JP3266269B2 - 強化繊維ペレット - Google Patents
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Description
あり、より具体的には、水和ガラス繊維を混合して、ペ
レットを形成し、かつ乾燥することによりガラス繊維か
ら製造したペレットに関するものである。
製品用の強化材として使用する。特定の長さ及び直径を
有するガラスストランドを熱可塑性樹脂に加えて、自動
車ディストリビュータキャップ、パワー手工具ハウジン
グ(power hand−tool housing)、ファンシュラウド及
びチェーンソーハウジングとしての、そのような複合体
製品を形成する。
り大きくより高密度のガラス材料が絶えず求められてい
る。ある変更には、ガラスストランドをコンパクト化す
ることが含まれる。コンパクト化チョップトガラススト
ランドは、以前から、熱可塑性強化材として使用されて
いる。従来から、チョップトガラスストランドを湿潤さ
せ、それらを振動させることにより、コンパクト化ガラ
スストランドを製造する方法が開示されている。しかし
ながら、この方法では、時間がかかり、かつ、1つのチ
ョップトストランドから統合された繊維ロッドが生成さ
れる。従って、従来のガラス繊維ロッドの直径は、個々
のチョップトストランドよりも有意に大きいというわけ
ではない。
より有意に高密度でありかつ大きな直径を有し、また、
効果的に製造可能である改良された熱可塑性強化ガラス
製品が必要とされている。
きな直径及び増加密度を示す改良ガラス繊維製品が提供
される本発明により満足される。
る。その強化組成物は、ガラス繊維を水和して、該ガラ
ス繊維における水含量を約11〜約20重量%とし、該ガラ
ス繊維を少なくとも約3分間混合し、それによりペレッ
トを形成し、かつ乾燥する方法により製造されたペレッ
トを含む。好ましくは、そのガラス繊維は、約3〜約15
分間混合する。より好ましくは、そのガラス繊維は、約
5〜約10分間混合する。最も好ましくは、そのガラス繊
維は、約8〜約9分間混合する。
〜約18重量%である。より好ましくは、そのガラス繊維
の水含量は、約14〜約15重量%である。
2インチ(12.7mm)の長さを有する。より好ましくは、
そのガラス繊維は、1/8インチ(3.2mm)〜1/4インチ
(6.4mm)の長さを有する。最も好ましくは、そのガラ
ス繊維は、5/32インチ(4.0mm)〜3/16インチ(4.8mm)
の長さを有する。
の温度で乾燥する。より好ましくは、そのペレットは、
約200〜約250℃の温度で乾燥する。
することもできる。
の製造方法が提供される。この方法には、ガラス繊維を
十分な水でコーティングすることにより該ガラス繊維を
水和して該ガラス繊維における水含量を約11〜約20重量
%とし、該ガラス繊維を少なくとも約3分間混合し、そ
れによりペレットを形成し、かつ乾燥するという工程が
含まれる。好ましくは、そのガラス繊維は、約3〜約15
分間混合する。より好ましくは、そのガラス繊維は、約
5〜約10分間混合する。最も好ましくは、そのガラス繊
維は、約8〜約9分間混合する。
〜約18重量%である。より好ましくは、そのガラス繊維
の水含量は、約14〜約15重量%である。
2インチ(12.7mm)の長さを有する。より好ましくは、
そのガラス繊維は、1/8インチ(3.2mm)〜1/4インチ
(6.4mm)の長さを有する。最も好ましくは、そのガラ
ス繊維は、5/32インチ(4.0mm)〜3/16インチ(4.8mm)
の長さを有する。
の温度で乾燥する。より好ましくは、そのペレットは、
約200〜約250℃の温度で乾燥する。
てもよい。
供する。ガラス組成物は、典型的なチョップトガラスス
トランドと似ていない。本発明のガラス繊維組成物(以
下では、強化繊維ペレット(RFP)という)は、多くの
ガラス繊維の集積(layering)からなるコンパクトペレ
ット型材料である。
な種々の直径及び長さを有するものから選択することが
