JPH0272908A - ポリマーマトリックス用の化学的に処理された成形体,充填材,および強化材 - Google Patents
ポリマーマトリックス用の化学的に処理された成形体,充填材,および強化材Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
- C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は2強化ポリマー(RP)製品に用いられるポリ
マーマトリックス用の化学的に処理された充填材または
強化材の成形体に関する。これら成形体には、繊維、繊
維束、ストランドおよびロービング、フレーク、ビーズ
が含まれ、そして一般的には、任意の形状のポリマー用
強化材または充填材が含まれる。さらに詳しくは1本発
明は、 RP製品を製造するための熱可望性ポリエステ
ル含有ポリマーマトリックス用の化学的に処理された強
化材または充填材の成形体に関する。
マーマトリックス用の化学的に処理された充填材または
強化材の成形体に関する。これら成形体には、繊維、繊
維束、ストランドおよびロービング、フレーク、ビーズ
が含まれ、そして一般的には、任意の形状のポリマー用
強化材または充填材が含まれる。さらに詳しくは1本発
明は、 RP製品を製造するための熱可望性ポリエステ
ル含有ポリマーマトリックス用の化学的に処理された強
化材または充填材の成形体に関する。
(従来の技術)
繊維強化プラスチック(FRP)工業において、ポリマ
ーの強化材および充填材は、主として繊維状。
ーの強化材および充填材は、主として繊維状。
ビーズ状、およびフレーク状の材料として広く用いられ
ている。ガラス繊維は、 FRPのポリマー用強化材の
典型であり、ガラスフレークおよびガラスピーズは、
Fl?Pのポリマー用充填材の典型である。ガラス繊維
を製造するには、典型的には、約15.000フイ一ト
/分までの速度でガラスの溶融流から複数の繊維を形成
することが必要である。ガラス繊維には、製造中にフィ
ラメント間の摩耗を防止する必要があり、 FRP製品
は、親水性で滑らかな無機表面を有する繊維および/ま
たは充填材と、親油性の有機ポリマーおよび樹脂との間
の適合性を改良することが有益であり得る。繊維を成形
する間に、化学的処理剤をこれら繊維に塗布することに
より、ある程度の摩耗防止性および適合性がこれらの繊
維に与えられる。化学的処理剤としては、典型的には、
フィルム形成ポリマー、カップリング剤または調節剤、
潤滑剤、およびおそらく乳化剤、潤滑剤または加工助剤
を含有する。
ている。ガラス繊維は、 FRPのポリマー用強化材の
典型であり、ガラスフレークおよびガラスピーズは、
Fl?Pのポリマー用充填材の典型である。ガラス繊維
を製造するには、典型的には、約15.000フイ一ト
/分までの速度でガラスの溶融流から複数の繊維を形成
することが必要である。ガラス繊維には、製造中にフィ
ラメント間の摩耗を防止する必要があり、 FRP製品
は、親水性で滑らかな無機表面を有する繊維および/ま
たは充填材と、親油性の有機ポリマーおよび樹脂との間
の適合性を改良することが有益であり得る。繊維を成形
する間に、化学的処理剤をこれら繊維に塗布することに
より、ある程度の摩耗防止性および適合性がこれらの繊
維に与えられる。化学的処理剤としては、典型的には、
フィルム形成ポリマー、カップリング剤または調節剤、
潤滑剤、およびおそらく乳化剤、潤滑剤または加工助剤
を含有する。
水溶液、水性乳濁液、水性分散液2発泡体、またはゲル
がある。
がある。
一般に、繊維強化熱可塑性ポリマー(PRTP)に対し
て有用なガラス繊維には、様々な形状、大きさ、形態、
および化学的に処理したものが含まれる。化学的に処理
したガラス繊維は、切断ストランド(chopped
5trand)および連続ストランドの両方の形態であ
る。複数の繊維の集合体を切断するかまたは切断せずに
束またはストランドにした。
て有用なガラス繊維には、様々な形状、大きさ、形態、
および化学的に処理したものが含まれる。化学的に処理
したガラス繊維は、切断ストランド(chopped
5trand)および連続ストランドの両方の形態であ
る。複数の繊維の集合体を切断するかまたは切断せずに
束またはストランドにした。
切断ストランドは射出成形および圧縮成形に用いられ得
る。他方、連続ストランドは圧縮成形に用いられ得る。
る。他方、連続ストランドは圧縮成形に用いられ得る。
同様に、切断ストランドおよび/または連続ストランド
のマットもまた使用可能である。ここで、マットは1次
のような構成を有する:ルーズストランド、切断ストラ
ンド、または連続ストランド;および/または混合(i
ntermingled)および/または結合(ben
ded)切断ストランドおよび/または連続ストランド
。マット内のストランドを機械的および/または化学的
に結合させることにより、ストランド間がある程度一体
化されたマットが得られる。機械的に結合されたガラス
繊維ストランドマットの例は、連続ストランド。
のマットもまた使用可能である。ここで、マットは1次
のような構成を有する:ルーズストランド、切断ストラ
ンド、または連続ストランド;および/または混合(i
ntermingled)および/または結合(ben
ded)切断ストランドおよび/または連続ストランド
。マット内のストランドを機械的および/または化学的
に結合させることにより、ストランド間がある程度一体
化されたマットが得られる。機械的に結合されたガラス
繊維ストランドマットの例は、連続ストランド。
切断ガラス繊維ストランド、またはこれらの混合物のニ
ードルマットである。ニードルバンチした連続ストラン
ドマットの例示は、米国特許第4,335、176号(
Baumann )に開示されている。混合マットおよ
び/または結合マットの製造および用途には、完全なル
ーズ切断ストランドマットまたは連続ストランドマット
の製造および用途において生じる問題点とは異なる問題
点がある。
ードルマットである。ニードルバンチした連続ストラン
ドマットの例示は、米国特許第4,335、176号(
Baumann )に開示されている。混合マットおよ
び/または結合マットの製造および用途には、完全なル
ーズ切断ストランドマットまたは連続ストランドマット
の製造および用途において生じる問題点とは異なる問題
点がある。
連続ストランドおよび/または切断ストランドのマント
(ここで、ストランドは混合されているか、および/ま
たは結合されている)を用いてポリマーを強化するため
には、そのマットを構成するガラス繊維にいくつかの要
求が生じる。ストランドはマット製造時に良好な加工性
を持たなければならない。また、ストランドは成形品中
でマトリックスポリマーと界面において良好な接触をす
る必要がある。ストランドのマットへの加工性は次のこ
とを包含しているニガラス繊維のストランドの原料から
ストランドを取り出すこと;ストランドをマットに分散
させること;数本のストランドを互いに混合または結合
すること。該マットと該マトリックスポリマーとの間の
界面における良好な接触を得るには、積層操作を行うの
が最も良い。積層操作を行えば、マットの内部に、マ・
ントの周囲、およびマットを通してポリマーを充填する
ことかできる。また、成形操作を行っても、界面におけ
る良好な接触が得られる。成形操作を行えば、金型の形
状に合わせてマットを充填することができる。積層工程
および成形工程の直前および/またはその間に、熱可塑
性ポリマーが溶融状態にある場合、マトリックスポリマ
ーとマットとの間の界面における最高の接触が達成され
る。このことは、特に高分子量の熱可塑性ポリマーの場
合に8亥当する。
(ここで、ストランドは混合されているか、および/ま
たは結合されている)を用いてポリマーを強化するため
には、そのマットを構成するガラス繊維にいくつかの要
求が生じる。ストランドはマット製造時に良好な加工性
を持たなければならない。また、ストランドは成形品中
でマトリックスポリマーと界面において良好な接触をす
る必要がある。ストランドのマットへの加工性は次のこ
とを包含しているニガラス繊維のストランドの原料から
ストランドを取り出すこと;ストランドをマットに分散
させること;数本のストランドを互いに混合または結合
すること。該マットと該マトリックスポリマーとの間の
界面における良好な接触を得るには、積層操作を行うの
が最も良い。積層操作を行えば、マットの内部に、マ・
ントの周囲、およびマットを通してポリマーを充填する
ことかできる。また、成形操作を行っても、界面におけ
る良好な接触が得られる。成形操作を行えば、金型の形
状に合わせてマットを充填することができる。積層工程
および成形工程の直前および/またはその間に、熱可塑
性ポリマーが溶融状態にある場合、マトリックスポリマ
ーとマットとの間の界面における最高の接触が達成され
る。このことは、特に高分子量の熱可塑性ポリマーの場
合に8亥当する。
ガラス繊維強化熱可塑性ポリエステル積層体(例えば、
ポリエチレンテレフタレー1− (PET)および/ま
たはポリブチレンテレフタレート(PBT))には、良
好な高温安定性を有するサイズの揃ったガラス繊維を使
用する必要がある。PETおよび/またはPBT (P
ET/PBT)が、積層または成形の間に融点付近また
はほぼ融点に達する熱が発生する際に。
ポリエチレンテレフタレー1− (PET)および/ま
たはポリブチレンテレフタレート(PBT))には、良
好な高温安定性を有するサイズの揃ったガラス繊維を使
用する必要がある。PETおよび/またはPBT (P
ET/PBT)が、積層または成形の間に融点付近また
はほぼ融点に達する熱が発生する際に。
ガラス繊維の周囲に存在するので、このような条件が必
要とされる。これは、熱成形法で成形される積層体にサ
イズの揃ったガラス繊維を使用する場合の条件でもある
。上記の条件は、積層体がPET/PBTの融点より高
い温度で成形される場合や、積層体の成形部品が高温の
環境で長期間にわたって使用される場合にも必要とされ
る。
要とされる。これは、熱成形法で成形される積層体にサ
イズの揃ったガラス繊維を使用する場合の条件でもある
。上記の条件は、積層体がPET/PBTの融点より高
い温度で成形される場合や、積層体の成形部品が高温の
環境で長期間にわたって使用される場合にも必要とされ
る。
本発明の目的は1強化もしくは充填ポリマーマトリック
ス用の化学的に処理されたガラスまたはガラス状成形体
を提供することにある。該処理成形体は、特に熱可塑性
ポリエステルポリマーを用い場合に、良好な熱安定性を
有する。さらに本発明の他の目的は、良好な物性を維持
しながら、ガラス成形体をPUT/PBT積層体および
成形部品用の強化材または充填材に加工する際の良好な
加工性を与えることにある。
ス用の化学的に処理されたガラスまたはガラス状成形体
を提供することにある。該処理成形体は、特に熱可塑性
ポリエステルポリマーを用い場合に、良好な熱安定性を
有する。さらに本発明の他の目的は、良好な物性を維持
しながら、ガラス成形体をPUT/PBT積層体および
成形部品用の強化材または充填材に加工する際の良好な
加工性を与えることにある。
(発明の要旨)
上記の目的は9本発明の化学的に処理されたガラス状成
形体によって達成される。該成形体は。
形体によって達成される。該成形体は。
結晶状および/またはアモルファス状の、ポリ(エチレ
ンフタレート)および/またはポリ(ブチレンテレフタ
レート)のホモポリマー、または少量の他の共重合可能
な材料を有するコポリマー(PET/PBT) ;およ
び強化するに効果的な量の化学的に処理されたガラス状
繊維または充填するに効果的な量の化学的に処理された
ガラス状成形体を有する。化学的に処理されたガラス繊
維または成形体は、化学処理組成物の水分を減少させた
残留物を有する。該組成物は、第1のフィルム形成ポリ
マー(単独の、もしくはエポキシ基含有フィルム形成ポ
リマーと混合した。1種またはそれ以上の水溶性、水分
散性、または水乳化性の熱可塑性ビスフェノールA型ポ
リエステルフィルム形成ポリマー);第2のフィルム形
成ポリマー(少なくとも1種の付加重合性アクリルタイ
プモノマーと。
ンフタレート)および/またはポリ(ブチレンテレフタ
レート)のホモポリマー、または少量の他の共重合可能
な材料を有するコポリマー(PET/PBT) ;およ
び強化するに効果的な量の化学的に処理されたガラス状
繊維または充填するに効果的な量の化学的に処理された
ガラス状成形体を有する。化学的に処理されたガラス繊
維または成形体は、化学処理組成物の水分を減少させた
残留物を有する。該組成物は、第1のフィルム形成ポリ
マー(単独の、もしくはエポキシ基含有フィルム形成ポ
リマーと混合した。1種またはそれ以上の水溶性、水分
散性、または水乳化性の熱可塑性ビスフェノールA型ポ
リエステルフィルム形成ポリマー);第2のフィルム形
成ポリマー(少なくとも1種の付加重合性アクリルタイ
プモノマーと。
付加重合性であり、かつマトリックス樹脂と混和し得る
少なくとも1種のモノマーとのアクリル含有コポリマー
);工法キシ基官能性有機シランカップリング剤および
/またはアミノ官能性有機シランカップリング剤、ある
いはこれらの混合物;そしてカチオン性潤滑剤、および
担体(通常、水である)を含有する。化学処理組成物中
のフィルム形成材料の固形分を基準にすると、熱可塑性
ポリエステルフィルム形成剤のアクリルタイプモノマー
を含有するコポリマーのフィルム形成剤に対する量の比
は約1:1〜約99:lの範囲内である。
少なくとも1種のモノマーとのアクリル含有コポリマー
);工法キシ基官能性有機シランカップリング剤および
/またはアミノ官能性有機シランカップリング剤、ある
いはこれらの混合物;そしてカチオン性潤滑剤、および
担体(通常、水である)を含有する。化学処理組成物中
のフィルム形成材料の固形分を基準にすると、熱可塑性
ポリエステルフィルム形成剤のアクリルタイプモノマー
を含有するコポリマーのフィルム形成剤に対する量の比
は約1:1〜約99:lの範囲内である。
本発明のある局面では、上記の化学処理組成物は、ガラ
ス繊維形成工程において、ガラス状成形体(つまり、ガ
ラス繊維)に塗布される。化学的に処理されたガラス繊
維を集束して、連続ガラス繊維の束またはストランドを
製造する。これらの連続した繊維束またはストランドを
巻回して連続繊維束またはストランドの多層パッケージ
とすることもできるし、切断して様々な長さの切断スト
ランドとすることもできる。連続ガラス繊維ストランド
または切断ガラス繊維ストランド、あるいはこれらの混
合物のいずれもが、連続マットまたは切断マット、ある
いは連続マットと切断マットとを組み合せたものに成形
され得る。マットの成形は、切断した形態または連続し
た形態のガラス繊維ストランドを可動コンベアに置くこ
とによって行われ、長さ当りある重量までストランドの
集積がコンベア上で行われる。マットをさらに一体化す
るために、マットのストランドを互いに化学的または機
械的に結合するなどの加工をさらにマットに施してもよ
い、このようなマットは、ポリマーマトリックスを強化
するのに有用である。マット強化材およびポリマーマト
リックスは積層体として存在し、この積層体は圧縮成形
によって所望の構造体および部品に成形される。積層体
は。
ス繊維形成工程において、ガラス状成形体(つまり、ガ
ラス繊維)に塗布される。化学的に処理されたガラス繊
維を集束して、連続ガラス繊維の束またはストランドを
製造する。これらの連続した繊維束またはストランドを
巻回して連続繊維束またはストランドの多層パッケージ
とすることもできるし、切断して様々な長さの切断スト
ランドとすることもできる。連続ガラス繊維ストランド
または切断ガラス繊維ストランド、あるいはこれらの混
合物のいずれもが、連続マットまたは切断マット、ある
いは連続マットと切断マットとを組み合せたものに成形
され得る。マットの成形は、切断した形態または連続し
た形態のガラス繊維ストランドを可動コンベアに置くこ
とによって行われ、長さ当りある重量までストランドの
集積がコンベア上で行われる。マットをさらに一体化す
るために、マットのストランドを互いに化学的または機
械的に結合するなどの加工をさらにマットに施してもよ
い、このようなマットは、ポリマーマトリックスを強化
するのに有用である。マット強化材およびポリマーマト
リックスは積層体として存在し、この積層体は圧縮成形
によって所望の構造体および部品に成形される。積層体
は。
熱可塑性ポリエステル材料(例えば、フィルム。
シートおよび/または押出物)を、切断したガラス繊維
ストランド、および/または切断したガラス繊維ストラ
ンドおよび/または連続ガラス繊維ストランドからなる
連続ストランドまたはマント(ここで、マットは混合ス
トランドおよび/または結合ストランドを有する)の形
態の化学的に処理されたガラス繊維と接触させることに
より製造される。接触は、溶融した熱可塑性樹脂が、適
切な圧力の下で、化学的に処理されたガラス繊維と密に
接触する条件下で実施される。積層体の圧縮成形は、熱
成形のような成形操作を行うか、あるいはマトリックス
ポリマーの融点より高い温度まで積層体を加熱した後、
圧縮成形操作を行うことにより実施される。
ストランド、および/または切断したガラス繊維ストラ
ンドおよび/または連続ガラス繊維ストランドからなる
連続ストランドまたはマント(ここで、マットは混合ス
トランドおよび/または結合ストランドを有する)の形
態の化学的に処理されたガラス繊維と接触させることに
より製造される。接触は、溶融した熱可塑性樹脂が、適
切な圧力の下で、化学的に処理されたガラス繊維と密に
接触する条件下で実施される。積層体の圧縮成形は、熱
