JPH05507676A - Size composition for impregnating filament strands - Google Patents
Size composition for impregnating filament strandsInfo
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 フィラメントストランドを含浸するためのサイズ組成物技術分野 本発明は、含浸が繊維形成操作中に行われる場合に高度に増量された(load ed)含浸繊維ストランドを含浸するのに有益なサイズ組成物に関する。その更 に特別な局面の一つに於いて、本発明は熱可塑性樹脂粉末含浸ガラ又繊維ストラ ンドに関する。[Detailed description of the invention] Size composition technical field for impregnating filament strands The present invention provides highly loaded ed) relates to size compositions useful for impregnating impregnated fiber strands. Further In one of its special aspects, the present invention provides thermoplastic resin powder impregnated glass or fiber struts. Regarding the
背景技術 含浸繊維の製造及び繊維への熱可塑性樹脂の適用は公知である。このような繊維 は、繊維ストランドが形成された後に熱可塑性樹脂で被覆される。Background technology The production of impregnated fibers and the application of thermoplastic resins to the fibers are known. fibers like this is coated with thermoplastic resin after the fiber strands are formed.
ガラス繊維の被覆物として典型的に使用されるサイジング組成物は、通常、ガラ 又繊維が形成された後にガテ又繊維の表面に適用された。典型的には、サイズ組 成物の薄層を裸ガラス繊維の表面に施すことにより、ガラス繊維を最初に製造す ることが必要である。サイズ組成物はガラス繊維及びサイズ剤が施された繊維に 続いて適用される樹脂と適合性であることが必要である。サイズ組成物はガラ又 繊維とポリマー樹脂または熱可塑性樹脂の間の結合関係を改良するのに利用でき る。次いでガラス繊維がストランドに集められ、ストランドが巻取ボビンのまわ りに巻かれて、通常“糸パツケージ″と称される実質的に円筒形のパッケージを 形成する。次いで、ガラス繊維の表面に適用されたサイズ組成物を乾燥するため に、糸パツケージが空気乾燥さね、または高温に暴露される。その後、ガラス繊 維が熱可塑性樹脂で含浸されて含浸糸またはコードを形成する。Sizing compositions typically used as coatings for glass fibers are Gate matata was also applied to the surface of the fibers after the fibers were formed. Typically, the size group Glass fibers are first manufactured by applying a thin layer of a compound onto the surface of bare glass fibers. It is necessary to The size composition is based on glass fibers and fibers treated with sizing agents. It needs to be compatible with the subsequently applied resin. The size composition is galamata Can be used to improve the bonding relationship between fibers and polymer resins or thermoplastics. Ru. The glass fibers are then collected into strands and the strands are passed around a take-up bobbin. The yarn is wound around a string to form a substantially cylindrical package, commonly referred to as a “thread package.” Form. Then, to dry the size composition applied to the surface of the glass fibers The yarn package is then air-dried or exposed to high temperatures. Then the glass fiber The fibers are impregnated with a thermoplastic resin to form an impregnated thread or cord.
しかしながら、高性能熱可塑性樹脂含浸ガテ又繊維ストランドを製造することは 困難である。通常、サイで組成物は、熱可塑性樹脂とガラス繊維の間の結合関係 を改良することを助ける種々の加工助剤を含む。しかしながら、これらの加工助 剤は含浸ストランド中に残存する。加工助剤は、清浄な熱可塑性樹脂含浸ガラス 繊維が所望される場合、例えば、高性能の熱可塑性樹脂含浸繊維ストランドを製 造するのに使用する場合には望ましくない材料である。However, it is difficult to produce high-performance thermoplastic resin-impregnated fiber strands. Have difficulty. Typically, the composition consists of a bonding relationship between a thermoplastic resin and glass fibers. Contains various processing aids to help improve the process. However, these processing aids The agent remains in the impregnated strand. Processing aid is clean thermoplastic resin impregnated glass If fibers are desired, for example, high performance thermoplastic resin impregnated fiber strands can be made. It is an undesirable material when used for construction.
非水性溶剤、流動床、シースまたは時間を浪費する製造法を必要としないで繊維 形成プロセス中に適用し得るような、熱可塑性樹脂でストランドを含浸するのに 有益なサイズ組成物が利用できたならば、かなりの時間及び費用が節減されるで あろう。fibers without the need for non-aqueous solvents, fluidized beds, sheaths or time-consuming manufacturing methods For impregnating the strands with thermoplastic resin, such as may be applied during the forming process. Significant time and cost savings would be achieved if a beneficial size composition were available. Probably.
