JP2005511903A - ガラスストランド用サイジング組成物、そうして得られたガラスストランド、及びそのストランドを含んで成る複合体 - Google Patents

ガラスストランド用サイジング組成物、そうして得られたガラスストランド、及びそのストランドを含んで成る複合体 Download PDF

Info

Publication number
JP2005511903A
JP2005511903A JP2003549262A JP2003549262A JP2005511903A JP 2005511903 A JP2005511903 A JP 2005511903A JP 2003549262 A JP2003549262 A JP 2003549262A JP 2003549262 A JP2003549262 A JP 2003549262A JP 2005511903 A JP2005511903 A JP 2005511903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
components
glass strand
amine
composition
strands
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.)
Pending
Application number
JP2003549262A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005511903A5 (ja
Inventor
モワロー,パトリック
Original Assignee
サン−ゴバン ベトロテックス フランス ソシエテ アノニム
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 サン−ゴバン ベトロテックス フランス ソシエテ アノニム filed Critical サン−ゴバン ベトロテックス フランス ソシエテ アノニム
Publication of JP2005511903A publication Critical patent/JP2005511903A/ja
Publication of JP2005511903A5 publication Critical patent/JP2005511903A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/34Condensation polymers of aldehydes, e.g. with phenols, ureas, melamines, amides or amines
    • 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
    • C08J5/06Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2904Staple length fiber
    • Y10T428/2907Staple length fiber with coating or impregnation
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2938Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2962Silane, silicone or siloxane in coating
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964Artificial fiber or filament

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも5wt%の溶媒と、熱重合性の基剤系とを含んで成る溶液から構成されるサイジング組成物であって、該基剤系が、分子量750未満の成分を少なくとも60wt%含んで成り、かつ
・少なくとも1つのエポキシ反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
・少なくとも1つのアミン、好ましくは第一又は第二アミンの反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
・少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と
の混合物成分を少なくとも60wt%含んで成るサイジング組成物に関する。
本発明の別の主題は、上記サイジング組成物で被覆されたガラスストランドに関する。
得られたガラスストランドは、有機又は無機材料を強化するのに使用できる。

