CN1874970B - 玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品 - Google Patents

玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品 Download PDF

Info

Publication number
CN1874970B
CN1874970B CN2004800317393A CN200480031739A CN1874970B CN 1874970 B CN1874970 B CN 1874970B CN 2004800317393 A CN2004800317393 A CN 2004800317393A CN 200480031739 A CN200480031739 A CN 200480031739A CN 1874970 B CN1874970 B CN 1874970B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass fiber
fiber strand
glueing composition
coupling agent
total solids
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2004800317393A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1874970A (zh
Inventor
G·D·帕基特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Ohio Inc
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
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 PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of CN1874970A publication Critical patent/CN1874970A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1874970B publication Critical patent/CN1874970B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/25—Non-macromolecular compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2938—Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2962—Silane, silicone or siloxane in coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

至少部分地涂覆多根玻璃纤维用水性施胶组合物，其包括至少一种松香、至少一种偶联剂、和至少一种润滑剂。该松香可以是化学-改性的松香。能包括多种偶联剂，包括能提供多树脂相容性和希望的玻璃纤维丝束性能的偶联剂组合。至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束的实施方案所具有的性能尤其适合于不利用空气喷射纺织的应用。

Description

玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品
发明领域
本发明涉及玻璃纤维的施胶组合物和包括多根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维的玻璃纤维丝束。
发明背景
已知多种对玻璃-型表面如玻璃纤维进行的化学处理，以助于它们的可加工性和应用。在长丝形成之后将它们集束在一起之前，将涂料组合物或施胶组合物施涂到单根长丝表面的至少一部分上以保护它们免受磨损并协助加工。本文所使用的术语“施胶组合物”、“施胶剂(sizing)”、“粘结剂组合物”、“粘结剂”、或“胶料(size)”涉及在长丝形式之后立即用来涂覆它们的涂料组合物。施胶组合物可为整个后续加工步骤提供保护，如其中当纤维和丝束卷绕到成型筒上时、干燥基于水或基于溶剂的施胶组合物以除去水或溶剂时、从一个包装加捻到线轴(bobbins)时、整经以将纱置于通常在织物中用作经线的较大包装上时、在润湿或干燥条件下切短时、粗纺成更大的集束或丝束组时、退绕用作增强时、和其它下游加工时纤维经过接触点的那些后续加工步骤。
此外，施胶组合物当涂于在纤维-增强塑料的生产中增强聚合物基体的纤维上时能发挥双重作用。在此类应用中，该施胶组合物不但提供保护而且可以提供纤维与母体聚合物或树脂间的相容性。例如，以织物和非织物两者和毡(mats)和粗纱和短切丝束形式的玻璃纤维已经与树脂(如热固性和热塑性树脂)一起用于用树脂浸渍、用树脂封装或增强树脂。在此类应用中，希望最大程度地增加该表面和该聚合物树脂之间的相容性与此同时还改进可加工性和可制造性的容易程度。需要提供玻璃纤维的施胶组合物，其能与宽范围内的热固性和热塑性树脂相容且还能较好地加工和制造。
树脂的实例是乙烯基加成聚合物如聚氯乙烯(PVC)。在选择与PVC粉末、塑料溶胶或有机溶胶一起使用的施胶组合物中，玻璃纤维制造商想方设法解决PVC相容性、涂层性能、和纺织缺陷问题。另一种问题领域是断裂长丝。例如，断裂长丝能在筒架导向-孔和PVC塑料溶胶本身以及涂覆机模孔中聚集。过度的聚集会导致轧梭(breakout)和/或生产率损失。因此，需要提供涂有施胶组合物的玻璃纤维产品，其能表现较好并能通过产生极少的断裂长丝来改进生产率。
过去，涂有基于淀粉-油的施胶组合物的玻璃纤维丝束已经在PVC涂覆应用中使用。美国专利No.5,466,528提供了此种施胶组合物的实例。然而，涂有这些基于淀粉-油的施胶组合物的玻璃纤维产品会遇到断裂长丝问题。需要提供施胶组合物，它在PVC涂层应用中表现较好而没有显著的性能问题。
松香早前已公开作为纤维丝束用涂料组合物的一部分。这些在先公开物中的一些没有以这样的量使用松香，即当这些松香作为施胶组合物的一部分涂覆在玻璃纤维上时会实现所需的由它们提供的特性。这些所需的特性以下将连同本发明的讨论来更详细地讨论。其它公开物使用松香作为涂料组合物的一部分，由于涂有这些涂料组合物的玻璃纤维的性能，使得这些涂料组合物不适于本发明所考虑的应用。
需要提供涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束，它们与宽范围的用于封装、浸渍、增强、或涂覆的树脂相容，其中该相容性好到足以优于用淀粉-油类配制剂获得的相容性并且其中与树脂一起使用前后该玻璃纤维丝束的加工性导致缺陷减少。
概要
根据本发明，提供了玻璃纤维的水性施胶组合物。还提供了玻璃纤维丝束，它们包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维。本发明已涂覆的纤维丝束能用于宽范围内的应用，如丝网(screens)、带、地板产品、航空复合材料、航天复合材料、船舶应用的织物、遮光窗帘、编织产品、纱布织物、过滤器、及其它。
涂有本发明施胶组合物的玻璃纤维丝束能有利地与各种不同树脂相容，包括热塑性树脂、热固性树脂、及其它树脂。涂有本发明施胶组合物的玻璃纤维丝束的实施方案还能显示所需的物理性质。这些物理性质的实例可以包括断裂长丝的数目、耐磨性、空气阻力、丝束完整性、丝束摩擦、及其它。这些物理性质可以尤其重要，取决于最终用途应用和要求在这些应用中使用玻璃纤维丝束的加工。具有低丝束摩擦和良好丝束完整性的玻璃纤维丝束在一些应用中会比其它丝束表现得更好。例如，具有低丝束摩擦和良好的丝束完整性的玻璃纤维丝束在空气喷射纺织应用中会表现不好，其中需要用作纬纱(fill yarn)的玻璃纤维丝束“展开”来允许空气推动丝束通过。因此，本发明实施方案有利地提供至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束，它们能与许多不同树脂相容并且显示所需的物理性质。
在一个实施方案中，玻璃纤维丝束包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：至少一种松香、至少一种氨基官能化偶联剂、和至少一种润滑剂，其中该玻璃纤维丝束具有大约90克或更少的丝束摩擦。在另一个实施方案，该玻璃纤维丝束具有大约75克或更少的丝束摩擦。在另一个实施方案，该玻璃纤维丝束具有大约65克或更少的丝束摩擦。
用于至少部分地涂覆玻璃纤维的本发明水性施胶组合物的实施方案包括：至少一种松香；至少一种氨基官能化偶联剂；和至少一种润滑剂，其中该施胶组合物适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为大约90克或更少的玻璃纤维丝束。在另一个实施方案中，该水性施胶组合物可以适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为大约75克或更少的玻璃纤维丝束。在另一个实施方案中，该水性施胶组合物可以适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为大约65克或更少的玻璃纤维丝束。
该至少一种松香可包括至少一种化学-改性的松香。该化学-改性的松香可以在一些实施方案中包括改性松香酸。在非限制性实施方案中，该至少一种化学-改性的松香可分散于水中以便将该松香用于水性施胶组合物。在一些实施方案中，该至少一种松香按总固体计可占该施胶组合物的大约50wt％或更多。在本发明的另一个实施方案中，该至少一种松香按总固体计可占该施胶组合物的大约60wt％到大约90wt％。在另一个实施方案中，该至少一种松香按总固体计可占该施胶组合物的大约75到大约85wt％。
在一个实施方案中，该至少一种氨基官能化偶联剂可包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷。本发明水性施胶组合物的实施方案可包括多种偶联剂。在一个实施方案中，水性施胶组合物可包括氨基官能化偶联剂和第二偶联剂，如甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷或环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷。在另一个实施例中，该施胶组合物可包括至少三种偶联剂，如至少一种氨丙基三烷氧基硅烷、至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、和/或环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷。用于本发明水性施胶组合物的每种偶联剂的类型和用量可基于以下来选择：树脂相容性、对玻璃纤维丝束性能(例如，更低的断裂长丝、耐磨性、丝束完整性、和丝束摩擦)的影响、和与该施胶组合物其它组分的相容性。
该至少一种润滑剂可包括至少一种阳离子型润滑剂和/或至少一种非离子型润滑剂。在包括至少一种非离子型润滑剂的实施方案中，该至少一种非离子型润滑剂可以是蜡和/或油。适于本发明实施方案的蜡的实例是聚乙烯蜡。
本发明的非限制性实施方案还可以包括其它组分，如杀生物剂、抗静电剂、消泡剂、润湿剂、和它们的混合物。
本发明还涉及许多能使用本发明玻璃纤维丝束形式的产品，包括丝网、带、地板产品、航天复合材料、航空复合材料、过滤器、及其它。
用于至少部分地涂覆作为玻璃纤维丝束一部分的玻璃纤维的本发明水性施胶组合物的另一种实施方案包括：按总固体计，用量大于大约50wt％的至少一种松香；包括至少一种氨基官能化硅烷的第一偶联剂；第二偶联剂；和阳离子型润滑剂。在一些实施方案中，按总固体计，第一偶联剂能以至多大约10wt％的量存在。在一些实施方案中，按总固体计，第二偶联剂能以至多大约10wt％的量存在。在另一个实施方案中，该水性施胶组合物还可以包括非离子型润滑剂。
在本发明的另一个实施方案中，用于至少部分地涂覆作为玻璃纤维丝束一部分的玻璃纤维的水性施胶组合物包括：按总固体计，至多大约90wt％的至少一种松香；按总固体计，至多大约5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约10wt％的阳离子型润滑剂；和按总固体计，至多大约10wt％的非离子型润滑剂。
本发明用于玻璃纤维水性施胶组合物的其它实施方案包括至少一种松香；至少一种偶联剂；和至少一种润滑剂，其中该施胶组合物适于至少部分地涂覆用于非空气喷射纺织应用的玻璃纤维。
本发明玻璃纤维丝束的其它实施方案包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：按总固体计，用量大于大约50wt％的至少一种松香；包括至少一种氨基官能化硅烷的第一偶联剂；第二偶联剂；和阳离子型润滑剂。在一些实施方案中，按总固体计，第一偶联剂能以至多大约10wt％的量存在。在一些实施方案中，按总固体计，第二偶联剂能以至多大约10wt％的量存在。在另外的实施方案中，该水性施胶组合物还可以包括非离子型润滑剂。