成形のような成形操作を行うか、あるいはマトリックス
ポリマーの融点より高い温度まで積層体を加熱した後、
圧縮成形操作を行うことにより実施される。
本発明の化学的に処理されたガラス成形体は。
水分を含有する化学組成物から水分を減少させた残留物
を表面薄膜として有する。該水分を含有する化学組成物
は以下の成分a、 b、 c、 d、およびeを含
有する:a、エポキシ化され、実質的に飽和した熱可塑
性ポリエステルポリマー、および該ポリマーとエポキシ
ポリマーとの混合物からなる群から選択される。第1の
水溶性、水分散性。
を表面薄膜として有する。該水分を含有する化学組成物
は以下の成分a、 b、 c、 d、およびeを含
有する:a、エポキシ化され、実質的に飽和した熱可塑
性ポリエステルポリマー、および該ポリマーとエポキシ
ポリマーとの混合物からなる群から選択される。第1の
水溶性、水分散性。
または水乳化性のフィルム形成ポリマー7b、アクリル
タイプモノマーと、マトリックス樹脂に相溶性の少なく
とも1種のモノマーとの付加重合により形成されるコポ
リマーである。第2の水溶性。
タイプモノマーと、マトリックス樹脂に相溶性の少なく
とも1種のモノマーとの付加重合により形成されるコポ
リマーである。第2の水溶性。
水分散性、または水乳化性のフィルム形成ポリマーであ
って、該第2のフィルム形成ポリマーは該第1のフィル
ム形成ポリマーと相溶性であり、第1および第2のフィ
ルム形成ポリマーの比は固形分を基準として約l:1〜
約99:1の範囲内である;c、エポキシ基含有有機官
能性シランカップリング剤、アミキ基含有有機官能性シ
ランカップリング剤、およびこれらの混合物からなる群
から選択される。カップリングに効果的な量の、1種ま
たはそれ以上の有機シランカップリング剤;d。
って、該第2のフィルム形成ポリマーは該第1のフィル
ム形成ポリマーと相溶性であり、第1および第2のフィ
ルム形成ポリマーの比は固形分を基準として約l:1〜
約99:1の範囲内である;c、エポキシ基含有有機官
能性シランカップリング剤、アミキ基含有有機官能性シ
ランカップリング剤、およびこれらの混合物からなる群
から選択される。カップリングに効果的な量の、1種ま
たはそれ以上の有機シランカップリング剤;d。
潤滑に効果的な量のカチオン性潤滑剤:およびe。
該ガラス成形体の処理を行うのに効果的な量の担体。
本発明の化学的に処理されたガラス繊維は、以下の成分
a、 b、 c、 d、およびeを含有する化学
処理組成物から水分を減少させた残留物を有する:a、
ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポリマーの
水性乳濁液または水性分散液であっテ、該ポリマーはエ
トキシル化によって内部乳化しており、約30.000
〜約45.000の範囲内の重量平均分子量を有する;
b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該マトリックス樹
脂と混和し得るモノマーは、アクリロニトリル。
a、 b、 c、 d、およびeを含有する化学
処理組成物から水分を減少させた残留物を有する:a、
ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポリマーの
水性乳濁液または水性分散液であっテ、該ポリマーはエ
トキシル化によって内部乳化しており、約30.000
〜約45.000の範囲内の重量平均分子量を有する;
b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該マトリックス樹
脂と混和し得るモノマーは、アクリロニトリル。
メタクリロニトリル、およびC!〜C4のニトリル基を
有する群から選択されたニトリル基含有モノマーおよび
付加重合性エポキシ基含有モノマーからなる群から選択
され、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの該アクリ
ルタイプコポリマーに対する量の比は、該化学処理組成
物中に存在するこれら2種のフィルム形成ポリマーの全
量の固形分を基準にして、約75 : 25〜約99:
1の範囲内であり、該組成物中に存在するフィルム形成
ポリマーの全量は水性化学処理組成物の全固形分の65
〜90重量%の範囲内である;c、エポキシ基官能性有
機シランカップリング剤、およびエポキシ基官能性有機
シランカップリング剤とアミノ基官能性有機シランカッ
プリング剤との混合物から選択された有機シランカップ
リング剤であって、該有機シランカップリング剤は水性
化学処理組成物の固形分の約2〜約35重量%の量で存
在する;d、脂肪酸との縮合によって調製された1部分
的にアミド化されたポリアルキレンアミンである。ポリ
アミノアミドカチオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少
なくとも1種はペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性
化学処理組成物の固形分の約1〜約6重量%の量で存在
するie、水性化学処理組成物の全固形分が約1〜約2
0重量%の範囲内となるような量の水であって、乾燥し
た残留物は約0.1〜約2重量%LOIの量で該ガラス
繊維上に存在する。
有する群から選択されたニトリル基含有モノマーおよび
付加重合性エポキシ基含有モノマーからなる群から選択
され、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの該アクリ
ルタイプコポリマーに対する量の比は、該化学処理組成
物中に存在するこれら2種のフィルム形成ポリマーの全
量の固形分を基準にして、約75 : 25〜約99:
1の範囲内であり、該組成物中に存在するフィルム形成
ポリマーの全量は水性化学処理組成物の全固形分の65
〜90重量%の範囲内である;c、エポキシ基官能性有
機シランカップリング剤、およびエポキシ基官能性有機
シランカップリング剤とアミノ基官能性有機シランカッ
プリング剤との混合物から選択された有機シランカップ
リング剤であって、該有機シランカップリング剤は水性
化学処理組成物の固形分の約2〜約35重量%の量で存
在する;d、脂肪酸との縮合によって調製された1部分
的にアミド化されたポリアルキレンアミンである。ポリ
アミノアミドカチオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少
なくとも1種はペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性
化学処理組成物の固形分の約1〜約6重量%の量で存在
するie、水性化学処理組成物の全固形分が約1〜約2
0重量%の範囲内となるような量の水であって、乾燥し
た残留物は約0.1〜約2重量%LOIの量で該ガラス
繊維上に存在する。
本発明は、さらにこのような化学的に処理されたガラス
繊維を強化材として有する強化された熱可塑性ポリエス
テルポリマーを提供する。
繊維を強化材として有する強化された熱可塑性ポリエス
テルポリマーを提供する。
本発明は、さらにニードルマットの形状の化学的に処理
された連続ガラス繊維を提供する。該ガラス繊維上に存
在する化学処理剤は、以下の成分a、b、c、d、e、
およびfを含有する化学処理組成物から水を減少させた
残留物である:a。
された連続ガラス繊維を提供する。該ガラス繊維上に存
在する化学処理剤は、以下の成分a、b、c、d、e、
およびfを含有する化学処理組成物から水を減少させた
残留物である:a。
ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポリマーの
水性乳濁液または水性分散液であって、該ポリマーは、
第1図のNMR曲線を与え、内部乳化しており、約30
,000〜約45.000の範囲内の重量平均分子量を
有し、水性化学処理組成物の固形分の大部分を占める;
b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該アクリルタイプ
モノマーは、アクリル酸、アクリレート アルキルアク
リル酸、アルキルアクリレートアルキルメタクリレート
、ヒドロキシアルキルアクリレートヒドロキシアルキル
メタクリレートおよびこれらの混合物からなる群から選
択され、該マトリックス樹脂と混合し得るモノマーは、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、および02〜
C4のニトリル基を有する群から選択されたニトリル基
含有モノマーおよび付加重合性エポキシ基含有モノマー
からなる群から選択され、該アクリルタイプコポリマー
は第2図の赤外分光光度曲線を与えるコポリマーを包含
し、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの該アクリル
タイプコポリマーに対する量の比は、該化学処理組成物
中に存在する2種のフィルム形成ポリマーの全量の固形
分を基準にして、約70730〜約95=5の範囲内で
あり、該組成物中に存在するフィルム形成ポリマーの全
量は該水性化学処理組成物の全固形分の70〜85重量
%の範囲内である;c、該水性化学処理組成物の固形分
の約2〜約35重量%の量で存在する。γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランカップリング剤;d、脂
肪酸との縮合によって調製された9部分的にアミド化さ
れたポリアルキレンアミンである。ポリアミノアミドカ
チオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少なくとも1種は
ペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性化学処理組成物
の固形分の約1〜約6重量%の量で存在する;e、該水
性化学処理組成物の全固形分が約1〜約20重量%の範
囲内となるような量の水であって、該水性化学処理組成
物の乾燥した残留物の量はガラスストランドの約0.1
〜約2重量%LOIの範囲内である;およびf、効果的
な量の消泡剤。
水性乳濁液または水性分散液であって、該ポリマーは、
第1図のNMR曲線を与え、内部乳化しており、約30
,000〜約45.000の範囲内の重量平均分子量を
有し、水性化学処理組成物の固形分の大部分を占める;
b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該アクリルタイプ
モノマーは、アクリル酸、アクリレート アルキルアク
リル酸、アルキルアクリレートアルキルメタクリレート
、ヒドロキシアルキルアクリレートヒドロキシアルキル
メタクリレートおよびこれらの混合物からなる群から選
択され、該マトリックス樹脂と混合し得るモノマーは、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、および02〜
C4のニトリル基を有する群から選択されたニトリル基
含有モノマーおよび付加重合性エポキシ基含有モノマー
からなる群から選択され、該アクリルタイプコポリマー
は第2図の赤外分光光度曲線を与えるコポリマーを包含
し、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの該アクリル
タイプコポリマーに対する量の比は、該化学処理組成物
中に存在する2種のフィルム形成ポリマーの全量の固形
分を基準にして、約70730〜約95=5の範囲内で
あり、該組成物中に存在するフィルム形成ポリマーの全
量は該水性化学処理組成物の全固形分の70〜85重量
%の範囲内である;c、該水性化学処理組成物の固形分
の約2〜約35重量%の量で存在する。γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランカップリング剤;d、脂
肪酸との縮合によって調製された9部分的にアミド化さ
れたポリアルキレンアミンである。ポリアミノアミドカ
チオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少なくとも1種は
ペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性化学処理組成物
の固形分の約1〜約6重量%の量で存在する;e、該水
性化学処理組成物の全固形分が約1〜約20重量%の範
囲内となるような量の水であって、該水性化学処理組成
物の乾燥した残留物の量はガラスストランドの約0.1
〜約2重量%LOIの範囲内である;およびf、効果的
な量の消泡剤。
(発明の構成)
フィルム形成材料とは、ポリマーの乳濁液9分散液、懸
濁液、または溶液中に存在するあらゆる溶媒を除去する
ことによって、該ポリマーが繊維状材料の表面に合着し
てフィルムを形成し得ることを意味する。「ガラス状の
」という用語は、所望の成形体に成形可能なガラス組成
物、および無機酸化物の繊維および充填材(例えば、シ
リカ。
濁液、または溶液中に存在するあらゆる溶媒を除去する
ことによって、該ポリマーが繊維状材料の表面に合着し
てフィルムを形成し得ることを意味する。「ガラス状の
」という用語は、所望の成形体に成形可能なガラス組成
物、および無機酸化物の繊維および充填材(例えば、シ
リカ。
雲母、タルク、アルミナ、ケイ酸、粘土、硫酸カルシウ
ム、硫酸マグネシウムなど)を包含する。
ム、硫酸マグネシウムなど)を包含する。
本願で使用する「成形体」という用語は、繊維状の材料
(例えば、1本の繊維、複数の繊維、繊維の束、ストラ
ンド、ロービング、および他のストランドや繊維の集合
体)を包含し、他の強化材料やポリマー充填材料(例え
ば、微細繊維、フレークス、ビーズなど)をも包含する
。
(例えば、1本の繊維、複数の繊維、繊維の束、ストラ
ンド、ロービング、および他のストランドや繊維の集合
体)を包含し、他の強化材料やポリマー充填材料(例え
ば、微細繊維、フレークス、ビーズなど)をも包含する
。
本発明の化学的に処理されたガラス成形体は化学処理組
成物(CTC)を空気乾燥または高温で乾燥して、水分
を減少させた残留物を有する。このCTCには、担体に
加えて、少なくとも2種のフィルム形成ポリマーと、少
なくとも1種のシランカップリング剤、および少なくと
も1種のカチオン性潤滑剤とが使用されている。フィル
ム形成剤を組み合わせて用いれば、ガラス成形体上の処
理剤から水分を適切に除くことにより2合着性ではある
が、ガラス成形体上には合着していないフィルムが提供
され得る。このようなフィルムは、連続ストランドマッ
トのようなガラス成形体製品の製造を補助するために必
要な場合には、引き続き加工することにより合着し得る
。
成物(CTC)を空気乾燥または高温で乾燥して、水分
を減少させた残留物を有する。このCTCには、担体に
加えて、少なくとも2種のフィルム形成ポリマーと、少
なくとも1種のシランカップリング剤、および少なくと
も1種のカチオン性潤滑剤とが使用されている。フィル
ム形成剤を組み合わせて用いれば、ガラス成形体上の処
理剤から水分を適切に除くことにより2合着性ではある
が、ガラス成形体上には合着していないフィルムが提供
され得る。このようなフィルムは、連続ストランドマッ
トのようなガラス成形体製品の製造を補助するために必
要な場合には、引き続き加工することにより合着し得る
。
フィルム形成ポリマーの一方は、水溶性、水分散性、ま
たは水乳化性の、極性官能基を有する。
たは水乳化性の、極性官能基を有する。
熱可塑性ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポ
リマーである。適切な極性の熱可塑性フィルム形成ポリ
マーの一般的な例は、水溶性、水分散性、または水乳化
性のビスフェノールAポリエステルポリマー(例えば、
ビスフェノールAブチンジオール、または無水マレイン
酸またはマレイン酸およびアジピン酸から形成されたも
の)をポリアルキレンポリオール(例えば、ポリエチレ
ングリコール)を用いて、内部乳化および/または外部
乳化したものである。好ましくは該ポリエステルは、約
30,000〜約45,000の範囲内の重量平均分子
量を有するポリマーのエトキシル化により。
リマーである。適切な極性の熱可塑性フィルム形成ポリ
マーの一般的な例は、水溶性、水分散性、または水乳化
性のビスフェノールAポリエステルポリマー(例えば、
ビスフェノールAブチンジオール、または無水マレイン
酸またはマレイン酸およびアジピン酸から形成されたも
の)をポリアルキレンポリオール(例えば、ポリエチレ
ングリコール)を用いて、内部乳化および/または外部
乳化したものである。好ましくは該ポリエステルは、約
30,000〜約45,000の範囲内の重量平均分子
量を有するポリマーのエトキシル化により。
内部乳化されており、9またはそれ以下、好ましくは約
5〜約9の多分散指数Mw/Mnを有し、約10,00
0センチポイズより小さい等価粘度を有する。このよう
なポリマーの例は、アルコキシル化されたビスフェノー
ルAポリエステル樹脂の単独水性乳濁液である。この樹
脂は、 DSM Italia者(Coa+o+ It
aly)で製造され、 Neoxil @954の商品
名で市販されている。Neox tl @ 954樹脂
の特性を以下に示す:外観−乳状の液体、固形分含量−
46±3%、pH−3〜5.23℃での粘度−2,00
0±500 cps 、ブチンジオールまたはマレイン
酸無水物あるいはマレイン酸によって上記ポリマーに脂
肪族不飽和性を導入する場合には、ポリマー1モル当り
1.5個の二重結合より多くない脂肪族不飽和性を導入
すべきである。また、脂肪族不飽和性の芳香族不飽和性
に対する割合は、0.1より小さく、好ましくは約0.
