thermoplastic material. 제 1 항에 있어서, 천연 섬유가 황마, 무명, 바가스, 대마, 코이어, 리넨, 대나무, 섬모시풀, 케나프(kenaf), 사이잘, 헤네퀸, 마닐라삼, 아마 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성형성 재료.The method of claim 1, wherein the natural fibers are made of jute, cotton, vargas, hemp, coir, linen, bamboo, cilantro, kenaf, sisal, henequin, manila hemp, flax and mixtures thereof. Formable material selected from the group. 제 1 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르, 비닐 중합체, 중합체 개질 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성형성 재료.2. The moldable material of claim 1, wherein the thermoplastic material is selected from the group consisting of polyolefins, polyamides, thermoplastic polyesters, vinyl polymers, polymer modified asphalt, and mixtures thereof. 제 3 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 개질 아스팔트, 재생 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성형성 재료.4. The thermoplastic material of claim 3 wherein the thermoplastic material is comprised of polypropylene, polyethylene, polypropylene modified asphalt, recycled polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene copolymer, polyamide, and mixtures thereof. Formable material selected from the group. 제 1 항에 있어서, 천연 섬유 스트랜드의 표면에 사이징을 추가로 포함하는 성형성 재료.The formable material of claim 1 further comprising a sizing on the surface of the natural fiber strand. 제 5 항에 있어서, 사이징이 열가소성 중합체, 열경화성 중합체 또는 탄화수소를 코팅 구성성분으로서 포함하는 성형성 재료.6. The moldable material of claim 5, wherein the sizing comprises a thermoplastic polymer, a thermoset polymer or a hydrocarbon as coating component. 길이 약 0.25 인치(0.635 cm) 내지 약 2 인치(5.08 cm) 의 펠렛 형태의 제 1 항의 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.The multifilament fiber reinforced product of claim 1 in the form of pellets from about 0.25 inches (0.635 cm) to about 2 inches (5.08 cm) in length. 하나 이상의 가닥으로 형성되는 대다수의 천연 섬유 필라멘트로 구성된 천연 섬유 스트랜드; 및 필라멘트의 표면에 배치된 사이징 조성물의 코팅물을 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.Natural fiber strands composed of a majority of natural fiber filaments formed from one or more strands; And a coating of a sizing composition disposed on the surface of the filament. 제 8 항에 있어서, 천연 섬유가 황마, 무명, 바가스, 대마, 코이어, 리넨, 대나무, 섬모시풀, 케나프, 사이잘, 헤네퀸, 마닐라삼, 아마 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.The method of claim 8, wherein the natural fiber is selected from the group consisting of jute, cotton, vargas, hemp, coir, linen, bamboo, cilantro, kenaf, sisal, henequin, manila hemp, flax, and mixtures thereof. Multifilament fiber reinforced product. 제 8 항에 있어서, 천연 섬유 강화물이, 스트랜드 길이 1 인치(2.54 cm) 당 약 1 트위스트 내지 4 인치(10.16 cm) 당 약 1 트위스트의 트위스트 인자를 갖고, 스트랜드 길이 1 야드 당 약 1 g 내지 1 야드 당 약 4 g 의 중량을 갖는 1 가닥인 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.9. The natural fiber reinforcement of claim 8, wherein the natural fiber reinforcement has a twist factor of about 1 twist per 1 inch (2.54 cm) of strand length to about 1 twist per 4 inches (10.16 cm), and from about 1 g to 1 yard of strand length. A multi strand filament fiber reinforced product having a weight of about 4 g per yard. 제 8 항에 있어서, 사이징 조성물이 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 탄화수소 오일 및 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅 구성성분을 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.The multifilament fiber reinforced product of claim 8, wherein the sizing composition comprises a coating component selected from the group consisting of thermoplastic polymers, thermoset polymers, hydrocarbon oils, and waxes. 제 11 항에 있어서, 사이징 조성물이 탄화수소 오일 또는 왁스를 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.12. The multifilament fiber reinforced product of claim 11, wherein the sizing composition comprises a hydrocarbon oil or a wax. 제 12 항에 있어서, 사이징 조성물이 약 250 amu 내지 약 4000 amu 범위의 분자량을 갖는 탄화수소 오일 또는 왁스를 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.13. The multifilament fiber reinforced product of claim 12, wherein the sizing composition comprises a hydrocarbon oil or wax having a molecular weight ranging from about 250 amu to about 4000 amu. 