更に、ガラス繊維形成プロセス中に熱可塑性樹脂と直接ブレンドされる場合に実 質的に純粋な熱可塑性樹脂含浸ガラスストランドを生じるサイズ組成物が使用し 得ることは有益である。In addition, it can be used when blended directly with thermoplastic resins during the glass fiber forming process. The size composition used yields qualitatively pure thermoplastic resin-impregnated glass strands. It is profitable to get.
発明の開示 本発明によれば、熱可塑性樹脂並びに結合剤またはフィルム形成材及び増粘剤( またはレオロジー改質剤)の如き不安定加工助剤を含むガラス繊維を含浸するだ めのスラリー組成物が提供される。本発明のスラリー組成物は、安定ポリマーの “プレプレグを得るために安定ポリマーと一緒に不安定加工成分の使用を含む。Disclosure of invention According to the invention, a thermoplastic resin and a binder or film-forming agent and a thickener ( or rheology modifiers). A slurry composition is provided. The slurry composition of the present invention comprises a stable polymer. “Involves the use of labile processing components together with stable polymers to obtain prepregs.
スラリー組成物は繊維形成操作中にガラス繊維に適用される。こうして、本発明 の組成物は繊維形成操作中にガラス繊維のサイズとして適用でき、得られるサイ ズ剤を施された熱可塑性樹脂含浸ガラス繊維は、その後、ガラス繊維強化製品に 加工し得る。The slurry composition is applied to glass fibers during a fiber forming operation. Thus, the present invention The composition can be applied as a glass fiber size during a fiber forming operation and the resulting size The thermoplastic resin-impregnated glass fibers are then processed into glass fiber-reinforced products. Can be processed.
本発明によれば、熱可塑性樹脂強化繊維ストランドを得るために、最初にサイジ ング組成物をガラス繊維に適用し、その後、得られるサイズ剤を施されたガラス 繊維を適合性のポリマー樹脂マ) IJブツシュ含浸する必要がない。本発明の スラリー組成物は適合性のポリマー樹脂マトリックスで含浸されたサイズ剤を施 されたガラス繊維を与える。含浸されたガラス繊維は望ましくない加工材料を含 まず、それ散積々の高性能ガラス強化最終用途製品に有益である。According to the present invention, in order to obtain a thermoplastic resin reinforced fiber strand, the size is first applying the sizing composition to the glass fibers and then sizing the resulting sized glass. There is no need to impregnate the fibers with a compatible polymer resin. of the present invention The slurry composition is coated with a sizing agent impregnated with a compatible polymeric resin matrix. give the glass fibers. Impregnated glass fibers contain undesirable processing materials. First, it is beneficial for a wide variety of high-performance glass-reinforced end-use products.
本発明のこれらの局面及び利点並びにその他の局面及び利点は、以下の発明の詳 細な説明を考慮した後に明らかになる。These and other aspects and advantages of the invention are described in detail below. It becomes clear after considering the detailed explanation.
図面の簡単な説明 図1は、ポリフェニレンスルフィドを含むスラリーの熱重量分析を示すグラフで ある。Brief description of the drawing Figure 1 is a graph showing thermogravimetric analysis of a slurry containing polyphenylene sulfide. be.
図2は、図1に示されたスラリーで含浸されたガラス繊維の熱重量分析を示すグ ラフである。Figure 2 is a graph showing thermogravimetric analysis of glass fibers impregnated with the slurry shown in Figure 1. It's rough.
発明を実施するための最良の方法 本発明は、フィラメント形成操作中に熱可塑性ポリマーで予備含浸された改良さ れた糸またはストランド(フィラメントの東)を製造するのに有益なスラリー組 成物に関する。The best way to carry out the invention The present invention provides an improved filament that is pre-impregnated with a thermoplastic polymer during the filament forming operation. Slurry composition useful for producing yarn or strands (towards filaments) Regarding products.