07またはそれ以下である。脂肪族不飽和性の量および
割合は1重合に関する技術分野の当業者に周知のいずれ
かの方法で制御され得る。例えば。
5〜約9の多分散指数Mw/Mnを有し、約10,00
0センチポイズより小さい等価粘度を有する。このよう
なポリマーの例は、アルコキシル化されたビスフェノー
ルAポリエステル樹脂の単独水性乳濁液である。この樹
脂は、 DSM Italia者(Coa+o+ It
aly)で製造され、 Neoxil @954の商品
名で市販されている。Neox tl @ 954樹脂
の特性を以下に示す:外観−乳状の液体、固形分含量−
46±3%、pH−3〜5.23℃での粘度−2,00
0±500 cps 、ブチンジオールまたはマレイン
酸無水物あるいはマレイン酸によって上記ポリマーに脂
肪族不飽和性を導入する場合には、ポリマー1モル当り
1.5個の二重結合より多くない脂肪族不飽和性を導入
すべきである。また、脂肪族不飽和性の芳香族不飽和性
に対する割合は、0.1より小さく、好ましくは約0.
07またはそれ以下である。脂肪族不飽和性の量および
割合は1重合に関する技術分野の当業者に周知のいずれ
かの方法で制御され得る。例えば。
種々のモノマーの量は、脂肪族不飽和性を持つモノマー
と持たないモノマーとの比によって制御され得る。Ne
ox i l @954樹脂乳濁液のNMR曲線を第1
図に示す。このNMRは、 Varian EM−36
0MHzのプロトンNMRスペクトロメーターで測定さ
れる。
と持たないモノマーとの比によって制御され得る。Ne
ox i l @954樹脂乳濁液のNMR曲線を第1
図に示す。このNMRは、 Varian EM−36
0MHzのプロトンNMRスペクトロメーターで測定さ
れる。
掃引時間は5分、掃引幅は10ppmであり、掃引の終
端をOppm、ゼロ基準をトリメチルシラン(TMS)
とした。また、試料温度は、室温であり、 CDCl+
溶媒を用いた。水性CTC中に存在する極性の熱可塑フ
ィルム形成ポリマーの量は、水性CTC中の固形分の約
1〜約20重債%の範囲内であり得る。
端をOppm、ゼロ基準をトリメチルシラン(TMS)
とした。また、試料温度は、室温であり、 CDCl+
溶媒を用いた。水性CTC中に存在する極性の熱可塑フ
ィルム形成ポリマーの量は、水性CTC中の固形分の約
1〜約20重債%の範囲内であり得る。
ビスフェノールAポリエステル樹脂の他の一般例として
、 DSM ItaHa社から商品名Neox i I
@952で入手し得る水性乳濁液の形態のものがある
。このNeoxil @952材料の水性乳濁液はアニ
オン性乳濁液であり、液体で乳状の外観を有し、固形分
含量は、 40±2%、 pHは4〜5の範囲内である
。23°Cでの粘度は40〜100センチボンズであり
、希釈乳濁液(8%の固形分を含有)の最低pl+の闇
値は4である。Neox i I @952材料はスチ
レンによく溶解し、ポリエステル樹脂と相溶性である。
、 DSM ItaHa社から商品名Neox i I
@952で入手し得る水性乳濁液の形態のものがある
。このNeoxil @952材料の水性乳濁液はアニ
オン性乳濁液であり、液体で乳状の外観を有し、固形分
含量は、 40±2%、 pHは4〜5の範囲内である
。23°Cでの粘度は40〜100センチボンズであり
、希釈乳濁液(8%の固形分を含有)の最低pl+の闇
値は4である。Neox i I @952材料はスチ
レンによく溶解し、ポリエステル樹脂と相溶性である。
フィルム形成ポリマーの他の例は、高分子量の飽和エポ
キシエステルであり、これは水溶性、水乳化性。
キシエステルであり、これは水溶性、水乳化性。
または水分散性である。水性乳濁液として市販されてい
る高分子量飽和エポキシエステルは、 DSMItal
ia社から商品名Neoxil ” 961で人手し得
る。
る高分子量飽和エポキシエステルは、 DSMItal
ia社から商品名Neoxil ” 961で人手し得
る。
この材料は非イオン性乳濁液であり、乳液状の外観を持
ち、固形分含量が30±2%で、 pHが4〜5.5の
範囲内であり、23°Cでの粘度は200〜500セン
チボイズである。固形分樹脂は水酸基価が100±10
、酸価が10±2.そしてエポキシ当量が9,000±
1,000である。一般に、アニオン性、非イオン性、
またはカチオン性の乳化剤を用いて、水に溶解、乳化、
または分散させ得る。ビスフェノールA型ポリエステル
樹脂のいずれもが使用可能であり、特に樹脂の不飽和性
の量が1.5を越えず、不飽和性の割合が0.1より小
さい場合に使用可能である。また、一般に、アニオン性
、非イオン性。
ち、固形分含量が30±2%で、 pHが4〜5.5の
範囲内であり、23°Cでの粘度は200〜500セン
チボイズである。固形分樹脂は水酸基価が100±10
、酸価が10±2.そしてエポキシ当量が9,000±
1,000である。一般に、アニオン性、非イオン性、
またはカチオン性の乳化剤を用いて、水に溶解、乳化、
または分散させ得る。ビスフェノールA型ポリエステル
樹脂のいずれもが使用可能であり、特に樹脂の不飽和性
の量が1.5を越えず、不飽和性の割合が0.1より小
さい場合に使用可能である。また、一般に、アニオン性
、非イオン性。
またはカチオン性の乳化剤を用いて水に溶解、乳化、ま
たは分散させ得る。エステル化されたエポキシ樹脂(特
に、不飽和性の量と割合が制御されているもの)が極性
の熱可塑性フィルム形成ポリマーとして使用可能である
。
たは分散させ得る。エステル化されたエポキシ樹脂(特
に、不飽和性の量と割合が制御されているもの)が極性
の熱可塑性フィルム形成ポリマーとして使用可能である
。
水溶性、水分散性、または水乳化性のポリエステルおよ
び/またはエポキシ基含有ポリマーは。
び/またはエポキシ基含有ポリマーは。
当業者に周知のいずれかの適切な界面活性剤を用いて、
乳濁液または分散液とされ得る。エポキシ基含有ポリマ
ーとポリエステルフィルム形成ポリマーとを混合して含
有する単一の乳濁液、または各ポリマーの個々の乳濁液
を調製する際には、あらゆる非イオン性、カチオン性、
アニオン性、または両性の乳化剤が使用可能である。好
ましくは混合ポリマーのイオン特性に適合する範囲内の
I(LBを有する非イオン性乳化剤が使用される。例え
ば。
乳濁液または分散液とされ得る。エポキシ基含有ポリマ
ーとポリエステルフィルム形成ポリマーとを混合して含
有する単一の乳濁液、または各ポリマーの個々の乳濁液
を調製する際には、あらゆる非イオン性、カチオン性、
アニオン性、または両性の乳化剤が使用可能である。好
ましくは混合ポリマーのイオン特性に適合する範囲内の
I(LBを有する非イオン性乳化剤が使用される。例え
ば。
プロピレングリコールとプロピレンオキシドとを縮合す
ることによって得られた疎水性塩基とエチレンオキシド
との縮合物である1種またはそれ以上の界面活性剤が用
いられ得る。例えば、 Pluronic@F−108
界面活性剤(BASF Wyandotte Indu
strialChemical Group社製)を用
いて適切な乳濁液または分散液を形成することができる
。
ることによって得られた疎水性塩基とエチレンオキシド
との縮合物である1種またはそれ以上の界面活性剤が用
いられ得る。例えば、 Pluronic@F−108
界面活性剤(BASF Wyandotte Indu
strialChemical Group社製)を用
いて適切な乳濁液または分散液を形成することができる
。
上記のCTCは他のフィルム形成ポリマーも含有する。
このポリマーは少なくとも1種のアクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和しうる付加重合性モノマ
ー(以下、「付加重合性コモノマー」と呼ぶ)とが付加
重合したコポリマーである。以下、「アクリルタイプコ
ポリマー」という用語は、上記の付加重合したコポリマ
ーを゛意味するコポリマーを調製する際に用いられる少
なくとも1種のモノマーのタイプに関する「アクリルタ
イプ」という用語は1次式を有するアクリルモノマーを
意味する: CHZ (式l) X−Y ここで、Xは水素原子またはメチル基あるいは他の低級
アルキル基であり、Yは以下の基の1つから選択される
: −COOH; −COORi −COOROI(、
ここで2両方の場合のRは、炭化水素基および/または
ヒドロキシメチルおよび/または約1〜約20個の炭素
原子を有するヒドロキシアルキルまたはアルコキシアル
キル基である。また、アクリルタイプモノマーは、複数
の上記アクリルモノマーであり得る。これらのモノマー
の配合物または混合物を用いることによってコポリマー
の臨界温度を上昇させ、より熱安定性が高いコポリマー
が得られる。
ーと、マトリックス樹脂と混和しうる付加重合性モノマ
ー(以下、「付加重合性コモノマー」と呼ぶ)とが付加
重合したコポリマーである。以下、「アクリルタイプコ
ポリマー」という用語は、上記の付加重合したコポリマ
ーを゛意味するコポリマーを調製する際に用いられる少
なくとも1種のモノマーのタイプに関する「アクリルタ
イプ」という用語は1次式を有するアクリルモノマーを
意味する: CHZ (式l) X−Y ここで、Xは水素原子またはメチル基あるいは他の低級
アルキル基であり、Yは以下の基の1つから選択される
: −COOH; −COORi −COOROI(、
ここで2両方の場合のRは、炭化水素基および/または
ヒドロキシメチルおよび/または約1〜約20個の炭素
原子を有するヒドロキシアルキルまたはアルコキシアル
キル基である。また、アクリルタイプモノマーは、複数
の上記アクリルモノマーであり得る。これらのモノマー
の配合物または混合物を用いることによってコポリマー
の臨界温度を上昇させ、より熱安定性が高いコポリマー
が得られる。
付加重合性コモノマーは、1種またはそれ以上のアクリ
ルモノマーと共重合可能なモノマーであり、エチレン性
不飽和モノマーである。その一般例には、以下に示すa
)またはb)が包含される:a)弐C8,=CQZ
(式2)で表される化合物(ここでは÷CヨN)、また
はエチレン性不飽和結合を有するニトリル基含有モノマ
ー(例えば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリ
ルなど)から選択される;あるいはb)エチレン性不飽
和結合を有するエポキシ基含有モノマー(例えば、アグ
リル酸グリシジルおよび/またはメタクリル酸グリシジ
ルなど)である。式2において、「Z」は以下のような
構造を有するニ ア谷 +CO□−C)12−C−→− 他の共重合性モノマーとしては、スチレン、ブタジェン
、ビニルトルエン、およびα−メチルスチレンなどがあ
る。
ルモノマーと共重合可能なモノマーであり、エチレン性
不飽和モノマーである。その一般例には、以下に示すa
)またはb)が包含される:a)弐C8,=CQZ
(式2)で表される化合物(ここでは÷CヨN)、また
はエチレン性不飽和結合を有するニトリル基含有モノマ
ー(例えば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリ
ルなど)から選択される;あるいはb)エチレン性不飽
和結合を有するエポキシ基含有モノマー(例えば、アグ
リル酸グリシジルおよび/またはメタクリル酸グリシジ
ルなど)である。式2において、「Z」は以下のような
構造を有するニ ア谷 +CO□−C)12−C−→− 他の共重合性モノマーとしては、スチレン、ブタジェン
、ビニルトルエン、およびα−メチルスチレンなどがあ
る。
一般に、コポリマーの水性または水中油型の乳濁液また
は分散液は、少なくとも1種のアクリルタイプモノマー
の約10〜約99重量部と、全モノマー混合物を基準と
して約1〜約90重量部の付加重合性モノマーとの混合
物を共重合することによって形成される。コポリマーは
当業者に周知の付加重合法(例えば、フリーラジカル機
構またはアニオン機構のいずれかによる。バルク重合、
乳化重合、懸濁重金、溶液重合、およびスラリ重合)あ
るいは電界調製法によって水性乳濁液に調製され得る。
は分散液は、少なくとも1種のアクリルタイプモノマー
の約10〜約99重量部と、全モノマー混合物を基準と
して約1〜約90重量部の付加重合性モノマーとの混合
物を共重合することによって形成される。コポリマーは
当業者に周知の付加重合法(例えば、フリーラジカル機
構またはアニオン機構のいずれかによる。バルク重合、
乳化重合、懸濁重金、溶液重合、およびスラリ重合)あ
るいは電界調製法によって水性乳濁液に調製され得る。
例えば、 75/27メタクリレートーアクリロニトリ
ルコポリマーの水性乳濁液は、約0.5〜約6%のアニ
オン性、カチオン性、または非イオン性の分散剤を用い
て、モノマーを乳化する乳化共重合法によって調製され
る。このような混合物に対して、フリーラジカルタイプ
の重合開始剤(例えば、過硫酸アンモニウムまたは過硫
酸カリウム、)を単独で導入するか、または促進剤(例
えば、メタ亜硫酸水素カリウムまたはチオ硫酸ナトリウ
ム)とともに導入する。これらの触媒は、共重合するモ
ノマーの重量を基準にして、各々0.5〜2%の割合で
用いられ得る。反応温度は室温から60°Cまたはそれ
以上である。適切なアニオン性分散剤には、高級脂肪酸
の硫酸エステルのナトリウム塩(例えば、ラウリルアル
コールの硫酸エステル塩など)または非イオン型のいず
れか(例えば、エチレンオキシドで修飾されたアルキル
フェノール類など)が包含され、用いられ得る。
ルコポリマーの水性乳濁液は、約0.5〜約6%のアニ
オン性、カチオン性、または非イオン性の分散剤を用い
て、モノマーを乳化する乳化共重合法によって調製され
る。このような混合物に対して、フリーラジカルタイプ
の重合開始剤(例えば、過硫酸アンモニウムまたは過硫
酸カリウム、)を単独で導入するか、または促進剤(例
えば、メタ亜硫酸水素カリウムまたはチオ硫酸ナトリウ
ム)とともに導入する。これらの触媒は、共重合するモ
ノマーの重量を基準にして、各々0.5〜2%の割合で
用いられ得る。反応温度は室温から60°Cまたはそれ
以上である。適切なアニオン性分散剤には、高級脂肪酸
の硫酸エステルのナトリウム塩(例えば、ラウリルアル
コールの硫酸エステル塩など)または非イオン型のいず
れか(例えば、エチレンオキシドで修飾されたアルキル
フェノール類など)が包含され、用いられ得る。
コポリマーの適切な例は、 Rohm & Haas社
(Philadelphia、 Penn5ylvan
ia)から商品名RhoplexE−693で人手し得
るものである。この材料は白色の乳濁液であり、固形分
含量が49.5〜50.5%、pHが4.5〜6.5そ
してLVT (1)、 60rpmでの粘度が20〜6
0である。このコポリマーはアニオン性乳化型の自己架
橋性アクリルタイプコポリマーであり。
(Philadelphia、 Penn5ylvan
ia)から商品名RhoplexE−693で人手し得
るものである。この材料は白色の乳濁液であり、固形分
含量が49.5〜50.5%、pHが4.5〜6.5そ
してLVT (1)、 60rpmでの粘度が20〜6
0である。このコポリマーはアニオン性乳化型の自己架
橋性アクリルタイプコポリマーであり。
20’Cでの密度が8.8ポンド/ガロンであり、最低
フィルム形成温度が+12°Cであり、温度300°C
(T’ 300) (これは風乾したフィルムのネジ
レ弾性率(torsional modulus )が
300 kg/CT1となる温度であって、フィルムの
剛性の相対的なパラメーターであり、低いT” 300
の値は軟かいポリマーであることを示す)が24°Cで
ある。
フィルム形成温度が+12°Cであり、温度300°C
(T’ 300) (これは風乾したフィルムのネジ
レ弾性率(torsional modulus )が
300 kg/CT1となる温度であって、フィルムの
剛性の相対的なパラメーターであり、低いT” 300
の値は軟かいポリマーであることを示す)が24°Cで
ある。
(以下余白)
好ましいアクリルタイプコポリマー乳濁液の他の好適な
例は、 Rohm & Haas社から商品名Rhop
lexTR−407で人手可能なものである。この材料
は第2図の赤外線スペクトル曲線を与える。このアニオ
ン性乳濁液の固形分は45.5重量%であり、 pHは
3.5゜密度は8.9ポンド/米国ガロン、比重は1.