Description

本発明は、ガラスストランド用サイジング組成物、得られたガラスストランド、及び該ガラスストランドを組み込んだ複合体に関する。
強化用ガラスストランドの製造は、紡糸口金のオリフィスより流れる溶融ガラス流から公知の方法で実施される。これらの流れは、連続フィラメントの形態で延伸され、次いで、これらのフィラメントがベースストランドにまとめられ、続いて、さまざまな形態、即ち、連続ストランドのボビン、連続又は切断ストランドのマット、切断ストランドなどに収集される。
これらのフィラメントをストランドの形態にまとめる前に、フィラメントは、サイジング装置の上を通過してサイズ剤で被覆される。サイズ剤の適用は、第一に、ストランドの製造に、そして第二に、複合体の調製に必要であり、補強剤として該ストランドと他の有機及び/又は無機材料とを結合させる。
サイズ剤は、第一に、滑剤として作用して、上記プロセスで直面する様々な装置上でのストランドの高速摩擦により生じる摩耗からストランドを保護する。フィラメントを切断する場合がある摩擦作用を可能な限り回避するために、ガラスストランドは、適切な支持体上への繰り出し及び巻き戻し、又は織り込みなど、続いて起こる切り替え操作に耐えるのに十分な滑り能力(“スリップ”)を有することが重要である。
サイズ剤の別の機能は、上記ストランドに完全性を与えること、即ち、ストランド内部でフィラメントを互いに結合させることである。この完全性は、ストランドが、とりわけ張力において強い機械的応力を受ける織物用途でより特に要求される。したがって、フィラメントがわずかしか互いに付着を示さない場合には、フィラメントは、応力を加えられるとより簡単に切れる傾向があり、その結果、フロックが形成して織物機械の操作を妨げ、実際、機械の完全な停止が必要でさえある。さらには、一体化していないストランドは、特にボビンの形成に関する場合、その時には、切れたフィラメントが縁に現れるので、取り扱いが困難であると考えられる。あまり満足のいかない美的外観に加えて、これらのボビンから取り出されたストランドを解くことはより困難である。
サイズ剤の別の役割は、ストランドと強化されるべき材料との間に結合を作り出すことによって、これらの材料によるストランドの湿潤及び/又は含浸を促進させることである。結果として得られる複合体の機械的性質は、ストランドに対するこの材料の付着の品質と、この材料によって湿潤及び/又は含浸されるストランドの能力とに依存する。たいていの場合、サイズ剤によって、改善された機械的性質を示す複合体を得ることが可能となる。
サイジング組成物はまた、1秒当たり数十メートルに達するフィラメントの高い延伸速度が特に必要であるストランドの製造条件に適合できなければならない。サイジング組成物はまた、とりわけあまり変動してはいけない粘度に関して、フィラメントの通過により生じるせん断力に耐えなければならず、フィラメントの全長に沿って均一な被覆を得るようフィラメント表面を適切に濡らすことができなければならない。フィラメントを重合しようとする場合、さらにサイジング組成物は、(60〜100℃程度の)紡糸口金より下の温度で安定なままでなければならない。とりわけ、ある成分の蒸発により生じる濃度変動の問題を回避するため、重合性成分は示された温度で低い蒸気圧を有するようにすることが望ましい。一定品質のサイズ剤を施したガラスストランドの製造を保証するために、[サイズ剤中で反応した官能基の数]/[開始反応性官能基の数]の比によって規定される転化率を調節することも重要である。転化率は、特にはサイズ剤が時間とともに変化するのを防ぐため、予想される理論率に非常に近くなければならない。
一般に、サイジング組成物は、上述の役割を果たし、かつ周囲温度での貯蔵の間、及び紡糸口金より下のより高い温度条件下の両方で、粘度において相当な増加をもたらす化学反応を受けないよう選択される。
最も普通に用いられるサイズ剤は、使用するのに容易な低粘度の水性サイズ剤であるが、それはフィラメント上に大量に堆積させなければならない。水は一般に、サイズ剤の80wt%よりも多くに相当し、水はとりわけストランドと強化されるべき材料との間の付着を低減させる場合があるので、ストランドを使用する前にそれを乾燥させることが必要である。熱処理による乾燥は長くかつコストのかかる操作であり、この操作はストランドの製造条件への完全な適合を必要とする。このような処理は、サイズ剤を施したストランドに関して中立的ではない。サイズ剤を施したストランドが、とりわけ巻付けパッケージの形態である場合には、サイズ剤成分の分布は、一様でない及び/又は選択的な移動、ストランドの着色、並びに巻付けパッケージの変形によって変化する場合がある。乾燥を行わない場合には、水性サイズ剤で被覆した微細ストランド(600テックス(g/km)未満の線密度又は番手)の縁の真直ぐな巻付けパッケージ(又はロービング)に関して、同様に変形が観測される。
上述の問題を解決するために、“無水”サイジング組成物、即ち、5wt%未満の溶媒を含んで成るサイジング組成物が提案された。このような組成物は、例えば、以下の特許出願において開示されている。
FR−A−2727972は、UV放射線又は電子ビームの作用のもとで重合するガラスストランドをサイジングするための組成物を提供している。この組成物は、少なくとも1つのエポキシ官能基を示す分子量750未満の少なくとも1つの成分を含んで成り、かつ少なくとも1つのエポキシ、ヒドロキシル、ビニルエーテル、アクリル又はメタクリル官能基を示す分子量750未満の1つ又は複数の成分を少なくとも60wt%含んで成る重合性基剤系を含んで成る。
FR−A−2772369は、ストランド上への堆積後に熱処理段階を必要としないガラスストランドのためのサイジング組成物を開示している。この組成物は、重合可能な成分を少なくとも60wt%含んで成り、これらの成分は、その少なくとも60%に関して、分子量750未満の成分であり、これらの重合可能な成分は、少なくとも1つのアクリル及び/又はメタクリル反応性官能基を有する1つ又は複数の成分と、少なくとも1つの第一アミン及び/又は第二アミン官能基を有する1つ又は複数の成分との混合物を少なくとも含んで成り、これらの成分の少なくとも20wt%は、少なくとも2つのアクリル、メタクリル、第一アミン、及び/又は第二アミンの反応性官能基を示す。
先に挙げた無水組成物は、周囲温度で重合できるモノマーを高い割合で含んで成る。ガラスフィラメント上への組成物の堆積とストランドの巻付けの間で、一般に1秒未満の非常にわずかな時間しか経過しない場合には、巻付けパッケージのコーナーは、不完全に重合したサイズ剤で一般に被覆される。ストランドの直接巻付けの条件下で、縁の真直ぐな巻付けパッケージ(ロービング)を形成するためには、重合の動力学は、ストランドの第1層の効果的な遮断を可能とするのにしばしば不十分である。次に続く層の蓄積作用下において、下部層がたわむ傾向にあり、したがって、巻付けの間に巻付けパッケージの寸法的な特徴が変化する。観測された欠陥(変形、長さの増加など)によって、このような巻付けパッケージは、このパッケージが提供される装置上で使用できなくなる。
先に説明した条件下では、サイジング組成物は、液体状態でフィラメント上に堆積できなければならず、かつストランドの巻付けの間にゲル状態へ急速に変化できなければならない。ゲル状態に達するのに必要な時間(“ゲル化時間”)は、堆積時の温度に依存しており、この温度は一般に、フィラメントの製造に関する通常の条件下では60〜100℃程度である。ゲル化時間はまた、得ることが要求される巻付けパッケージのタイプに依存しており、その時間は、構成の仕方(縁の直線性、交角など)によって非常に相当に変わる場合がある。したがって、縁の真直ぐな巻付けパッケージの形成を意図したサイジング組成物は、(25℃程度の)周囲温度で測定されるそのゲル化時間が10〜40分、好ましくは15〜30分の場合には、満足のいくものとみなされる。“ケーク”タイプの巻付けパッケージの形成が問題である場合には、対象物は、100分程度のより長いゲル化時間を示すサイジング組成物が好ましい。加えて、ゲル化時間はまた、ストランドの最終的な特性、特にその完全性に関して影響を与え、重合反応がより速くなるにつれて、ゲル化時間は一般に減少する。
1つ又は複数のエポキシ化合物と、1つ又は複数のアミンとの重合に基づいたサイジング組成物の堆積は、2つの方法、即ち、1つの段階において、すべてのエポキシ及びアミノ化された反応化合物を含む組成物を用いること、又は2つの段階において、反応化合物(エポキシ若しくはアミン)のうち一方のタイプを含んで成る第1組成物と、反応化合物(エポキシ若しくはアミン)のうち他方のタイプを含む第2組成物とを用いてフィラメントをコーティングすることの何れかで実施できる。選択した方法が何であれ、ゲル化時間は比較的長く、2時間以上の程度であることがわかっている。
高い反応性を有する化合物、特には第一アミンを使用すること、及び/又は組成物中のこれら化合物の量を増加させることによってゲル化時間を低減することが可能である。しかしながら、これらのアミンは、高い毒性及び(上で示される60〜100℃程度の)堆積温度でしばしば高い蒸気圧を有することが知られている。このため、このような環境で作業する人々の健康を害するあらゆる危険を予防するために、その使用を制限することが好ましい。
本発明の目的は、1つ又は複数のエポキシ官能基を含む1つ又は複数の化合物、1つ又は複数のアミン官能基を含む1つ又は複数の化合物、及び1つ又は複数のヒドロキシル官能基を含む化合物の反応によって進行するガラスストランドのコーティングに向けられる重合性サイジング組成物のゲル化時間を調節することであり、そうして、対象とされる用途に応じてこの時間を調整することが可能となる。