本発明は、ポリマー樹脂の強化に通常使用されるあらゆるガラス繊維と適合する 。本明細書で使用される“ガラ又繊維”という用語は、溶融ガラスの一つ以上の 流れの繊細化により形成されへこのようなガラ又繊維が形成プロセス中に一緒に 集められる場合に形成されるストランドにされるフィラメントを意味する。また 、その用語は、多数のストランドを一緒に適用かつ/または加熱することにより 形成さね、このようなガラス繊維ストランド、糸またはコードから形成される織 布及び不織布にされる糸及びコードを意味する。The invention is compatible with any glass fiber commonly used to reinforce polymer resins. . As used herein, the term "garamata fiber" refers to one or more fibers of molten glass. These galamata fibers are formed due to the attenuation of the flow and are held together during the forming process. Refers to filaments that are formed into strands when assembled. Also , the term refers to the process of applying and/or heating a large number of strands together. forming rabbets, such as woven fabrics formed from glass fiber strands, threads or cords; Refers to yarns and cords made into cloth and non-woven fabrics.
本発明の実施に使用される個々の成分は市販されており、こうして本発明の特徴 を具体化する配合の調製に際して互いに簡単にブレンドし得る。The individual components used in the practice of the invention are commercially available and thus the features of the invention can be easily blended with each other in preparing formulations embodying the following.
一般に、本発明の組成物は、キャリヤー溶剤、通常水、カップリング剤、及び結 合剤またはフィルム形成材、増粘剤またはレオロジー改質剤の如き加工助剤、並 びにスラリーを形成するためにサイジング中に分散されたマトリックス熱可塑性 樹脂粉末を含み得る。Generally, the compositions of the present invention include a carrier solvent, usually water, a coupling agent, and a binder. processing aids such as mixtures or film formers, thickeners or rheology modifiers; matrix thermoplastic dispersed during sizing to form slurry May contain resin powder.
あらゆる好適なカップリング剤が本発明の成功した実施に使用し得る。カップリ ング剤はマI−IJックス樹脂間の接着を生じ、強度の発生及びスラリー中のマ トリックス樹脂の保持を与えるように作用する。好適なカップリング剤の一つの 例はジアミンシラン(ダウ・コーニング社からのZ6020)の如きシランであ る。カブプリング剤はスラリー混合物の約1.2重量%の量で含まれてもよい。Any suitable coupling agent may be used in the successful practice of this invention. cupri The binder creates adhesion between the matrix I-IJ resin, provides strength, and absorbs the matrix in the slurry. Acts to provide retention of trix resin. One of the suitable coupling agents Examples are silanes such as diamine silane (Z6020 from Dow Corning). Ru. The turnip agent may be included in an amount of about 1.2% by weight of the slurry mixture.
あらゆる好適な不安定結合剤が使用し得る。また、不安定増粘剤は結合剤と同じ 材料であってもよい。結合剤またはフィルム形成材は繊維形成プロセス中のフィ ラメントの取扱及び加工を助ける。好適な結合剤またはフィルム形成材は、例え ば、エポキシ、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリ ル、または熱可塑性樹脂粉末粒子を水の蒸発後に繊維に結合する能力を有するそ の他の薬品もしくはそれ自体で粒子をスラリー中に懸濁し、続いてそれ自体で繊 維に結合するその他の薬品である。好適な不安定結合剤の一つの例はポリエチレ ンオキサイドである。結合剤はスラリー混合物の約1.0〜約1.2重量%の範 囲の量で含まれる。Any suitable labile binder may be used. Also, unstable thickeners are the same as binders. It may be a material. A binder or film-forming agent is a fibre-forming agent during the fiber-forming process. Assists in handling and processing of lament. Suitable binders or film formers include e.g. For example, epoxy, polyester, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, acrylic or a thermoplastic resin powder particle that has the ability to bind to fibers after water evaporation. suspend the particles in a slurry with other chemicals or by itself, and then Other chemicals that bind to fibers. One example of a suitable labile binder is polyethylene. It is an oxide. The binder ranges from about 1.0 to about 1.2% by weight of the slurry mixture. included in the amount of
あらゆる好適な不安定増粘剤が使用し得る。増粘剤は、熱可塑性樹脂粉末粒子が 実際に繊維に接着するようにレオロジー改質剤として作用する。増粘剤を使用し ないと、熱可塑性樹脂粉末粒子は、キャリヤー溶剤が繊維から去る間にアプリケ ーターのロールに残って留まることがある。その結果はアプリケーターロール上 の粉末の迅速な付着であり、これは順に繊維破損を迅速に生じる。Any suitable unstable thickener may be used. The thickener is made of thermoplastic resin powder particles. Acts as a rheology modifier so that it actually adheres to the fibers. using thickener Otherwise, the thermoplastic resin powder particles will leave the application while the carrier solvent leaves the fiber. It may remain in the controller's roll. The result is on the applicator roll of powder, which in turn quickly results in fiber breakage.