07.粘度は30センチボイズは、 T@300は+3
0である。
例は、 Rohm & Haas社から商品名Rhop
lexTR−407で人手可能なものである。この材料
は第2図の赤外線スペクトル曲線を与える。このアニオ
ン性乳濁液の固形分は45.5重量%であり、 pHは
3.5゜密度は8.9ポンド/米国ガロン、比重は1.
07.粘度は30センチボイズは、 T@300は+3
0である。
乳濁液の外観は乳状の白い液体である。この液体は、最
低フィルム形成温度が+22°Cの自己架橋性乳濁液で
ある。この乳濁液は本発明に使用される好適なアクリル
タイプコポリマーである。一般に。
低フィルム形成温度が+22°Cの自己架橋性乳濁液で
ある。この乳濁液は本発明に使用される好適なアクリル
タイプコポリマーである。一般に。
中程度から堅固な硬さを有するフィルムを与えるアクリ
ルタイプコポリマーが使用され得る。他の一般例として
は、 Rhoplex AH−20アクリルタイプ乳濁
液がある。
ルタイプコポリマーが使用され得る。他の一般例として
は、 Rhoplex AH−20アクリルタイプ乳濁
液がある。
CTC中に存在する2種のフィルム形成剤の量の比は、
2種のフィルム形成ポリマーの全量の固形分を基準にし
た。熱可塑性ポリエステルのアクリルタイプコポリマー
に対する比で約1:l〜99:1の広い範囲内であり、
好ましくは約70 : 30〜約95:5の範囲内であ
る。アクリルタイプコポリマーの量を、全フィルム形成
ポリマーの25〜30重量%を越えて増加させると、化
学的に処理されたガラス繊維はけばだち(fuzzin
g )が増え、水分を保持し得なくなる。けばだちが増
えると、化学的に処理されたガラス繊維またはストラン
ドに加工上の問題が生じ得る。このような問題は当業者
に周知の適切な添加剤を使用することによって解消する
ことができる。繊維を処理する場合には、アクリルタイ
プコポリマーの量が12種のフィルム形成ポリマーの固
形分の約25重世%を越えないことが最も好ましい。ま
た、2種のフィルム形成剤の混合物を用いると、この混
合物のガラス転移温度が少なくとも室温付近になる。例
えば、アクリルタイプコポリマーは、好ましくは約32
〜36゛Cの範囲内のTgを有するが、 Neoxil
954ポリエステルと混合した場合には、混合物のT
gは室温付近になる。好ましくは、 CTC内のフィル
ム形成ポリマの全量は、一般にCTCの固形分の65〜
90重量%の範囲内である。好ましくは、フィルム形成
ポリマーの全量が上記のような場合、熱可塑性ビスフェ
ノールポリエステルフィルム形成剤の量は水性CTCの
固形分の約55〜70重量%の範囲内であり、アクリル
モノマー含有コポリマーは水性CTCの約10〜約20
重量%の範囲内の量である。
2種のフィルム形成ポリマーの全量の固形分を基準にし
た。熱可塑性ポリエステルのアクリルタイプコポリマー
に対する比で約1:l〜99:1の広い範囲内であり、
好ましくは約70 : 30〜約95:5の範囲内であ
る。アクリルタイプコポリマーの量を、全フィルム形成
ポリマーの25〜30重量%を越えて増加させると、化
学的に処理されたガラス繊維はけばだち(fuzzin
g )が増え、水分を保持し得なくなる。けばだちが増
えると、化学的に処理されたガラス繊維またはストラン
ドに加工上の問題が生じ得る。このような問題は当業者
に周知の適切な添加剤を使用することによって解消する
ことができる。繊維を処理する場合には、アクリルタイ
プコポリマーの量が12種のフィルム形成ポリマーの固
形分の約25重世%を越えないことが最も好ましい。ま
た、2種のフィルム形成剤の混合物を用いると、この混
合物のガラス転移温度が少なくとも室温付近になる。例
えば、アクリルタイプコポリマーは、好ましくは約32
〜36゛Cの範囲内のTgを有するが、 Neoxil
954ポリエステルと混合した場合には、混合物のT
gは室温付近になる。好ましくは、 CTC内のフィル
ム形成ポリマの全量は、一般にCTCの固形分の65〜
90重量%の範囲内である。好ましくは、フィルム形成
ポリマーの全量が上記のような場合、熱可塑性ビスフェ
ノールポリエステルフィルム形成剤の量は水性CTCの
固形分の約55〜70重量%の範囲内であり、アクリル
モノマー含有コポリマーは水性CTCの約10〜約20
重量%の範囲内の量である。
水溶性、水分散性、または水乳化性のフィルム形成ポリ
マーに加えて、水性CTCは、1種またはそれ以上のエ
ポキシ基含有有機官能性力・ツブリング剤および/また
はアミノ基含有有機官能性力・ノブリング剤をも含有す
る。これらの力・ツブリング剤は1分子の有機官能性部
分に、1種またはそれ以上のエポキシ部分を有する。有
機アルコキシシラン化合物または有機官能性ワーナー(
Werner)化合物などであり得る。
マーに加えて、水性CTCは、1種またはそれ以上のエ
ポキシ基含有有機官能性力・ツブリング剤および/また
はアミノ基含有有機官能性力・ノブリング剤をも含有す
る。これらの力・ツブリング剤は1分子の有機官能性部
分に、1種またはそれ以上のエポキシ部分を有する。有
機アルコキシシラン化合物または有機官能性ワーナー(
Werner)化合物などであり得る。
使用されるエポキシ基含有有機官能性アルコキシシラン
カップリング剤は次式で表わされる:ここで R1は低
級アルキル基または水素であり。
カップリング剤は次式で表わされる:ここで R1は低
級アルキル基または水素であり。
(OR’)は、水酸基、ハロゲン、アルコキシル基(好
ましくは、1〜5個の炭素原子を有する)、およびアク
リロキシ基のような加水分解し得る基となる。また、X
は1〜3の整数であり、yは1〜6の整数である。エポ
キシシランの代表例としては、β−ヒドロキシエチルト
リエトキシシラン;T−ヒドロキシブチルトリメトキシ
シラン;2.3エポキシプロビルトリメトキシシラン;
3,4−エポキシブチルトリエトキシシラン;ビス−(
2,3−エポキシプロピル)ジメトキシシラン;グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン;および3.4−エ
ポキシシクロへキシルトリエトキシシランがある。
ましくは、1〜5個の炭素原子を有する)、およびアク
リロキシ基のような加水分解し得る基となる。また、X
は1〜3の整数であり、yは1〜6の整数である。エポ
キシシランの代表例としては、β−ヒドロキシエチルト
リエトキシシラン;T−ヒドロキシブチルトリメトキシ
シラン;2.3エポキシプロビルトリメトキシシラン;
3,4−エポキシブチルトリエトキシシラン;ビス−(
2,3−エポキシプロピル)ジメトキシシラン;グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン;および3.4−エ
ポキシシクロへキシルトリエトキシシランがある。
アミノ有機アルコキシシランカップリング剤は。
モノアミノ有機アルコキシシランおよびジアミノ有機ア
ルコキシシランの群から選択され得る。さらに、潤滑剤
で改質されたアミノ有機アルコキシシランカップリング
剤でも良い。ここで、潤滑剤は当業者に周知の標準的な
繊維用潤滑剤である。
ルコキシシランの群から選択され得る。さらに、潤滑剤
で改質されたアミノ有機アルコキシシランカップリング
剤でも良い。ここで、潤滑剤は当業者に周知の標準的な
繊維用潤滑剤である。
モノアミノ官能基を持つ上記のタイプのシランカップリ
ング剤の両者は次式で示される:NHJ−3i−(OR
’)z ここで、Rは2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基
であり R+は低級アルキル基または水素であり、低級
アルキル基は1〜5個の炭素原子、好ましくは1個また
は2個の炭素原子を有する。アミノシランの一般例には
、T−アミノプロピルトリエトキシシラン、 N−(
)リメトキシシリルプロピル)エタンジアミンアクリル
アミド、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ジアミノプロピルジェトキシ
シラン、トリアミノプロピルエトキシシランが含まれる
。
ング剤の両者は次式で示される:NHJ−3i−(OR
’)z ここで、Rは2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基
であり R+は低級アルキル基または水素であり、低級
アルキル基は1〜5個の炭素原子、好ましくは1個また
は2個の炭素原子を有する。アミノシランの一般例には
、T−アミノプロピルトリエトキシシラン、 N−(
)リメトキシシリルプロピル)エタンジアミンアクリル
アミド、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ジアミノプロピルジェトキシ
シラン、トリアミノプロピルエトキシシランが含まれる
。
1種またはそれ以上のアミノ基またはエポキシ基によっ
て置換された少なくとも1種の有機基を有する数多くの
他のシランも本発明に用いられ得る。このようなシラン
は当業者に良く知られている。当業者に認識されている
ように、上記のシランカップリング剤は、シランカップ
リング剤もしくはその部分的加水分解物または完全加水
分解物(シラノール)あるいはその重合生成物(ポリシ
ロキサン)として使用され得る。水性CTC中に存在す
るシランカップリング剤の量は、水性CTCの約0.1
〜約2重量%、またはCTCの非水性(固形)成分の約
2〜約35重量%の範囲内である。
て置換された少なくとも1種の有機基を有する数多くの
他のシランも本発明に用いられ得る。このようなシラン
は当業者に良く知られている。当業者に認識されている
ように、上記のシランカップリング剤は、シランカップ
リング剤もしくはその部分的加水分解物または完全加水
分解物(シラノール)あるいはその重合生成物(ポリシ
ロキサン)として使用され得る。水性CTC中に存在す
るシランカップリング剤の量は、水性CTCの約0.1
〜約2重量%、またはCTCの非水性(固形)成分の約
2〜約35重量%の範囲内である。
エポキシ官能性有機アルコキシシランカップリング剤と
アミン官能性有機アルコキシシランカップリング剤との
混合物もまた。許容し得る代用品である。これらの混合
物は、少なくとも約20重量%のエポキシ−有機官能性
シランを含有するが。
アミン官能性有機アルコキシシランカップリング剤との
混合物もまた。許容し得る代用品である。これらの混合
物は、少なくとも約20重量%のエポキシ−有機官能性
シランを含有するが。
エポキシ−有機官能性シランが主要量であることが好ま
しい。
しい。
水性CTCの上記組成物に加えて、潤滑剤として効果的
な量のカチオン性潤滑剤が存在する。潤滑剤は事実上カ
チオン性であり、ガラス繊維およびガラス繊維やガラス
ストランドを集束した束に滑らかさを与える。例として
、酸に可溶化された脂肪酸アミド(例えば、ステアリン
酸アミド)がある。脂肪酸アミドは、飽和および不飽和
の両方であり、その酸基は4〜24個の炭素原子を有す
る。
な量のカチオン性潤滑剤が存在する。潤滑剤は事実上カ
チオン性であり、ガラス繊維およびガラス繊維やガラス
ストランドを集束した束に滑らかさを与える。例として
、酸に可溶化された脂肪酸アミド(例えば、ステアリン
酸アミド)がある。脂肪酸アミドは、飽和および不飽和
の両方であり、その酸基は4〜24個の炭素原子を有す
る。
また、低分子量の不飽和脂肪酸アミドの酸可溶化された
無水ポリマーが包含される。脂肪酸とポリアルキレンポ
リアミンとを閉環条件下で反応させることにより形成す
るアルキルイミダシリンもまた包含される。特に好適な
カチオン性潤滑剤は。
無水ポリマーが包含される。脂肪酸とポリアルキレンポ
リアミンとを閉環条件下で反応させることにより形成す
るアルキルイミダシリンもまた包含される。特に好適な
カチオン性潤滑剤は。
アミン価が約200〜800のポリアミノアミド材料で