本発明の別の目的は、ガラスストランドの製造条件に適合したゲル化時間を維持しながら、第一アミンの含有量が可能な限り低く保たれるサイジング組成物を提供することである。
本発明の別の主題は、上述のサイジング組成物で被覆されたガラスストランドであり、これらのストランドは、高い剛性と高い完全性を示し、複合体を形成するために有機及び/又は無機材料を効率的に強化することができる。
本発明に従ったサイジング組成物は、少なくとも5wt%の溶媒と、熱重合性の基剤系とを含んで成る溶液から構成され、該基剤系は、分子量750未満の成分を少なくとも60wt%含んで成り、かつ
・少なくとも1つのエポキシ反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
・少なくとも1つのアミン、好ましくは第一又は第二アミンの反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
・少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と
の混合物成分を少なくとも60wt%含んで成る。
本発明において、次の語句は以下の意味を有する。
“溶媒”という語は、ある重合性成分を溶解するのに使用できる水及び有機溶媒を意味すると解される。限定的な量で1つ又は複数の溶媒が存在することで、それらを除去するための特別な処理が必要とされない。ほとんどの場合、本発明に従ったサイズ剤は全く溶媒がない。
“重合する”、“重合性”、“重合”などの語は、それぞれ、“重合する及び/又は架橋する”、“重合性及び/又は架橋性”、“重合及び/又は架橋”などを意味すると解される。
“反応性官能基”という語は、サイズ剤の重合反応に関わることができる官能基を意味すると解され、重合は、ストランドを製造するための通常の温度、即ち、新たな熱的寄与なしで実施することが可能であり、それが好ましく、又はより高い温度(熱重合)で実施することが可能である。
“重合性基剤系”という語は、サイズ剤の期待される重合構造の獲得を可能とする結合された基本的成分を意味すると解される。
続いて、“1つ又は複数のエポキシ成分”、“1つ又は複数のアミン成分”、及び“1つ又は複数のヒドロキシル成分”という語は、それぞれ、“少なくとも1つのエポキシ反応性官能基を示す1つ又は複数の成分”、“少なくとも1つのアミン反応性官能基を示す1つ又は複数の成分”、及び“少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を示す1つ又は複数の成分”を意味すると解される。
本発明に従ったサイジング組成物は、直接プロセスにより強いられるガラスストランドの製造条件に適合しており、該組成物の粘度は、該組成物中を通されるフィラメントの延伸速度及び直径に応じて調節される。本発明に従った組成物はまた、ストランドの延伸速度に適合したストランドに関する濡れ速度を示す。
一般に、重合性基剤系は、本発明に従ったサイジング組成物の60〜100wt%、主として該組成物の75〜100wt%、通例、該組成物の80〜100wt%に相当する。
基剤系は、主として1つ又は複数のエポキシ成分、1つ又は複数のアミン成分、及び1つ又は複数のヒドロキシル成分から構成され(通例、好ましくは80wt%〜100wt%まで)、この混合物成分を使用することで、出発成分のうちの様々なアミン、エポキシ、及びヒドロキシル官能基の反応により生じるポリマーを重合後に得ることが可能となる。とりわけ、重合したサイズ剤の構造において優勢に関与するものであるエポキシ−アミン−ヒドロキシル三量体があり、サイズ剤を施したガラスストランドの特性は、この構造に直接的に起因する。
さらに、基剤系は、分子量750未満の1つ又は複数の成分を過半数(好ましくは少なくとも70wt%〜100wt%まで)含んで成り、この/これらの成分は、通常、大部分は上述のエポキシ、アミン、及びヒドロキシル成分に属する。
本発明によれば、上記分子量750未満の成分は、500未満の分子量を有することが好ましくかつ一般的である。
基剤系が750を超える分子量を有する成分を含む場合、該基剤系は、有利には1000を超える分子量を有する1つ又は複数のエポキシ成分(プレポリマー)を含んで成る。これら成分の含有量は、一般にはサイジング組成物の20wt%未満である。なぜなら、この値を超えると、組成物の反応性だけでなく粘度も高くなり過ぎ、上記プロセス条件下におけるガラスストランド上へのサイズ剤の堆積が可能でなくなるからである。
ある実施態様によれば、本発明に従った基剤系は、重合サイズ剤の構造に関与するが、エポキシ、アミン、又はヒドロキシル官能基を示さない1つ又は複数の成分、及び/又はより高い分子量を有する1つ又は複数の成分を少ない割合(25%未満)で随意に含んで成ることができる。好ましくは、これら成分の割合は15%未満、さらによいことには少なくとも5%に等しい。
とりわけ満足のいく結果を得ることができる本発明の好ましい実施態様によれば、基剤系は、1つ又は複数のエポキシ成分、2つのアミン反応性官能基を含む1つ又は複数のアミン成分、及び少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を含む1つ又は複数の成分から構成される。特に有利な方法においては、アミン官能基は、第一及び/又は第二アミン官能基であり、さらによいことには第一アミン官能基である。
基剤系において使用できるエポキシ、アミン、又はヒドロキシル成分のそれぞれは、1つ若しくは複数のエポキシ、アミン、又はヒドロキシル反応性官能基を示すことができる。
基剤系の1つ又は複数のエポキシ成分は、
・エポキシ官能基を含む成分、即ち、C〜C16のアルキルグリシジルエーテルのようなグリシジルエーテル、例えば、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、及びアクリルオキシヘキシルグリシジルエーテル;フェニルグリシジルエーテル、p−(tert−ブチル)フェニルグリシジルエーテル、ノニルフェニルグリシジルエーテル、若しくはクレシルグリシジルエーテルのような芳香族グリシジルエーテル;又はピバル酸モノグリシジルエステル、若しくはネオデカン酸モノグリシジルエステルのようなバーサチック酸のグリシジルエステルと、
・2つのエポキシ官能基を含む成分、即ち、リモネンジオキシド;ポリグリコールジエポキシド;1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメチロールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、若しくはビスフェノールFジグリシジルエーテルのようなジグリシジルエーテル;ジグリシジルエステル;ヘキサジヒドロフタル酸無水物のジグリシジルエステル;ジグリシジルヒダントイン;トリグリシジルイソシアヌレート;エポキシフェノールノボラック樹脂;及びエポキシクレゾールノボラック樹脂と、
・3つのエポキシ官能基を含む成分、即ち、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、パーム油のトリグリシジルエーテル、トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル、p−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、エポキシフェノールノボラック樹脂、及びエポキシクレゾールノボラック樹脂と、
・少なくとも4つのエポキシ官能基を含む成分、即ち、ポリエポキシポリブタジエン、脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、テトラ(パラ−グリシドキシフェニル)エタン、4,4’−(ジグリシジルアミノ)ジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−A,A’−ビス(4−アミノフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、及びN,N,N’,N’−テトラグリシジル−A,A’−ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼンと
から特に選択することができる。
前述したエポキシ成分の中でも、1〜3つのエポキシ反応性官能基を含むエポキシ成分が優先される。
一般に本発明によれば、基剤系における1つ又は複数のエポキシ成分の割合は、サイジング組成物の15〜85wt%、主としてサイジング組成物の約25〜75wt%である。通例、それはサイジング組成物の35〜65wt%である。
基剤系の1つ又は複数のアミン成分は、
