JPH02196049A - スピン被覆方法、装置及び製品 - Google Patents

スピン被覆方法、装置及び製品

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JPH02196049A
JPH02196049A JP1292514A JP29251489A JPH02196049A JP H02196049 A JPH02196049 A JP H02196049A JP 1292514 A JP1292514 A JP 1292514A JP 29251489 A JP29251489 A JP 29251489A JP H02196049 A JPH02196049 A JP H02196049A
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JP
Japan
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polymer
bundle
filaments
filament
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JP1292514A
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Robert S Heckrotte
ロバート・シヤーウツド・ヘツクロツト
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EIDP Inc
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EI Du Pont de Nemours and Co
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    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • 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
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、連続フィラメントの束を被覆するための装置
と方法に関する。さらに詳細には、本発明は、新しく紡
糸された連続フィラメント・ガラス繊維の束を被覆する
ことに関する。
本発明を要約すれば、連続フィラメント・ガラス繊維束
が、通路において包含されたポリマーの非加圧プールを
通してフィラメントを通過させることにより、ガラスへ
のサイズの付加なしに、熔融熱可塑性ポリマーで被覆さ
れる。フィラメントと非加圧ポリマーの間の力は、通過
時に、通路においてフィラメントを中心に置くために相
互作用する。
伝統的に、水又は水性糊剤が、成形時にガラス繊維に噴
霧又は被覆され、続く処理段階中フィラメントを潤滑及
び保護する。これらの段階は、初期巻き上げ、チョッピ
ング、乾燥、再巻き上げ、パッケージ、出荷、及び最終
使用への最後の巻き戻しを含む。ガラス繊維は、本質的
に、きずに感応するために、「分離された」合成プロセ
ス(この場合形成されたガラスは、マトリックス樹脂を
導入する前に処理されなければならない)は、ガラス粗
糸における糊付けと上塗りの使用を必要とする。付加さ
れた水と化学物質のほかに、周囲の環境からの湿気と他
の汚染物質がまた、高エネルギー・ガラス表面への迅速
な吸収により、ガラス繊維の品質を劣化させる。
(環境から意図的に適用されたか、又は吸収されたかに
拘わらず)これらの付加表面種のすべては、ガラス表面
をマスクする傾向があるために、合成の応用においてマ
トリックス樹脂を湿らし、ガラス繊維への粘着を、非常
に困難にする。この湿潤及び粘着問題は、粘性熱可塑性
樹脂と、軟弱な混合系のために特に重要である。有機金
属材料(例えば、シラン、チタン酸塩、及びクロム酸塩
)が、一般に、これらの問題を克服するために、サイズ
剤組成物に付加される。これらの三成分系(ガラス+サ
イズ剤+樹脂)は、開発及び最適化の下にあるが、文献
における証拠により、マトリックス樹脂が適用される前
に、すべての添加剤と汚染物質がガラス表面から取り去
られたならば、より優れた湿潤と粘着が、実現されるこ
とが示唆される。
発明の要約 露出したフィラメントを摩損と損傷から保護するために
、潤滑剤を適用することなしに、幾つかの熔融熱可塑性
ポリマー(例えば、ポリエチレンテレフタレート)の一
つにより、露出した連続フィラメント・ガラス繊維の束
を被覆するための方法が、開発された。この方法は、ガ
ラス流を連続フィラメントの束に延伸する段階と、被覆
シューの被覆通路内で制御レベルに維持された熱可塑性
ポリマーの熔融非加圧プールを通してフィラメント束を
通過させる段階とを含む。フィラメントは、ポリマーと
通路を通って流れるフィラメントとの間の相互作用によ
って生成された力により、通路内で中心に置かれる。被
覆シューに進入することにより、フィラメント束は、ポ
リマーの表面被覆を有する。それから束は、加熱され、
モしてポリマーは、個々のフィラメントを被覆するため
に、束に適用される。ガラス・フィラメントは、好まし
くは、被覆の前に不活性雰囲気において延伸される。
形成された製品である繊維強化熱可塑性材料は、本質的
に二成分材料である。即ち、ガラス、水性サイズ剤及び
樹脂の三つの成分を使用するものと同一の、紡糸された
ままのガラス・フィラメントの特性を保持する熱可塑性