제 12 항에 있어서, 사이징 조성물의 점도가 약 60 ℃(140 ℉) 의 온도에서 약 1 cP(0.001 Pa ·s) 내지 약 200 cPs(0.2 Pa ·s) 인 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.13. The multifilament fiber reinforced product of claim 12, wherein the viscosity of the sizing composition is from about 1 cP (0.001 Pa.s) to about 200 cPs (0.2 Pa.s) at a temperature of about 60 ° C (140 ° F). 제 8 항에 있어서, 사이징 조성물이 유기실란, 티타네이트, 지르코네이트, 알루미네이트, 지르코-알루미네이트 및 크롬 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 커플링제를 추가로 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.9. The multifilament fiber reinforced product of claim 8, wherein the sizing composition further comprises a coupling agent selected from the group consisting of organosilanes, titanates, zirconates, aluminates, zirco-aluminates and chromium methacrylates. 제 8 항에 있어서, 사이징 조성물이 가공 조제, 윤활제, 점도 개질제, 계면활성제, 냄새 억제제, 방향제, 살균제, 살생제 및 중합체성 상용화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 멀티 필라멘트 섬유 강화 생성물.The multifilament fiber reinforcement of claim 8, wherein the sizing composition further comprises at least one compound selected from the group consisting of processing aids, lubricants, viscosity modifiers, surfactants, odor inhibitors, fragrances, fungicides, biocides, and polymeric compatibilizers. product. 하기를 포함하는 성형성 천연 섬유 포함 재료의 제조 방법:Process for producing a moldable natural fiber-containing material comprising: a) 멀티 필라멘트 천연 섬유 스트랜드를 제공하고;a) providing a multifilament natural fiber strand; b) 천연 섬유 스트랜드를 열가소성 재료의 외장부에 외장시킴.b) Sheathing the natural fiber strands to the sheath of the thermoplastic material. 제 16 항에 있어서, 천연 섬유 스트랜드의 외장 단계가 열가소성 외장된 복합 스트랜드를 형성하는 와이어 코팅인 방법.17. The method of claim 16, wherein the sheathing of the natural fiber strands is a wire coating to form thermoplastic sheathed composite strands. 제 17 항에 있어서, 열가소성 외장된 천연 섬유 스트랜드를 펠렛으로 절단시키는 것을 추가로 포함하는 방법.18. The method of claim 17, further comprising cutting the thermoplastic clad natural fiber strand into pellets. 제 17 항에 있어서, 천연 섬유 스트랜드를 외장시키는데 사용되는 열가소성 재료의 분자량이 7000 amu 이상인 방법.18. The method of claim 17, wherein the molecular weight of the thermoplastic material used to sheath the natural fiber strand is at least 7000 amu. 제 17 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르, 비닐 중합체, 중합체 개질 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.18. The method of claim 17, wherein the thermoplastic material is selected from the group consisting of polyolefins, polyamides, thermoplastic polyesters, vinyl polymers, polymer modified asphalt, and mixtures thereof. 제 21 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 개질 아스팔트, 재생 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.22. The method of claim 21 wherein the thermoplastic material is comprised of polypropylene, polyethylene, polypropylene modified asphalt, recycled polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene copolymers, polyamides, and mixtures thereof. Selected from the group. 제 17 항에 있어서, 천연 섬유 스트랜드가 사이징 조성물로 사이징시킨 후 열가소성 재료로 외장되는 방법.18. The method of claim 17, wherein the natural fiber strands are sheathed with thermoplastic material after sizing with a sizing composition. 제 23 항에 있어서, 사이징 조성물이 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 탄화수소 오일 및 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅 구성성분을 포함하는 방법.The method of claim 23, wherein the sizing composition comprises a coating component selected from the group consisting of thermoplastic polymers, thermoset polymers, hydrocarbon oils, and waxes. 제 24 항에 있어서, 사이징 조성물이 실온에서 고체인 탄화수소 오일 또는 왁스를 포함하는 방법.The method of claim 24, wherein the sizing composition comprises a hydrocarbon oil or wax that is solid at room temperature. 제 25 항에 있어서, 사이징 조성물의 점도가 약 60 ℃(140 ℉) 의 온도에서 약 1 cP(0.001 Pa ·s) 내지 약 200 cPs(0.2 Pa ·s) 인 방법.The method of claim 25, wherein the viscosity of the sizing composition is between about 1 cP (0.001 Pa.s) and about 200 cPs (0.2 Pa.s) at a temperature of about 60 ° C. (140 ° F.). 