・随意には1つ若しくは複数のヘテロ原子、及び/又は1つ若しくは複数の不飽和を含む線形、分枝若しくは環状の炭化水素鎖を含んで成る成分、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、又は随意にはアルコキシル化されたポリ(エチレン)ポリアミン、ジペンチルアミン、ジイソペンチルアミン、ジヘキシルアミン、2−ブチル−2−エチル−1,5−ペンタンジアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、α−(2−アミノメチルエチル)−ω−(2−(アミノメチル)エトキシ)ポリ(オキシ(メチル−1,2エタンジイル))、N’−(3−アミノプロピル)−N,N’−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、C,C,C−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N−エチルメタリルアミン、2−ピペリジノン、シアノグアニジン、ポリアミドアミン及びその誘導体、イソホロンジアミン、メンタンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、ピロール、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、ピラゾール、2−メチルピペラジン、アミノエチルピペラジン、2,6−ジメチルモルホリン、N−アミノエチルモルホリン、2−プロピルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、及び2,6−ジアミノピリジン、並びに
・ベンジルアミン、m−若しくはp−フェニレンジアミン、m−キシレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ベンゾグアナミン、及びジアミノ−1−フェニル−1,3,3−トリメチルインダンのような芳香族成分、
などの1つ又は複数の第一及び/又は第二アミン官能基を含む成分から選択することができる。
基剤系の1つ又は複数のアミン成分として、2−フェニル−2−イミダゾリン、2−エチルイミダゾール、1,1−ジメトキシ−N,N−ジメチル−メタンアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリン、テトラブチル尿素、4−(ジエチルアミノ)安息香酸、及び1−メチルピロリジンなどの1つ又は複数の第三アミン官能基を含む1つ又は複数の成分を使用することもできる。
好ましくは、アミン成分は、1つ又は複数の第一及び/又は第二アミン官能基を含む成分から選択される。
一般に本発明によれば、基剤系における1つ又は複数のアミン成分の割合は、1つ又は複数のエポキシ成分との共重合反応を助長するよう組成物の5wt%以上である。一般には、それはサイジング組成物の5〜40wt%、通例、サイジング組成物の10〜30wt%である。
基剤系の1つ又は複数のヒドロキシル成分は、
・随意には1つ又は複数のオキシアルキレン構成単位、好ましくはオキシエチレン構成単位を含む脂肪族モノアルコール、好ましくはC〜C20の脂肪族モノアルコール;ジオール、例えば、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、及びシクロヘキサンジオール;トリオール、例えば、グリセロール及びトリメチロールプロパン;並びにテトラオール、例えば、ペンタエリスリトールのような脂肪族又は脂環式のC〜C20アルコールと、
・少なくとも1つの芳香族環を含むアルコール、例えば、4−(tert−ブチル)フェノール、レゾルシノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、及びビスフェノールポリエーテルと、
・ポリ(オキシアルキレン)ポリオール、例えば、好ましくは2つ又は3つのヒドロキシル官能基を含むポリ(オキシエチレン)ポリオール、ポリ(オキシプロピレン)ポリオール、及びポリ(オキシエチレン)(オキシプロピレン)ポリオールと、
・1つ又は複数のヘテロ原子を含んで成ることができる、線形又は分枝の炭化水素鎖を含んで成るアミノアルコール、例えば、2−(2−アミノエチル)アミノエタノール、2−(2−(3−アミノプロポキシ)エトキシ)エタノール、2−ジイソプロピルアミノエタノール、3−アミノプロパノール、N−ブチルジエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ジイソプロピルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジエチルアミノ−1,2−プロパンジオール、トリ(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリエタノールアミン、及びトリイソプロパノールアミン;並びに芳香族アミノアルコール、例えば、4−アミノフェノール、ジメチルアミノフェノール、又はトリス(N,N,N−ジメチルアミノエチル)フェノールと、
から選択することができる。
好ましくは、本発明によれば、ヒドロキシル成分は、少なくとも2つのヒドロキシル官能基、さらによいことには2つ又は3つのヒドロキシル官能基を含むアルコール、並びに1つ又は複数の第一及び/又は第二アミン官能基を含むアミノアルコールから選択される。
基剤系における1つ又は複数のヒドロキシル成分の割合は、1つ又は複数のアミン成分に関して上で与えられるものと同じ制限の中で変動する。
一般には、エポキシ成分の反応部位の数は、アミン成分の反応部位の数よりも多い。同様に、エポキシ成分の反応部位の数は、ヒドロキシル成分の部位の数よりも多い。好ましくは本発明によれば、主として、基剤系のアミン成分が第一又は第二アミン成分である場合には、[エポキシ反応部位の数]/[アミン反応部位の数とヒドロキシル部位の数の合計]の比rは、0.2〜2.5である(1つのエポキシ官能基は、1つのエポキシ反応部位とみなされ、1つの第一アミン官能基は、2つのアミン反応部位とみなされ、1つの第二アミン官能基は、1つのアミン反応部位とみなされ、及び1つのヒドロキシル官能基は、1つのヒドロキシル反応部位とみなされる)。
通例、本発明によれば、この比rは0.3〜1.7、好ましくは0.4〜1.3である。
より一般的には、[アミン反応部位の数]/[ヒドロキシル反応部位の数]の比r’は0.5〜20、好ましくは0.8〜15である。
サイジング組成物は、基剤系に加えて、エポキシ官能基の開放を助長することによりサイズ剤の重合を促進させる少なくとも1つの触媒を含んで成ることができる。この触媒は、弱い基剤、例えば、トリアルキルアミン、エポキシアミン(N−(2,3−ジエポキシプロピル)アニリン)、N,N−ジアルキルアルカノールアミン、多酸の第三アミノ塩などのような触媒として作用することもできる第三アミンから選択されることが好ましい。
基剤系においてもっぱら触媒として作用する(即ち、重合サイズ剤の構造には関与しない)成分の含量は、一般にはサイジング組成物の8wt%未満、通例4wt%未満である。触媒の存在によって、より少ない反応性第一及び/又は第二アミン成分の使用が可能となる。N−アミノエチルピペラジン、イミダゾール誘導体、又はメンタンジアミンのような高反応性のアミン成分の場合には、触媒の存在は必ずしも必須ではない。
重合サイズ剤の構造に本質的に関与する上述の成分、及び適切であれば触媒に加えて、サイジング組成物は、1つ又は複数の成分(以降で示される添加剤)を含んで成ることができる。これらの添加剤は、サイズ剤に特定の性質を与え、組成物が好ましいように2段階で堆積される場合には、これらの添加剤は、サイズ剤を構成する一方及び/又は他方の組成物を介して導入することができる。
本発明に従った組成物は、添加剤として、サイズ剤をガラスに付着させることができる少なくとも1つのカップリング剤を含んで成ることができる。このカップリング剤は、重合反応に関与する場合には、基剤系の成分であることができ、又は添加剤としてのみ関与する成分であることもできる。
1つ又は複数のカップリング剤の割合は、一般にはサイジング組成物の0〜30wt%であり、通例5wt%よりも多い。好ましくは該組成物の10〜25%である。
カップリング剤は、一般には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ポリ(オキシエチレン/オキシプロピレン)トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、スチリルアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、又はtert−ブチルカルバモイルプロピルトリメトキシシランなどのシラン、シロキサン、チタン酸塩、ジルコニウム酸塩、及びこれら化合物の混合物から選択される。シランが好ましくは選択される。
組成物は、添加剤として、本質的には滑剤として添加される少なくとも1つの繊維加工剤を含んで成ることができ、それは、組成物がサイズ剤の機能を示すために、多くの場合において必要である。
繊維加工剤の割合は、一般には組成物の0〜30wt%であり、好ましくは少なくとも4%に等しい。
繊維加工剤は、ラウリン酸デシル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸イソブチル、アジピン酸エチレングリコール、又はトリメチロールプロパントリオクタノエートのような脂肪族エステル;エトキシル化ノニルフェノールのようなアルキルフェノールの誘導体;有利には10未満のオキシエチレン構成単位を含んで成るイソステアリン酸ポリエチレングリコールのようなポリアルキレングリコールの誘導体;鉱油に基づいた混合物;及びこれら化合物の混合物から一般に選択される。
本発明に従った組成物はまた、添加剤として、とりわけ、これらのフィラメントが高速で延伸されるか、及び/又は非常に微細である場合に、サイジング装置上でのフィラメントの相当な摩擦を防ぐことによって、もっぱら繊維化を助長するスリップ剤として作用する少なくとも1つの塗膜形成剤を含んで成ることができる。しかしながら、この試剤は高価であり、さらに、ストランドの機械的特徴の低下をもたらす場合がある。