熱可塑性樹脂は微細な粒子の形態でサイジング中に分散される。樹脂の一つの例 はポリフェニレンスルフィドである。好ましい実施態様では、粉末粒子のサイズ は約125ミクロン未満である。本発明によれば、樹脂粉末は最終プレプレグ糸 またはストランドの約5〜約50重量%の範囲の量でフィラメントに適用し得る 。The thermoplastic resin is dispersed during sizing in the form of fine particles. One example of resin is polyphenylene sulfide. In a preferred embodiment, the powder particle size is less than about 125 microns. According to the invention, the resin powder is the final prepreg yarn. or may be applied to the filament in an amount ranging from about 5 to about 50% by weight of the strand. .
本発明によれば、サイジング組成物は熱可塑性樹脂粉末粒子をスラリー中に懸濁 する。本発明のスラリー組成物は、全ての材料をそれらの液体状態で攪拌しなが らブレンドすることにより製造されることが最良である。組成物の均一な被覆物 が繊維形成プロセス中にあらゆる好適な方法でガラ又繊維に適用し得る。本発明 の組成物は、1988年11月9日に出願された同時係属中の米国特許出顆第0 7/269.089号(これは現在放棄された1984年3月12日に出願され た米国特許出H第071024゜953号の継続出願である)(これらの全ての 開示が参考として本明細書に明らかに含まれる)に記載された方法でガラス繊維 の表面に適用されることが好ましい。According to the present invention, the sizing composition has thermoplastic resin powder particles suspended in a slurry. do. The slurry composition of the present invention has all the ingredients in their liquid state without stirring. It is best produced by blending. Uniform coverage of composition may be applied to the glass fibers in any suitable manner during the fiber forming process. present invention The composition is disclosed in co-pending U.S. Patent No. No. 7/269.089 (filed March 12, 1984, now abandoned). (a continuation of U.S. Patent No. H071024°953) (all of these glass fibers by the method described in (the disclosure of which is expressly incorporated herein by reference). It is preferably applied to the surface of.
得られるスラリー組成物は繊維形成操作中に繊維に適用されるのに充分に液体で ある。夫々の繊維は、繊維が形成される際にスラリー混合物により被覆さね、即 ち、通常のサイズ組成物が典型的に適用されるそれらの形成の場所(例えば、プ ツシ、と繊維がパッケージとして巻かれるスピンドルの間)の付近で被覆される 。The resulting slurry composition is sufficiently liquid to be applied to the fibers during the fiber forming operation. be. Each fiber is coated with the slurry mixture as the fiber is formed and is immediately coated with the slurry mixture. the location of their formation where normal size compositions are typically applied (e.g. The fibers are coated near the fibers (between the sheath and the spindle where the fibers are wound as a package). .
一つの繊維形成プロセスでは、連続繊維がブツシュから出て、スラリー中に浸漬 さ決スラリーで含浸される。In one fiber forming process, continuous fibers emerge from a bush and are dipped into a slurry. Impregnated with a final slurry.
また、有機または無機の充填剤、例えば、導電性ロービングを製造するのに有益 な金属充填剤がまた熱可塑性ポリマー粉末粒子と共に使用し得ることが、本発明 の意図される範囲内にある。これらの充填剤は、夫々の粉末粒子がポリマー及び 充填剤を含むように予備混合でき、または粉末としてスラリーに別々に添加し得 る。Also useful for producing organic or inorganic fillers, e.g. conductive rovings It is contemplated by the present invention that metallic fillers may also be used with thermoplastic polymer powder particles. within the intended range. These fillers are characterized by the fact that each powder particle has a polymer and Can be premixed to contain fillers or added separately to the slurry as a powder. Ru.
得られる含浸ストランドは、乾燥の前または後に、細断されて射出成形の如き操 作に使用し得る。連続の熱可塑性樹脂含浸ストランドはフィラメント巻きまたは 引抜成形されて熱可塑性樹脂繊維強化最終用途製品を得ることができる。The resulting impregnated strands may be chopped before or after drying and subjected to operations such as injection molding. It can be used for production. Continuous thermoplastic impregnated strands can be filament wound or It can be pultruded to obtain a thermoplastic fiber reinforced end-use product.