できる。好ましくは、ガラス繊維は、約8.5〜約100ミク
ロンの直径を有する。より好ましくは、そのガラス繊維
は、約8.5〜34ミクロンの直径を有する。また、1以上
の直径を有する繊維を使用することもできる。
ドである。これらのチョップトストランドは、好ましく
は1/16インチ(1.59mm)〜1/2インチ(12.7mm)の長さ
を有する。より好ましくは、それらのチョップトストラ
ンドは1/8インチ(3.2mm)〜1/4インチ(6.4mm)の長さ
を有する。最も好ましくは、そのチョップトストランド
は、5/32インチ(4.0mm)の長さを有する。
ットを製造する。その繊維の水和は、該繊維のフィラメ
ント化(filamentization)を防止するのに十分なもの
であるべきである。また、繊維は、過剰に水和すべきで
なく、即ち繊維が凝集して、無益なクランプになるであ
ろうからである。好ましくは、水和ガラス繊維の水含量
は、約11〜約20重量%である。より好ましくは、水和ガ
ラス繊維の水含量は、約12〜約18重量%である。最も好
ましくは、水和ガラス繊維の水含量は、約14〜約15重量
%である。水和溶液は、水のみであってもよく、又はカ
ップリング剤、皮膜形成剤、湿潤剤、増粘剤、結合剤、
潤滑剤及び帯電防止剤等の他の組成物と水との組合せで
あってもよい。
する。より好ましくは、そのガラス繊維は、約5〜約10
分間混合する。最も好ましくは、そのガラス繊維は、約
8〜約9分間混合する。用語“混合”は、本発明におい
て、繊維が互いの周囲を動くのを維持する全ての方法を
記載するために使用する。そのような方法は、また、タ
ンブリング、アジテイティング、ブレンディング、コミ
ングリング、スティーリング及びインターミングリング
として記載されるかもしれない。
できる。ある方法には、ガラス繊維をプラスチックバッ
ク中に置くことが含まれる。このバックを偏平化(flat
ten)し、水又は水溶液を繊維に直接的にスプレーす
る。その後、このバックを回転し、偏平化し、かつ溶液
を再び施する。そのスプレーは、所望の程度の水和が得
られるまで続ける。回転工程は、ガラスペレットがバッ
ク中に形成されると終了する。また、他の方法を使用し
て、ガラス繊維を水和及び混合してもよい。これらのプ
ロセスには、改質ディスクペレタイザー、回転ドラムペ
レタイザー、振動ベッド、プラウミキサー(plow mixe
r)及びリボンミキサーが含まれる。
ーを改良及び使用して、ガラス繊維を水和及び混合す
る。ディスクペレサイザーは、大きな皿型ディスクを回
転させることにより作動させる。ディスクは、25〜30゜
の角度に維持する。商業的に入手可能なディスクペレタ
イザーは、パウダーのクランプが形成されるのを防止す
るディスクの内側に掻き取り刃を有する。本発明での使
用のために、ディスクペレタイザーは、ディスクの内部
から掻き取り刃を除去すること、及びTeflon(商標)等
の非湿潤コーティングでディスクの内部をコーティング
することにより改良する。掻き取り刃を除去して、ガラ
ス繊維が自由に混合されるようにする。非湿潤コーティ
ングを適用して、ディスクの内面におけるガラス繊維の
堆積を防止する。
質ディスクの底に導入する。ガラスストランドは、それ
らがディスク内で回転している時に水溶液で処理する。
最終的に、水和したペレット化ガラス繊維を、ディスク
のフロントリップ(front lip)をパッシングオーバー
(passing over)させることによりペレタイザーから除
去する。繊維としてディスクから落ちたペレットを、連
続的に改質ディスクの底に導入するので、連続工程が達
成される。
維ペレットを形成する。好ましくは、ガラス繊維は、約
150〜約315℃の温度で乾燥する。より好ましくは、約18
5〜約300℃の温度を用いる。最も好ましくは、約200〜
約250℃の温度を用いる。
い方法では、Jeffreyオーブンとして知られる流動相オ
ーブンを使用する。Jeffreyオーブンは、商業的に入手
可能な乾燥デバイスである。しかしながら、熱対流又は
マイクロウェーブオーブンに使用するクッキーシート、