塗膜形成剤の割合は、一般には組成物の8wt%以下、好ましくは5%以下である。
塗膜形成剤は、シリコーン油のような1つ又は複数のシリコーン誘導体、グリシジル(n)ポリジメチルシロキサン、又はα,ω−アクリルオキシポリジメチルシロキサンのようなシロキサン及びポリシロキサン、シリコーンポリアクリレート、並びにこれら化合物の混合物から一般に選択される。
本発明に従った組成物は、添加剤として、強化されるべき材料に適合させるために少なくとも1つの試剤、例えば、セメント材料の場合には、没食子酸又はその誘導体のような腐食抑制剤を含んで成ることができる。
本発明に従った組成物は、例えば、FR−A−2763328において開示されているプロセス条件下で、1つ又は複数の段階においてガラスフィラメント上に堆積させることができる。このプロセスでは、1つ又は複数の紡糸口金のベースに配置されたオリフィスから流れる溶融ガラス流が、1つ又は複数の連続フィラメントシートの形態で延伸され、次いで、このフィラメントが1つ又は複数のストランドにまとめられ、1つ又は複数の移動支持体上に収集される。0.5〜300cPの粘度を有する第一の安定な組成物と、該第一組成物とは別に導入される0.5〜250cPの粘度を有する少なくとも1つの第二の安定な組成物とをこのフィラメントに適用することによりサイズ剤が堆積される。
第二組成物は、早くとも第一組成物を堆積する間にフィラメント上に堆積させることができるか、又は遅くともストランドが支持体上に収集されるときにストランド上に堆積させることができる。組成物間の粘度差は、一般には150cP未満である。
本発明に従った組成物は、1つ又は複数のエポキシ成分、及び随意には1つ又は複数の添加剤を好ましくは含んで成る第一組成物と、1つ又は複数のアミン成分、1つ又は複数のヒドロキシル成分、及び随意には1つ又は複数の添加剤、特に1つ又は複数の重合触媒を含んで成る第二組成物とを2段階で適用することが好ましい。
サイズ剤を2段階で堆積することは特に有利である。これによって、重合反応のより良好な制御が可能となり、このため、サイズ剤は、ストランドが破損するリスクを低減した状態で高い生産性を確実にする一方、ストランドの全長に沿って均一な品質を有する。
一般に、ストランド上に堆積されたサイズ剤の重合は、熱の付加的な寄与を必要としない。しかしながら、重合を加速させるために、繊維化後のストランドをプロセスの異なる段階で熱処理にさらすことが可能である。この処理は、連続若しくは切断ストランドのシート上で、又は複合体を調製するために有機材料と組み合せたストランド上で、巻付けパッケージの形態で収集されたストランドに適用することができる。具体例として、約20kgの重さがあるロービングについては、120〜140℃程度の温度で約8時間の処理が十分であるとわかっている。切断ストランドについては、処理の期間は、同等の温度で約10分未満である。
ストランド上のサイズ剤含量が比較的低いのに対して、ストランドを構成するフィラメントが接着結合することにより、サイズ剤の重合後に得られるストランドの厳密な意味での完全性は特に高い。なぜなら、本発明に従ったサイジング組成物で被覆したストランドの強熱減量が、3wt%未満、好ましくは1.5wt%未満であるからである。
本発明に従ったサイジング組成物のアミン成分の転化率は100%に近い。アミン化合物の残留含有量がゼロに近い有効な組成物を有するために、アミン化合物の毒性に関する問題を知ることはさらに有利である。
サイズ剤を施したストランドは、ケーク、ロービング及び“コップ(cop)”のような回転支持体上に巻付けパッケージの形態で一般に収集される。サイズ剤の重合状態及び交角がどうであれ、交角が低い(1.5°未満)場合でさえ、巻付けパッケージからストランドを繰り出すこと、及びそれらを取り扱うことは容易である。縁の真直ぐな巻付けパッケージは、長期にわたってその寸法的な特徴を保持し、いかなる変形も受けない。ストランドはまた、引き続いてメッシュ、織物、組紐、テープなどの調製に使用することができる。
ストランドはまた、平行移動する受け入れ用支持体に収集することもできる。ストランドは、特には、絡み合った連続ストランドのシート又は“マット”を製造するために、ストランドを延伸させるよう機能する装置によって、延伸されるストランドの方向と反対に移動する収集表面に投入される。ストランドはまた、同様にストランドを延伸させるよう機能する装置によって収集される前に切断することもできる。
これらのストランドを構成するガラスフィラメントは、一般に5〜30μmの広い範囲で変化できる直径を有する。ガラスフィラメントは、Eガラス及びARガラスである強化用ストランドの分野で最もよく知られる如何なるガラスからも構成することができる。
本発明に従って得られたストランドは、有利には、高い機械的性質を有する複合体部分を得るために、様々な材料を強化するのに使用できる。複合体は、本発明に従ったガラスストランドと、少なくとも1つの有機及び/又は無機材料とを少なくとも結合させることによって得られ、最終的な複合体のガラス含量は、一般には1〜5wt%(セメントマトリックス)、20〜80wt%、好ましくは30〜70%(有機マトリックス)である。
以下の例によって本発明を説明することができるが、それらは本発明を限定するものではない。
これらの例においては、以下の分析法が、サイジング組成物及び本発明に従ったサイジング組成物で被覆したガラスストランドの物理的性質を測定するのに使用される。
・分で表されるゲル化時間は、時間の関数としてサイジング組成物の粘度曲線をプロットする(Prodemat S.A.により販売されている)Trombomat装置を用いて測定する。この曲線に関して、変曲点に対する接線と横座標の軸との交点がゲル化時間に相当する。
・強熱減量はISO 1887規格に従って測定する。それは%で表される。
・曲げ剛性又は捩り剛性は、10個の試験片に関してISO 3375規格により規定される条件のもとで測定する。それはmmで表される。120以上の曲げ剛性を示すストランドは、ストランドの高い完全性を必要とする使用に好適である。
・樹脂による含浸能力は、0(悪い;湿潤なし)〜5(優れている;ストランドが樹脂中において見えない)の評価で視覚的に評価する。
・引張強さは、ISO 3341規格により規定される条件のもとで測定する。それはg/texで表される。
[例1]
紡糸口金(800個のオリフィス)から流れる溶融Eガラス流を延伸することにより得られる直径16μmのフィラメントを、(以下の質量百分率の)第1組成物A、次いで、第2組成物Bで被覆する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 22
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2) 10
・ビスフェノールFジグリシジルエーテル(3)
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4) 12
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5)
[組成物B]
・イソステアリン酸PEG 300(6) 18
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 15
・2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール 8
サイジング組成物は、比r0.615、比r’4.5、及びゲル化時間51.5分を示す。
フィラメントを寄せ集めてストランドにし、そのストランドを巻き付けてケーク(50テックスの4本のストランド)を形成する。これらケークのうち6つから取り出したストランドを使用して、1.2%の強熱減量を示す1200テックスのストランドを形成する。
このストランドは、適度な完全性、樹脂の存在下で同時に撚りを与えることで切断される良好な能力、及び低レベルの静電気を示す。ポリエステル樹脂により含浸されるその能力は1.5と評価される。ストランドは、SMC(Sheet Molding Compound)タイプの材料において強化剤として使用できる。
[例2]
手順は例1の条件下と同様であり、以下の組成物A及びBを使用する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 18
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2) 12
・ビスフェノールFジグリシジルエーテル(3)
・クレシルグリシジルエーテル(7)
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4) 10
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5) 10
[組成物B]
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 10
・2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール 7
・分子量230のポリ(プロピレンオキシド)(8)
・トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、m−キシリレンジアミン、
及び4−tert−ブチルフェノールの混合物(9)
・ビスフェノールAポリエーテル(10)
・鉱油及び界面活性剤の混合物(11)
サイジング組成物は、比r0.592、比r’6.32、及びゲル化時間106分を示す。