高性能熱可塑性樹脂は、繊維強化組成物中にマド177クス樹脂として使用され る場合に熱硬化性ポリマーよりも利点を示す。これらの利点は、良好な高温性能 、性樹脂ストランドを使用することである。これは連続繊維で強化された高性能 熱可塑性樹脂に特に有益である。本発明は、このような熱可塑性樹脂で予備含浸 されたストランドを記載する。High performance thermoplastic resin is used as Mad 177 resin in fiber reinforced compositions. shows advantages over thermosetting polymers when These advantages include good high temperature performance , by using resin strands. This is a high performance reinforced with continuous fibers. Particularly useful for thermoplastics. The present invention is based on pre-impregnation with such thermoplastic resin. Describe the strands.
熱可塑性樹脂粉末は水中に分散される。通常、表面活性側が水に添加されて粉末 の湿潤を助ける。増粘剤、通常、水溶性ポリマーが添加されて液相の粘度を増大 する。また、シランカップリング剤の如きその他の添加剤が水性懸濁液(また″ スラリー”と称される)に添加し得る。このスラリーはサイズとして使用さ右、 上記の同時係属中の米国特許出願第07/269.089号明細書に開示される ように、ガラス繊維が形成される際にそれらに適用される。増粘剤は、それが熱 可塑性樹脂粉末の分解温度よりも低い温度で揮発性生成物に熱分解されるように 選ば汰そしてそれは、この熱可塑性樹脂が融着された後でさえも、この熱可塑性 樹脂の性質をひどく劣化しないでこの熱可塑性樹脂の存在下で分解される。この ような増結剤の例は、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロース 、澱粉、及びヒドロキシエチルセルロースを含む。また、この増粘剤は1結合剤 ”として使用し得る。結合剤は乾燥後に熱可塑性樹脂粉末を繊維のストランドに 保持するのに使用され、それ故、良好な保全性を有する含浸ストランドを与える 。また、結合剤はスラリーに添加される付加的な成分であってもよい。しかしな がら、選ばれる増粘剤はまた熱分解性である。また、選ばれる湿潤剤は適当な温 度で揮発性または熱分解性である。Thermoplastic resin powder is dispersed in water. Usually the surface active side is added to water and powdered Helps moisturize. Thickeners, typically water-soluble polymers, are added to increase the viscosity of the liquid phase do. Other additives such as silane coupling agents may also be added to the aqueous suspension (also known as (referred to as "slurry"). This slurry is used as the right size, As disclosed in co-pending U.S. patent application Ser. No. 07/269.089, cited above. as applied to the glass fibers as they are formed. thickener, it heat It is thermally decomposed into volatile products at a temperature lower than the decomposition temperature of plastic resin powder. selection and that even after this thermoplastic is fused, this thermoplastic It decomposes in the presence of this thermoplastic without seriously degrading the properties of the resin. this Examples of such binders are polyethylene oxide, hydroxypropyl cellulose , starch, and hydroxyethylcellulose. In addition, this thickener is a binder. The binder binds the thermoplastic resin powder to the fiber strands after drying. used to hold and therefore give impregnated strands with good integrity . The binder may also be an additional ingredient added to the slurry. However However, the thickener selected is also thermally degradable. Also, the wetting agent selected should be Volatile or thermally decomposable at temperatures.
スラリーがガラス繊維に一旦適用されると、形成パッケージが乾燥される。続い て、熱可塑性樹脂含浸繊維が熱可塑性樹脂粉末の融着温度より高い温度に加熱さ ねへその結果、粉末が完全に、または部分的に融着さね、または結合剤に頼るこ となく繊維に保持される。この加熱工程は、不安定成分の部分分解を含んでもよ く、またはそれにより先行されてもよく、こうして、熱可塑性樹脂の融着温度よ り高い温度またはそれ以下の温度で不安定成分の分解を完結する。これらの工 −程のいずれかが、“硬化2または“アニール”の如き熱可塑性樹脂の改質と組 み合わされてもよい。Once the slurry is applied to the glass fibers, the formed package is dried. Continued The thermoplastic resin-impregnated fiber is heated to a temperature higher than the fusion temperature of the thermoplastic resin powder. The result is that the powder is completely or partially fused, or that there is no need to rely on a binder. is retained in the fibers. This heating step may include partial decomposition of unstable components. or may be preceded by, thus increasing the melting temperature of the thermoplastic. The decomposition of unstable components is completed at higher or lower temperatures. These works - Any of the above may be combined with a modification of the thermoplastic such as "curing 2" or "annealing". May be combined.