在另一个实施例中，玻璃纤维丝束可包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：按总固体计，至多大约90wt％的至少一种松香；按总固体计，至多大约5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约10wt％的阳离子型润滑剂；和按总固体计，至多大约10wt％的非离子型润滑剂。
本发明玻璃纤维丝束的其它实施方案包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：至少一种松香；至少一种偶联剂；和至少一种润滑剂，其中该玻璃纤维丝束适于非空气喷射纺织应用。
在随后的本发明详细说明中将更加详细地描述本发明的这些和其它实施方案。
附图简述
图1是本发明玻璃纤维产品实施方案中断裂长丝的数目与当前可获得的玻璃纤维产品的断裂长丝的数目进行比较的图表。
图2是本发明玻璃纤维产品实施方案的耐磨性与当前可获得的玻璃纤维产品的耐磨性进行比较的曲线图。
图3是本发明玻璃纤维产品实施方案的丝束完整性与当前可获得的玻璃纤维产品的丝束完整性进行比较的曲线图。
图4是本发明玻璃纤维产品实施方案的断裂长丝的数目与当前可获得的玻璃纤维产品的断裂长丝的数目进行比较的图表。
图5是本发明玻璃纤维产品实施方案的耐磨性与当前可获得的玻璃纤维产品的耐磨性进行比较的图表。
图6是本发明玻璃纤维产品实施方案的丝束摩擦与当前可获得的玻璃纤维产品的丝束摩擦进行比较的图表。
图7是本发明玻璃纤维产品实施方案的丝束完整性与当前可获得的玻璃纤维产品的丝束完整性进行比较的曲线图。
图8是本发明玻璃纤维产品实施方案的丝束摩擦与涂有另一种施胶组合物的玻璃纤维产品的丝束摩擦进行比较的图表。
具体实施方式
对于本说明书的目的，除非另有说明，所有在说明书和权利要求书中用来表示成分数量、反应条件等的数值在所有情况下应理解为由术语“大约”修饰。因此，除非相反说明，在下面说明书和所附的权利要求书中提出的数值参数都是近似值，它们可取决于本发明设法获得的所需的性能来改变。至少，且不是企图限制等同原则于权利要求的范围上应用，每个数值参数应该至少根据记录的有效数字的个数和通过应用普通的舍入技术来解释。
尽管限定本发明宽阔范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实施例中给出的数值是尽可能精确报道的。然而，任何数值都不可避免地存在由于它们各自测试测量的标准偏差而造成的某些误差。此外，本文公开的所有范围应当理解为包括包含在其中的任何以及所有子范围。例如，给定的范围“1到10”应该认为包括介于(并包括)最小值为1和最大值10间的任何以及所有子范围；即，从最小值1或更大(例如1到6.1)起以及结束于最大值10或更少(例如，5.5到10)的所有子范围。此外，任何指为“在此引入”的参考文献应理解为整体引入。还应指出：如本说明书中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非特意地并明确地限于单个指代物。本发明涉及玻璃纤维的新型施胶组合物。本文所使用的术语“施胶组合物”是指在玻璃纤维丝形成之后立即涂覆它们的涂料组合物并可与术语“粘结剂组合物”、“粘结剂”、“施胶剂”、和“胶料”互换使用。本文描述的施胶组合物总体上涉及水性施胶组合物。在一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物与许多树脂相容，包括热固性树脂、热塑性树脂、和其它聚合物树脂。在一个非限制性实施方案中，该施胶组合物用于将要在聚氯乙烯(PVC)涂层应用中使用的玻璃纤维上。本发明的其它非限制性实施方案涉及涂有该施胶组合物的玻璃纤维丝束。本发明其它非限制性实施方案涉及包括玻璃纤维丝束的产品。
本发明将在上下文中总体上讨论其在玻璃纤维的生产、装配和应用中的用途。然而，本领域普通技术人员应该理解本发明可用于其它纺织材料的加工。
本领域普通技术人员应该认识到本发明能在许多玻璃纤维的生产、装配和应用中实施。适用于本发明的玻璃纤维的非限制性实施例可以包括由可纤维化的玻璃组合物如“E-玻璃”、“A-玻璃”、“C-玻璃”、“S-玻璃”、“ECR-玻璃”(耐腐蚀玻璃)、和它们不含氟和/或硼的衍生物制备的那些。玻璃纤维的典型配制剂公开在K.Loewenstein，The Manufacturing Technology of Continuous GlassFibres，(3d Ed.1993)。本发明尤其适用于由E-玻璃组合物制备的玻璃纤维的生产、装配和应用。
本发明玻璃纤维丝束的实施方案具有数种希望的性能。例如，玻璃纤维丝束的实施方案可至少部分地涂有施胶组合物，其使得至少部分涂覆的玻璃纤维丝束与许多树脂相容，同时显示所需的断裂长丝水平、所需的耐磨性、所需的丝束完整性、和/或所需的丝束摩擦以及其它性能。特定性能的所需水平可取决于应用或最终用途。例如，对于一些具有许多接触点的应用，相对低的丝束摩擦是希望的。如果玻璃纤维丝束具有相对较高的丝束摩擦，则当它退绕和加工时处于该丝束上的张力会增加，这能导致断裂。因此，在某些加工中，归因于可观察到的增加的断裂数目，具有相对较高的丝束摩擦的玻璃纤维产品可能是不希望的。从玻璃纤维产品用户的观点考虑，增加的断裂数目可能是不可接受的，尤其在制造环境中。
此外，丝束摩擦直接与丝束张力相关。因此，具有较高丝束摩擦的玻璃纤维产品还会显示较高的丝束张力而具有较低丝束摩擦的玻璃纤维产品将显示较低的丝束张力。玻璃纤维产品的大多数最终用户可能喜欢在玻璃纤维丝束下游加工中能够调节该玻璃纤维丝束中的张力。例如，当最终用户对玻璃纤维产品进行退绕和加工时，最终用户可能喜欢增加和/或控制从玻璃纤维制造商得到的玻璃纤维产品的丝束张力。如果最终用户收到的玻璃纤维产品具有较高的丝束张力，则可由最终用户调整的丝束张力的范围会减少(例如，若有固定的上限丝束张力和不能减少丝束张力)。
本发明实施方案提供这样的玻璃纤维丝束，其具有使该玻璃纤维丝束合乎某些加工、应用、和/或最终用途需要的丝束摩擦。在本发明的一个实施方案中，玻璃纤维丝束包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：至少一种松香、至少一种偶联剂、和至少一种润滑剂，其中该玻璃纤维丝束具有大约90克或更少的丝束摩擦。在其它实施方案中，该玻璃纤维丝束能具有大约75克或更少的丝束摩擦。在其它实施方案中，该玻璃纤维丝束能具有大约65克或更少的丝束摩擦。本发明还涉及水性施胶组合物，其能至少部分地涂覆至少一根玻璃纤维以提供具有上述丝束摩擦值的玻璃纤维丝束。
本发明中所有涉及丝束摩擦值之处应当理解为是指使用以下装置和在以下条件下测量的玻璃纤维丝束的丝束摩擦。从线轴以300码每分钟的进给速度将玻璃纤维丝束供给Whorl Tension设备。Whorl Tension设备从McCoy-Ellison，Inc.of Monroe，NC商购。该Whorl Tension设备对丝束施加15克的预-张力。该丝束然后通过测量实际预-张力(克)的500克张力计(来自Electromatic Equipment Co.of
Cedarhurst，NY的Check-Line Part No.TE-500)。接着，将该丝束穿绕到一又八分之五英寸的镀铬固定的Whorl帽(它提供玻璃-对-金属的摩擦)。然后，该丝束通过读出该后张力(克)的另一个500克张力计(来自Electromatic Equipment Co.of Cedarhurst，NY的Check-LinePart No.TE-500)。在摩擦面前后的多个张力读数保存在数据收集系统中。丝束摩擦计算为预张力和后张力的绝对差。本发明中所述的丝束摩擦值是使用上面描述的技术测量的值。
本发明的实施方案涉及水性施胶组合物，它们一旦至少部分地涂覆至少一根玻璃纤维能获得与各种树脂相容而且能具有希望的物理性能的玻璃纤维丝束。用于至少部分地涂覆作为玻璃纤维丝束一部分的玻璃纤维的本发明水性施胶组合物的一个实施方案包括：按总固体计用量大于大约50wt％的至少一种松香；包括氨基官能化硅烷的第一偶联剂；第二偶联剂；和阳离子型润滑剂。在一些实施方案中，每种偶联剂按总固体计能以大约10wt％的量存在。在一个实施方案中，该氨基官能化硅烷可包括氨丙基三烷氧基硅烷。在另外的实施方案中，该施胶组合物按总固体计还可包括至多大约10wt％的第三偶联剂。在一些实施方案中，该第二和第三偶联剂可包括甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷和/或环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷。在一些非限制性实施方案中，该阳离子型润滑剂按总固体计能以至多大约10wt％的量存在。该水性施胶组合物还可以包括非离子型润滑剂。在一些实施方案中，该非离子型润滑剂可包括蜡。
用于至少部分地涂覆作为玻璃纤维丝束一部分的玻璃纤维的水性施胶组合物的另一个实施方案可包括：按总固体计，至多大约90wt％的至少一种松香；按总固体计，至多大约5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括氨丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约10wt％的阳离子型润滑剂；和按总固体计，至多大约10wt％的非离子型润滑剂。
玻璃纤维丝束的实施方案包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：按总固体计，用量大于大约50wt％的至少一种松香；包括氨基官能化硅烷的第一偶联剂；第二偶联剂；和阳离子型润滑剂。在一些实施方案中，每种偶联剂按总固体计能以大约10wt％的量存在。在一个实施方案中，该氨基官能化硅烷可包括氨丙基三烷氧基硅烷。在另外的实施方案中，该施胶组合物按总固体计还可包括至多大约10wt％的第三偶联剂。在一些实施方案中，该第二和第三偶联剂可包括甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷和/或环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷。在一些非限制性实施方案中，该阳离子型润滑剂按总固体计能以至多大约10wt％的量存在。该水性施胶组合物还可以包括非离子型润滑剂。在一些实施方案中，该非离子型润滑剂可包括蜡。
玻璃纤维丝束的另一个实施方案包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：按总固体计，至多大约90wt％的至少一种松香；按总固体计，至多大约5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；按总固体计，至多大约10wt％的阳离子型润滑剂；和按总固体计，至多大约10wt％的非离子型润滑剂。
本发明其它实施方案涉及水性施胶组合物，其适于至少部分地涂覆用于非空气喷射纺织应用的玻璃纤维。适用于空气喷射纺织应用中的玻璃纤维丝束可具有某些在涂有本发明施胶组合物的玻璃纤维丝束所预期的最终用途中是不希望的性能。
本文所使用的“空气喷射纺织”是指一类使用空气喷射织机的织物纺织，其中以本领域技术人员熟知的方式通过来自一个或多个空气喷射嘴的压缩空气送风将纬纱(纬线)插入由经纱形成的梭口中。通过压缩空气将该纬纱推过该织物的幅宽，通常10到60英寸(0.254到1.524米)。其中能使用空气喷射纺织的应用的一个非限制性实例是电路板。
为便于空气喷射纺织，用作纬纱的玻璃纤维丝束优选需要“展开”来允许空气将它推过去。玻璃纤维丝束展开的能力可以用丝束完整性和/或空气阻力来表示。施胶组合物的某些组分据信有助于用于空气喷射纺织的玻璃纤维丝束的打开。这些组分可以包括成膜物质和“离散颗粒”，如描述在U.S.专利No.6,593,255中的那些离散颗粒。适用于空气喷射纺织应用的玻璃纤维丝束还优选是耐水解的。与本发明预期的应用中可接受的丝束摩擦相比，适用于空气喷射纺织应用的玻璃纤维丝束还显示更高的丝束摩擦。
本发明水性施胶组合物的实施方案适于至少部分地涂覆用于非空气喷射纺织应用的玻璃纤维。本发明实施方案所预期的应用可不要求该玻璃纤维丝束具有空气喷射纺织应用中所希望的性能，如上面描述的那些。本发明用于玻璃纤维的水性施胶组合物的一个实施方案包括：至少一种松香、至少一种偶联剂、和至少一种润滑剂，其中该施胶组合物适于至少部分地涂覆用于非空气喷射纺织应用的玻璃纤维。本发明玻璃纤维丝束的一个实施方案包括至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维，该施胶组合物包括：至少一种松香、至少一种偶联剂、和至少一种润滑剂，其中该玻璃纤维丝束适于非空气喷射纺织应用。