樹脂により被覆された連続ガラス・フィラメントの配列
である。好ましい被覆シューは、通路によって連結され
た上方及び下方表面を有する本体部材を含む。この通路
は、経路を取り囲み、そしてフィラメント束の断面積よ
りも大きな全長に沿った断面積を有し、そして継続した
円錐及び直線長を有する。円錐長における対向した位置
のノズルは、熔融ポリマーを通路に導入するために役立
つ。被覆シューは、通路の部分を形成するカバー(糸通
し中取り外し可能)を有する。シューとカバーの縦嵌合
線は、通路の縦軸から角度をなして変位される。通路の
縦軸からのこの心のずれは、縦軸に沿った経路内に進め
られるフィラメントが、嵌合線において捕獲される又は
纏れるのを防止する。
好ましい実施態様の詳細な説明 第1図において例示の目的のために選ばれた方法は、ブ
ツシュ14から引き出された連続フィラメント・ガラス
繊維12の束lOを含む。束lOは、ブツシュ14と室
15に向けられたノズル11と13を通して供給された
不活性窒素雰囲気を通して被覆シュー16に進められ、
この場合シュー内の通路を通過する際に、束は、矢印1
8によって示された源からシューに供給された熔融ポリ
エチレン・テレフタレート・ポリマーで被覆される。
シューにおける被覆作業は、加圧されず、こうして加圧
ポリマー室への入り口において案内シールの必要性を除
去する。通路を通って移動する時のフィラメントとポリ
マーの間の相互作用は、通路内でフィラメントを中心に
据え、そのためそれらは、通路の表面における摩擦によ
り、摩損しない。
被覆シューを出ると、ポリマー被覆されたフィラメント
束10’ は、加熱再加工シュー20と22の上を搬送
され、そしてパッケージ26に巻かれる。水噴霧装置2
8は、パッケージ26への巻き取りの前に、冷却のため
に、フィラメント束10’に水を噴霧させるために使用
される。
今、第2〜4図を参照すると、被覆シュー16は、通路
36によって連結された上方表面部分32と下方表面部
分34が機械加工された本体部材30を含むことが見ら
れる。通路36は、それぞれ、継続した円錐及び直線長
さ36a、36bを有し、そして通路の各長さは、繊維
束lOの断面積よりも大きな断面積を有する。被覆シュ
ーは、腕33により、本体30の嵌合表面に対して保持
された取り外し可能なカバー31を含み、腕33は、取
り外し可能なカバーに接触するために、腕33を通して
ねじ連結された本体部材30とねじボルト35に取り付
けられる。第4図に最良に見られた如く、嵌合線37に
おいて本体部材30と嵌まる取り外し可能なカバー31
の表面は、機械加工された通路長さ36a、36bの部
分を有しており、通路36の本体部材における類似部分
と調和する。嵌合線37は、角度Aだけ通路の縦軸39
から角度をなして変位され、通路の円錐長さ36aを通
過し、そして通路長さ36bにおいてポリマー被覆束l
O゛に統合される時、フィラメントが纏れる可能性を最
小にする。熔融ポリマーは、それぞれ、通路40a、4
2aを通って熔融ポリマー18を供給された通路40.
42を経て、嵌合線37における正反対の位置において
通路長さ36aに導入される。本体部材30を通った別
の通路44は、上方表面32の近傍に窒素を供給するた
めに使用される。
第5図は、再加工シュー20.22上を通過した後に生
ずるフィラメント束10″を示し、この場合熔融ポリマ
ーは、束に浸透し、そして各フィラメントを被覆する。
作業中、通路36内の非加圧熔融ポリマーと通路を通っ
て移動するフィラメント束lOの相互作用は、フィラメ
ントを一緒に集め、そしてそれらを整列させ、センタリ
ング案内の必要性なしに、通路長さ36bに関してそれ
らを中心に据え、第5図と第6図に示された如く、被覆
束を生じ、この場合ガラス・フィラメントは、案内によ
って摩損されない。さらに、通路40.42からのポリ
マー流は、通路36を通過する時、カバー嵌合線37の
各側からフィラメント束に対して横に指向され、フィラ
メントを嵌合線から遠ざけ、嵌合線において縛れる危険
を最小にする。通路36の縦軸からの嵌合線37の僅か
な角度変位はまた、嵌合線におけるフィラメントの纒れ
を防止するために役立つ。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
1、熔融熱可塑性材料により連続フィラメント・ガラス
繊維の束を被覆するための方法において、ガラス流を連
続フィラメントの束に延伸することと、フィラメント束
の断面積よりも大きな全長に沿った断面積を有する通路
を通って該フィラメントを通過させることと、該通路内
の該ポリマーの制御された非加圧レベルを維持する速度
で、該熔融熱可塑性ポリマーを通路に送ることと、該通
路を通って移動する時、フィラメントとポリマーの間の
相互作用によって生成された力により、通路内でフィラ
メントを中心に置くこととを含む方法。
2、被覆の前に不活性雰囲気中で該ガラス流を延伸する
段階と、被覆段階の後、該フィラメントをパッケージに
巻き取る段階とを含む上記lに記載の方法。
3、該通路内の該熔融ポリマーの該非加圧の制御された
レベルの下の位置において、熔融ポリマーを通路に導入
する段階を含む上記lに記載の方法。
4、フィラメント束がポリマーで被覆された後、フィラ
メントの該束の表面を加熱する段階と、パッケージへの
該フィラメントの巻き取りの前に、各個々のフィラメン
トをポリマーで被覆するために、フィラメント束の全体
に該ポリマーを作用させる段階とを含む上記2に記載の
方法。
5、ポリマーのレベルの上の位置において、不活性ガス