ポリフェニレンスルフィド粉末(フィリップス・ケミカル社からのリドン(Ry t−on)Hの如き高性能熱可塑性樹脂の微粉末(<125 ミクロン)を下記 の割合の湿潤剤の水溶液に分散させる。1200重量部の水、4重量部のタージ トール・二ン・フオーム(Tergitol Nin Foam) 2 x ( ユニオン・カーバイド社から)。コれらを一緒に攪拌し、800重量部のりトン Vlを添加し、良好な湿潤が得られるまで攪拌し、14800重量部の水を添加 し、攪拌する。Polyphenylene sulfide powder (Ry from Phillips Chemical Company) A fine powder (<125 microns) of a high-performance thermoplastic resin such as t-on) H is Disperse in an aqueous solution of a wetting agent in a proportion of . 1200 parts water, 4 parts Taj Tergitol Nin Foam 2 x ( (from Union Carbide). Stir these together and add 800 parts by weight Add Vl, stir until good wetting and add 14800 parts by weight of water. and stir.
このスラリーを115メツシユの篩に少量ずつ注入して粉末を粗大な分級物及び 微細な分級物に分離する。スラリーを篩に通し、回収し、少なくとも12時間沈 降させる。沈降した粉末を、115メツシユに通すことにより回収する。また、 上部の液体(以下、水/サーフ(surf)と称する)を回収する。This slurry was poured into a 115-mesh sieve little by little to remove coarse fractions and powder. Separate into fine fractions. Pass the slurry through a sieve, collect and let it settle for at least 12 hours. make it rain The settled powder is collected by passing it through a 115 mesh. Also, The upper liquid (hereinafter referred to as water/surf) is collected.
下記の組成のスラリーを調製する。115メツシユを通過するIJ )ンVl (乾燥粉末に相当する) 1200部、水/サーフ2764部に、ポリエチレン オキサイド(ユニオン・カーバイド社からのポリオックス(Polyox)WS R205> 48部を添加し、均一になるまで良く混合する。これは31.1% の固形分を含むスラリーを与える。ガラス繊維が形成される際に、それらを上記 のスラリーで被覆する。スラリーを、ドクターブレードを取り付けた通常のサイ ズアプリケーターで適用してフィルムの厚さをアプリケーターロールで調節する 。Prepare a slurry with the following composition. IJ) passing through 115 mesh (equivalent to dry powder) 1200 parts, water/surf 2764 parts, polyethylene Oxide (Polyox WS from Union Carbide) Add 48 parts of R205 and mix well until uniform. This is 31.1% to give a slurry containing solids. When the glass fibers are formed, they are coat with a slurry of Transfer the slurry to a regular sieve fitted with a doctor blade. Apply with a double applicator and adjust film thickness with an applicator roll. .
2000のフィラメント/ストランドを有する二つの形成パッケージを、以下の ようにしてつくる。Two forming packages with 2000 filaments/strands were prepared as follows: Make it like this.
パッケージ#1 ガラスに対する固形分の合計量−21,1%パッケージ#2 ガラスに対する固形分の合計量=20.0%パッケージ#1を室内条件で1日乾 燥する。次いでパッケージ(厚紙形成チューブを鋼に置換した後)を300℃の 空気炉中に1時間置く。ポリフェニレンスルフィドが融着し、ポリオキシエチレ ンオキサイドが揮発性物質に熱分解し、そしてポリフェニレンオキサイドが更に 高分子のポリマーに硬化する。パッケージを炉から取り出し、冷却する場合、含 浸ガラスのストランドを、多量の含浸樹脂にもかかわらず、パッケージから容易 に巻出すことができる。Package #1 Total amount of solids relative to glass - 21.1% Package #2 Total amount of solids to glass = 20.0% Package #1 was dried for 1 day under indoor conditions. dry The package (after replacing the cardboard forming tube with steel) was then heated to 300°C. Place in air oven for 1 hour. Polyphenylene sulfide is fused and polyoxyethylene Polyphenylene oxide thermally decomposes into volatile substances, and polyphenylene oxide further decomposes into volatile substances. Cures into a high molecular weight polymer. When the package is removed from the oven and allowed to cool, the Strands of impregnated glass are easily removed from the package despite the large amount of impregnated resin It can be rolled out.
このストランドを金型中でフィラメント巻きして一方向の複合材料を形成する。The strands are filament wound in a mold to form a unidirectional composite.