あり、好ましくは脂肪酸(少なくとも1種はペラルゴン
酸である)を用いて調製される。また。
あり、好ましくは脂肪酸(少なくとも1種はペラルゴン
酸である)を用いて調製される。また。
上記の材料はさらに酢酸で可溶化され得る。このような
材料の一般例には、脂肪酸(例えば、ペラルゴン酸)で
部分的にアミド化されたポリアルキレンイミン(Eme
ry Industries社からEmerylube
@6717の商品名で市販されている)である。この材
料は粘性を有する液体であり、流動点が55,1bs/
ガロンにおける密度が8.3. ガードナーカラーが
10.曇り点が25°Cより低く、引火点が540”
P(282°C)であり、水に可溶で、鉱油に分散し得
る。他の好適な材料はc、rrasol 0185Aの
商品名で製造されている。無水材料である。この材料は
深い赤みがかった琥珀色で、室温で粘性を有する液体で
ある。この材料は水分散性で、1%溶液は約8.9〜約
9.4のpHを有する。ガラス繊維潤滑剤が。
材料の一般例には、脂肪酸(例えば、ペラルゴン酸)で
部分的にアミド化されたポリアルキレンイミン(Eme
ry Industries社からEmerylube
@6717の商品名で市販されている)である。この材
料は粘性を有する液体であり、流動点が55,1bs/
ガロンにおける密度が8.3. ガードナーカラーが
10.曇り点が25°Cより低く、引火点が540”
P(282°C)であり、水に可溶で、鉱油に分散し得
る。他の好適な材料はc、rrasol 0185Aの
商品名で製造されている。無水材料である。この材料は
深い赤みがかった琥珀色で、室温で粘性を有する液体で
ある。この材料は水分散性で、1%溶液は約8.9〜約
9.4のpHを有する。ガラス繊維潤滑剤が。
反応性の窒素基を有する場合、ガラス繊維潤滑剤の窒素
含有基によっておこり得るエポキシ基含有ポリマーの架
橋反応を実質的に防止するために。
含有基によっておこり得るエポキシ基含有ポリマーの架
橋反応を実質的に防止するために。
この潤滑剤の効果量を制限すべきである。一般にガラス
繊維のカチオン性潤滑剤の効果的な量は。
繊維のカチオン性潤滑剤の効果的な量は。
水性CTCの約0.05〜約0.5重量%の範囲内、ま
たは水性CTCの固形分の約1〜約6重量%の範囲内で
ある。
たは水性CTCの固形分の約1〜約6重量%の範囲内で
ある。
本発明の水性CTCには、さらに他のフィルム形成ポリ
マー、カップリング剤、潤滑剤、加工助剤。
マー、カップリング剤、潤滑剤、加工助剤。
および増粘剤を使用することができるが、この水性CT
Cは数種の異なるタイプの材料を実質的に含まない。こ
のような材料の1つはエポキシ硬化剤であり、その唯一
の機能は、エポキシ基含有ポリマーまたはコポリマーを
架橋させることである。
Cは数種の異なるタイプの材料を実質的に含まない。こ
のような材料の1つはエポキシ硬化剤であり、その唯一
の機能は、エポキシ基含有ポリマーまたはコポリマーを
架橋させることである。
実質的には存在しない他の材料は、ポリエステルフィル
ム形成ポリマーまたはアクリルタイプコポリマー、ある
いはエポキシ基含有ポリマーまたはコポリマーと、ポリ
エステルフィルム形成ポリマ−との混合物に可溶化しな
いものが好ましい。このような材料には、非イオン性の
水に不溶な炭化水素ガラス繊維潤滑剤(例えば、水素添
加された炭化水素油)がある。水に不溶な潤滑剤は、典
型的には、グリセロールの水素添加された。すなわち飽
和した脂肪酸エステルである。また、湿気の高い環境で
水分を引きつけたり、保持するような吸湿性成分も実質
的には存在しないことが好ましい。
ム形成ポリマーまたはアクリルタイプコポリマー、ある
いはエポキシ基含有ポリマーまたはコポリマーと、ポリ
エステルフィルム形成ポリマ−との混合物に可溶化しな
いものが好ましい。このような材料には、非イオン性の
水に不溶な炭化水素ガラス繊維潤滑剤(例えば、水素添
加された炭化水素油)がある。水に不溶な潤滑剤は、典
型的には、グリセロールの水素添加された。すなわち飽
和した脂肪酸エステルである。また、湿気の高い環境で
水分を引きつけたり、保持するような吸湿性成分も実質
的には存在しないことが好ましい。
CTCはまた。この組成物に全固形分を与えるのに充分
な量の担体を含有する。この全固形分は。
な量の担体を含有する。この全固形分は。
ガラス繊維を1その成形特に、水性、ゲル状、または泡
状の化学処理組成物で処理し得るのに充分なものである
。一般に、水性CTCの全固形分は。
状の化学処理組成物で処理し得るのに充分なものである
。一般に、水性CTCの全固形分は。
約1〜約30重量%の範囲内であり、好ましくは約2〜
約10重量%である。いずれにしても、固形成分の量は
、水性CTCの粘度が20°Cで約100センチボイズ
より大きくなるような量を越えてはならない。20’C
で粘度が100センチボイズより大きくなると、ガラス
繊維成形中にガラス繊維を破損することなく処理するこ
とが困難になる。最良の結果を得るには、20°Cでの
粘度が1センチポイズと20センチボイズとの間である
ことが好ましい。CTCがチキソトロピー ゲル化剤ま
たは発泡剤を含有する場合には、ガラス繊維を処理する
ために用いるゲルおよび泡用として周知の粘度を使用す
る。
約10重量%である。いずれにしても、固形成分の量は
、水性CTCの粘度が20°Cで約100センチボイズ
より大きくなるような量を越えてはならない。20’C
で粘度が100センチボイズより大きくなると、ガラス
繊維成形中にガラス繊維を破損することなく処理するこ
とが困難になる。最良の結果を得るには、20°Cでの
粘度が1センチポイズと20センチボイズとの間である
ことが好ましい。CTCがチキソトロピー ゲル化剤ま
たは発泡剤を含有する場合には、ガラス繊維を処理する
ために用いるゲルおよび泡用として周知の粘度を使用す
る。
水性CTCのpHは、約7より低く、好ましくは組成物
の安定性を維持するために約4.5〜約5の範囲内であ
る。水性CTCは、成分を同時に、または順番に組み合
わせて調製され得る。
の安定性を維持するために約4.5〜約5の範囲内であ
る。水性CTCは、成分を同時に、または順番に組み合
わせて調製され得る。
水性CTCは、当業者に周知の方法で、ガラス繊維に塗
布される。例えば、ガラス繊維の成形時に。
布される。例えば、ガラス繊維の成形時に。
水性CTCを塗布するのに充分な温度までガラス繊維が
冷却した後に塗布する。水性CTC(典型的には。
冷却した後に塗布する。水性CTC(典型的には。
サイジング(sizing) l酸物と呼ばれている)
はベルト ロール、スプレーなどを有するアプリケータ
ーによって、上記のガラス繊維に塗布される。
はベルト ロール、スプレーなどを有するアプリケータ
ーによって、上記のガラス繊維に塗布される。
処理されたガラス繊維は1本またはそれ以上のストラン
ドに集束されて、一般に成形パッケージと呼ばれるパッ
ケージに集積され得る。また、ガラス繊維は1本または
それ以上のストランドに集積されて、湿潤切断生成物と
して切断される。さらに、ガラス繊維は1本またはそれ
以上のストランドに集束されて5 ロービングとして集
積される。
ドに集束されて、一般に成形パッケージと呼ばれるパッ
ケージに集積され得る。また、ガラス繊維は1本または
それ以上のストランドに集積されて、湿潤切断生成物と
して切断される。さらに、ガラス繊維は1本またはそれ
以上のストランドに集束されて5 ロービングとして集
積される。
いずれの形態のガラス繊維も乾燥させて、その水分含量
を減少させる。乾燥は、室温での乾燥から約135°F
(121°C)〜300°F (149°C)未満ま
での範囲の温度で約4〜約11時間の乾燥までの範囲と
等価な温度および時間の条件下で実施され得る。
を減少させる。乾燥は、室温での乾燥から約135°F
(121°C)〜300°F (149°C)未満ま
での範囲の温度で約4〜約11時間の乾燥までの範囲と
等価な温度および時間の条件下で実施され得る。
一般に、この範囲内のより高い温度では、この範囲内の
より短い加熱時間が使われる。好ましくは約22μmま
たはそれ以上の粗い繊維でニードルマットを製造する場
合、これらのガラス繊維は上記の範囲内の低い温度およ
び時間の条件下で乾燥される。例えば、この場合、約1
55°F〜165°Fの温度で5〜7時間乾燥すると、
繊維上に非合着性の水分が減少した残留物が得られる。
より短い加熱時間が使われる。好ましくは約22μmま
たはそれ以上の粗い繊維でニードルマットを製造する場
合、これらのガラス繊維は上記の範囲内の低い温度およ
び時間の条件下で乾燥される。例えば、この場合、約1
55°F〜165°Fの温度で5〜7時間乾燥すると、
繊維上に非合着性の水分が減少した残留物が得られる。
ストランドが風乾される場合、水分含量は約8%または
それ以下の範囲内であり、より好ましくは約4〜6%で
ある。乾燥器で乾燥したストランドでは、水分含量は一
般に約2〜約4重量%である。細い繊維では、特に非合
着性のフィルムを形成する必要がない場合、温度および
時間の乾燥条件は、上記の範囲内のより高い値であり得
る。乾燥は、あらゆる通常のガラス繊維乾燥器(例えば
9強制空気乾燥器、誘電乾燥器など)で実施され得る。
それ以下の範囲内であり、より好ましくは約4〜6%で
ある。乾燥器で乾燥したストランドでは、水分含量は一
般に約2〜約4重量%である。細い繊維では、特に非合
着性のフィルムを形成する必要がない場合、温度および
時間の乾燥条件は、上記の範囲内のより高い値であり得
る。乾燥は、あらゆる通常のガラス繊維乾燥器(例えば
9強制空気乾燥器、誘電乾燥器など)で実施され得る。
乾燥ガラス繊維は、ストランドを構成しているガラス繊
維の表面上に存在する水性化学処理組成物の乾燥した残
留物を有する。好ましくは、ガラス繊維上の水分を減少
させた残留物の量は約2.5〜約4重量%のLOr(強
熱減量)の範囲内である。
維の表面上に存在する水性化学処理組成物の乾燥した残
留物を有する。好ましくは、ガラス繊維上の水分を減少
させた残留物の量は約2.5〜約4重量%のLOr(強
熱減量)の範囲内である。
切断および/または連続マット形態の水分を減少さたガ
ラス繊維は有用な強化特性をポリマーに与える。これら
のマントは当業者に周知の方法で製造され得る。特に好
適なマットは、a械的結合または化学的結合のいずれか
によって得られた結合ストランドまたは混合ストランド
を有する。これらのマットは、一般に、切断したガラス
繊維ストランドおよび/または連続したガラス繊維スト
ランドを長さ当り所望の重量のストランドを調製する方
式で散布することによって製造される。このような方法
の1つでは、マットが集積される可動コンベヤー全体に
、ガラス繊維ストランドを散布する方法である。マット
のストランドが結合または混合される場合、このマット
を化学的な結合剤と(例えば、マット全体にスプレーす
ることにより)接触させるか、またはニードラ−と接触
させる。このようなニードリング装置および方法は。
ラス繊維は有用な強化特性をポリマーに与える。これら
のマントは当業者に周知の方法で製造され得る。特に好
適なマットは、a械的結合または化学的結合のいずれか
によって得られた結合ストランドまたは混合ストランド
を有する。これらのマットは、一般に、切断したガラス
繊維ストランドおよび/または連続したガラス繊維スト
ランドを長さ当り所望の重量のストランドを調製する方
式で散布することによって製造される。このような方法
の1つでは、マットが集積される可動コンベヤー全体に
、ガラス繊維ストランドを散布する方法である。マット
のストランドが結合または混合される場合、このマット
を化学的な結合剤と(例えば、マット全体にスプレーす
ることにより)接触させるか、またはニードラ−と接触
させる。このようなニードリング装置および方法は。
米国特許筒4,277.531号の第1図および第4.