6つのケークから取り出したストランド(4×50テックス)を使用して、1.3%の強熱減量を示す1200テックスのストランドを形成する。
このストランドは、例1のものと同じ特性を有する。加えて、このストランドが、ポリエステル樹脂の同時吹付けとともにカッティングガンにおいて使用される場合には、いかなるロッドも、又は切断ストランドのいかなる結びつきも生じない。
[例3]
手順は例1の条件下と同様であり、以下の組成物A及びBを使用する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 23
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2) 11
・ビスフェノールFジグリシジルエーテル(3)
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4) 13
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5)
[組成物B]
・イソステアリン酸PEG 300(6) 19
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 16
・1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデス−7−エン 3
サイジング組成物は、比r1.04、比r’12.79、及びゲル化時間90分を示す。
6つのケークから取り出したストランド(4×50テックス)を使用して、1.3%の強熱減量を示す1200テックスのストランドを形成する。
このストランドは、十分な完全性を有し、容易に切断でき、許容できる静電気レベルを示す。ポリエステル樹脂により含浸されるその能力は2.5と評価される。加えて、このストランドが、ポリエステル樹脂の同時吹付けとともにカッティングガンにおいて使用される場合には、いかなるロッドも生じず、いくつかの場合にのみ、切断ストランドが互いに結びつくのが観測される。
このストランドは、SMC(Sheet Molding Compound)タイプの材料において強化剤として使用できる。
[例4]
手順は例1の条件下と同様であり、以下の組成物A及びBを使用する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 22
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2)
・クレシルグリシジルエーテル(7) 10
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4)
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5)
[組成物B]
・イソステアリン酸PEG 300(6) 12
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 8
・トリエタノールアミン 8
・トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、m−キシリレンジアミン、
及び4−tert−ブチルフェノールの混合物(9)
・1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデス−7−エン 7
サイジング組成物は、比r0.854、比r’1.67、及びゲル化時間18.6分を示す。
フィラメントを寄せ集めて292テックスのストランドにし、そのストランドをケークとして巻き付ける。これらケークのうち2つから取り出したストランドを使用して、0.35%の強熱減量を示す665テックスのストランドを形成する。このストランドは、引張強さ43g/テックス、曲げ剛性210mm、及び揮発性化合物の含有量0.06%を示す。
このストランドを、以下の条件下、即ち、入口及び出口ノズル直径:それぞれ0.8mm及び2mm、空気圧:6〜6.5bar、巻付け圧:1.5bar、巻付け速度:200m/分、延伸カップ(drawing cups)の過剰供給率:25%において、ストランドに体積を与えることを意図した処理にさらす。
約1cmの平均幅を有する僅かに一様でないスラブをフロックなしで得る。
[例5]
手順は例4の条件下と同様であり、以下の組成物A及びBを使用する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 10
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2) 18
・ビスフェノールFジグリシジルエーテル(3)
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4) 12
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5)
[組成物B]
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 8
・1,5−ペンタンジオール 15
・トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、m−キシリレンジアミン、
及び4−tert−ブチルフェノールの混合物(9)
・ビスフェノールAポリエーテル(10)
・鉱油及び界面活性剤の混合物(11) 10
サイジング組成物は、比r0.601、比r’0.97、及びゲル化時間42分を示す。
フィラメントを寄せ集めて314テックスのストランドにし、そのストランドをケークとして巻き付ける。これらケークのうち2つから取り出したストランドを使用して、0.28%の強熱減量を示す660テックスのストランドを形成する。このストランドは、引張強さ30.7g/テックス、及び曲げ剛性150mmを示す。
このストランドを、以下の条件下、即ち、入口及び出口ノズル直径:それぞれ0.8mm及び1.8mm、空気圧:6bar、巻付け圧:1.5bar、巻付け速度:200m/分、延伸カップの過剰供給率:20%において、ストランドに体積を与えることを意図した処理にさらす。
約1cmの幅を有する一様でないスラブをフロックの形成なしで得る。
[例6]
手順は例4の条件下と同様であり、以下の組成物A及びBを使用する。
[組成物A]
・トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(1) 19
・ブタンジオールジグリシジルエーテル(2) 12
・ビスフェノールFジグリシジルエーテル(3)
・γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(4) 12
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(5)
[組成物B]
・1−(2−アミノエチル)ピペラジン 15
・1,5−ペンタンジオール 15
・ビスフェノールAポリエーテル(10)
・鉱油及び界面活性剤の混合物(11)
サイジング組成物は、比r0.589、比r’1.14、及びゲル化時間20分を示す。
フィラメントを寄せ集めて305テックスのストランドにし、そのストランドをケークとして巻き付ける。これらケークのうち2つから取り出したストランドを使用して、0.30%の強熱減量を示す640テックスのストランドを形成する。このストランドは、引張強さ37g/テックス、及び曲げ剛性170mmを示す。
このストランドを、以下の条件下、即ち、入口及び出口ノズル直径:それぞれ0.9mm及び2mm、空気圧:6.5bar、巻付け圧:1.5bar、巻付け速度:200m/分、延伸カップの過剰供給:26.6%において、ストランドに体積を与えることを意図した処理にさらす。
体積の僅かに増加した一様なスラブを得る。
先の例において、本発明によるサイズ剤で被覆したガラスストランドのゲル化時間は、幅広い範囲の値の中で変更できるということが認められる。したがって、同じ基剤系に関して、アミン成分及びヒドロキシル成分の含有量を調節することによって、とりわけ、触媒がある場合(例3及び例4)と触媒がない場合(例2及び例6)で同等のゲル化時間を得ることが可能である。
さらに、ゲル化時間は、1つ又は複数のヒドロキシル成分を選択することで調節できる。このように、短い炭化水素鎖を含んで成るジオールを使用することによって、約4.5の係数だけゲル化時間を低減できる(例3及び例6)ことが見出される。
(1)Vanticoにより “Araldite DY 0396”の名称で販売されている。
(2)Vanticoにより“Araldite DY 0397” の名称で販売されている。
(3)Vanticoにより“Araldite GY 285” の名称で販売されている。
(4)Cromptonにより“Silquest A 174” の名称で販売されている。
(5)Cromptonにより“Silquest A 187” の名称で販売されている。
(6)Seppicにより“LDM 1018” の名称で販売されている。
(7)Shellにより“Heloxy 62” の名称で販売されている。
(8)Huntsmanにより“Jeffamine D 230” の名称で販売されている。
(9)Air Productsにより“Ancamine 2089 M” の名称で販売されている。
(10)Seppicにより“Simulsol BPPE” の名称で販売されている。
(11)Lambertiにより“Torfil LA 4” の名称で販売されている。