次いでストランドを最終用途製品に圧縮成形することができる。80142kg /平方cm(114k psi>の測定曲げ強さは、ストランドが有益な機械的 性質を有することを示す。The strands can then be compression molded into an end-use product. 80142kg /cm2 (114k psi) Indicates that it has a property.
パッケージ#2をパッケージ#1と同様に乾燥するが、ポリフェニレンスルフィ ドを融着する前に、ストランドをプレートに巻いて一方向の層を形成する。次い でプレートを、上記のパッケージ#1に関して行ったように300℃の空気炉中 に1時間置く。一方向の層はシートに融着し、その後これを、一方向の複合材料 を圧縮成形するのに使用できる。測定血げ強さは111436kg/平方cm( 120,0OOpsi)であり、これはまた有益な機械的性質を示す。Dry package #2 like package #1, but with polyphenylene sulfur. Before fusing the strands, the strands are wound around the plate to form a unidirectional layer. next Place the plate in an air oven at 300°C as done for package #1 above. Leave it for 1 hour. The unidirectional layer is fused to the sheet, which is then combined into a unidirectional composite material. Can be used for compression molding. The measured bleeding strength is 111,436 kg/cm2 ( 120,0OOpsi), which also exhibits beneficial mechanical properties.
実施例2 ポリフェニレンスルフィド粉末(フィリップス・ケミカル社からのリドンVl) の如き高性能熱可塑性樹脂の微粉末(<125 ミクロン)を下記の割合の湿潤 剤の水溶液に分散させる。1200重量部の水、4重1部のタージトール・ニン ・フオーム2x(ユニオン・カーバイド社から)。800重量部のリドンVlを 添加し、良好な湿潤が得られるまで攪拌し、14800重量部の水を添加し、攪 拌する。このスラリーを115メツシユの篩に少量ずつ注入して粉末を粗大な分 級物及び微細な分級物に分離する。スラリーを篩に通し、回収し、少なくとも1 2時間沈降させる。沈降した粉末を、115メツシユに通すことにより回収する 。下記の組成のスラリーを調製する。115メツシユを通過するリドンVl ( 乾燥粉末に相当する) 1200部、水/サーフ2764部に、ポリエチレンオ キサイド(ユニオン・カーバイド社からのポリオックス11sR205) 42 部及びジアミンシラン(ダウ・コーニング社からの26020)48部を添加す る。これは31.8%の固形分を含むスラリーを与える。ガラ又繊維が形成され る際に、それらを上記のスラリーで被覆する。スラリーを、ドクターブレードを 取り付けた通常のサイズアプリケーターで適用してフィルムの厚さをアプリケー ターロールで調節する。2000のフィラメント/ストランドを有する形成パッ ケージをつくる。Example 2 Polyphenylene sulfide powder (Lidone Vl from Phillips Chemical Company) A fine powder (<125 microns) of a high performance thermoplastic resin such as Disperse in an aqueous solution of the agent. 1200 parts by weight of water, 1 part of 4 parts Tajitor Nin - Form 2x (from Union Carbide). 800 parts by weight of Lydone Vl Add 14,800 parts by weight of water and stir until good wetting. Stir. Pour this slurry into a 115-mesh sieve little by little to separate the powder into coarse particles. Separate into graded and finely classified substances. Pass the slurry through a sieve and collect at least 1 Let settle for 2 hours. Collect the settled powder by passing it through a 115 mesh. . Prepare a slurry with the following composition. Ridon Vl passing through 115 mesh ( (equivalent to dry powder) 1200 parts, water/surf 2764 parts, polyethylene Oxide (Polyox 11sR205 from Union Carbide) 42 and 48 parts of diamine silane (26020 from Dow Corning) were added. Ru. This gives a slurry containing 31.8% solids. Garamata fibers are formed During the process, they are coated with the slurry described above. slurry, doctor blade Adjust the film thickness by applying with a regular size applicator attached. Adjust with tar roll. Forming pad with 2000 filaments/strands Make a cage.