제 25 항에 있어서, 탄화수소 오일 또는 왁스의 분자량이 약 250 amu 내지약 4000 amu 범위인 방법.The method of claim 25, wherein the hydrocarbon oil or wax has a molecular weight ranging from about 250 amu to about 4000 amu. 하기를 포함하는 섬유 강화 복합 제품의 제조 방법:A method of making a fiber reinforced composite product comprising: a) 열가소성 재료에 외장된 천연 섬유 스트랜드로 구성된 성형성 재료를 제공하고;a) providing a formable material consisting of natural fiber strands sheathed in a thermoplastic material; b) 열가소성 재료를 가열 용융시키고;b) heat melting the thermoplastic material; c) 재료를 작업하여 스트랜드를 필라멘트로 만들고 이의 필라멘트를 열가소성 재료에 분산시키고;c) working the material to make the strands into filaments and dispersing the filaments in the thermoplastic material; d) 성형성 재료를 성형시켜 제품을 형성하고;d) molding the moldable material to form a product; e) 제품을 냉각시켜 경화시킴.e) Cool and harden the product. 제 28 항에 있어서, 성형성 재료가 펠렛 형태인 방법.29. The method of claim 28, wherein the formable material is in pellet form. 제 29 항에 있어서, 펠렛의 성형 단계가 펠렛을 수지성 메트릭스 재료와 조합하는 것을 추가로 포함하는 방법.30. The method of claim 29, wherein forming the pellets further comprises combining the pellets with the resinous matrix material. 제 26 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리올레핀, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르, 비닐 중합체, 중합체 개질 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.27. The method of claim 26, wherein the thermoplastic material is selected from the group consisting of polyolefins, polyamides, thermoplastic polyesters, vinyl polymers, polymer modified asphalt, and mixtures thereof. 제 31 항에 있어서, 열가소성 재료가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 개질 아스팔트, 재생 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.32. The thermoplastic material of claim 31, wherein the thermoplastic material is comprised of polypropylene, polyethylene, polypropylene modified asphalt, recycled polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene copolymer, polyamide, and mixtures thereof. Selected from the group. 제 26 항의 방법으로 제조된 섬유 강화 복합 제품.A fiber reinforced composite product made by the method of claim 26.
KR1020027014189A 2000-04-27 2001-04-18 A moldable pellet based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer KR20020093065A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55961900A 2000-04-27 2000-04-27
US09/559,619 2000-04-27
PCT/US2001/012592 WO2001083598A2 (en) 2000-04-27 2001-04-18 Pellet comprising natural fibers and thermoplastic polymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020093065A true KR20020093065A (en) 2002-12-12

Family

ID=24234305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027014189A KR20020093065A (en) 2000-04-27 2001-04-18 A moldable pellet based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1287059A2 (en)
JP (1) JP2003531936A (en)
KR (1) KR20020093065A (en)
AU (1) AU2001253641A1 (en)
MX (1) MXPA02010295A (en)
WO (1) WO2001083598A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101969416B1 (en) * 2017-12-13 2019-04-16 금오공과대학교 산학협력단 The Method for Manufacturing Recycled Polypropylene/Bamboo/Kenaf Composites
WO2020105996A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 손근수 Method for preparing natural fiber composite material for injection molding by using convergent nozzle heating jig

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8419991B2 (en) 2004-09-21 2013-04-16 Cordenka Gmbh & Co. Kg Free-flowing pellets based on cellulose textile fibers and a method for the production thereof
BRPI0501280A (en) * 2005-04-13 2006-11-28 Ford Motor Company Brasil Ltda injection molding material and its use, process for obtaining an injection composite material, composite material and its use
EP2077300A1 (en) * 2006-10-23 2009-07-08 Sony Corporation Resin composition, shaped article and process for producing the same, and electronic equipment
JP5251098B2 (en) * 2007-12-06 2013-07-31 トヨタ紡織株式会社 Method for producing molded thermoplastic composition