692゜375号に記載されており、参照文献としてこ
こに示されている。また、ガラス繊維ストランドをトラ
パージング(traversing)する方法は、当業
者に周知のいかなる方法でもよい。その−例は米国特許
法筒3.915.681号であって、マット形成するガ
ラス繊維ストランドのトラパージングを開示するために
ここに示されている。連続ストランドマットがベルト式
ストランド供給機を用いて成形される場合、ストランド
を水で前処理するのが好ましい。前処理は、水の噴霧機
またはキスロールアプリケータを用いて実施される。さ
らに、米国特許筒4,158.557号に開示されてい
るような、ガラス繊維を形成する方法で直接マットを形
成することもできる。この方法は、参照文献としてここ
に示されている。この後者の方法によれば、ガラス繊維
ストランドは成形パッケージに集積されて乾燥されるこ
とはなく、直接トラパージング散布機に送られ、ガラス
繊維ストランドは可動コンベヤーベルト上でマット形態
になる。
692゜375号に記載されており、参照文献としてこ
こに示されている。また、ガラス繊維ストランドをトラ
パージング(traversing)する方法は、当業
者に周知のいかなる方法でもよい。その−例は米国特許
法筒3.915.681号であって、マット形成するガ
ラス繊維ストランドのトラパージングを開示するために
ここに示されている。連続ストランドマットがベルト式
ストランド供給機を用いて成形される場合、ストランド
を水で前処理するのが好ましい。前処理は、水の噴霧機
またはキスロールアプリケータを用いて実施される。さ
らに、米国特許筒4,158.557号に開示されてい
るような、ガラス繊維を形成する方法で直接マットを形
成することもできる。この方法は、参照文献としてここ
に示されている。この後者の方法によれば、ガラス繊維
ストランドは成形パッケージに集積されて乾燥されるこ
とはなく、直接トラパージング散布機に送られ、ガラス
繊維ストランドは可動コンベヤーベルト上でマット形態
になる。
本発明の積層体において、ガラス繊維はPET/POT
ポリマーを強化する。ここで、積層体または最終的な成
形部品中のPET/PBTポリマーは、アモルファス状
、結晶状、または半結晶状の形態である。
ポリマーを強化する。ここで、積層体または最終的な成
形部品中のPET/PBTポリマーは、アモルファス状
、結晶状、または半結晶状の形態である。
未使用のPUT/PBTまたは回収されたPET/PB
Tは。
Tは。
PET/PBTの結晶化速度を上昇させるために、試薬
を含有するか、または処理されている。PET/PBT
は、当業者に周知の方法(例えば、バルク法または溶液
法)で、ビニル芳香族化合物および/またはα、β−不
飽和環状無水物のコポリマーと、ゴムで改質されたコポ
リマー(ゴムがグラフトまたは混合されている)とから
調製され得る。PET/PBTはまた。少量の他の共重
合性材料とのコポリマーであってもよい。そのような材
料は5例えば、約0〜30モル%のセバシン酸エステル
および/またはアゼライン酸エステルのコポリマーまた
はポリ(エチレンオキシド)を含むブロックコポリマー
である。また、 PET/PBTは、0〜18%の結晶
化度と、 5,000〜60,000の範囲内の重量平
均分子量とを有する。実質的なアモルファス状態であっ
てもよい。
を含有するか、または処理されている。PET/PBT
は、当業者に周知の方法(例えば、バルク法または溶液
法)で、ビニル芳香族化合物および/またはα、β−不
飽和環状無水物のコポリマーと、ゴムで改質されたコポ
リマー(ゴムがグラフトまたは混合されている)とから
調製され得る。PET/PBTはまた。少量の他の共重
合性材料とのコポリマーであってもよい。そのような材
料は5例えば、約0〜30モル%のセバシン酸エステル
および/またはアゼライン酸エステルのコポリマーまた
はポリ(エチレンオキシド)を含むブロックコポリマー
である。また、 PET/PBTは、0〜18%の結晶
化度と、 5,000〜60,000の範囲内の重量平
均分子量とを有する。実質的なアモルファス状態であっ
てもよい。
好ましくは、使用するPBTは、約130°〜210’
の温度にて、約20〜60秒の時間内で成形部品に型抜
きできるような結晶化速度を有する。このようなPBT
を使用すれば、少なくとも30〜50重量%の範囲の結
晶化度を有する型抜き部品を作製し得る。
の温度にて、約20〜60秒の時間内で成形部品に型抜
きできるような結晶化速度を有する。このようなPBT
を使用すれば、少なくとも30〜50重量%の範囲の結
晶化度を有する型抜き部品を作製し得る。
PBTは、射出成形、押出し成形、または圧縮成形によ
って成形され、当業者に周知のこれらの成形可能なPB
Tのいずれもが使用可能である。
って成形され、当業者に周知のこれらの成形可能なPB
Tのいずれもが使用可能である。
PETについては、結晶化速度を上昇させるために、当
業者に周知の方法が用いられ得る。例えば。
業者に周知の方法が用いられ得る。例えば。
このような方法には以下の方法が包含される:結晶化速
度を上昇させるために、 PETの分子量または固有粘
度を減少させること、 PETの構造をランダムコポリ
マーまたはブロックコポリマーに変えること; PET
を製造するためのコモノマーを多量に使用することi
PET溶融物に潤滑剤を添加することによって溶融物内
での拡散速度を上昇させること;有機または無機の核生
成試薬を添加するたと;触媒を用いてPETを製造する
場合に、 PET内に不溶の触媒の残留分を保持するこ
と;および280°Cより低い温度での結晶化速度を上
昇させるために9強い核生成効果を有する熱履歴を前も
って行ったPETを用いることが包含される。
度を上昇させるために、 PETの分子量または固有粘
度を減少させること、 PETの構造をランダムコポリ
マーまたはブロックコポリマーに変えること; PET
を製造するためのコモノマーを多量に使用することi
PET溶融物に潤滑剤を添加することによって溶融物内
での拡散速度を上昇させること;有機または無機の核生
成試薬を添加するたと;触媒を用いてPETを製造する
場合に、 PET内に不溶の触媒の残留分を保持するこ
と;および280°Cより低い温度での結晶化速度を上
昇させるために9強い核生成効果を有する熱履歴を前も
って行ったPETを用いることが包含される。
さらに、 PBTポリマーは、収縮や結晶化に起因する
クラックに対する耐性を改善する試薬、衝撃強さを改善
するためのポリオレフィンゴム、耐衝撃性を改善する試
薬1着色剤、紫外線および熱安定化剤、不透明化剤、熱
酸化安定化剤(例えば。
クラックに対する耐性を改善する試薬、衝撃強さを改善
するためのポリオレフィンゴム、耐衝撃性を改善する試
薬1着色剤、紫外線および熱安定化剤、不透明化剤、熱
酸化安定化剤(例えば。
エステル化されてかさ高いフェノールおよびフェノール
誘導体)、および難燃剤を含有し得る。
誘導体)、および難燃剤を含有し得る。
積層体は、いずれかの形態のガラス繊維ストランドを、
ioo重量部のPBTに対して約5〜約200重量
部の量で有する。積層体は、いずれかの形態のガラス繊
維をPET/PBTと接触させることによって形成され
る。例えば、積層耐を形成する射出成形、押出し成形、
または圧縮成形の操作中に、切断したガラス繊維ストラ
ンドをPET/PBT と接触させる。射出成形および
押出し成形では、切断したガラス繊維を直接PET/P
BT内に散布し、この積層体は以降の成形操作の射出ブ
ランク(injectionblank)または押出し
ブランク(extrusion blank)として成
形される。連続ガラス繊維ストランドは。
ioo重量部のPBTに対して約5〜約200重量
部の量で有する。積層体は、いずれかの形態のガラス繊
維をPET/PBTと接触させることによって形成され
る。例えば、積層耐を形成する射出成形、押出し成形、
または圧縮成形の操作中に、切断したガラス繊維ストラ
ンドをPET/PBT と接触させる。射出成形および
押出し成形では、切断したガラス繊維を直接PET/P
BT内に散布し、この積層体は以降の成形操作の射出ブ
ランク(injectionblank)または押出し
ブランク(extrusion blank)として成
形される。連続ガラス繊維ストランドは。
通常、マットの形態であり、1枚またはそれ以上のマッ
トを、1枚またはそれ以上のPUT/PBTと接触させ
て1次いで圧縮成形または熱成形あるいは冷開成形を行
う積層ライン上に積層体を形成する。
トを、1枚またはそれ以上のPUT/PBTと接触させ
て1次いで圧縮成形または熱成形あるいは冷開成形を行
う積層ライン上に積層体を形成する。
圧縮成形用積層体を成形するために、ガラス繊維ストラ
ンドからなる1枚またはそれ以上のマット(好ましくは
、乾燥したニードルマット)を積層機に供給する。1枚
またはそれ以上の樹脂オーバーレイがマットとともに送
られる。また、樹脂の押出物またはフィルムあるいはシ
ートを、積層機のベルトで圧縮される前に、マット間に
配置し得る。押出物は、典型的には、マットの幅にわた
る樹脂層の形態であり、押出機のグイから系に連続的に
送り出される。押出物をマット間、またはマット間とマ
ットの上とに送ることが可能である。
ンドからなる1枚またはそれ以上のマット(好ましくは
、乾燥したニードルマット)を積層機に供給する。1枚
またはそれ以上の樹脂オーバーレイがマットとともに送
られる。また、樹脂の押出物またはフィルムあるいはシ
ートを、積層機のベルトで圧縮される前に、マット間に
配置し得る。押出物は、典型的には、マットの幅にわた
る樹脂層の形態であり、押出機のグイから系に連続的に
送り出される。押出物をマット間、またはマット間とマ
ットの上とに送ることが可能である。
オーバーレイおよびマットおよび押出物は、典型的には
、高温で圧力を加えることによって積層される。温度は
、オーバーレイシートが確実に溶融するために充分に高
く維持される。滞留時間は重要ではないが、樹脂が充分
にマットへ含浸するように充分長くなければならない。
、高温で圧力を加えることによって積層される。温度は
、オーバーレイシートが確実に溶融するために充分に高
く維持される。滞留時間は重要ではないが、樹脂が充分
にマットへ含浸するように充分長くなければならない。
次に、充分に浸透した樹脂−ガラス積層体は1通常、樹
脂が凝固するまで、積層体に圧力を加えながら冷却され
る。
脂が凝固するまで、積層体に圧力を加えながら冷却され
る。
得られた製品は、その両方の主要な表面の下にマットを
有する樹脂シートである。マットおよび樹脂の多重層を
用いることも可能である。ここで9数枚のマントは切断
したガラス繊維ストランドマットであり得る。このよう
なマントは、米国特許第3,684,645号(Tem
ple)に開示されており、この米国特許は参照文献と
してここに示されている。
有する樹脂シートである。マットおよび樹脂の多重層を
用いることも可能である。ここで9数枚のマントは切断
したガラス繊維ストランドマットであり得る。このよう
なマントは、米国特許第3,684,645号(Tem
ple)に開示されており、この米国特許は参照文献と
してここに示されている。
積層体はオーバーレイシートで調製されるが、押出物の
みを用いて調製してもよい。また、多重ダイを有する押
出機を用いるか、または多重押出機を用いて、押出物の
層を、マットの各面上であって、マットとマット中央の
第3の層との間に供給することも可能である。
みを用いて調製してもよい。また、多重ダイを有する押
出機を用いるか、または多重押出機を用いて、押出物の
層を、マットの各面上であって、マットとマット中央の
第3の層との間に供給することも可能である。
積層体は、 PETおよび/またはPBTを成形する。
当業者に周知のいずれの方法(特に2周知の圧縮成形方
法)によって成形され得る。例えば、積層体がアモルフ
ァス状態または実質的にアモルファス状態のPETから
なる場合には、熱成形が用いられ得る。結晶性PUT/
PBTからなる積層体を用いる場合には、当業者に周知
の方法で成形される;その−例は、米国特許第3.62
1,092号および第3.626゜053号に開示され
ており、これらの米国特許は参照文献としてここに示さ
れている。
法)によって成形され得る。例えば、積層体がアモルフ
ァス状態または実質的にアモルファス状態のPETから
なる場合には、熱成形が用いられ得る。結晶性PUT/
PBTからなる積層体を用いる場合には、当業者に周知
の方法で成形される;その−例は、米国特許第3.62
1,092号および第3.626゜053号に開示され
ており、これらの米国特許は参照文献としてここに示さ
れている。
本発明の好ましい実施態様では、カルシウムアルミニウ
ムホウケイ酸ガラス繊維(’E−glass Jまたは
’621−g1ass 」)は溶融バッチから繊維化さ
れる。ガラス繊維は、ガラス溶融炉のブッシングの多数
の穴からガラス繊維を形成する間に、ベルト型の結合剤
アプリケーターによって水性CTCで被覆される。
ムホウケイ酸ガラス繊維(’E−glass Jまたは
’621−g1ass 」)は溶融バッチから繊維化さ
れる。ガラス繊維は、ガラス溶融炉のブッシングの多数
の穴からガラス繊維を形成する間に、ベルト型の結合剤
アプリケーターによって水性CTCで被覆される。
水性CTCは、フィルム形成のためのポリマー材料とし
て、ビスフェノールポリエステルフィルム形成ポリ?
(DSM Italia社からNeoxi l @
954の商品名で入手可能)を含有する水性乳濁液を含
む。
て、ビスフェノールポリエステルフィルム形成ポリ?