パッケージ#1 ガラスに対する固形分の合計量−26,2%パッケージを室内 条件で1日乾燥する。ストランドをプレートに巻いて一方向の層を形成する。次 いでプレートを300℃の空気炉中に1時間置く。ポリフェニレンスルフィドが 融着し、ポリオキシエチレンオキサイドが揮発性物質に熱分解し、そしてポリフ ェニレンオキサイドが更に高分子のポリマーに硬化する。パッケージを炉から取 り畠し、冷却する場合、一方向の層はシートに融着し、これを一方向の複合材料 を圧縮成形するのに使用できる。測定曲げ強さは成形条件に応じて10545〜 13357kg/平方cm(150,000〜190.0OOpsi)の有益な 機械的性質を示す。Package #1 Total amount of solids relative to glass - 26.2% Package indoors Dry under the following conditions for one day. Wrap the strands around the plate to form a unidirectional layer. Next Place the plate in an air oven at 300°C for 1 hour. polyphenylene sulfide The polyoxyethylene oxide thermally decomposes into volatile substances, and the polyethylene oxide Phenylene oxide is further cured into a high molecular weight polymer. Remove the package from the oven. When grown and cooled, the unidirectional layer fuses into a sheet, forming a unidirectional composite material. Can be used for compression molding. Measured bending strength varies from 10,545 to 10,545 depending on molding conditions. 13357 kg/sq cm (150,000-190.0OOpsi) useful Shows mechanical properties.
図1及び図2に示されるような熱重量分析(TGA)は熱分解中の不安定成分の 除去を確かめる。第一の一連の試験では、試料を20℃/分の一様な速度で加熱 し、試料の重量を温度の関数として記録する。Thermogravimetric analysis (TGA), as shown in Figures 1 and 2, shows that unstable components during thermal decomposition are Verify removal. In the first series of tests, the samples were heated at a uniform rate of 20°C/min. and record the weight of the sample as a function of temperature.
図1は、純粋なポリフェニレンスルフィド(PPS)が300℃以下で分解を殆 ど示さず、そして500℃までごくわずかな重量損失を示すことを示す。一方、 不安定増粘剤兼結合剤として使用したポリエチレンオキサイドは200℃で分解 し始め、温度が400℃に達する時間までに殆ど完全に気化した。実線の曲線は 、温度が上昇する際の乾燥スラリーの重量損失を示す。200℃から点Aまでの 重量損失はスラリー中のポリエチレンオキサイドの損失による。点A以上では、 乾燥スラリー中の残存PPSの重量損失は純粋なPPSの重量損失とほぼ同じで ある。Figure 1 shows that pure polyphenylene sulfide (PPS) hardly decomposes below 300°C. It is shown that there is no change in temperature and that there is negligible weight loss up to 500°C. on the other hand, Polyethylene oxide used as an unstable thickener and binder decomposes at 200℃ It started to vaporize almost completely by the time the temperature reached 400°C. The solid curve is , shows the weight loss of the dry slurry as the temperature increases. From 200℃ to point A The weight loss is due to loss of polyethylene oxide in the slurry. Above point A, The weight loss of the residual PPS in the dried slurry is approximately the same as that of pure PPS. be.
図2に示される別の熱重量分析では、実施例1に記載されたスラリーで含浸さね へ乾燥されたガラスを300℃の温度に急に暴露する(300℃の炉中に1時間 置かれた乾燥含浸ガラスの熱履歴を模擬するため)。試料の重量は以下のとおり であった。図2に見られるように、5〜IO分以内では、揮発性物質の殆どが熱 分解し、揮発性物質が除去された。1時間後には、更なる重量損失はなかった。In another thermogravimetric analysis shown in FIG. Exposure of the dried glass to a temperature of 300°C (for 1 hour in a 300°C oven) to simulate the thermal history of placed dry impregnated glass). The weight of the sample is as follows Met. As seen in Figure 2, within 5 to IO minutes, most of the volatile substances are Decomposed and volatile substances removed. After 1 hour there was no further weight loss.
記録した重量損失(100−98,2) =18%はポリエチレンオキサイド、 PPS中の少量の揮発分及びストランド中の残留水分の損失による。Recorded weight loss (100-98,2) = 18% for polyethylene oxide, Due to the loss of small amounts of volatile content in the PPS and residual moisture in the strands.
本発明の好ましい配合について説明したが、当業者は種々の改良がなし得ること を請める。これらの改良は全ての均等な配合、組成物等を包含するように請求の 範囲の最も広い範囲に一致する。Although preferred formulations of the present invention have been described, those skilled in the art will appreciate that various modifications can be made. I beg you. These improvements are claimed to include all equivalent formulations, compositions, etc. Matches the widest range.
○J 要 約 書 樹脂を含む。○J Summary book Contains resin.
ms !jI 審 翰 1h orTハIs Q1102499国際調査報告ms! jI Inquiry 1h or T Hai Is Q1102499 International Search Report
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