Claims (18)

  1. 少なくとも5wt%の溶媒と、熱重合性の基剤系とを含んで成る溶液から構成されるサイジング組成物で被覆されたガラスストランドであって、該基剤系が、分子量750未満の成分を少なくとも60wt%含んで成り、かつ
    ・少なくとも1つのエポキシ反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
    ・少なくとも1つのアミン、好ましくは第一又は第二アミンの反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
    ・少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と
    の混合物成分を少なくとも60wt%含んで成る、ガラスストランド。
  2. 前記重合性基剤系が、前記組成物の75〜100wt%に相当することを特徴とする、請求項1に記載のガラスストランド。
  3. 前記基剤系が、1つ又は複数のエポキシ成分、1つ又は複数のアミン成分、及び1つ又は複数のヒドロキシル成分から80wt%〜100wt%まで構成されたことを特徴とする、請求項1及び請求項2の何れか1項に記載のガラスストランド。
  4. 前記基剤系が、分子量750未満の1つ又は複数の成分を少なくとも70wt%含んで成ることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のガラスストランド。
  5. [エポキシ反応部位の数]/[アミン反応部位の数とヒドロキシル部位の数の合計]の比rが、0.2〜2.5であることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のガラスストランド。
  6. [アミン反応部位の数]/[ヒドロキシル反応部位の数]の比r’が、0.5〜20であることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のガラスストランド。
  7. 前記1つ又は複数のエポキシ成分の含有量が、前記サイジング組成物の15〜85wt%であることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載のガラスストランド。
  8. 前記1つ又は複数のアミン成分の含有量が、前記サイジング組成物の5wt%以上であることを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載のガラスストランド。
  9. 前記1つ又は複数のヒドロキシル成分の含有量が、前記サイジング組成物の5wt%以上であることを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載のガラスストランド。
  10. 前記組成物が、8wt%未満の割合で触媒をさらに含んで成ることを特徴とする、請求項1〜9の何れか1項に記載のガラスストランド。
  11. 前記組成物が、0〜30wt%の割合でカップリング剤をさらに含んで成ることを特徴とする、請求項1〜10の何れか1項に記載のガラスストランド。
  12. 前記組成物が、0〜30wt%の割合で繊維加工剤をさらに含んで成ることを特徴とする、請求項1〜11の何れか1項に記載のガラスストランド。
  13. 前記組成物が、8wt%以下の割合で塗膜形成剤をさらに含んで成ることを特徴とする、請求項1〜12の何れか1項に記載のガラスストランド。
  14. 前記組成物が、没食子酸又はその誘導体のような少なくとも1つの腐食抑制剤を含んで成ることを特徴とする、請求項1〜13の何れか1項に記載のガラスストランド。
  15. 前記基剤系が、1つ又は複数のエポキシ成分、2つのアミン反応性官能基を含む1つ又は複数のアミン成分、及び少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を含む1つ又は複数の成分から構成されたことを特徴とする、請求項1〜14の何れか1項に記載のガラスストランド。
  16. 前記アミン反応性官能基が、第一及び/又は第二アミン反応性官能基であることを特徴とする、請求項14に記載のガラスストランド。
  17. 少なくとも5wt%の溶媒と、熱重合性の基剤系とを含んで成る溶液から構成された、特にガラスストランド用のサイジング組成物であって、該基剤系が、分子量750未満の成分を少なくとも60wt%含んで成り、かつ
    ・少なくとも1つのエポキシ反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
    ・少なくとも1つのアミン、好ましくは第一又は第二アミンの反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と、
    ・少なくとも1つのヒドロキシル反応性官能基を示す1つ又は複数の成分と
    の混合物成分を少なくとも60wt%含んで成る、サイジング組成物。
  18. 前記ガラスストランドのすべて又は一部が、請求項1〜16の何れか1項に記載のサイズ剤を施したガラスストランドから構成されたことを特徴とする、少なくとも1つの有機及び/又は無機材料、並びにサイズ剤を施したガラスストランドを含んで成る、複合体。
JP2003549262A 2001-12-05 2002-12-05 ガラスストランド用サイジング組成物、そうして得られたガラスストランド、及びそのストランドを含んで成る複合体 Pending JP2005511903A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0115686A FR2833002B1 (fr) 2001-12-05 2001-12-05 Composition d'ensimage pour fils de verre, fils de verre ainsi obtenus et composites comprenant lesdit fils
PCT/FR2002/004196 WO2003048066A1 (fr) 2001-12-05 2002-12-05 Composition d'ensimage pour fils de verre, fils de verre ainsi obtenus et composites comprenant lesdits fils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005511903A true JP2005511903A (ja) 2005-04-28
JP2005511903A5 JP2005511903A5 (ja) 2006-01-26