(DSM Italia社からNeoxi l @
954の商品名で入手可能)を含有する水性乳濁液を含
む。
アクリルタイプコポリマー(Rhoptex TR−4
07乳濁液)もまた存在する。ポリエステルフィルム形
成剤のアクリルタイプコポリマーフィルム形成剤に対す
る量の比は、フィルム形成ポリマーの全量の固形分を基
準にして約80 : 20である。フィルム形成ポリマ
ーの全量は、好ましくは化学処理組成物の約70〜約8
5重量%の範囲内である。水性CTCを調製するために
存在する水の量は、全固形分が。
07乳濁液)もまた存在する。ポリエステルフィルム形
成剤のアクリルタイプコポリマーフィルム形成剤に対す
る量の比は、フィルム形成ポリマーの全量の固形分を基
準にして約80 : 20である。フィルム形成ポリマ
ーの全量は、好ましくは化学処理組成物の約70〜約8
5重量%の範囲内である。水性CTCを調製するために
存在する水の量は、全固形分が。
好ましくは水性化学処理組成物の約5〜6重量%となる
ような量である。フィルム形成ポリマーの全量は、カッ
プリング剤および潤滑剤の量を除いた固形分の残りであ
る。水性化学処理組成物のpHは、好ましくは約4〜約
6の範囲内である。
ような量である。フィルム形成ポリマーの全量は、カッ
プリング剤および潤滑剤の量を除いた固形分の残りであ
る。水性化学処理組成物のpHは、好ましくは約4〜約
6の範囲内である。
水性CTCは、予備混合槽内で、酢酸に用いてT−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシランを加水分解するこ
とによって調製される。酢酸の量は。
シドキシプロビルトリメトキシシランを加水分解するこ
とによって調製される。酢酸の量は。
約20gのシランに対して、約1dである。加水分解は
、 CTC調製時に用いる約10〜20重量%の水に酢
酸を添加し、この混合物に攪拌しなからシランを添加す
ることによって行われる。攪拌は加水分解が完結するま
で行う。カチオン性ガラス繊維潤滑剤を、170°F
(76,7°C)の熱水に攪拌しながら添加する。ここ
で、水の量は、予備混合槽内で水性CTCを調製する時
に用いた水の全量の約1%である。ビスフェノールポリ
エステルの水性乳濁液(約46%が固体)を主混合槽に
添加し、攪拌する。
、 CTC調製時に用いる約10〜20重量%の水に酢
酸を添加し、この混合物に攪拌しなからシランを添加す
ることによって行われる。攪拌は加水分解が完結するま
で行う。カチオン性ガラス繊維潤滑剤を、170°F
(76,7°C)の熱水に攪拌しながら添加する。ここ
で、水の量は、予備混合槽内で水性CTCを調製する時
に用いた水の全量の約1%である。ビスフェノールポリ
エステルの水性乳濁液(約46%が固体)を主混合槽に
添加し、攪拌する。
アクリルタイプコポリマーの水性乳濁液を主混合槽に添
加し、攪拌する。加水分解したシランとガラス繊維潤滑
剤とを主混合槽に添加する。少量の消泡剤(例えば、
SAG 10)を、混合前または混合後に添加してもよ
い。この消泡剤は、撹拌され。
加し、攪拌する。加水分解したシランとガラス繊維潤滑
剤とを主混合槽に添加する。少量の消泡剤(例えば、
SAG 10)を、混合前または混合後に添加してもよ
い。この消泡剤は、撹拌され。
水で最終的に所望の用量に希釈されている。次いで、水
性CTCの最終的なpHを、相溶性の有機酸(例えば、
酢酸)を用いて、約4〜約6の範囲内に調整する。
性CTCの最終的なpHを、相溶性の有機酸(例えば、
酢酸)を用いて、約4〜約6の範囲内に調整する。
ガラス繊維は、当業者に周知の直径を有するが。
一般に繊維の直径は約1.03 X 10−’〜約12
0 Xl0−’インチまたはそれ以上の範囲であり得る
。水性CTCをガラス繊維に塗布することによって、約
0.5〜約1%LOI (強熱減量)の範囲内の化学処
理組成物が積層される。ガラス繊維(通常、最終的な積
層体の用途によって、 G、 K、またはT−繊維であ
る)は、集束されてストランドになる。ガラス繊維のス
トランドは、成形パッケージを製造するために。
0 Xl0−’インチまたはそれ以上の範囲であり得る
。水性CTCをガラス繊維に塗布することによって、約
0.5〜約1%LOI (強熱減量)の範囲内の化学処
理組成物が積層される。ガラス繊維(通常、最終的な積
層体の用途によって、 G、 K、またはT−繊維であ
る)は、集束されてストランドになる。ガラス繊維のス
トランドは、成形パッケージを製造するために。
ワイングー上に集積され、多数の成形パッケージはミシ
ガン乾燥器内で約135°〜170°F(57〜77’
c >の範囲内の温度で4〜10時間乾燥される。そし
て、粗いガラス繊維は、平均してパッケージの約2.5
〜約4.0重量%の範囲内まで、ストランドの水分含量
が減少する。
ガン乾燥器内で約135°〜170°F(57〜77’
c >の範囲内の温度で4〜10時間乾燥される。そし
て、粗いガラス繊維は、平均してパッケージの約2.5
〜約4.0重量%の範囲内まで、ストランドの水分含量
が減少する。
乾燥したガラス繊維ストランドは、室温から約70〜8
0°F (21〜27°C)の高温までの範囲の条件下
で、3日以内の間保管することによって熟成させる。こ
れらの熟成されたストランドは、トラパージング散布機
または供給機に水を供給するためのキスロール上に搬送
される。このトラパージング散布機または供給機は、可
動コンベヤー(好ましくは、ワイヤーネックチェーン;
例えば米国特許第4,615,717号に開示されてい
る;この特許は参照文献としてここに示されている)に
下向きに突出している。ストランドはコンベヤーの幅に
わたって連続基盤上にトラバースされ、ガラス繊維スト
ランドによりコンベヤーが履われる。マットは、複数の
ストランドによって、約3oz/ftという所望の重量
/長さを有するように積層され、典型的には、ある程度
の水分を含む(米国特許第4゜404、717号)。乾
燥したストランドのマットは。
0°F (21〜27°C)の高温までの範囲の条件下
で、3日以内の間保管することによって熟成させる。こ
れらの熟成されたストランドは、トラパージング散布機
または供給機に水を供給するためのキスロール上に搬送
される。このトラパージング散布機または供給機は、可
動コンベヤー(好ましくは、ワイヤーネックチェーン;
例えば米国特許第4,615,717号に開示されてい
る;この特許は参照文献としてここに示されている)に
下向きに突出している。ストランドはコンベヤーの幅に
わたって連続基盤上にトラバースされ、ガラス繊維スト
ランドによりコンベヤーが履われる。マットは、複数の
ストランドによって、約3oz/ftという所望の重量
/長さを有するように積層され、典型的には、ある程度
の水分を含む(米国特許第4゜404、717号)。乾
燥したストランドのマットは。
米国特許第4,404,717号(この特許は参照文献
としてここに示されている)に開示されているうよなニ
ードラ−に搬送され、ニードルパンチされる。
としてここに示されている)に開示されているうよなニ
ードラ−に搬送され、ニードルパンチされる。
マットが4〜15重量%の水分を含んでいる場合。
このマットは続いて乾燥器に供給される。この乾燥器内
では、約70°F〜120°Fの温度の空気でマットが
乾燥される。乾燥器から搬出されたマントまたは予め乾
燥したストランドのマットは。
では、約70°F〜120°Fの温度の空気でマットが
乾燥される。乾燥器から搬出されたマントまたは予め乾
燥したストランドのマットは。
このマットの重量を基準にして、約2%またはそれ以下
の実質的に低い水分含量を有する。必要に応じて、70
°F −120°Fの空気を、このマントの幅にわたっ
て通過させ、マットの水分含量をさらに減少させ、約0
.5〜1%の水分含量でマットをニードラ−に入れる。
の実質的に低い水分含量を有する。必要に応じて、70
°F −120°Fの空気を、このマントの幅にわたっ
て通過させ、マットの水分含量をさらに減少させ、約0
.5〜1%の水分含量でマットをニードラ−に入れる。
ニードラ−は 70〜120°Fで60%より低い相対
湿度に制御された環境を有する。連続ストランドマット
はニードルパンチされ、最終的な水分含量は0.3%ま
たはそれ以下になる。
湿度に制御された環境を有する。連続ストランドマット
はニードルパンチされ、最終的な水分含量は0.3%ま
たはそれ以下になる。
典型的に説明した方法でニードルパンチされた連続ガラ
ス繊維ストランドマットは、結合状態でニードラ−から
搬出される。このマットは、−船釣には平らな形状を歪
めることなく取り扱えるほど充分に機械的に一体化され
ている。特徴的には。
ス繊維ストランドマットは、結合状態でニードラ−から
搬出される。このマットは、−船釣には平らな形状を歪
めることなく取り扱えるほど充分に機械的に一体化され
ている。特徴的には。
これらのマントは、2つの主要表面、2つの側端部、お
よび先端部を有する。マットの後端部は。
よび先端部を有する。マットの後端部は。
マットが所望の長さに達した後に切断されて形成される
。典型的な製造方法では、連続ストランドマットは連続
して成形され、ニードルバンチ機を通って連続的に供給
される。このマットは、積層時に使用する箱の中に折り
重ねられるか、あるいは同じ目的のための長いロールに
好都合な長さで巻かれる。
。典型的な製造方法では、連続ストランドマットは連続
して成形され、ニードルバンチ機を通って連続的に供給
される。このマットは、積層時に使用する箱の中に折り
重ねられるか、あるいは同じ目的のための長いロールに
好都合な長さで巻かれる。
(以下余白)
(実施例)
本発明の範囲を限定することなく、さらに以下の実施例
によって本発明を例示する。
によって本発明を例示する。
化学処理組成物に関する4つの実施例および本発明の範
囲外であるCTCの比較例を表1に示す。
囲外であるCTCの比較例を表1に示す。
実施例1〜4の組成物は、上記と同様にして調製された
。比較例の組成物は、それに含まれない物質を、上記の
製造方法において指定された時点に添加しなかったこと
以外は、上記と同様にして調製された。実施例1〜4で
は、水性CTCに使用可能な2種のフィルム形成ポリマ
ー(すなわち、ポリエステルタイプフィルム形成ポリマ
ーおよびアクリルタイプコポリマーフィルム形成剤)の
配合比の範囲が示されている。
。比較例の組成物は、それに含まれない物質を、上記の
製造方法において指定された時点に添加しなかったこと
以外は、上記と同様にして調製された。実施例1〜4で
は、水性CTCに使用可能な2種のフィルム形成ポリマ
ー(すなわち、ポリエステルタイプフィルム形成ポリマ
ーおよびアクリルタイプコポリマーフィルム形成剤)の
配合比の範囲が示されている。
実新l汁i
ガラス繊維処理用の他の水性CTCを、以下に示す成分
量で調製した。ここで、全量は100ガロン(378,
51”)であった。以下の材料は、左側の数字と文字で
示された順に、指定された量で添加することによって調
製を行った: 3A 脱イオン水 15013C
酢酸 3D 水(脱イオン化) 90g 45.4f1 4B 熱水 7.571!。
量で調製した。ここで、全量は100ガロン(378,
51”)であった。以下の材料は、左側の数字と文字で
示された順に、指定された量で添加することによって調
製を行った: 3A 脱イオン水 15013C
酢酸 3D 水(脱イオン化) 90g 45.4f1 4B 熱水 7.571!。
5A 5AG−10消泡剤
4.0戚
「3」および「4」で分類された成分を、予備混合容器
内で別々に混合した。「1」および「2」で分類された
成分を、主混合容器に添加し、続いてr3J、r4.お
よび「5」で分類されたすべての成分を攪拌しながら加
えた。この混合物を。
内で別々に混合した。「1」および「2」で分類された
成分を、主混合容器に添加し、続いてr3J、r4.お
よび「5」で分類されたすべての成分を攪拌しながら加
えた。この混合物を。
その最終的な容量まで希釈した。
実施例1〜4の水性CTCを、T−繊維直径を有するガ
ラス繊維に塗布し、ガラス繊維を集束してストランドに
し、そして成形パッケージ上に巻き取った。複数の成形
パッケージから移された複数のストランドを、上記の方
法に従って、ガラス繊維ストランドのニードルマットの
製造に用いた。主コンベヤーは9.2フイ一ト/分±2
フィート/分の速度で移動し、ニードラ−は19ケージ
の針を有し、平方インチ当り140の貫通点と16±l
aamの針の貫通度とを有していた。マットの水分は最
大1%であった。
ラス繊維に塗布し、ガラス繊維を集束してストランドに
し、そして成形パッケージ上に巻き取った。複数の成形
パッケージから移された複数のストランドを、上記の方
法に従って、ガラス繊維ストランドのニードルマットの
製造に用いた。主コンベヤーは9.2フイ一ト/分±2
フィート/分の速度で移動し、ニードラ−は19ケージ
の針を有し、平方インチ当り140の貫通点と16±l
aamの針の貫通度とを有していた。マットの水分は最
大1%であった。
実施例1〜4および比較例1と2における化学的に処理
されたガラス繊維の性能を表2に示す。
されたガラス繊維の性能を表2に示す。
その性能は、連続ストランドマットを形成する可動コン
ベヤー上に載置するために供給機へ搬入されるストラン
ドのベルトラップ(belt wraps)の数によっ
て測定された。また、繊維およびストランド上に水性C
TCのフィルムが合着しているかどうかを示すために、
パッケージ内の水分百分率を表2に示す。表2には、さ
らに、ストランドから製造される連続ストランドマット
の弾性を性能として示す。マットの密度および張力も示
されている。表2の加工性の特徴には、実施例1〜4の
ストランドの温度変化に対する感応性が比較例1のスト
ランドに比較して低いことが示されている。
ベヤー上に載置するために供給機へ搬入されるストラン
ドのベルトラップ(belt wraps)の数によっ
て測定された。また、繊維およびストランド上に水性C
TCのフィルムが合着しているかどうかを示すために、
パッケージ内の水分百分率を表2に示す。表2には、さ
らに、ストランドから製造される連続ストランドマット
の弾性を性能として示す。マットの密度および張力も示
されている。表2の加工性の特徴には、実施例1〜4の
ストランドの温度変化に対する感応性が比較例1のスト
ランドに比較して低いことが示されている。
良好な性能のマットは1時間当りのベルトラップ数が低
く、パッケージ内の水分百分率1弾性、および密度が低
すぎることも高すぎることもない。
く、パッケージ内の水分百分率1弾性、および密度が低
すぎることも高すぎることもない。
表2から明らかなように、比較例が特定の良好な範囲に
属するいくつかの値を示しているが、実施例1〜4は比
較例に比べて良好な製品に対応する多くの値を示してい
る。従って、全体的には、実施例1〜4の化学的に処理
されたガラス繊維は。
属するいくつかの値を示しているが、実施例1〜4は比
較例に比べて良好な製品に対応する多くの値を示してい
る。従って、全体的には、実施例1〜4の化学的に処理
されたガラス繊維は。
比較例1および2より性能が良い。また9表2には、ポ
リブチレンテレフタレート(PBT)を強化する際にニ
ードルパンチされる連続ストランドマットの性能に関す
るデータも示されている。好ましい実施例の水性CTC
を有するニードルマットは。
リブチレンテレフタレート(PBT)を強化する際にニ
ードルパンチされる連続ストランドマットの性能に関す
るデータも示されている。好ましい実施例の水性CTC
を有するニードルマットは。
比較例1のマットに比べて、高い曲げ率1曲げ強さ、お
よび引張強さを示す。
よび引張強さを示す。
(以下余白)
表2の積層体はニードルマントおよびPBTを用いて製
造された。それぞれの2枚を乾燥して、0.2重量%の
水分含量とする。窒素加圧下、330°Fにて6時間乾
燥したPBTペレットから調製された10枚のフィルム
と、これらを接触させた。積層体の構造は、2枚のマッ
トの各面に三枚のPBTフィルムを接触させ、かつマッ
ト間に三枚のフィルムを接触させることにより形成され
る。積層は、約560°F (293°C)の温度にて
、396〜510°F (258°C〜266°C)の
樹脂温度で実施された。加熱ゾーンで充分な時間接触さ
せてマットにPBTを含浸させた後、1〜6°F/秒の
速さで積層体を冷却した。
造された。それぞれの2枚を乾燥して、0.2重量%の
水分含量とする。窒素加圧下、330°Fにて6時間乾
燥したPBTペレットから調製された10枚のフィルム
と、これらを接触させた。積層体の構造は、2枚のマッ
トの各面に三枚のPBTフィルムを接触させ、かつマッ
ト間に三枚のフィルムを接触させることにより形成され
る。積層は、約560°F (293°C)の温度にて
、396〜510°F (258°C〜266°C)の
樹脂温度で実施された。加熱ゾーンで充分な時間接触さ
せてマットにPBTを含浸させた後、1〜6°F/秒の
速さで積層体を冷却した。
この冷却速度はPBT内に結晶を形成させ得る。
実施何重に従って製造された積層体は、16インチX1
6インチの大きさの平らなパネルに成形された。成形を