を該通路に導入する段階を含む上記lに記載の方法。
6、該束の表面が、通路内の熔融ポリマーの温度よりも
高い温度に加熱される上記4に記載の方法。
7、フィラメント束の全体にポリマーを作用させる段階
に続いて、フィラメントの束を冷却する段階を含む上記
4に記載の方法。
8、上記4の方法により形成された連続ガラス・フィラ
メントとガラス・フィラメントのすべてを被覆する熱可
塑性ポリマーの配列を本質的に含む繊維強化熱可塑性材
料。
9、該材料が、形状構造に成型される上記8に記載の材
料。
10、該熱可塑性ポリマー被覆が、ポリエチレン・テレ
フタレートである上記8に記載の材料。
11、経路中に延伸される連続フィラメント・ガラス繊
維の束を熔融熱可塑性ポリマーで被覆するための装置に
おいて、通路によって連結された上方及び下方表面を有
する本体部材であり、該通路が、該経路を取り囲み、か
つフィラメントの束の断面積よりも大きな全長に沿った
断面積を有し、該通路が、継続した円錐及び直線長さを
有する本体部材と、該円錐長さにおける中間位置におい
て、該熔融ポリマーを該通路に導入するための手段とを
具備する装置。
12゜該本体部材に固定された取り外し可能なカバーを
含み、該カバーの一方の表面が、該通路を形成するため
に、該本体の表面と縦嵌合線に沿って嵌合する上記11
に記載の装置。
13、該上方表面における該通路にガスを一様に適用す
るために、該上方表面の近傍においてガスを導入するた
めの手段を含む上記11に記載の装置。
14、熔融ポリマーを該通路に導入するための該手段が
、ポリマー源に連結された一対のノズルを含み、該ノズ
ルが、該円錐長さ内の対向した中間の位置にある上記1
1に記載の装置。
15、該本体部材と該カバーの縦嵌合線が、通路の縦軸
から角度をなして変位される上記12に記載の装置。
16、該対向位置が、縦嵌合線にあり、これによりポリ
マーが、該嵌合線から向けられる上記14に記載の装置
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のスピン被覆方法を示す概略図。 第2図は、本発明の被覆シューの等角図。 第3図は、取り外し可能なカバーが除去された、第2図
の部分的な前面図。 第4図は、取り外し可能なカバーが位置にある、第2図
の部分的な側面図。 第5図は、被覆に続いた加工段階の被覆されたフィラメ
ント束の非常に拡大された概略図な断面図。 特許出願人 イー・アイ・デュポン・デ・ニモアス・ア
ンド・カンパニ一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熔融熱可塑性材料により連続フィラメント・ガラス
    繊維の束を被覆するための方法において、ガラス流を連
    続フィラメントの束に延伸することと、フィラメント束
    の断面積よりも大きな全長に沿った断面積を有する通路
    を通って該フィラメントを通過させることと、該通路内
    の該ポリマーの制御された非加圧レベルを維持する速度
    で、該熔融熱可塑性ポリマーを通路に送ることと、該通
    路を通って移動する時、フィラメントとポリマーの間の
    相互作用によって生成された力により、通路内でフィラ
    メントを中心に置くこととを特徴とする方法。 2、請求項1に記載の方法により形成された連続ガラス
    ・フィラメントとガラス・フィラメントのすべてを被覆
    する熱可塑性ポリマーの配列を本質的に含むことを特徴
    とする繊維強化熱可塑性材料。 3、経路中に延伸される連続フィラメント・ガラス繊維
    の束を熔融熱可塑性ポリマーで被覆するための装置にお
    いて、通路によって連結された上方及び下方表面を有す
    る本体部材であり、該通路が、該経路を取り囲み、かつ
    フィラメントの束の断面積よりも大きな全長に沿った断
    面積を有し、該通路が、継続した円錐及び直線長さを有
    する本体部材と、該円錐長さにおける中間位置において
    、該熔融ポリマーを該通路に導入するための手段とを具
    備する装置。
JP1292514A 1988-11-14 1989-11-13 スピン被覆方法、装置及び製品 Pending JPH02196049A (ja)

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US271151 1988-11-14
US07/271,151 US4899688A (en) 1988-11-14 1988-11-14 Spin coating apparatus

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EP (1) EP0372266B1 (ja)
JP (1) JPH02196049A (ja)
KR (1) KR900007741A (ja)
AU (1) AU611374B2 (ja)
BR (1) BR8905672A (ja)
CA (1) CA2001418A1 (ja)
DE (1) DE68903214T2 (ja)
ES (1) ES2036015T3 (ja)
IL (1) IL92126A (ja)
RU (1) RU1838266C (ja)

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BR8905672A (pt) 1990-06-05
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