现在讨论本发明水性施胶组合物实施方案的组分，本发明水性施胶组合物可包括至少一种松香。在本发明一个非限制性实施方案中，该至少一种松香包括天然松香、化学-改性松香、和它们的结合至少之一。
有用的天然松香包括但不限于：脂松香(gum rosins)、木松香、浮油松香、和它们的混合物。适合的脂松香的非限制性实例包括从活树流出的含油树脂中蒸馏松节油之后获得的残留物。有用的木材树脂含有用石脑油萃取松树树桩并馏出挥发性馏分获得的残留物。适当的浮油松香的非限制性实例是浮油分馏的副产品。
有用的化学-改性松香包括那些经过化学改性而不再显示天然松香独特特征的松香。在一个非限制性实施方案中，化学-改性松香包括那些经过化学改性使得该化学-改性松香可容易地在水中分散的松香。因为松香的水分散性会使该松香方便用于水性施胶组合物，所以在本发明实施方案中水可分散的化学-改性松香是希望的。在一个非限制性实施方案中，该化学-改性松香包括至少一种二聚物和至少一种脱羧基的树脂酸。在一个非限制性实施方案中，该化学-改性松香包括改性的松香酸。有用的化学-改性松香的非限制性实例包括DYNAKOLL SI 100(从Eka Chemicals AB，Sweden购买)，它据信是木松香与马来酸酐、聚乙二醇、和苯基缩水甘油醚反应时形成的数种反应产物的混合物。因此，据信DYNAKOLL SI 100包括，例如至少一个缩水甘油醚基(如两个缩水甘油醚基)、和至少一个聚乙二醇基。Dynakoll SI 100可在水中有利地分散。
化学改性松香，如DYNAKOLL SI 100当作为施胶组合物的一部分涂覆在玻璃纤维上时能提供许多所需的特性。例如，化学-改性松香能提供所需的摩擦性能以形成成型筒、能允许包装松卷(payout)而不会有过度环绞(ringer)问题、能生产具有较高的耐磨性的产品、能起到外部润滑剂的作用(例如，保护丝束免受外部接触点的损害，如成形中的收集块(gathering shoes)和螺旋(spirals)、加捻中的铜杆和丝钩、下游加工中的接触点等)、和能提供其它利益。在常规的施胶组合物中，会需要多种组分来提供上述的特性。相反，当在本发明施胶组合物中使用适量的松香时，该松香能赋予产品一些或全部这些性能。
在一个非限制性实施方案中，松香的量基于总固体可占施胶组合物的五十(50)wt％或更大。在另一个非限制性实施方案中，松香的量基于总固体可占施胶组合物的六十(60)wt％到九十(90)wt％。在另一个非限制性实施方案中，松香的量基于总固体可占施胶组合物的七十五(75)wt％到八十五(90)wt％。
本发明施胶组合物的实施方案还包括一种或多种偶联剂。能用于本发明施胶组合物的偶联剂的非限制性实例包括有机硅烷偶联剂、过渡金属偶联剂、含氨基的Werner偶联剂、铬偶联剂、和它们的混合物。这些偶联剂通常具有多个官能团。每个金属或硅原子具有连接于它的一个或多个能与玻璃纤维表面反应或者能以化学方式吸引玻璃纤维表面(但不必要键接到玻璃纤维表面)的基团。偶联剂还可与用于成品中的树脂或各种树脂相互作用和/或反应，以至该偶联剂能促进玻璃纤维和树脂或各种树脂间的粘合性。
本发明施胶组合物的实施方案可包括有机硅烷偶联剂。适合的有机硅烷偶联剂的非限制性实例包括A-187γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、A-1100γ-氨丙基三乙氧基硅烷、A-174γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、和A-1120N-(β-氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(均从OSi Specialties of Tarrytown，NY商购)，以及来自DegussaAG of Dusseldorf，Germany的DYNASYLAN
Figure 048317393_0
GLYMO 3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、DYNASYLAN
Figure 048317393_1
MEMO 3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、和DYNASYLAN
Figure 048317393_2
AMEO 3-氨丙基三乙氧基硅烷。
在一个非限制性实施方案中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，如来自Osi Specialties的A-174可与松香一起用于本发明施胶组合物中。这样的实施方案可与包括乙烯基加成聚合物(如聚氯乙烯)的树脂一起使用。当使用单一偶联剂时，偶联剂的量按总固体计为施胶组合物的一(1)到十五(15)wt％。在另外的实施方案中，偶联剂的量按总固体计可为施胶组合物的一(1)到十(10)wt％。在另外的实施方案中，偶联剂的量按总固体计可为施胶组合物的四(4)到六(6)wt％。
本发明施胶组合物的非限制性实施方案还能包括多种偶联剂。该多种偶联剂能有利地使得该施胶组合物与各种树脂相容，包括热固性树脂、热塑性树脂、和其它树脂。该偶联剂上的不同官能团能使得该施胶组合物能与通常与这些官能团相容的树脂相容。用于本发明施胶组合物的每种偶联剂的类型和用量可以基于以下来选择：树脂相容性、对玻璃纤维丝束性能(例如，较低的断裂长丝、耐磨性、丝束完整性、和丝束摩擦)的影响、以及与该施胶组合物其它组分的相容性。例如，氨基官能化硅烷，尤其是γ-氨丙基三乙氧基硅烷当用于本发明施胶组合物时认为对丝束摩擦具有积极的影响(例如，降低丝束摩擦，这是为某些应用所希望的)。
在一些实施方案中，能以各种组合和量使用的有机硅烷偶联剂包括环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、和氨基官能化硅烷。适合的能以各种组合和量用于此类实施方案的有机硅烷偶联剂的非限制性实例包括：来自OSi Specialties的A-187γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，来自OSi Specialties的A-174γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，来自Degussa AG of Dusseldorf，Germany的DYNASYLAN
Figure 048317393_3
GLYMO 3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷，来自Degussa的DYNASYLAN
Figure 048317393_4
MEMO 3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷，和氨基官能化硅烷，如A-1100γ-氨丙基三乙氧基硅烷、A-1120N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、和来自Osi Specialties的在A-1100系列中的其它氨基官能化硅烷、以及来自Degussa AG ofDusseldorf，Germany的DYNASYLAN
Figure 048317393_5
AMEO 3-氨丙基三乙氧基硅烷。也可以使用其它有机硅烷。
在一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物包括至少三种偶联剂：至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，如来自OSiSpecialties的A-174或来自Degussa AG的DYNASYLAN
Figure 048317393_6
MEMO；至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷，如来自OSi Specialties的A-187或来自Degussa AG的DYNASYLAN
Figure 048317393_7
GLYMO；和至少一种氨丙基三烷氧基硅烷，如来自OSi Specialties的A-1100或者来自Degussa AG的DYNASYLAN
Figure 048317393_8
AMEO。在这个实施方案中，氨丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的十(10)wt％(按总固体计)，环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的十(10)wt％(按总固体计)，且甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的十(10)wt％(按总固体计)。在另一个实施方案中，氨丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的五(5)wt％(按总固体计)，环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的五(5)wt％(按总固体计)，且甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的五(5)wt％(按总固体计)。在另一个实施方案中，氨丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的三(3)wt％(按总固体计)，环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的五(5)wt％(按总固体计)，且甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的量可以至多为该施胶组合物的五(5)wt％(按总固体计)。
除了与特定树脂相容之外，在本发明施胶组合物的实施方案中，已观察到氨丙基三烷氧基硅烷(如氨丙基三乙氧基硅烷)的存在当和至少一种其它硅烷共同使用时能降低涂有该施胶组合物的玻璃纤维丝束在制造和加工期间的摩擦。此种摩擦减小性能通常与氨丙基三烷氧基硅烷无关。然而，实验数据表明在本发明施胶组合物的实施方案中氨丙基三烷氧基硅烷的存在对摩擦减小有影响。因此，在其中玻璃纤维丝束的摩擦需要一定关注的应用中，根据本发明可能希望包括作为施胶组合物一部分的氨丙基三烷氧基硅烷、和至少一种另外的硅烷。
在一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物还可以包括至少一种润滑剂。例如，在本发明施胶组合物中可以使用润滑剂以助于内部润滑(例如，纤维-对-纤维的磨损)和助于外部润滑(例如，玻璃-对-接触点的磨损)。可以选择润滑剂用于本发明实施方案以提供该施胶组合物这些性能。在一些非限制性实施方案中，该至少一种润滑剂可包括至少一种阳离子型润滑剂。在一些非限制性实施方案中，该至少一种润滑剂可包括至少一种非离子型润滑剂。在其它实施方案中，该至少一种润滑剂可包括至少一种阳离子型润滑剂和至少一种非离子型润滑剂。
在本发明实施方案中可以使用阳离子型润滑剂例如助于内部润滑，如降低长丝-对-长丝或玻璃-对-玻璃的磨损。一般而言，本领域技术人员已知的大多数阳离子型润滑剂能用于本发明实施方案。适合于本发明的阳离子型润滑剂的非限制性实例包括具有胺基的润滑剂、具有乙氧基化氧化胺的润滑剂、和乙氧基化脂肪酰胺的润滑剂。具有胺基的润滑剂的非限制性实例是改性聚乙烯胺，例如，从CognisCorporation of Cincinnati，Ohio商购的部分酰胺化的聚乙烯亚胺EMERY 6717。用于本发明实施方案的阳离子型润滑剂的另一个实例是从BASF Corp.of Parsippany，New Jersey商购的部分酰胺化聚乙烯亚胺ALUBRASPIN 226。
在利用阳离子型润滑剂的施胶组合物的一个非限制性实施方案中，阳离子型润滑剂的量基于总固体可占该施胶组合物的至多十(10)wt％。在另一个非限制性实施方案中，阳离子型润滑剂的量基于总固体可占该施胶组合物的一(1)到八(8)wt％。在另一个非限制性实施方案中，阳离子型润滑剂的量基于总固体可占该施胶组合物的一(1)到六(6)wt％。
本发明施胶组合物还包括至少一种非离子型润滑剂。用于本发明的非离子型润滑剂可有利地降低纱摩擦、增加润滑、在制造期间和在下游加工(例如，在玻璃纤维制造商的顾客那里)中防止玻璃-对-接触点的磨损、等等。例如，用于本发明的非离子型润滑剂可以降低在制造和加工期间纤维对金属的摩擦。
在一个非限制性实施方案中，该非离子型润滑剂可以包括至少一种蜡。适合用于本发明的蜡的实例包括聚乙烯蜡、石蜡、聚丙烯蜡、微晶蜡、和这些蜡的氧化衍生物。适合用于本发明的聚乙烯蜡的一个实例是从Bayer Corporation of Pittsburgh，PA商购的高密度聚乙烯蜡Protolube HD-A。适于本发明实施方案的石蜡的实例是从ElonSpecialties of Concord，NC商购的石蜡乳液Elon PW。
除了蜡以外，还可以使用其它非离子型润滑剂。在选择除了上面讨论的蜡之外的非离子型润滑剂中，与该施胶组合物的其它组分(尤其是松香)的相容性是重要的考虑因素。例如，一些油可以作为非离子型润滑剂用于一些实施方案。适合的油的实例可以包括甘油三酸酯油和基于棕榈、椰子、大豆等的部分氢化油。