ヒートタワー等の他のものも使用することができる。
したコンパクトペレット型材料である。本発明により製
造したガラス繊維ペレットの密度は、個々のガラススト
ランドのものより約20〜30%高い。また、本発明により
製造したガラス繊維ペレットの直径は、個々のガラスス
トランドより、約5〜15倍大きい。ガラス繊維ペレット
は、熱可塑性及び他の材料の強化材として有用である。
また、本発明のガラス繊維ペレットは、他のキャパシテ
ィにおいても使用可能であり、これは、当業者には明ら
かであろう。
るためのものであり、如何なる場合にも、その実施例の
記載が本発明を制限するためのものではないと理解すべ
きである。
さ42インチ(1067mm)のポリウレタンバックに置いた。
ガラス繊維の製造の間に必要とされる水分を形成するた
めに、ガラス繊維を湿潤させた。繊維を、テーブル上に
バック偏平部を有する偏平の薄い層に広げた。958.5g水
及び41.5gのTGIC(トリグリシジルイソシアヌレート)
を含む溶液をスプレーボトルに入れ、以下の方法でガラ
ス繊維に施した:偏平な薄いガラスの層に溶液をスプレ
ーし、その後、バックを180度反転(flip)し、偏平化
し、かつ再びスプレーした。バックを、その後、90度反
転し、偏平化し、スプレーした。反転、偏平化及びスプ
レーの手順を続けた。バックを、180度、90度で交代に
反転させた。200gの溶液を施し、繊維の測定水含量が約
15%となった時に、スプレーを止めた。その工程は、ガ
ラスペレットがバック内に形成された時に終了した。そ
の後、バックを閉じた(tied close)。
ラス繊維を、ゆっくりと、手で、205℃にセットしたJef
freyオーブンに供給し、遮断(screen)し、取り囲んだ
(box)。得られたガラス組成物はペレット型のもので
あった。ガラスストランドペレットは、供給チョップト
ストランドと同一の長さを有していた。また、ペレット
を長時間混合した場合にも、大きなペレットへの凝集は
起こらなかった。
ョップトストランド製品より非常によい流動性及びより
少ないファイン(fine)を示す。また、サイズ剤及び結
合剤を、ガラス形成環境のガラスペレット外側に施すこ
とができる。従って、毒性や清浄性等の理由で形成工程
に望ましくない化学も、この製品を用いて使用すること
ができる。
トストランドと同一の長さを有する改良ガラスストラン
ドペレットが提供される。更に、そのペレットは、長時
間混合された時にも大きなペレットには凝集しない。こ
のことから、その工程が簡単なものとなり、均一でない
製品が生じる機会が低減される。
が、請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱せずに改良
及び変更が可能であることは明らかである。
Claims (3)
- 【請求項1】長さ1.6〜12.7mmのガラス繊維を水和し
て、該ガラス繊維の水含量を11〜20重量%とし、該ガラ
ス繊維を少なくとも3分間混合し、それによりペレット
を形成し、かつ乾燥する方法により製造されたペレット
を含む強化組成物。 - 【請求項2】ガラス繊維を十分な水でコーティングする
ことにより該ガラス繊維を水和して該ガラス繊維の水含
量を11〜20重量%とし、該ガラス繊維を少なくとも3分
間混合し、それによりペレットを形成し、かつ乾燥する
という工程を含む、ガラス繊維組成物を製造する方法。 - 【請求項3】(1)(a)それぞれの長さが1.6〜12.7m
mのチョップトガラス繊維と、(b)(i)ガラス繊維
の水含量を11〜20重量%にするのに十分な量の水及び
(ii)カップリング剤、皮膜形成剤、湿潤剤、増粘剤、
結合剤、潤滑剤及び帯電防止剤からなる群から選択され
た少なくとも1つの物質を含む水和溶液とを、少なくと
も3分間混合して、ペレットを形成すること、並びに (2)該ペレットを乾燥すること を含むガラス繊維ペレットを製造する方法。
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