Family

ID=8870114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003549262A Pending JP2005511903A (ja) 2001-12-05 2002-12-05 ガラスストランド用サイジング組成物、そうして得られたガラスストランド、及びそのストランドを含んで成る複合体

Country Status (17)

Country Link
US (1) US7241499B2 (ja)
EP (1) EP1451122B1 (ja)
JP (1) JP2005511903A (ja)
KR (1) KR20050044693A (ja)
CN (1) CN100509675C (ja)
AT (1) ATE508994T1 (ja)
AU (1) AU2002364426A1 (ja)
BR (1) BR0214682B1 (ja)
CA (1) CA2469091C (ja)
FR (1) FR2833002B1 (ja)
HU (1) HUP0402603A2 (ja)
MX (1) MXPA04005143A (ja)
NO (1) NO20042717L (ja)
PL (1) PL369650A1 (ja)
RU (1) RU2309918C2 (ja)
WO (1) WO2003048066A1 (ja)
ZA (1) ZA200404288B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008545830A (ja) * 2005-05-26 2008-12-18 サン−ゴバン ベトロテックス フランス 反応性有機媒体中のポリマー分散体、調製方法および使用

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2833002B1 (fr) * 2001-12-05 2004-07-23 Saint Gobain Vetrotex Composition d'ensimage pour fils de verre, fils de verre ainsi obtenus et composites comprenant lesdit fils
US6867318B1 (en) * 2004-06-30 2005-03-15 Nalco Company Composition for coating of aluminum
US20070057404A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-15 Hager William G Compression and injection molding applications utilizing glass fiber bundles
FR2917403B1 (fr) * 2007-06-18 2009-07-31 Saint Gobain Technical Fabrics Structure de fils de verre destinee a renforcer des articles abrasifs agglomeres
WO2011119885A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Tyco Healthcare Group Lp Enhanced suture braid strength through click chemistry
EP2554594A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-06 3B-Fibreglass SPRL Sizing composition for charges used in thermoplastic polymeric material reinforcement, reinforced polymeric materials and method of manufacture
US9365685B2 (en) 2012-02-28 2016-06-14 Ut-Battelle, Llc Method of improving adhesion of carbon fibers with a polymeric matrix

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4351752A (en) * 1979-06-18 1982-09-28 Ppg Industries, Inc. Detackified aqueous sizing composition comprising liquid polymer and free radical generator
FR2691171B1 (fr) 1992-05-15 1994-12-23 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication d'un fil continu par étirage mécanique et produits en résultant.
FR2708590B1 (fr) 1993-07-29 1995-10-20 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication de fils coupés et dispositif associé.
FR2713626B1 (fr) 1993-12-09 1996-02-23 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication de fils de verre ensimés et fils de verre en résultant.
FR2713647B1 (fr) 1993-12-09 1996-03-08 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication d'un matériau composite et matériau en résultant.
FR2713625B1 (fr) 1993-12-09 1996-02-23 Vetrotex France Sa Procédé de production de fils de verre ensimés et produits résultants.
FR2722188B1 (fr) 1994-07-05 1996-09-06 Vetrotex France Sa Composition d'ensimage pour fils de verre, procede utilisant cette composition et produits resultantx
FR2727972B1 (fr) * 1994-12-13 1997-01-31 Vetrotex France Sa Composition d'ensimage pour fils de verre, procede utilisant cette composition et produits resultants
IN190916B (ja) 1995-11-07 2003-08-30 Vetrotex France Sa
FR2743362B1 (fr) 1996-01-05 1998-02-06 Vetrotex France Sa Composition d'ensimage pour fils de verre, procede utilisant cette composition et produits resultants
FR2763328B1 (fr) 1997-05-14 1999-07-02 Vetrotex France Sa Procede de production de fils de verre ensimes et produits resultants
FR2767539B1 (fr) 1997-08-21 1999-10-01 Vetrotex France Sa Procede de fabrication d'un fil et produits comprenant ce fil
FR2772369B1 (fr) 1997-12-17 2000-02-04 Vetrotex France Sa Composition d'ensimage pour fils de verre, procede utilisant cette composition et produits resultants
FR2809102B1 (fr) * 2000-05-17 2003-03-21 Vetrotex France Sa Composition d'ensimage pour fils de verre, procede utilisant cette composition et produits resultants
FR2833002B1 (fr) * 2001-12-05 2004-07-23 Saint Gobain Vetrotex Composition d'ensimage pour fils de verre, fils de verre ainsi obtenus et composites comprenant lesdit fils
FR2839968B1 (fr) * 2002-05-22 2005-02-11 Saint Gobain Vetrotex Composition d'ensimage anhydre a base de polyurethane pour fils de verre, fils de verre obtenus et composites comprenant lesdits fils

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008545830A (ja) * 2005-05-26 2008-12-18 サン−ゴバン ベトロテックス フランス 反応性有機媒体中のポリマー分散体、調製方法および使用

Also Published As

Publication number Publication date
EP1451122B1 (fr) 2011-05-11
CN100509675C (zh) 2009-07-08
MXPA04005143A (es) 2004-09-13
ATE508994T1 (de) 2011-05-15
ZA200404288B (en) 2005-04-07
CA2469091A1 (fr) 2003-06-12
BR0214682B1 (pt) 2013-11-26
NO20042717L (no) 2004-06-28
US20050119395A1 (en) 2005-06-02
HUP0402603A2 (hu) 2005-08-29
RU2309918C2 (ru) 2007-11-10
PL369650A1 (en) 2005-05-02
KR20050044693A (ko) 2005-05-12
EP1451122A1 (fr) 2004-09-01
BR0214682A (pt) 2004-11-23
FR2833002B1 (fr) 2004-07-23
CA2469091C (fr) 2011-09-13
US7241499B2 (en) 2007-07-10
CN1617839A (zh) 2005-05-18
WO2003048066A1 (fr) 2003-06-12
FR2833002A1 (fr) 2003-06-06
RU2004120282A (ru) 2005-05-20
AU2002364426A1 (en) 2003-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0146689B1 (en) Glass fibers to reinforce polymeric materials
US6228281B1 (en) Sizing for glass fibers having low nonionic and cationic lubricant content
TW472080B (en) Sizing composition for glass yarns, process using this composition and products resulting therefrom
CN106458737A (zh) 用于湿式和干式长丝缠绕的上浆组合物
JP5199366B2 (ja) ガラスストランド用の物理ゲルの形態であるサイジング組成物、得られたガラスストランドおよびそのストランドを含む複合材
TW200932696A (en) Sizing composition for glass fibers, sized glass fibers, and reinforced products comprising the same
TW316936B (ja)
JP2005511903A (ja) ガラスストランド用サイジング組成物、そうして得られたガラスストランド、及びそのストランドを含んで成る複合体
RU2175650C2 (ru) Состав для шлихтования стеклянных прядей, способ применения этого состава и полученные изделия
WO2017218726A1 (en) Sizing composition for wet use chopped strand glass fibers
JP2005530668A (ja) ガラスストランド用ポリウレタン−ベースの無水のサイジング組成物、得られたガラスストランド及び前記ストランドを含んでなる複合体
US6846563B2 (en) Sizing composition for glass yarns, method using said composition and resulting products
KR20050021496A (ko) 스테이플 유리 섬유용 가호 조성물, 이의 사용방법 및이로부터 수득한 제품
CN103502173B (zh) 玻璃纤维股及包含其的增强产品
KR20050016422A (ko) 유리 섬유용 폴리우레탄계 무수 호제 조성물, 이를사용하여 수득된 유리 섬유 및 이러한 섬유를 포함하는복합 재료

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051130

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080729

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090310