在本发明施胶组合物中，该至少一种非离子型润滑剂的量按总固体计可以是该施胶组合物的至多三十(30)wt％。在另外的实施方案中，非离子型润滑剂的量按总固体计可以是该施胶组合物的至多十(10)wt％。在另外的实施方案中，非离子型润滑剂的量按总固体计可为该施胶组合物的一(1)到六(6)wt％。在一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物包括高密度聚乙烯蜡或石蜡。
本发明施胶组合物可以任选地包括杀生物剂。可以添加杀生物剂作为排除与酵母、霉菌、好氧细菌、和其它生物制品有关的潜在问题的预防措施。本领域技术人员已知的在玻璃纤维用施胶组合物中控制有机体生长的任何杀生物剂能用于本发明的施胶组合物。可用于本发明的非排它的杀生物剂包括有机锡杀生物剂、亚甲基硫氰酸酯杀生物剂、氯化化合物。亚甲基硫氰酸酯杀生物剂的实例是由ChemTreat Inc制造的基于水的MBT(亚甲基双硫氰酸酯)CL-2141杀生物剂。在一个非限制性实施方案中，杀生物剂的量基于总固体可占该施胶组合物的至多五(5)wt％。在另一个非限制性实施方案中，杀生物剂的量基于总固体可占该施胶组合物的至多二(2)wt％。
在一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物基于该施胶组合物的总重量按总固体计可以包括60wt％到90wt％的松香、至多10wt％的阳离子型润滑剂、至多15wt％的有机硅烷偶联剂、至多15wt％的非离子型润滑剂、和至多2wt％的杀生物剂。
在另一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物基于该施胶组合物的总重量按总固体计可以包括70到90wt％的松香、至多10wt％的阳离子型润滑剂、至多10wt％的有机硅烷偶联剂、至多10wt％的非离子型润滑剂、和至多2wt％的杀生物剂。
在另一个非限制性实施方案中，本发明施胶组合物基于该施胶组合物的总重量按总固体计可以包括70wt％到90wt％的松香、至多10wt％的阳离子型润滑剂、至多五(5)wt％的氨丙基三甲氧基硅烷、至多五(5)wt％的环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、至多五(5)wt％的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、至多10wt％的非离子型润滑剂、和至多2wt％的杀生物剂。
本发明施胶组合物的实施方案还可以包括在施胶组合物中存在的其它组分，如抗静电剂、消泡剂、润湿剂、和其它添加剂。
本发明还涉及包括至少一根至少部分涂有本发明施胶组合物实施方案的玻璃纤维的玻璃纤维丝束。玻璃纤维通过使熔融的玻璃在重力下流过贵金属设备(称作套筒(bushing))中的多个孔隙来制备。纤维在其由该套筒流出后并通常紧靠着该套筒立即的冷却后，用本发明施胶组合物至少部分地涂覆这些纤维。可以通过喷涂器、滚筒、带、计量装置、或其它类似的涂覆设备施涂该施胶组合物。施胶的玻璃纤维聚集成包括许多单根纤维的丝束，通常从200根到4000根以上。
在它们的成形和处理之后，丝束通常卷绕成“成型筒(formingpackage)”。使用卷绕器能将该丝束卷绕到纸或塑料管上。通常在烘箱中或者在室温下干燥该成型筒以从纤维中除去一些水分。与可纤维化玻璃组合物和制造玻璃长丝的方法相关的附加信息公开在K.Loewenstein，The Manufacturing Technology of Glass Fibres，(3d Ed.1993)的第30-44、47-60、115-122和126-135页中，在此引入供参考。对于某些用途，然后通常经由常规织物加捻技术(如加捻框)将该丝束卷绕到线轴上。
在丝束上的施胶组合物的量可以作为“烧失量”或“LOI”测量。本文所使用的术语“烧失量”或“LOI”是指通过公式1测定的存在于玻璃纤维上的干燥施胶组合物的重量百分率：
LOI＝100X[(W干-W裸)/W干](公式1)
其中W干是在220
Figure 048317393_9
(大约104℃)的烘箱中干燥60分钟之后玻璃纤维的重量加上涂层的重量，W裸是在1150(大约621℃)的烘箱中加热该玻璃纤维20分钟并在干燥器中冷却到室温之后裸玻璃纤维的重量。
一般而言，尽管没有限制，本发明玻璃纤维丝束实施方案的烧失量(LOI)为至多2.5wt％。在其它非限制性实施方案中，该LOI可以为至多2.0％。在另外的非限制性实施方案中，该LOI可以为至多1.0wt％。在较低的LOI水平下，玻璃纤维产品的断裂长丝水平会增加。然而，增加LOI会增加生产成本。因此，在一个非限制性实施方案中，该LOI可在大约0.3wt％和大约0.7wt％之间。
在一个非限制性实施方案中，本发明玻璃纤维丝束能包括二十(20)到一万(10,000)根长丝/丝束。在另一个非限制性实施方案中，本发明玻璃纤维丝束能包括二千(2000)到四千五百(4,500)根长丝/丝束。在非限制性实施例中，取决于应用，该丝束能为五十码每磅到一千码以上每磅。
在本发明玻璃纤维丝束的非限制性实施方案中所使用的长丝的直径通常为五(5)到八十(80)微米。在另一个非限制性实施方案中，该长丝的直径为七(7)到十八(18)微米。
至少部分涂有本发明施胶组合物的玻璃纤维丝束有利地与许多部分地基于该施胶组合物的树脂相容。利用多种不同硅烷的本发明施胶组合物的实施方案有助于促进这一多树脂相容性。可与本发明施胶组合物相容的热固性树脂的非限制性实例包括苯二甲酸二烯丙酯、脂环族环氧化物、环氧类、呋喃、蜜胺、酚醛类、聚丁二烯、聚酯、交联聚乙烯、和聚酰亚胺。可与本发明施胶组合物相容的热塑性树脂的非限制性实例包括尼龙、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯塑溶胶、和尿烷。可与本发明施胶组合物相容的其它聚合物树脂的非限制性实例包括丙烯酸类、纤维素类、氯丁橡胶、腈类、硝化纤维素、聚酰胺、聚醚、聚烯烃、聚硫醚、聚氨酯、聚乙烯缩丁醛、硅氧烷、苯乙烯-丁二烯、尿素甲醛、和乙烯树脂。
归因于本发明施胶组合物和玻璃纤维丝束的相容性，该玻璃纤维丝束可用于各种各样的应用，包括丝网、带、地板产品、航空复合材料、航天复合材料、船舶应用的织物、遮光窗帘、编织产品、纱布织物、过滤器、及其它。这些产品能使用本领域普通技术人员已知的技术由本发明玻璃纤维丝束形成。
将在以下具体的非限制性实施例中说明本发明实施方案。
实施例1
根据以下配方制备本发明施胶组合物的非限制性实施方案：
表1
  组分   用量(重量份)   ％固体
  松香<sup>1</sup>   5340   85％
  润滑剂<sup>2</sup>   315   5％
  醋酸<sup>3</sup>   30   0％
  硅烷<sup>4</sup>   315   5％
  蜡<sup>5</sup>   315   5％
  杀生物剂<sup>6</sup>   1.5   0％
  水(主混合)   30加仑   0％
  组分   用量(重量份)   ％固体
  总固体＝   100％
1DYNAKOLL SI 100从Eka Chemicals AB，Sweeden购买的化学改性松香。
2EMERY 6717来自Cognis Corporation of Cincinnati，Ohio的部分酰胺化的聚乙烯亚胺。
3普通的冰醋酸。
4A-174来自OSi Specialties of Tarrytown，NY的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
5Elon PW来自Elon Specialties of Concord，NC的石蜡乳液。
6CL-2141杀生物剂，来自ChemTreat Inc的基于水的MBT(亚甲基双硫氰酸酯)。
包括表1中成分的施胶组合物可通过在搅拌下首先添加三加仑用于松香的热水到预混合桶中来制备。然后将该松香添加到该热水中并搅拌十分钟以分散该松香。然后将该松香转入主混合槽中。
然后在搅拌下将二分之一加仑用于润滑剂的热水添加到预混合桶中。然后将该润滑剂添加到该热水中并搅拌十分钟以分散该润滑剂。然后将该润滑剂分散体添加到主混合槽中。
对于该硅烷，首先在搅拌下将二分之一加仑冷水添加到预混合桶中。然后在搅拌下将醋酸添加到该冷水中。然后将该A-174硅烷添加到已酸化的冷水中并搅拌五分钟或直到该溶液的颜色为澄清蓝色。然后将该硅烷溶液转入主混合槽。
连续地将该蜡和杀生物剂添加到该主混合槽中。然后向该主混合槽添加冷水以稀释该施胶组合物到最终体积为三十(30)加仑。搅拌该主混合槽十分钟。该施胶组合物具有5.56％的总固体百分率和6.33的pH值。
使用套筒形成公称长丝直径为九微米(“G长丝”)的玻璃纤维长丝，然后使用施胶涂覆器至少部分地用该施胶组合物涂覆。用来涂覆该玻璃纤维长丝的施胶组合物根据表1中列出的配方制备。该玻璃纤维的公称烧失量为0.6wt％。聚集该玻璃纤维长丝成丝束，然后在卷绕器上卷绕成成型筒。在使用常规技术干燥之后，将该成型筒供给加捻框，其中来自该成型筒的丝束在“Z”方向上加捻(捻度为1.3)并在线轴上卷绕。从每个成型筒或“落筒(doff)”收集十个线轴用于测试。该玻璃纤维产品是G 150产品，是指该长丝是公称的“G长丝”且单个丝束重量为15,000码每磅(≈33特)。作为本发明非限制性实施方案的这一玻璃纤维产品将在该实例中称作“新型G-150产品”。
将该新型G-150产品的性能与当前市售G-150产品(以1.10％公称LOI涂有880粘结剂的PPG的G-150(下文中称作“现有G-150产品”))进行比较。除了该施胶组合物，该新型G-150产品和该现有G-150产品在相同的条件下成形并卷绕。
测试了该两个产品的断裂长丝、耐磨性、和丝束完整性。如下证实，当与现有G-150产品相比时，新型G-150产品显示更低的断裂长丝、改进的耐磨性、和优良的根据空气阻力测量的丝束完整性。
该两种产品的断裂长丝使用SDL International Group ofStockport，England制造的Shirley SDL Model No.02094断裂长丝计数器来测量。测量了每种产品许多线轴的断裂长丝。测量单位是每2400米丝束的断裂长丝数目。
结果概括在以下表2和图1中。
表2
  产品   测量的线轴数   每段的平均断裂长丝   标准偏差
  新型G-150落筒1   41   6.66   7.14
  新型G-150落筒2   40   16.2   13.8
  现有G-150落筒1   129   28.2   15.2
  现有G-150落筒2   129   62.1   39.7
如表2显示，与现有G-150产品相比，该新型G-150产品显示更低的断裂长丝。降低的断裂长丝允许该玻璃纤维丝束制造起来具有更少的复杂性且更容易加工。该新型G-150产品还显示更均匀的性能，因为对于该新型G-150产品来说断裂长丝数据的标准偏差更小。
还将该新型G-150产品的耐磨性与现有G-150产品的耐磨性进行了比较。通过测量当门式张力增加时断裂长丝的数目来测量耐磨性。将新型G-150产品和现有G-150产品的玻璃纤维丝束供给来自SteelHeddle，Inc.of Greenville，SC的Model UTC-2003门式张力器。当该门式张力增加时，使用来自Shirley Developments，Ltd.ofManchester，England的Shirley Yarn Hairiness Meter卷绕器计算断裂长丝的数目。在每个门处测试了新型G-150产品的十个线轴和现有G-150产品的十个线轴。
图2示出了耐磨性测试的结果。图2示出当该门式张力增加时每米新型G-150产品和现有G-150产品的断裂长丝数目的变化。每米更大的断裂长丝数表明该玻璃纤维是更不耐磨损的。如上所述，对于每种产品在每个门处测量了十个线轴。图2中的线数据点代表平均值且该误差柱(error bars)是正负1-标准偏差。如图2所示，该新型G-150产品在测量的全部门式张力显示出小于0.05断裂长丝/米的平均值，然而现有G-150高于该数量。此外，现有G-150产品每米断裂长丝的数目随该门式张力从5增加以8而增加，然而该新型G-150产品每米断裂长丝从门5减少到门6然后在门6和8之间保持相对恒定。
还将该新型G-150产品的丝束完整性与现有G-150产品的丝束完整性进行了比较。玻璃纤维产品的丝束完整性通过测量如下所述的空气阻力来测定。
空气阻力是丝束完整性的指标，因为保持紧密长丝集束的玻璃纤维丝束当空气吹过它时会显示更少的空气阻力。反之，显示较高空气阻力的丝束的长丝集束很容易展开并认为是“空气友好的”。显示较高空气阻力且很容易展开的玻璃纤维丝束尤其适合于空气喷射纺织应用。一些应用(例如，非空气喷射纺织应用)希望玻璃纤维丝束显示较高的丝束完整性以及低的空气阻力。
现有G-150产品的六个线轴通过测量空气阻力测试了丝束完整性。空气阻力用作丝束完整性的量度，表明在给定的气压下展开该丝束的长丝集束的难易程度。使用Electromatic Equipment Co.，Inc.ofCedarhurst，NY制造的两百克张力计Model TE-200和Sulzer Ruti制造的Model L-5000织机的空气喷嘴测量空气阻力。在不同的压力(由调压器和电磁阀控制)下通过数据收集软件获取空气阻力读数。将空气施加到空气喷嘴且该张力测量为空气阻力。该数据收集软件在每个压力调定值下收集两百个读数并计算平均空气阻力。还使用该机器测试新型G-150产品的九个线轴的丝束完整性。在25、35、40、45、50、和55psi的气压下测量来自每个线轴的丝束的空气阻力。
图3是比较新型G-150产品的空气阻力与现有G-150产品的空气阻力的曲线图。该线数据点代表平均值(例如，新型G-150产品的数据点代表在那个气压下测试的九个线轴的平均值)并且该误差柱代表一个标准偏差的差值。如图3所示，与现有G-150产品的空气阻力相比，新型G-150产品的空气阻力(因此还是丝束完整性)要显著地低。因此，该新型G-150产品显示优良的丝束完整性。该数据还表明该新型G-150产品不适合于空气喷射纺织应用。
实施例2
根据表3所示的配方制备了本发明施胶组合物的另一个非限制性实施方案：
表3
  30-加仑配制料
  组分   用量   ％固体
  用于松香的热水   3.0加仑   0％
  松香<sup>7</sup>   5510克   80％
  用于润滑剂的热水   0.5加仑   0％
  润滑剂<sup>8</sup>   343克   5％
  用于第一硅烷的冷水   0.5加仑   0％
  醋酸<sup>9</sup>   31克   0％
  第一硅烷<sup>10</sup>   269克   4％
  用于第二硅烷的冷水   0.5加仑   0％
  醋酸<sup>11</sup>   31克   0％
  第二硅烷<sup>12</sup>   269克   4％
  30-加仑配制料
  用于第三硅烷的冷水   0.5加仑   0％
  醋酸<sup>13</sup>   15克   0％
  第三硅烷<sup>14</sup>   138克   2％
  蜡<sup>15</sup>   1491克   5％
  消泡剂<sup>16</sup>   46克   0.1％
  杀生物剂<sup>17</sup>   1.5克   0％
  总固体＝   100％
7DYNAKOLL SI 100从Eka Chemicals AB，Sweeden购买的化学改性松香。
8EMERY 6717来自Cognis Corporation of Cincinnati，Ohio的部分酰胺化的聚乙烯亚胺。
9普通的冰醋酸。
10A-174来自OSi Specialtiesof Tarrytown，NY的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
11普通的冰醋酸。
12A-187来自OSi Specialties of Tarrytown，NY的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。
13普通的冰醋酸。
14A-1100来自OSi Specialties of Tarrytown，NY的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
15Protolube HDA来自Bayer Corporation of Pittsburgh，PA的高密度聚乙烯蜡。
16SAG 10消泡剂，来自OSi Specialties Tarrytown，NY的基于硅的消泡乳液。
17CL-2141杀生物剂，来自ChemTreat Inc的基于水的MBT(亚甲基双硫氰酸酯)。
包括表3中的成分的施胶组合物可通过首先添加用于松香的热水到预混合桶中并开始搅拌来制备。然后将该松香添加到该热水中并搅拌十分钟以分散该松香。然后将该松香转入主混合槽中。
然后在搅拌下向预混合桶中添加用于润滑剂的热水。然后将该润滑剂添加到该热水中并搅拌十分钟以分散该润滑剂。然后将该润滑剂分散体添加到主混合槽中。
对于第一硅烷，首先将冷水添加到预混合桶中并开始搅拌。然后在搅拌下将醋酸添加到该冷水中。然后将该A-174硅烷添加到已酸化的冷水中并搅拌五分钟或直到该溶液的颜色为澄清蓝色。然后将该第一硅烷溶液转入主混合槽。
对于第二硅烷，首先将冷水添加到预混合桶中并开始搅拌。然后在搅拌下将醋酸添加到该冷水中。然后将该A-187硅烷添加到已酸化的冷水中并搅拌五分钟或直到该溶液为澄清的。然后将该第二硅烷溶液转入主混合槽。
对于第三硅烷，将冷水添加到预混合桶中并开始搅拌。然后在搅拌下将醋酸添加到该冷水中。然后将该A-1100硅烷添加到已酸化的冷水中并搅拌五分钟或直到该溶液为澄清的。然后将该第三硅烷溶液转入主混合槽。
然后连续地将该蜡、消泡剂、和杀生物剂添加到该主混合槽中。然后向该主混合槽添加冷水以稀释该施胶组合物到最终体积为三十(30)加仑。搅拌该主混合槽十分钟。该施胶组合物具有6.04％的总固体百分率和6.10的pH值。
使用衬套形成公称长丝直径为九微米(“G长丝”)的玻璃纤维长丝，然后使用施胶涂覆器至少部分地用该施胶组合物涂覆玻璃纤维长丝。用来涂覆该玻璃纤维丝的施胶组合物根据表3中列出的配方制备。该玻璃纤维的公称烧失量为0.6％。聚集该玻璃纤维长丝成丝束，然后在卷绕器上卷绕。收集两个成型筒。然后在“Z”方向上加捻(捻度(turn)为1.3)该成型筒，并使用常规的加捻框和标准加捻设置在线轴上卷绕。从每个成型筒或“落筒”收集十个线轴用于测试。该玻璃纤维产品是G150产品，是指该长丝是公称的“G长丝”且单个丝束重量为15,000码每磅(≈33特)。是本发明非限制性实施方案的这一玻璃纤维产品将在该实例中称作“新型G-150产品”。
将该新型G-150产品的性能与当前市售G-150产品(以1.10％公称烧失量涂有880粘结剂的PPG的G-150(下文中称作“现有G-150产品”))进行比较。除了该施胶组合物，该新型G-150产品和该现有G-150产品在相同的条件下形成并卷绕。
测试了该两种产品的断裂长丝、耐磨性、和摩擦。如下证实，当与现有G-150产品相比时，该新型G-150产品显示更低的断裂长丝、改进的耐磨性、和相当的摩擦。
该两种产品的断裂长丝使用SDL International Group ofStockport，England制造的Shirley SDL Model No.02094断裂长丝计数器来测量。测量了每种产品十个线轴的断裂长丝。测量了每2400米来自每个线轴的丝束的断裂长丝数目。结果概括在下表4和图4中。
表4
  产品   测量的2400米段的数目   每段的平均断裂长丝   标准偏差
  新型G-150落筒1   10   3.20   4.02
  新型G-150落筒2   10   6.4   11.2
  现有G-150落筒1   10   59.4   31.0
  现有G-150落筒2   10   79.6   43.7
如表4显示，与现有G-150产品相比，该新型G-150产品显示更低的断裂长丝。降低的断裂长丝允许该玻璃纤维丝束制造起来复杂性更少且更容易加工。该新型G-150产品还显示更均匀的性能，因为对于该新型G-150产品来说断裂长丝数据的标准偏差更小。
还将该新型G-150产品的耐磨性与现有G-150产品的耐磨性进行了比较。通过测量门式张力增加时断裂长丝的数目来测量耐磨性。将新型G-150产品和现有G-150产品的玻璃纤维丝束供给来自SteelHeddle，Inc.of Greenville，SC的Model UTC-2003门式张力器。当该门式张力增加时，使用来自Shirley Developments，Ltd.ofManchester，England的Shirley Yarn Hairiness Meter卷绕器计算断裂长丝的数目。在每个门处测试了新型G-150产品的十个线轴和现有G-150产品的十个线轴。
图5示出了耐磨性测试的结果。图5示出当该门式张力增加时每米新型G-150产品和现有G-150产品的断裂长丝数目的变化。每米更大的断裂长丝数表明该玻璃纤维是更不耐磨损的。如上所述，对于每种产品在每个门处测量了十个线轴。图5中的线数据点代表平均值且该误差柱是正负1-标准偏差。如图5所示，该新型G-150产品在所有测量的门式张力显示出小于0.02断裂长丝/米的平均值，然而现有的G-150高于0.5断裂长丝/米。此外，现有G-150产品每米断裂长丝的数目随该门式张力从5增加以8而增加，然而该新型G-150产品每米断裂长丝在门5和8之间保持相对恒定。
使用另一种测试技术还测量了耐磨性。在这一测试中，在由SteelHeddle，Inc.of Greenville，SC制造的Model UTC-2003张力器上在Gate 8的设置下对来自现有G-150产品的两个落筒的十个线轴(总计二十个线轴)和来自新型G-150产品的两个落筒的十个线轴进行了磨损测试。使用由Fairchild Semiconductor of South Portland，ME制造的Model H21A1光电晶体管光学中断器计算每一百二十个米所具有的断裂长丝的数目。对来自每个线轴的三个样品进行了测量。结果概括在下表5中：
表5
  产品   测量数目   在Gate 8处的断裂长丝   标准偏差
  新型G-150落筒1   30   18.5   22.9
  新型G-150落筒2   30   27.7   47.1
  现有G-150落筒1   30   123.4   51.5
  现有G-150落筒2   30   115.8   48.1
如表5显示，与现有G-150产品相比，该新型G-150产品在Gate 8张力下显示更低的断裂长丝。因此，基于这一测试该新型G-150产品还显示改进的耐磨性。
在微整经(microwarping)的各种加工步骤中还可目测到该新型G-150产品具有改进的耐磨性。目测结果表明与现有G-150产品相比该型G-150产品更耐磨损并产生更少的断裂长丝和更少的起毛。例如，与现有G-150产品的丝束相比，新型G-150产品的丝束当通过来自TextrolInc.of Monroe，NC的Accumeter Model 60-13张力器时在该丝束上堆叠重物以增加磨损的情况下显示更少的断裂长丝。当多个线轴从筒架(creel)松卷通过丝束导轨时，与现有G-150产品相比，对于该新型G-150产品来说还观察到筒架的丝束导轨中断裂长丝的积聚更少。与现有的G-150相比，对新型G-150产品来说，还观察到所制造的共同线轴筒架的丝束导轨-孔中的起球的积聚更少。
还将该新型G-150产品的丝束摩擦与现有G-150产品的丝束摩擦进行了比较。希望该新型G-150产品具有与现有G-150产品类似的丝束摩擦值。例如，类似的摩擦值表明顾客或最终用户能将该新产品用于现有的工艺而不必调节其张力控制系统。
使用以下装置并在以下条件下测量玻璃纤维丝束的丝束摩擦。从线轴以300码/分的进给速度将玻璃纤维丝束供给Whorl Tension设备。Whorl Tension设备从McCoy-Ellison，Inc.of Monroe，NC商购。该Whorl Tension设备对丝束施加15克的预-张力。该丝束然后通过测量实际预-张力(克)的500克张力计(来自Electromatic EquipmentCo.of Cedarhurst，NY的Check-Line Part No.TE-500)。接着，将该丝束穿绕到一又八分之五英寸的镀铬固定的Whorl帽，它提供玻璃-对-金属的摩擦。然后，该丝束通过读出该后张力(克)的另一个500克张力计(来自Electromatic Equipment Co.of Cedarhurst，NY的Check-Line Part No.TE-500)。在摩擦面前后张力的多个读数保存在数据收集系统中。丝束摩擦计算为预张力和后张力的绝对差。对于每个所测量的线轴来说，计算了平均丝束摩擦和标准偏差。测量了现有G-150的二十个线轴和新型G-150产品的六个线轴的丝束摩擦。
图6是概括丝束摩擦数据的图表。如图6所示，新型G-150产品的丝束摩擦与现有G-150产品相当并处在制造和加工玻璃纤维丝束所需的水平上。
还将该新型G-150产品的丝束完整性与现有G-150产品的丝束完整性进行了比较。玻璃纤维产品的丝束完整性通过测量如下所述的空气阻力来测定。
现有G-150产品的十二个线轴通过测量空气阻力测试了丝束完整性。空气阻力用作丝束完整性的量度，表明在给定的气压下展开该丝束的长丝集束的难易程度。使用Electromatic Equipment Co.，Inc.ofCedarhurst，NY制造的两百克张力计Model TE-200和Sulzer Ruti制造的Model L-5000织布机的空气喷嘴测量空气阻力。在不同的压力(由调压器和电磁阀控制)下通过数据收集软件获取空气阻力读数。将空气施加到空气喷嘴且该张力测量为空气阻力。该数据收集软件在每个压力调定值下收集两百个读数并计算平均空气阻力。还使用该机器测试了新型G-150产品的十五个线轴的丝束完整性。在25、35、40、45、50、和55psi的气压下测量来自每个线轴的丝束的空气阻力。
图7是比较新型G-150产品的空气阻力与现有G-150产品的空气阻力的曲线图。该线数据点代表平均值(例如，新型G-150产品的数据点代表在那个气压下测试的九个线轴的平均值)并且该误差柱代表一个标准偏差的差异。如图7所示，与现有G-150产品的空气阻力相比，新型G-150产品的空气阻力(因此还是丝束完整性)要显著地低。因此，该新型G-150产品显示优良的丝束完整性。
实施例3
还将来自实施例2的新型G-150产品与涂有表6所示的施胶组合物的G-150产品进行了比较：
表6
  10加仑配制料
  组分   用量   ％固体
  10加仑配制料
  用于POLYOX WSR 301的热水   4309克   0％
  POLYOX WSR 301<sup>18</sup>   22克   1.0％
  用于DYNAKOLL SI 100的热水   1702克   0％
  DYNAKOLL SI 100<sup>19</sup>   1702克   79.0％
  热水   10342克   0％
  醋酸<sup>20</sup>   86克   0％
  ALUBRASPIN 227<sup>21</sup>   259克   6.0％
  PROTOLUBE HD-A<sup>22</sup>   383克   4.0％
  用于Z-6032的水   27克   0％
  Z-6032   539克   10.0％
  醋酸<sup>23</sup>   48克   0％
  水   2154克   0％
  总固体＝   100％
18POLYOX WSR 301从Union Carbide Corporation商购的水溶性的聚(氧化乙烯)润滑剂。
19DYNAKOLL SI 100从Eka Chemicals AB，Sweeden购买的化学改性松香。
20普通的冰醋酸。
21ALUBRASPIN 227从BASF Corp.of Parsippany，New Jersey购买的甲硅烷基化的聚胺聚合物润滑剂。
22PROTOLUBE HD-A从Bayer Corporation of Pittsburgh，PA商购的聚乙烯颗粒的分散体。
23普通的冰醋酸。
如下制备该表6的施胶组合物。在搅拌的条件下将POLYOX WSR 301添加到大约160的在预混合桶中的水中，然后转入主混合槽中用于后续加工。然后将DYNAKOLL SI 100缓慢添加到独立容器中的大约160的在预混合桶中的水中，并搅拌十分钟以分散它。然后将该DYNAKOLLSI 100分散体转入主混合槽。
然后在搅拌下，在大约160
Figure 048317393_12
将ALUBRASPIN 227缓慢添加到在预混合桶中的水和醋酸中。然后将该ALUBRASPIN 227/水/醋酸转入主混合槽。还向该主混合槽中添加PROTOLUBE HD-A。
将含有Z-6032硅烷的预混合桶放入冰水浴中并在搅拌下向该桶中缓慢添加水。搅拌该硅烷和水10分钟。然后盖上该桶并在没有搅拌的情况下保持在大约50保持冷却五小时。在另一个预混合桶中制备醋酸和水的独立混合物。在冷藏五小时之后，在搅拌下将该硅烷/水的混合物缓慢添加到该醋酸/水的混合物中。然后将这一混合物添加到主混合槽中。然后向该主混合槽添加冷水以稀释该施胶组合物到最终体积为十(10)加仑。调节该施胶组合物的pH值到4.0+/-0.2。搅拌该主混合槽十分钟。
如与新型G-150产品有关的上面实施例2描述一样，将表6的施胶组合物施涂到玻璃纤维并卷绕成线轴。除了该施胶组合物，新型G-150产品和涂有表6施胶组合物的G-150产品在相同的条件下形成并卷绕。涂有表6施胶组合物的G-150产品在本文中将称作“实施例3的G-150产品”。
还制备了另一种施胶组合物。该施胶组合物与表6中的施胶组合物相同，不同在于该施胶组合物不包括任何PROTOLUBE HD-A。该施胶组合物以和表6施胶组合物一样的方式制备，并和与新型G-150产品有关的上面实施例2描述一样，施涂到玻璃纤维并卷绕成线轴。涂有没有PROTOLUBE HD-A的表6施胶组合物的G-150产品在本文中将称作“实施例3无蜡的G-150产品”。
和上面实施例2所描述的一样，测量了该三种产品的丝束摩擦。根据实施例2中描述的程序，对实施例3的G-150产品的三个线轴、实施例3无蜡的G-150产品的十三个线轴、以及新型G-150产品的六个线轴进行了丝束摩擦测试。图8是概括丝束摩擦数据的图表。如图8所示，实施例3无蜡的G-150产品的丝束摩擦(≈118克)差不多为新型G-150产品的丝束摩擦(≈61克)的两倍，并且实施例3的G-150产品的丝束摩擦(≈105克)也显著大于新型G-150产品的丝束摩擦。因此，新型G-150产品可预料在其中较高丝束摩擦受到关注的应用中会表现更好。这些应用包括具有许多接触点的那些，这些接触点会增加丝束上的张力并由于丝束摩擦而引起断裂。类似地，该新型G-150产品在空气喷射纺织应用中不能期望表现良好。
实施例4
在本发明施胶组合物的实施方案中使用氨丙基三乙氧基硅烷据信对丝束摩擦具有积极影响。为了对比，使用相同组分和用量制备了类似于表3所述施胶组合物的施胶组合物，不同之处在于对施胶组合物中的硅烷的量作了如下修改：5.0％的A-174γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；5.0％的A-187γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；和0％的A-1100γ-氨丙基三乙氧基硅烷。和与新型G-150产品有关的上面实施例2描述一样，将这一修改的施胶组合物施涂到玻璃纤维并卷绕成线轴。和上面实施例2描述一样，测量了丝束摩擦。当从施胶组合物中省去氨丙基三乙氧基硅烷时，玻璃纤维产品的丝束摩擦差不多为实施例2中的新型G-150产品的两倍。因此，当氨丙基三乙氧基硅烷用于本发明施胶组合物的实施方案时认为对丝束摩擦具有积极影响。
能够在本发明中显示出来的所需特征包括但不限于：提供可与各种树脂具有改进相容性的施胶组合物；提供可与各种树脂具有改进相容性的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；提供在玻璃纤维丝束的制造期间观察到会降低断裂长丝数目的施胶组合物；提供在制造期间会显示减小断裂长丝的玻璃纤维丝束；提供在下游加工期间会显示减小断裂长丝的玻璃纤维丝束；提供施胶组合物，它一旦至少部分地涂覆玻璃纤维丝束会使得该玻璃纤维丝束显示改进的摩擦性能；提供可显示改进摩擦性能的玻璃纤维丝束；提供更一致松卷(导致更少轧梭)的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；提供在制造和下游加工期间能表明改进耐磨性的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；提供可显示高丝束完整性的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；提供能降低制造玻璃纤维丝束成本的施胶组合物；提供能显示足够拉伸强度的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；提供在下游加工期间能改进生产率的涂有施胶组合物的玻璃纤维丝束；及其它。
本发明各种实施方案已经在本发明各种目的的实现中进行了描述。应该承认这些实施方案仅是对本发明原理的说明。在不脱离本发明精神和范围的情况下，对其进行许多改变和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (46)

1.包含至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维的玻璃纤维丝束，该施胶组合物包含：
按总固体计占该施胶组合物的50wt％或更大的至少一种松香，
至少一种氨基官能化偶联剂和
至少一种润滑剂；
其中该玻璃纤维丝束具有90克或更少的丝束摩擦。
2.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该玻璃纤维丝束具有75克或更少的丝束摩擦。
3.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该玻璃纤维丝束具有65克或更少的丝束摩擦。
4.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该至少一种松香包括至少一种化学-改性的松香。
5.权利要求4的玻璃纤维丝束，其中该至少一种化学-改性的松香是可在水中分散的。
6.权利要求4的玻璃纤维丝束，其中该至少一种化学-改性的松香包括改性松香酸。
7.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中按总固体计该至少一种松香占该施胶组合物的60wt％到90wt％。
8.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中按总固体计该至少一种松香占该施胶组合物的75wt％到85wt％。
9.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该至少一种氨基官能化偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷。
10.权利要求9的玻璃纤维丝束，还包括第二偶联剂。
11.权利要求10的玻璃纤维丝束，其中该第二偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。
12.权利要求11的玻璃纤维丝束，还包括第三偶联剂。
13.权利要求12的玻璃纤维丝束，其中该第三偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷。
14.权利要求13的玻璃纤维丝束，其中按总固体计该至少一种氨丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多10wt％，其中按总固体计该至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多10wt％，并且其中按总固体计该至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多10wt％。
15.权利要求13的玻璃纤维丝束，其中按总固体计该至少一种氨丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多5wt％，其中按总固体计该至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多5wt％，并且其中按总固体计该至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷占该施胶组合物的至多5wt％。
16.权利要求1的玻璃纤维丝束，还包括第二偶联剂。
17.权利要求16的玻璃纤维丝束，其中该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷或至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。
18.权利要求16的玻璃纤维丝束，还包括第三偶联剂。
19.权利要求18的玻璃纤维丝束，其中该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷且该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。
20.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该至少一种润滑剂包括至少一种阳离子型润滑剂。
21.权利要求20的玻璃纤维丝束，其中基于总固体该阳离子型润滑剂占该施胶组合物的至多10wt％。
22.权利要求20的玻璃纤维丝束，其中该至少一种润滑剂还包括至少一种非离子型润滑剂。
23.权利要求22的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种蜡。
24.权利要求22的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种聚乙烯蜡。
25.权利要求22的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种石蜡。
26.权利要求22的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种油。
27.权利要求22的玻璃纤维丝束，其中基于总固体该至少一种非离子型润滑剂占该施胶组合物的至多10wt％。
28.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该至少一种润滑剂包括至少一种非离子型润滑剂。
29.权利要求28的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种蜡。
30.权利要求28的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种聚乙烯蜡。
31.权利要求28的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种石蜡。
32.权利要求28的玻璃纤维丝束，其中该至少一种非离子型润滑剂包括至少一种油。
33.权利要求28的玻璃纤维丝束，其中基于总固体该至少一种非离子型润滑剂占该施胶组合物的至多30wt％。
34.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该施胶组合物还包括至少一种杀生物剂。
35.权利要求1的玻璃纤维丝束，其中该施胶组合物还包括抗静电剂、消泡剂、润湿剂、和它们的混合物的至少之一。
36.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的丝网。
37.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的带。
38.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的地板产品。
39.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的航天复合材料。
40.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的航空复合材料。
41.包括至少一束根据权利要求1的玻璃纤维丝束的过滤器。
42.用于至少部分地涂覆玻璃纤维的水性施胶组合物，包含：
按总固体计占该施胶组合物的50wt％或更大的至少一种松香；
至少一种氨基官能化偶联剂；和
至少一种润滑剂，
其中该施胶组合物适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为90克或更少的玻璃纤维丝束。
43.权利要求42的水性施胶组合物，其中该水性施胶组合物适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为75克或更少的玻璃纤维丝束。
44.权利要求42的水性施胶组合物，其中该水性施胶组合物适于提供至少部分涂有该施胶组合物且丝束摩擦为65克或更少的玻璃纤维丝束。
45.用于至少部分涂覆作为玻璃纤维丝束一部分的玻璃纤维的水性施胶组合物，包含：
按总固体计50-90wt％的至少一种松香；
按总固体计至多5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多10wt％的阳离子型润滑剂；和
按总固体计至多10wt％的非离子型润滑剂。
46.包含至少一根至少部分涂有施胶组合物的玻璃纤维的玻璃纤维丝束，该施胶组合物包含：
按总固体计50-90wt％的至少一种松香；
按总固体计至多5wt％的第一偶联剂，该第一偶联剂包括至少一种氨丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多5wt％的第二偶联剂，该第二偶联剂包括至少一种环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多5wt％的第三偶联剂，该第三偶联剂包括至少一种甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；
按总固体计至多10wt％的阳离子型润滑剂；和
按总固体计至多10wt％的非离子型润滑剂。
CN2004800317393A 2003-11-07 2004-10-18 玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品 Expired - Fee Related CN1874970B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/704,010 2003-11-07
US10/704,010 US7291390B2 (en) 2003-11-07 2003-11-07 Sizing composition for glass fibers and sized fiber glass products
PCT/US2004/034474 WO2005047201A1 (en) 2003-11-07 2004-10-18 Sizing composition for glass fibers and sized fiber glass products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1874970A CN1874970A (zh) 2006-12-06
CN1874970B true CN1874970B (zh) 2010-11-24

Family

ID=34552023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004800317393A Expired - Fee Related CN1874970B (zh) 2003-11-07 2004-10-18 玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7291390B2 (zh)
EP (1) EP1682460A1 (zh)
CN (1) CN1874970B (zh)
TW (1) TWI345559B (zh)
WO (1) WO2005047201A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354641B2 (en) * 2004-10-12 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Resin compatible yarn binder and uses thereof
US7709599B2 (en) * 2005-10-12 2010-05-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Compounds, rosins, and sizing compositions
CN101336322B (zh) * 2005-12-30 2011-02-09 3M创新有限公司 陶瓷氧化物纤维
KR101593245B1 (ko) * 2007-11-08 2016-02-12 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 유리 섬유용 사이징 조성물, 사이징된 유리 섬유 및 이를 포함하는 강화된 제품
US20110230615A1 (en) * 2007-11-08 2011-09-22 Van Der Woude Jacobus Hendricus Antonius Fiber Glass Strands And Reinforced Products Comprising The Same
US20100040832A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Saint-Gobain Technical Fabrics America, Inc. Formaldehyde free woven and non-woven fabrics having improved hot wet tensile strength and binder formulations for same
US20100197185A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Saint-Gobain Technical Fabrics America, Inc. Low and ultra-low formaldehyde emission binders for non-woven glass mat
CN105731829B (zh) * 2016-02-23 2019-03-08 内江华原电子材料有限公司 涂覆于玻璃纤维表面的浸润剂及其制备方法
CN114438789B (zh) * 2021-12-31 2022-08-09 清远凯荣德电子专用材料有限公司 一种电子级玻璃纤维布用浆料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2723215A (en) * 1950-05-31 1955-11-08 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber product and method of making same
US4810576A (en) * 1985-09-30 1989-03-07 Ppg Industries, Inc. Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers
EP1457466A2 (en) * 2003-03-10 2004-09-15 PPG Industries Ohio, Inc. Resin compatible yarn binder and uses thereof

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049597A (en) * 1974-10-09 1977-09-20 Ppg Industries, Inc. Glass fiber sizing composition
US4110094A (en) * 1974-10-09 1978-08-29 Ppg Industries, Inc. Method of forming glass fiber
US3997306A (en) * 1975-03-31 1976-12-14 Ppg Industries, Inc. Glass fiber sizing composition for the reinforcement of resin matrices and method of using same
JPS54106627A (en) 1978-02-01 1979-08-21 Asahi Glass Co Ltd Sizing agent with improved adhesion to cement material
US4305742A (en) * 1979-05-21 1981-12-15 Ppg Industries, Inc. Method of forming and sizing glass fibers
US4536447A (en) * 1982-09-24 1985-08-20 Ppg Industries, Inc. Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of glass fibers
US4637956A (en) * 1985-03-29 1987-01-20 Ppg Industries, Inc. Sized glass fibers and reinforced polymers containing same
US4808478A (en) * 1986-09-05 1989-02-28 Ppg Industries, Inc. Chemically treated glass fibers for reinforcing thermosetting polymers
US5248562A (en) * 1990-02-07 1993-09-28 Ppg Industries, Inc. Polyvinyl chloride plastisol composition suitable as a sealant
US5242958A (en) * 1991-07-12 1993-09-07 Ppg Industries, Inc. Chemical treating composition for glass fibers having emulsified epoxy with good stability and the treated glass fibers
AU672822B2 (en) * 1992-08-21 1996-10-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Vinyl polymer compatible treated glass-type substrates
SE9203499L (sv) * 1992-11-20 1994-05-21 Eka Nobel Ab Kolofoniumderivat som ytaktivt medel
DE4343801A1 (de) * 1993-12-22 1995-06-29 Lindemann Maschfab Gmbh Zerkleinerungsmaschine mit Rotor
US5670255A (en) * 1995-01-23 1997-09-23 Ppg Industries, Inc. Antioxidant compositions for coating substrates, substrates coated with the same and methods for inhibiting the oxidation of such compositions applied to a substrate
US5824413A (en) * 1996-07-15 1998-10-20 Ppg Industries, Inc. Secondary coating for fiber strands, coated strand reinforcements, reinforced polymeric composites and a method of reinforcing a polymeric material
US5804313A (en) * 1996-07-15 1998-09-08 Ppg Industries, Inc. Polyamide and acrylic polymer coated glass fiber reinforcements, reinforced polymeric composites and a method of reinforcing a polymeric material
US5908689A (en) * 1997-01-24 1999-06-01 Ppg Industries, Inc. Glass fiber strand mats, thermosetting composites reinforced with the same and methods for making the same
US5883021A (en) * 1997-03-21 1999-03-16 Ppg Industries, Inc. Glass monofilament and strand mats, vacuum-molded thermoset composites reinforced with the same and methods for making the same
US5883023A (en) * 1997-03-21 1999-03-16 Ppg Industries, Inc. Glass monofilament and strand mats, thermoplastic composites reinforced with the same and methods for making the same
US5872067A (en) * 1997-03-21 1999-02-16 Ppg Industries, Inc. Glass fiber strand mats, thermoplastic composites reinforced with the same and methods for making the same
US5910458A (en) * 1997-05-30 1999-06-08 Ppg Industries, Inc. Glass fiber mats, thermosetting composites reinforced with the same and methods for making the same
US6593255B1 (en) * 1998-03-03 2003-07-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Impregnated glass fiber strands and products including the same
CA2301141A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 The Lubrizol Corporation Methods of using an aqueous composition containing a water-soluble or water-dispersible synthetic polymer and resultant compositions formed thereof
US6258739B1 (en) * 1998-10-30 2001-07-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Double sided needled fiber glass mat for high flow thermoplastic composite
US6228496B1 (en) * 1999-05-26 2001-05-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Sizing composition for glass fibers
US6809046B2 (en) * 1999-07-30 2004-10-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Non-heat cleaned fabrics and products including the same
US20020051882A1 (en) * 2000-02-18 2002-05-02 Lawton Ernest L. Forming size compositions, glass fibers coated with the same and fabrics woven from such coated fibers
US20020085888A1 (en) * 2000-02-22 2002-07-04 Vedagiri Velpari Electronic supports and methods and apparatus for forming apertures in electronic supports
US20020123285A1 (en) * 2000-02-22 2002-09-05 Dana David E. Electronic supports and methods and apparatus for forming apertures in electronic supports
US6283164B1 (en) * 2000-08-16 2001-09-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Whip roll for air jet loom weaving of resin compatible yarn
US20020086598A1 (en) * 2000-09-18 2002-07-04 Vedagiri Velpari Fabrics comprising resin compatible yarn with defined shape factor
US20020058449A1 (en) * 2000-09-18 2002-05-16 Vedagiri Velpari Articles having defined surface profiles formed from fabrics comprising resin compatible yarn
US20020058140A1 (en) * 2000-09-18 2002-05-16 Dana David E. Glass fiber coating for inhibiting conductive anodic filament formation in electronic supports
US20020193027A1 (en) * 2001-02-28 2002-12-19 Dana David E. Coating solubility of impregnated glass fiber strands

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2723215A (en) * 1950-05-31 1955-11-08 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber product and method of making same
US4810576A (en) * 1985-09-30 1989-03-07 Ppg Industries, Inc. Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers
EP1457466A2 (en) * 2003-03-10 2004-09-15 PPG Industries Ohio, Inc. Resin compatible yarn binder and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005047201A8 (en) 2005-12-15
US20050100734A1 (en) 2005-05-12
TW200533620A (en) 2005-10-16
WO2005047201A1 (en) 2005-05-26
US7291390B2 (en) 2007-11-06
TWI345559B (en) 2011-07-21
EP1682460A1 (en) 2006-07-26
CN1874970A (zh) 2006-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2566302C (en) Sizing compositions for glass fibers and sized fiber glass products
US5038555A (en) Twistable chemically treated glass fibers, fabrics and coated articles
CN1874970B (zh) 玻璃纤维的施胶组合物和施胶的玻璃纤维产品
TW201546009A (zh) 用於溼式及乾式長絲捲繞之上漿組合物
GB1597991A (en) Aqueous composition for coating glass fibres
CA2831141C (en) Fiber glass strands and reinforced products comprising the same
US20180290922A1 (en) Amino Acid-Containing Sizing Compositions For Glass Fibers And Sized Fiber Glass Products
CN113548813B (zh) 一种玻璃纤维直接纱用浸润剂及制备方法、产品和应用
US4933381A (en) Resin compatible size composition for small diameter glass fibers
CN1053599A (zh) 用于纺织的玻璃纤维股及其改进
US7709599B2 (en) Compounds, rosins, and sizing compositions
EP0665906B1 (en) Vinyl polymer compatible treated glass-type substrates
CN107382372A (zh) 一种氧化铝连续纤维加捻纱专用浸润剂及其制备方法
US20100273375A1 (en) Aqueous sizing for producing glass fibre products
CN114735948B (zh) 一种代替钢纤维的耐碱玻璃纤维浸润剂
CN114735947B (zh) 一种代替钢纤维的耐碱玻璃纤维浸润剂的制备方法
US20090075544A1 (en) Multi-compatible sizing composition for thermosetting resins
US20050244624A1 (en) Wet process chopped fiber mat production
WO2014150732A1 (en) Sizing compositions for glass fibers and sized fiber glass products

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101124

Termination date: 20181018