行うために、積層体は4〜5分以内の滞留時間で約55
0°Fの温度に予備加熱された。
6インチの大きさの平らなパネルに成形された。成形を
行うために、積層体は4〜5分以内の滞留時間で約55
0°Fの温度に予備加熱された。
これらの積層体は、250°F〜300°Fの温度の加
熱ダイ鋳型内にて、約100tの型打ちトン数、100
〜150t/ft”の圧力、および45秒の滞留時間で
成形された。成形パネルの強度特性は、引張り強さ。
熱ダイ鋳型内にて、約100tの型打ちトン数、100
〜150t/ft”の圧力、および45秒の滞留時間で
成形された。成形パネルの強度特性は、引張り強さ。
曲げ強さ、および曲げ率に関する標準ASTM試験によ
って測定された。得られた結果を表2に示す。
って測定された。得られた結果を表2に示す。
表2は1本発明の化学的に処理された繊維を用いた積層
体の成形品が良好な強度特性を有することを示している
。
体の成形品が良好な強度特性を有することを示している
。
表3は、比較例1.好ましい実施例、および実施例5の
水性CTCのキャストフィルムの等温熱重量分析の結果
を示す。アクリルコポリマー乳濁液および熱可塑性ポリ
エステル乳濁液のキャストフィルムも示されている。こ
れらのフィルムは、38°Cで1日注型され、続いて1
10 ’Cで2時間加熱された。Perkin Elm
erの示差走査熱量計を用いて。
水性CTCのキャストフィルムの等温熱重量分析の結果
を示す。アクリルコポリマー乳濁液および熱可塑性ポリ
エステル乳濁液のキャストフィルムも示されている。こ
れらのフィルムは、38°Cで1日注型され、続いて1
10 ’Cで2時間加熱された。Perkin Elm
erの示差走査熱量計を用いて。
300°C/8分の速さで温度を上げた。表3は1本発
明によるフィルムの熱安定性が比較例1のフィルムの熱
安定性に比べて改善されたことを示している。フィルム
の熱特性がこのように改善されることは、熱可塑性ポリ
マーの溶融を包含する方法において、この熱可塑性ポリ
マーを強化するために用いられるガラス繊維上のフィル
ムの性能が良好であることを意味する。
明によるフィルムの熱安定性が比較例1のフィルムの熱
安定性に比べて改善されたことを示している。フィルム
の熱特性がこのように改善されることは、熱可塑性ポリ
マーの溶融を包含する方法において、この熱可塑性ポリ
マーを強化するために用いられるガラス繊維上のフィル
ムの性能が良好であることを意味する。
表3
キャストフィルムの等温熱重量分析
比較例1
好ましい実施態様
実施例5
5.62
3.65
4.90
アクリル系共重合体乳濁液
(Rhoplex TR−407)
3.74(発明の要約) 化学的に処理されたガラス成形体は、以下の成分を含有
する化学処理組成物の水分を減少させた残留物を含有す
る:熱可塑性ポリエステルフィルム形成ポリマーである
第1のフィルム形成ポリマー;アクリルタイプポリマー
である第2のフィルム形成ポリマー;エポキシ基官能性
有機シランカップリング剤、アミノ基官能性有機スラン
カップリング剤、およびこれらの混合物から選択される
少なくとも1種の有機シランカップリング剤;少なくと
も1種のカチオン性潤滑剤;および担体である。第1の
フィルム形成ポリマーの第2のフィルム形成ポリマーに
対する量の比は、約1:1〜99:1の範囲内である。
3.74(発明の要約) 化学的に処理されたガラス成形体は、以下の成分を含有
する化学処理組成物の水分を減少させた残留物を含有す
る:熱可塑性ポリエステルフィルム形成ポリマーである
第1のフィルム形成ポリマー;アクリルタイプポリマー
である第2のフィルム形成ポリマー;エポキシ基官能性
有機シランカップリング剤、アミノ基官能性有機スラン
カップリング剤、およびこれらの混合物から選択される
少なくとも1種の有機シランカップリング剤;少なくと
も1種のカチオン性潤滑剤;および担体である。第1の
フィルム形成ポリマーの第2のフィルム形成ポリマーに
対する量の比は、約1:1〜99:1の範囲内である。
化学的に処理された成形体の形状は、ビーズ、フレーク
、切断または粉砕された繊維、連続繊維、ストランド、
繊維や糸の束、および連続ストランドおよび/または切
断ストランドのマットであり得る。マット状の化学的に
処理されたガラス繊維は、熱可塑性ポリエステルポリマ
ーを強化するのに特に好適である。該ポリマーは、該強
化材との積層体を圧縮成形することによって強化される
。
、切断または粉砕された繊維、連続繊維、ストランド、
繊維や糸の束、および連続ストランドおよび/または切
断ストランドのマットであり得る。マット状の化学的に
処理されたガラス繊維は、熱可塑性ポリエステルポリマ
ーを強化するのに特に好適である。該ポリマーは、該強
化材との積層体を圧縮成形することによって強化される
。
4、゛ の なi゛日
第1図は、 DSM Italia社からNeoxil
@ 954の商品名で市販されているビスフェノール型
ポリエステル樹脂の水性乳濁液の核磁気共鳴曲線を示す
図である。
@ 954の商品名で市販されているビスフェノール型
ポリエステル樹脂の水性乳濁液の核磁気共鳴曲線を示す
図である。
第2図は、 Rhoplex TR−407アクリル含
有コポリマー乳濁液の赤外分光光度グラフである。この
コポリマーの乳濁液は9本発明の化学的に処理されたガ
ラス状成形体および繊維用の化学処理組成物の成分とし
て有用である。
有コポリマー乳濁液の赤外分光光度グラフである。この
コポリマーの乳濁液は9本発明の化学的に処理されたガ
ラス状成形体および繊維用の化学処理組成物の成分とし
て有用である。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、水分を含有する化学組成物から水分を減少させた残
留物を表面薄膜として有する化学的に処理されたガラス
成形体であって、 該水分を含有する化学組成物が以下の成分a、b、c、
d、およびeを含有する、化学的に処理されたガラス成
形体: a、エポキシ化され、実質的に飽和した熱可塑性ポリエ
ステルポリマー、および該ポリマーとエポキシポリマー
との混合物からなる群から選択される、第1の水溶性、
水分散性、または水乳化性のフィルム形成ポリマー; b、アクリルタイプモノマーと、マトリックス樹脂に相
溶性の少なくとも1種のモノマーとの付加重合により形
成されるコポリマーである、第2の水溶性、水分散性、
または水乳化性のフィルム形成ポリマーであって、該第
2のフィルム形成ポリマーは該第1のフィルム形成ポリ
マーと相溶性であり、第1および第2のフィルム形成ポ
リマーの比は固形分を基準として約1:1〜約99:1
の範囲内である; c、エポキシ基含有有機官能性シランカップリング剤、
アミノ基含有有機官能性シランカップリング剤、および
これらの混合物からなる群から選択される、カップリン
グに効果的な量の、1種またはそれ以上の有機シランカ
ップリング剤;d、潤滑に効果的な量のカチオン性潤滑
剤;および e、該ガラス成形体の処理を行うのに効果的な量の担体
。 2、前記化学処理組成物において、前記アクリルモノマ
ーが、アクリル酸、アクリレート、アルキルアクリル酸
、アルキルアクリルレート、アルキルメタクリレート、
ヒドロキシアルキルアクリレート、ヒドロキシアルキル
メタクリレート、およびこれらの混合物からなる群から
選択され、極性の上記マトリックス樹脂と反応性のモノ
マーが、エポキシ基含有モノマーおよびニトリル基含有
モノマーからなる群から選択される、請求項1に記載の
化学的に処理されたガラス成形体。 3、前記化学処理組成物において、前記コポリマーが、
アクリル−アクリロニトリルコポリマーであり、該コポ
リマーのアクリロニトリルモノマーに対するアクリルモ
ノマーの割合がポリマー分子当り少なくとも1個のアク
リロニトリルモノマーであるような範囲である、請求項
1に記載の化学的に処理されたガラス成形体。 4、前記化学処理組成物において、前記担体が、該化学
処理組成物の主要量を占める水である、請求項1に記載
の化学的に処理されたガラス成形体。 5、前記ガラス成形体がマット形状のガラス繊維ストラ
ンドであり、該マットが、機械的に結合されたマット、
ニードルマット、および化学的に結合されたマットから
なる群から選択される結合マットである、請求項1に記
載の化学的に処理されたガラス成形体。 6、化学残留物を有する前記ガラス成形体が、該残留物
中に、第1図のNMR曲線を与えるビスフェノールAポ
リエステルフィルム形成ポリマーを有する、請求項1に
記載の化学的に処理されたガラス成形体。 7、前記水性化学処理組成物が該組成物の約0.1〜約
1重量%の範囲内の量の有機シランカップリング剤を含
有し、該組成物から得られた、化学残留物を有する前記
ガラス成形体が、該残留物中に、ある量の有機シランカ
ップリング剤を有する、請求項1に記載の化学的に処理
されたガラス成形体。 8、前記水性化学処理組成物中の前記カチオン性潤滑剤
が、ペラルゴン酸から調製されたポリアミノアミド潤滑
剤であり、該潤滑剤が該水性化学処理組成物の約0.0
5〜約0.5重量%の範囲内の量で存在する、請求項1
に記載の化学的に処理されたガラス成形体。9、前記ガ
ラス成形体が、少なくとも1本のストランドまたは束の
形状をした複数の連続繊維である、請求項1に記載の化
学的に処理されたガラス成形体。 10、前記水分を減少させた残留物が、粗い繊維上に合
着していないフィルムの形状で存在し、130〜170
°Fの範囲の温度で4〜7時間水分を除去して得られる
、請求項1に記載の化学的に処理されたガラス成形体。 11、前記熱可塑性ポリエステルフィルム形成ポリマー
の前記アクリルタイプコポリマーに対する量の比が、前
記組成物における両ポリマーの全量の固形分を基準にし
て、約75:25〜約99:1の範囲内である、請求項
1に記載の化学的に処理されたガラス成形体。 12、前記アクリルタイプコポリマーが第2図の赤外分
光光度曲線を与える、請求項1に記載の化学的に処理さ
れたガラス成形体。 13、以下の成分a、b、c、d、およびeを含有する
化学処理組成物から水分を減少させた残留物を有する、
化学的に処理されたガラス繊維; a、ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポリマ
ーの水性乳濁液または水性分散液であって、該ポリマー
はエトキシル化によって内部乳化しており、約30,0
00〜約45,000の範囲内の重量平均分子量を有す
る; b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該マトリックス樹
脂と混和し得るモノマーは、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、およびC_2〜C_4のニトリル基を有
する群から選択されたニトリル基含有モノマーおよび付
加重合性エポキシ基含有モノマーからなる群から選択さ
れ、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの該アクリル
タイプコポリマーに対する量の比は、該化学処理組成物
中に存在するこれら2種のフィルム形成ポリマーの全量
の固形分を基準にして、約75:25〜約99:1の範
囲内であり、該組成物中に存在するフィルム形成ポリマ
ーの全量は水性化学処理組成物の全固形分の65〜90
重量%の範囲内である; c、エポキシ基官能性有機シランカップリング剤、およ
びエポキシ基官能性有機シランカップリング剤とアミノ
基官能性有機シランカップリング剤との混合物から選択
された有機シランカップリング剤であって、該有機シラ
ンカップリング剤は水性化学処理組成物の固形分の約2
〜約35重量%の量で存在する; d、脂肪酸との縮合によって調製された、部分的にアミ
ド化されたポリアルキレンアミンである、ポリアミノア
ミドカチオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少なくとも
1種はペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性化学処理
組成物の固形分の約1〜約6重量%の量で存在する; e、水性化学処理組成物の全固形分が約1〜約20重量
%の範囲内となるような量の水であって、乾燥した該残
留物は約0.1〜約2重量%LOIの量で該ガラス繊維
上に存在する。 14、前記水分を減少させた残留物が、粗い繊維上に合
着していないフィルムとして存在し、該繊維上の水性化
学処理組成物から130〜170°Fの範囲内の温度で
4〜6時間水を減少させることによって得られる、請求
項13に記載の化学的に処理されたガラス繊維。 15、連続ガラス繊維、連続ガラスストランド、連続ガ
ラス繊維束、および連続ガラス繊維のストランドマット
、結合マット、およびニードルマットの形状で存在する
、請求項13に記載の化学的に処理されたガラス繊維。 16、前記ビスフェノールAポリエステルフィルム形成
ポリマーの水性乳濁液または水性分散液が水性化学処理
組成物の55〜70%の量で存在し、前記自己架橋性ア
クリルタイプコポリマーの量が水性化学処理組成物の約
10〜20%の範囲内の量である、請求項13に記載の
化学的に処理されたガラス繊維。 17、前記アクリルモノマーが、アクリレート、アルキ
ルアクリル酸、アルキルアクリレート、アルキルメタク
リレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、ヒドロキ
シアルキルメタクリレート、およびこれらの混合物から
なる群から選択され、前記極性のマトリックス樹脂と反
応性のモノマーが、エポキシ基含有モノマーおよびニト
リル基含有モノマーからなる群から選択される、請求項
13に記載の化学的に処理されたガラス繊維。 18、請求項13に記載の化学的に処理されたガラス繊
維を強化材として有する強化された熱可塑性ポリエステ
ルポリマー。 19、前記化学処理組成物が該組成物の泡立ちを抑制す
るに効果的な量の消泡剤をさらに含有する、請求項13
に記載の化学的に処理されたガラス繊維。 20、ニードルマットの形状の化学的に処理された連続
ガラス繊維であって、該ガラス繊維上に存在する化学処
理剤が、以下の成分a、b、c、d、e、およびfを含
有する化学処理組成物から水を減少させた残留物である
、化学的に処理された連続ガラス繊維: a、ビスフェノールAポリエステルフィルム形成ポリマ
ーの水性乳濁液または水性分散液であって、該ポリマー
は、第1図のNMR曲線を与え、内部乳化しており、約
30,000〜約45,000の範囲内の重量平均分子
量を有し、水性化学処理組成物の固形分の大部分を占め
る; b、少なくとも1種の付加重合性アクリルタイプモノマ
ーと、マトリックス樹脂と混和し得る少なくとも1種の
モノマーとの自己架橋性アクリルタイプコポリマーの水
性乳濁液または水性分散液であって、該アクリルタイプ
モノマーは、アクリル酸、アクリレート、アルキルアク
リル酸、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレー
ト、ヒドロキシアルキルアクリレート、ヒドロキシアル
キルメタクリレート、およびこれらの混合物からなる群
から選択され、該マトリックス樹脂と混和し得るモノマ
ーは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、および
C_2〜C_4のニトリル基を有する群から選択された
ニトリル基含有モノマーおよび付加重合性エポキシ基含
有モノマーからなる群から選択され、該アクリルタイプ
コポリマーは第2図の赤外分光光度曲線を与えるコポリ
マーを包含し、該ポリエステルフィルム形成ポリマーの
該アクリルタイプコポリマーに対する量の比は、該化学
処理組成物中に存在する2種のフィルム形成ポリマーの
全量の固形分を基準にして、約70:30〜約95:5
の範囲内であり、該組成物中に存在するフィルム形成ポ
リマーの全量は該水性化学処理組成物の全固形分の70
〜85重量%の範囲内である; c、該水性化学処理組成物の固形分の約2〜約35重量
%の量で存在する、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランカップリング剤; d、脂肪酸との縮合によって調製された、部分的にアミ
ド化されたポリアルキレンアミンである、ポリアミノア
ミドカチオン性潤滑剤であって、該脂肪酸の少なくとも
1種はペラルゴン酸であり、該潤滑剤は該水性化学処理
組成物の固形分の約1〜約6重量%の量で存在する; e、該水性化学処理組成物の全固形分が約1〜約20重
量%の範囲内となるような量の水であって、該水性化学
処理組成物の乾燥した残留物の量はガラスストランドの
約0.1〜約2重量%LOIの範囲内である;および f、効果的な量の消泡剤。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21970088A | 1988-07-15 | 1988-07-15 | |
US219,700 | 1988-07-15 |
Publications (2)
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