CN101918200A (en) * 2007-12-21 2010-12-15 re8生物降解塑料公司 Method of making a polymer / natural fiber composite pellet and/or a coupling agent / natural fiber pellet and the pellet made by the method
FR2949125B1 (en) * 2009-08-11 2012-07-13 David Ambs COMPOSITE REINFORCEMENT BASED ON NATURAL FIBERS
US9109117B2 (en) 2012-02-14 2015-08-18 Weyerhaeuser Nr Company Process for making composite polymer
CN105176125A (en) * 2015-09-18 2015-12-23 安徽创业机电设备有限公司 Environment-friendly brush handle

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57108161A (en) * 1980-12-24 1982-07-06 Iwao Hishida Composite resin composition
DE3806661A1 (en) * 1988-03-02 1989-09-14 Kabelmetal Electro Gmbh METHOD FOR PRODUCING PLASTIC-REINFORCED OBJECTS FROM PLASTIC
DE4332587C2 (en) * 1993-09-24 1998-01-15 Color Plastic Chemie Albert Sc Fiber-containing plastic, process for its production, use of the plastic for the production of a masterbatch or a polymer compound
EP0687711B1 (en) * 1994-06-16 2002-08-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fibre composite material and process for its production
US6533882B1 (en) * 1996-08-12 2003-03-18 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
DE19711247C2 (en) * 1997-03-18 1999-09-23 Thueringisches Inst Textil Process for the production of long fiber granules based on fiber sliver
JP4476420B2 (en) * 2000-03-14 2010-06-09 株式会社神戸製鋼所 Fiber reinforced thermoplastic resin pellets and process for producing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101969416B1 (en) * 2017-12-13 2019-04-16 금오공과대학교 산학협력단 The Method for Manufacturing Recycled Polypropylene/Bamboo/Kenaf Composites
WO2020105996A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 손근수 Method for preparing natural fiber composite material for injection molding by using convergent nozzle heating jig
US11584040B2 (en) 2018-11-22 2023-02-21 KeunSoo SON Method for preparing natural fiber composite material for injection molding by using convergent nozzle heating jig

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001083598A3 (en) 2002-05-16
WO2001083598A2 (en) 2001-11-08
EP1287059A2 (en) 2003-03-05
MXPA02010295A (en) 2003-04-25
JP2003531936A (en) 2003-10-28
AU2001253641A1 (en) 2001-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0994978B1 (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
KR101578236B1 (en) Process for producing long glass fibre-reinforced thermoplastic compositions
US4455343A (en) Aqueous treating composition for glass fiber strands used to produce mats for thermoplastics
JP2010513732A (en) Chemical coating composition for glass fibers for improved fiber dispersion
US20170297274A1 (en) Hybrid long fiber thermoplastic composites
CN105723023B (en) Elastic non-woven pad
KR20020093065A (en) A moldable pellet based on a combination of natural fibers and thermoplastic polymer
WO2019195069A1 (en) Carbon fibers with tuned stiffness
US20020054985A1 (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
EP3068600B1 (en) Process for producing a glass fibre-reinforced thermoplastic polymer composition
EP0098315A1 (en) Aqueous treating composition for glass fiber strands used to produce mats for thermoplastic polymers
JP3292379B2 (en) Carbon fiber chop and method for producing the same
JPH06116851A (en) Fiber-reinforced thermoplastic resin structure and its production
JP2001271230A (en) Chopped strand of carbon fiber and method for producing the strand
JP2003530242A (en) Plastic granules
JP5226595B2 (en) Aliphatic polyester resin composition and molded article obtained by molding them
JP2003049002A (en) Filament-reinforced thermoplastic resin pellet, method and apparatus for producing the same
MXPA00000271A (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
JPH05261730A (en) Carbon fiber chops excellent in form and production thereof
JPH0530783B2 (en)
JP2569380C (en)

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid