JPH07115893B2 - グラスファイバー織物用ストランド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本出願は1988年６月18日に提出された特許出願第220,64
0号の１部継続出願である。

（産業上の利用分野） 本発明はグラスファイバー織物用ストランドおよびその
改良に関する。特に本発明は従来の澱粉−油（starch−
oil）バインダーを改良した澱粉−油バインダーを含有
するグラスファイバー織物用ストランドに関する。ま
た，特に本発明はグラスファイバーストランドに含有さ
れる改良された澱粉−油成分に関し，この澱粉−油バイ
ンダー成分は，これまで一般に使用されなかった量およ
び割合で使用される。

（従来の技術） これまで，澱粉−油バインダーがグラスファイバーに使
用され，織物用ストランドの形に固められてきた。この
ように「連続的なグラスファイバーの製造技術（The Ma
nufacturing Technology of Continuous Glass Fiber
s）」（K.L.Lowenstein,Elsivier Publishing Company,
New York,1973,192〜193頁）という本の中で，著者は織
物用グラスファイバーストランドを調製するのに今日グ
ラスファイバー産業で使用されている典型的な澱粉−油
バインダーについて記載している。Lowensteinの著書に
記載されているようなバインダーを含有するストランド
は，これまで装飾織物に使われ，また現在では高圧ラミ
ネートフィルムの補強材としてプリント配電盤産業で使
用されているグラスファイバー織物を織るのに，長年に
わたって織物産業で利用されている。後者の利用法は，
今日のグラスファイバー織物用ストランドの利用法とし
ては格別重要である。一般にこのようなストランドは澱
粉−油混合物で処理された後，乾燥され，それによりフ
ァイバーに澱粉残渣を残したまま，撚られて織物ヤーン
にされてきた。ストランドが織物に織られた後，織物用
糊は典型的には熱クリーニングによって取り除かれる。
この熱クリーニングによって織物用糊を除去することに
より，織り手が織物のファイバーを染色，もしくは，被
覆すること，または処理をして，織られた形で電気回路
補強材，装飾織物などに使用されるように調製すること
ができる。

これまで一般に受け入れられてきたグラスファイバーを
形成するために使用される澱粉−油バインダーは，現代
の装置には必ずしも適切に機能しないことが，近年にな
ってわかってきた。従って，エアージェット織機では，
例えば澱粉−油の使用により，満足できないレベルでフ
ィラメントの破壊が度々生じる。このように，米国特許
第3,227,192号および第3,265,516号に記載されているよ
うな澱粉は，それらのストランドがエアージェット織機
用充填ヤーンとして撚れらたヤーンの形で使用させる際
に，必ずしも所定の織物用ストランドを形成するグラス
フィラメント上に満足できる残渣を形成するとは限らな
い。ヤーン形成用グラスファイバーを使用した織物用の
ヤーンを応用するために非澱粉型のバインダーを調製す
る試みがなされてきており，しかしながら，ポリビニル
ピロリドンおよびカルボキシル化スチレンブタジエンコ
ポリマーおよびポリウレタンポリマーのようなフィルム
形成材料は，澱粉−油混合物と比べて破壊フィラメント
のレベルを充分に低減させるフィルム形成材料を充分に
提供するけれども，バインダーの移動といった他の問題
をこうむることになる。さらに，従来のシャトル織機よ
りも高速のエアージェット織機においても，充分ではな
いことがよく見受けられる。

前記出願におけるファイバーグラス織物は，澱粉−油バ
インダーを含有するグラスファイバー織物用ストランド
から織られる。そして織物は，その後コンピューター産
業で使用される電気回路盤を製作するために積層され
る。電気回路盤技術が発達するにつれ，最終的な使用
者，すなわち電気回路盤製造業者は，積層品を製造する
ために使用される織物に関して，さらに厳しい品質要件
を求めている。同じ様に，織物は織物製造業者によって
製造されるため，製造業者はそのような織物を調製する
ために使用される織物用ストランドの供給者に対して，
常に高い品質基準を強要してきた。今日の織物業者のさ
らに厳しい要件の１つは，所定の織物用ストランドに含
まれる破壊されたフィラメントの数において実質的な減
少が見られるストランドを求めることである。破壊され
たフィラメントを減少させるという，このような要件の
ため，従来のバインダーを用いたマルチフィラメント織
物用ストランドに通常見られる破壊されたフィラメント
の数を減らすために，ファイバーグラス産業はさらに良
質のバインダーを求めてきた。どの様の織物用グラスバ
インダーストランドの調製においても，次に同じように
重要と考えられるのは，現代的なエアージェット織機で
効果的に機能するストランドを提供しなければならない
ことである。現代的なエアージェット織機は，従来の古
いシャトル織機よりも非常に高速で作動する。従って，
今日製造される織物用ストランドは，例えば高速エアー
ジェット織機が織物の製造に使用される際には，必要時
間内に織機のシェッドに挿入できるものでなければなら
ない。

このように，ストランドを調製し，出来上がった製品を
提供する際に判明する破壊されたフィラメント数に関し
て，品質が高められたグラスファイバー織物用ストラン
ドを提供するための技術が必要とされている。また，現
代的な高速エアージェット織機において，すぐに使用で
きる澱粉型バインダーを提供することも必要とされてい
る。最後に，破壊されたフィラメント数が低く，高速エ
アージェットにおける挿入時間が適当であり，また，今
日織物業者が出来上がった織物製品に対して行ってい
る，従来の熱クリーニングを受けられるストランドが必
要とされている。

（発明の要旨） 本発明によれば，破壊されたフィラメントが少なく，高
速織機での挿入時間に対応でき，良好に熱クリーニング
できるグラスファイバー織物用ストランドは，ストラン
ド上に，調節された量の少なくとも１種の澱粉および特
定の型の油を含有し，非澱粉フィルム形成ポリマーおよ
び特定の型のカチオン潤滑剤を含有する，水性澱粉−油
バインダーを存在させることによって提供される。水ベ
ースバインダーの非水性成分の重量を基準にした，バイ
ンダー中に存在している澱粉および油の量は，それぞれ
少なくとも35重量％および少なくとも25重量％である。
澱粉と油のこれらの量に関して，油と澱粉との量の比
は，少なくとも5/12（0.4）であり,1.5未満でありう
る。特定の型の油は，水素添加植物油および／もしくは
鉱物油および／もしくは非高分子多価アルコール脂肪酸
エステルである。上記の量の澱粉は，本発明の織物用ス
トランドのために，効果的な量のフィルム形成材料を提
供することを補佐する（第１のフィルム形成材料）。効
果的な量とは，個々のグラスファイバーフィラメントを
充分に結着し，処理中にストランドの束の形を保つのに
充分なフィルム形成材料の量をいう。

非澱粉フィルム形成ポリマーは，効果的な量のフィルム
形成材料を提供する際に，ファイバー上の様々な接点に
おいて，フィラメントまたはファイバーを粘着結合させ
ることによって，澱粉を補助する（第２のフィルム形成
材料）。この第２のフィルム形成ポリマーは，バインダ
ーの非水性成分の約１重量％から約20重量％の範囲の量
で存在する。このような素材には，ポリ（ビニルピロリ
ドン），ポリ（酢酸）ビニル，およびポリ（ビニルアル
コール）などのホモポリマーおよびコポリマーがある。
第２のフィルム形成ポリマーがバインダーの非水性成分
の約５重量％を越える場合には，それに伴って，潤滑油
の量がバインダーの非水性成分の約40重量％を下回るま
でに低減される。

また，バインダー中には効果的な潤滑量のカチオン潤滑
剤および効果的な油分散量または乳化の乳化剤が存在す
る。カチオン潤滑剤は、テトラエチレンペンタミンとス
テアリン酸とのアルキルイミダゾリン反応生成物以外の
ものだが，効果的な内部潤滑量に満たない程度，極少量
存在し得る。効果的な内部潤滑量は，処理中のファイバ
ー間の摩擦を減少させる。１種以上の乳化剤の効果的な
量は，水中油型ディスパージョンまたはエマルジョンを
提供するためのものであり，油が室温で固体であるか，
液体であるかによる。これは，ファイバーに塗布して，
ファイバーのストランドまたは束を形成するときに，使
用中，織物用バインダーの適当なディスパージョンまた
はエマルジョンを提供する助けとなる。

特に前で引用した量の特に前で引用した成分の存在に加
えて，この水ベースバインダーには，効果的な量の殺菌
剤および有機アルコキシシランまたはその過水分解生成
物および約25重量％までの量のワックスが存在し得る。
殺菌剤は，ストランドを調製するために澱粉が使用さ
れ，それは乾燥後ストランド上に残るので，当然かびま
たは菌の繁殖が起こるのを防ぐという実際的な目的のた
めに存在する。このシランは，ガンマアミノプロピルト
リエトキシシラン以外のもので，ストランドの引張強度
を高めるのに効果的な量で存在する。いかなる量でもワ
ックスが存在する場合には，それに伴って澱粉の量が，
非水性成分の65重量％未満35重量％以上となる。前記澱
粉−油バインダーは，ファイバー形成およびストランド
製造の間，ファイバーにバインダーを塗布するのに充分
なバインダーの粘度を提供するために充分な量の水分を
含有する。このバインダーを含有するストランドは乾燥
によって低減された水分を含有し，ストランドの約0.3
〜約３重量％の量のバインダー乾燥残渣を含有する本発
明のグラスファイバー織物用ストランドを形成する。

（発明の効果） 本発明の，水性バインダーの乾燥した残渣を含有するガ
ラスファイバー織物用ストランドは，バインダーで処理
されたファイバーの束である。このようなストランド
は，現在手に入るいくつかの工業用のグラス織物用スト
ランドに関して破壊されたフィラメントを最大約90％減
少させることができる。可撚性，可織性，熱クリーニン
グ性および織物用ストランドとしての素晴らしい適合性
を維持しながら，このような改善が得られる。本発明の
ガラスファイバー織物用ストランドの下記の説明におい
て，バインダー成分の「重量％」という用語は，バイン
ダーの非水性成分量に対する重量％のことをさす。「非
水性成分」という用語は，たとえエマルジョンおよびデ
ィスパージョンが水性ベースの液体，非水性の液体，お
よび固体材料であっても，エマルジョンおよびディスパ
ージョンの固形分含有量の意味を包含する。「重量％」
という用語が異なる意味で使用される場合は，このこと
を記載する。

本発明に使用される澱粉は，澱粉または変性された澱粉
またはグラスファイバーとの使用に適した澱粉の混合物
であり得，グラスファイバーの糊付け剤として使用され
る水性化学処理組成物に有用であることが当業者によっ
て知られている。このような澱粉の典型的な非限定的な
例は，米国特許第3,227,192号，第3,265,516号，および
第4,002,445号であり，すべてここに参照として引用さ
れている。本発明の澱粉を調製するに際し，低アミロー
ス含有量の澱粉が使用されるのが好ましい。本願の明細
書および請求項に使用されているように，低アミロース
含有量とは，澱粉中において10〜約40％までのアミロー
スを含有する澱粉組成物のことであり,20から30％の間
であることが好ましい。本発明の好ましい実施態様で
は，両方共低アミロース含有量を有するじゃがいもの澱
粉と，架橋されたコーンスターチとの変性混合物を使用
する。これらの基準に当てはまる澱粉はAmerican Maize
Products社によって製造されたAmaizo213澱粉，および
National Starch社によって製造されたNational1554で
ある。本発明の好ましい実施において，架橋された澱粉
および変性されたじゃがいもの澱粉が使用される。

本発明で，典型的に使用されるカチオン潤滑剤は,Lynda
ll Chemical CompanyによってCation Xという商標で売
られているようなポリアルキレンペンタミンとステアリ
ン酸とのアルキルイミダゾリン反応生成物以外のもので
ある。適切なカチオン潤滑剤は,C₁₂から約C₁₈の脂肪酸
と分子量約1200のポリエチレンイミンとの混合物の反応
生成物のような１部アミド化されたポリアルキレンイミ
ンを包含する。これらは米国特許第3,597,265号に開示
されているような混合物のアミド化されたポリアミド潤
滑油であり，ここに参照として引用されている。このよ
うな反応生成物は，約300から約400の残留アミン価を有
し、そのまままたは薄めた形で使用され得る。アミド化
される脂肪酸は，ペラルゴン酸であることが好ましい。
上記した材料は,Emery6717および6717の商標でオハイオ
州シンチナティー市のEmery Industriesによって製造さ
れており,Emery6760材料の65％品である。この潤滑剤
は，使用されるバインダーの非水性成分（非水性組成
物）の重量に基づいて１重量％より大きく６重量％ま
で，好ましくは1.5重量％から４重量％の量で使用され
る。このようなカチオン潤滑剤は，グラスファイバーの
表面上で負の電荷と結合するため，ファイバー間の内部
潤滑油として働くことが理論付けられる。

澱粉以外のフィルム形成材料である第２のフィルム形成
材料が効果的な量で依存し，使用される量は，本質的
に，効果的にストランドを覆う量であり，束に保形性，
つまり，フィラメントがストランドの形に集められた後
も束がその緻密さを維持し，ストランドが乾燥された後
加工処理される時に，その形を維持していること，を提
供するような量であることが，本発明の実施において重
要と考えられ得る。本発明によって使用される，非澱粉
の第２のフィルム形成材料は，ポリビニルピロリドンホ
モポリマー（PVP）が好ましい。従来のポリビニルアセ
テート，ポリビニルアルコール，エポキシ樹脂，ポリエ
ステルなどのような他のフィルム形成材料が使用されて
もよい。低分子量のポリビニルアセテートは，グラスフ
ァイバー束の表面により柔らかいフィルムを提供するた
め,PVPの代用となる。前記したように，この第２のフィ
ルム形成材料の量は,1種以上の澱粉が必ずバインダーに
おいて主要なフィルム形成材料の構成要素となるよう
に，一般に約１重量％〜約20重量％の範囲であり，約３
重量％〜約15重量％が好ましい。この材料がPVPであ
り，その量が約５重量％を越える場合に，潤滑油の量は
40重量％を下回り,35重量％を下回ることが好ましい。
つまり,PVPの量が５重量％を越えて増加すると，潤滑油
の量が，付随して40重量％もしくは35重量％未満に減少
する。この減少は１対１基準であることが好ましい。こ
の目的に使用するために最も好ましい効果的な第２のフ
ィルム形成材料の量は，例えば,PVPであれば３重量％〜
８重量％％の領域である。これと同量で他のフィルム形
成成分が使用され得る。

有用な非イオン潤滑油には，水素添加植物油，非高分子
多価アルコールの脂肪酸エステル，鉱物油およびこれら
の混合物および配合物が含まれる。これらの水素添加油
の典型的な例には，綿実油，コーン油，大豆油，グリセ
ロールトリオレートなどが含まれる。これらの材料は，
室温，つまり約18℃〜約24℃で，液体でも固定でもよい
が，室温で固体の水素添加された植物油を使用すること
が好ましい。この非イオン潤滑油の量は25重量％を上回
り，好ましくは27重量％を上回って，ストランドの硬度
を低減させて，ストランドの束からストランドが抜け落
ちることになる結果をもたらす量以下の量までの範囲で
ある。この後者の量は，一般に，バインダー中における
重量％を基準にして、フィルム形成材料の合計量に対し
て油量が２倍である。上記した量を越えるとファイバー
を織物ヤーンにする際の化撚性に対して有害な影響を与
える。油量と澱粉量の比は,5/12または0.4を上回り，一
般に約1.5未満である。適切な水素添加された植物油と
してはEclipse102水素添加大豆油として手にはいる物が
好ましい。

非高分子多価アルコールの脂肪酸エステルである油の適
切な例は，トリメチロールプロパントリエステルまたは
ペンタエリスリトールテトラエステルであるKessco油の
ようなトリオール油である。トリメチロールプロパント
リエステルの典型的な構造式は次のようである。

ここで,RはC₇からC₉である。

ペンタエリスリトールテトラエステルは次のように示さ
れる。

ここで,RはC₇からC₉である。

本発明によるディスパージョンを調製するのに乳化剤が
使用される。本発明において，当業者に知られているあ
らゆる１種の乳化剤またはそれらの乳化剤の組み合わせ
が，前記油の水中油型ディスパージョンまたはエマルジ
ョンを調製するのに適している。非限定的な例には，米
国特許第3,227,192号，第4,681,805号および第4,197,34
9号に開示されているものが包含され，そのすべてが，
ここに参照として引用されている。典型的な乳化剤はオ
クチルフェノキシポリー（エチレンオキシ）エタノール
湿潤剤であるIgepal CA−630のような材料である。他の
典型的で適当な素材は,Rohm and Haas社によって製造さ
れたオクチルフェノキシポリエトキシエタノールであ
る，トリトンＸ−100である。これらは，単独で使用さ
れても，混ぜられてもよい。このようにして，本発明の
好ましい実施態様においては,Igepal CA−630およびTri
ton X−100の混合物が同重量で使用される。使用された
乳化剤または湿潤剤が，エマルジョンにおいて適当な親
水性，親油性バランスを持つ限り，発明の実施の際，ど
のような従来の湿潤剤も使用できる。一般に，各乳化剤
は組み合わせて使用される場合，固形分重量の1.8重量
％〜4.5重量％で存在する。いずれにしても使用される
乳化剤の全量は，典型的には固形分重量の３重量％〜９
重量％の間である。

適当な水中油型ディスパージョンあるいはエマルジョン
は一般的に上記１種以上の潤滑油および１種以上の乳化
剤を使用して調製される。バインダー中のディスパージ
ョンあるいはエマルジョンの安定性を維持するために，
固形分基準で，澱粉成分の全重量％は,40重量％〜50重
量％が好ましく，さらに50重量％未満が好ましく，約45
重量％を下回る位が最も好ましいが,35重量％を上回
る。同じように，使用される潤滑油は,25重量％を上回
り，約40重量％までの範囲の量で提供され,27重量％〜3
8重量％が好ましく,27重量％〜35重量％が最も好まし
く，油の澱粉に対する量の比が１未満になるのが好まし
い。

典型的には，かびがアミロースを含有する澱粉誘導剤を
襲うのを防ぐために，本発明の織物用糊に殺菌剤が使用
される。このため，アミロースを包含する澱粉を使用す
る，本発明において使用されるバインダーにおいて，ト
リブチルティンオキシドのような４級有機金属型材料
が，およびChemTreat,Inc.によって製造され,Chemtreat
C1−214の商標を有する，メチレン−ビス−チオシアネ
ートのような材料が使用され得る。Biomet66は使用され
得る典型的な金属含有化合物であり、Ｍ＆T Chemical C
o.,Inc.によって製造されるビス（トリ−ｎ−ブチルテ
ィン）オキシドおよびｎ−アルキルジメチルベンジル塩
化アンモニウムも使用可能である。

本発明によると，少量のシランも使用され得る。ガンマ
アミノプロピルトリエトキシシラン以外のどのようなシ
ランもファイバーグラスの糊付け技術において使用され
得る。このようにしてジ−およびポリ−アミノシラン，
ビニルシラン，および好ましくはグリシド−ルプロピル
トリメトキシシランなどが使用され得る。特に好ましい
実施態様においては,Union Carbideによって製造される
Ａ−187のようなシラン，およびDow Corning社によって
製造されるグリシドキシプロピルトリメトキシシランで
あるＺ−6040が使用される。

当業者において知られている，天然および／または合成
ワックスは，バインダーにおいて０から25重量％の範囲
の量で使用され得る。ワックスの適当な例は，米国特許
第4,795,678号（Girgis）に記載されており，ここに参
照として引用されている。ワックス量が０より大きくな
るにつれ，それにともなって，澱粉の量はその増加に対
して，バインダーの非水性成分の少なくとも35重量％で
65重量％未満の量の範囲で減少する。ワックスはバイン
ダーに存在せず，潤滑油はバインダーにおける唯一の非
イオン潤滑油であることが好ましい。

水は，通常，糊中の非水性成分のためのキャリアーであ
る。糊中に存在する水の量は，好ましくはその形成中グ
ラスファイバーにその水性糊の塗布を容易にする量であ
る。このために，水性糊の全固形分（非水性）含量は，
通常，約0.5重量％〜約30重量％の範囲であり，約３重
量％〜10重量％が好ましい。糊がグラスファイバーに塗
布できるようなレベルに固形分が調整されるべきであ
る。例えば，水が主要成分を占める糊では，粘度は20℃
で約３センチポアズ〜約60センチポアズの間である。濃
化剤が，糊の粘度を高めるために使用され得るが，一般
に粘度が20℃で100センチポアズを上回る場合は，形成
中にその糊をファイバーグラスに塗布するのは難しい。

一般にバインダーの調製は，水性バインダーを形成する
ための成分を同時または続けて添加することによって行
われる。澱粉あるいは澱粉混合物（第１のフィルム形成
材料），潤滑油あるいはエマルジョン形態の潤滑油混合
物，非澱粉フィルム形成ポリマー（第２のフィルム形成
材料），カチオン潤滑剤，有機アルコキシシラン，およ
び殺菌剤，ならびに，バインダーが望ましい量および固
形分レベルになるように個々の成分には加えられていな
い所定量の水分の順で添加されるのが好ましい。

水性バインダーは，当業者に知られている方法によって
形成中に，グラスファイバーに塗布されるのが好まし
い。バインダーのファイバーへの塗布により，約0.5重
量％〜約３重量％のバインダーを有するファイバースト
ランドができ，好ましくは，発火損失（Loss on igniti
on（LOI））ベースで，約0.9重量％〜約３重量％であ
り，さらに好ましくは約0.8重量％〜1.4重量％のバイン
ダーを有する。LOIテストはグラスファイバーのバイン
ダーの量を決めるのによく知られている技術である。そ
のために，コーティングまたはバインダーが付与された
グラスファイバーの重量をはかり，そしてグラスファイ
バーストランドのバインダーを燃やしてバインダーを除
いたストランドの重量を決める。このグラスファイバー
はどのようなグラス組成物を有していてもよく，当業者
に知られる，どのような直径のファイバーに形成されて
いてもよい。例えば，適当な組成物には，「621−glas
s」および「Ｅ−glass」のグラス組成物およびホウ素お
よび／またはフッ素の含有量が少ないまたは含有しない
それらの誘導体がある。フィラメントまたはファイバー
の直径は，一般に，ベータファイバーのような約３未満
から約30ミクロンのものから，ファイバーの束をよじれ
るだけの直径のファイバーまで及ぶ。グラスファイバー
自体は，当業者に知られている方法によって，直接ある
いは間接的な溶解工程およびブッシングにおいてオリフ
ィスを通して成形することによって，形成され得る。フ
ァイバーを冷ますのに，水のスプレーを使用し，ファイ
バーはブッシングからのアテニュエーションおよび水の
スプレーによって冷まされたすぐ後に，水性バインダー
で処理されるのが好ましい。ファイバーは巻き取り機に
よってブッシングから引き延ばされ，バインダーが塗布
された後，ファイバーは１つまたはそれ以上のストラン
ドにまとめられ，巻き取り機で輪状に束ねられる。多層
に束ねられたバインダー処理されたグラスファイバース
トランドは，一般に束の約１重量％〜約15重量％の範囲
まで束の水分を減らすために乾燥される。水分を減らし
た後，束はオーブンにより通常用いられる温度および時
間での乾燥または通常用いられる時間での空気乾燥を受
ける。他の乾燥方法は，ストランドが巻かれた紙の管を
湿度および温度が調節された環境下に置いて,8時間コン
ディショニィングすることである。ストランドは撚られ
てボビンに巻かれる。撚る間のコンディショニングおよ
び空気乾燥により単一のストランドを形成するフィラメ
ントの表面にバインダーの乾燥残渣が残る。

本発明のグラスファイバーおよびバインダーの可撚性ス
トランドは，当業者に知られているグラスファイバーを
撚る技術で撚られる。例えば，当業者に知られる全ての
グラスファイバー撚るための撚り機が，本発明のグラス
ファイバーを撚るのに役立つ。一般に，ストランドある
いはヤーンを速度を制御してボビンに送り込んで撚られ
るが，ボビンは，ヤーンまたはストランドが供給される
よりも速い速度でボビンにヤーンまたはストランドが巻
かれるような速さで回転する軸に置かれる。一般に，こ
のストランドは，ボビン上のファイバーの位置およびボ
ビン上のファイバー層のパッキングを制御するために，
リング上に置かれた移動眼（travelling eye）を通して
供給される。リングは，撚り機に取り付けられていると
ころから，ボビンの全長を上下に移動する。一般に撚る
レベルは0.5から３回転／インチの範囲内である。撚る
にあたって，ストランドは精密に撚れるだけの柔軟性が
なければならず，また個々のフィラメントが束あるいは
ストランド中を自由に移動できなければならないという
ことが，可撚性ストランドに要求される。ボビン上に存
在する撚られたストランドあるいはヤーンは，織物ある
いは不織布，編まれたおよび／あるいは編み込まれた製
品および様々なテープ製品および複合製品の補強材を製
造するのに有用である。織物は，当業者に知られている
従来のシャトル織機，エアージェット織機，ラピアー織
機，または無シャトル織機で製造され得る。

本発明をもっと完全に理解するため，本発明によるスト
ランドを調製するために使用されたバインダーを調製す
る方法を示す次の実施例が引用される。Kessco887油成
分の代わりに，オハイオ州クリーヴランドにあるDurkee
Industrial Food Inc.のEclipse102oilを使った実施例
１は，本発明の最も好ましい実施例である。

（実施例） 実施例１ ５ガロンの澱粉バインダーディスパージョンが次のよう
にして作られた。スラリータンクに6,650gの水が加えら
れ,247gのNational1554澱粉および247gのAmaizo213澱粉
が加えられた。その後，成分はジェット調理器具で，毎
分1,95ガロンの循環速度で255゜F/5゜で１分間調理され
た。調理された澱粉は，次に主混合タンクに注がれた。
Eppenbach混合タンクには,393gのKessco887合成油,39.5
gのTriton X−100および39.5gのIgepal CA−630が加え
られた。Eppenbachのミキサーを作動させ，内容物は140
゜F/5゜まで熱された。全成分が完全に混合されて,944g
の140〜160゜Ｆの熱湯が，混合物が白く変化して，転化
するまでゆっくりと加えられ，その後残りの水が加えら
れた。得られた混合物はそれから主混合タンクに移され
た。

別の混合タンクに615gの熱湯が加えられ，それに54.9g
のPVP K−30,ポリビニルピロリドンフィルム形成剤（GA
F Chemical Corpによって製造された）が加えられた。P
VP K−30は水中に分散され,PVP−K30が溶け，溶液が澄
むまで激しく攪拌された。これにより得られた溶液は，
その後主混合タンクに移された。別の混合タンクに,500
gの水が入れられ,2.7gの氷酢酸がゆっくり攪拌しながら
加えられた。これに54.9gのＺ−6040が加えられ，混合
物は溶液が澄むまで，ゆっくりとかき回された。この混
合液は，その後主混合タンクに移された。別の混合タン
クには,188gの水が入れられ,22gのEmery6717が熱湯で溶
解された。完全に溶解すると，得られた材料は主混合タ
ンクに移された。主混合タンク中の前成分は、約145゜F
/5゜の温度で，最終的な量が５ガロンになるように水で
薄められた。

従来のグラスファイバー形成装置を使用して，上記のよ
うに調製されたバインダーが主混合タンクから適当な管
を通して，ファイバーグラス形成ブッシングが置かれて
いるグラスファイバーを形成する位置まで導かれた。利
用されたブッシングは，その下に油だめのあるベルト状
の塗布器を有する800tip2G−75のブッシングである。塗
布器の表面に，使用されるバインダー材料を拾い上げる
ために，塗布器の油だめにベルトを通過させるローラ
に，ゴムのベルトが取り付けられた。800tipブッシング
から引き延ばされたグラスファイバーあるいはフィラメ
ントは，ゴムのベルト状塗布器の表面に接触して通過
し，ベルトの表面上のバインダーは，フィラメント上に
引き延ばされるように塗布された。フィラメントは集め
られてギャザリングシューでストランドの形にされ，高
速巻き取り器の表面に置かれた管スリーブに巻かれた。
ストランドを置かれた管スリーブは続いて湿度および温
度を制御した環境に置かれて,8時間コンディションされ
た。得られたストランドは，それから撚られて従来の撚
り装置を使用してボビンに巻かれる。撚る前およびその
最中に，乾燥したバインダーの残渣がファイバーの表面
に残る。形成されたグラスファイバーストランド上の乾
燥残渣量は，ストランドの1.03重量％である。このよう
にして調製されたストランドは，米国特許第4,610,789
号に記載された型の破壊されたフィラメントを検出する
機械を使用して，破壊されたフィラメントが評価され,1
000ヤード当りの破壊されたフィラメントが計測され
た。結果は，以下の表１の第１欄に示されている。

実施例２ 実施例１で説明されたグラスファイバーストランドに同
じ処方のバインダーが処方され，実施例１で使用された
のと同じ形成配置を使ってグラスファイバーストランド
に塗布された。形成されたストランドは実施例１のよう
に乾燥された。出来上がったストランド上のLOIは0.93
％だった。実施例１のように出来上がったストランド
は，同じ破壊されたフィラメントを検出する機械にかけ
られ，破壊されたフィラメントが数えられた。結果は表
１の第２欄に示す。

実施例３ 実施例１で説明されたグラスファイバーストランドと同
じ処方でバインダーが調製された。得られたバインダー
は実施例１に説明されたのと同じ方法でグラスファイバ
ーストランドに塗布され，ストランドは実施例１のよう
に乾燥された。得られたストランドは,0.99％のLOIであ
った。このストランドは実施例１と同じ破壊されたフィ
ラメントを検出する機械にかけられ,1000ヤードあたり
の破壊されたフィラメントが計測された。結果は表１の
３欄にある。

さらに５種のバインダーが調製され，グラスファイバー
に塗布され，本発明のグラスファイバー織物用ヤーンあ
るいはストランドを形成した。追加例に関しては，調製
の方法は，表１に挙げられた成分に関する例１〜３と同
様に行った。表１には，固形分重量％（非水性成分）ベ
ースにおける成分，および破壊されたフィラメントの試
験結果および可織性を調べた結果を示している。可織性
の行における矢印は，高い方の値「Ａ」から低い方の値
「Ｃ」までの可織性の範囲を示している。表中の用語
「BF」は破壊されたフィラメントのことである。

ここで引用されたLowensteinの本に説明されていたのと
同様の従来の水素添加植物油−澱粉の乾燥残渣を有する
ストランドが，対照標準として使用された。対照標準の
破壊されたフィラメントレベルは実施例１〜８で使用さ
れたのと同じ検出器によって計測された。対照標準スト
ランドは，実施例１〜８を行うのに使用されたのと同じ
ブッシングから形成され，この対照標準を使用して検出
された破壊されたフィラメントの平均は,1000ヤードに
つき5.76だった。

この実施例１〜８で調製されたストランド上の破壊され
たフィラメントのレベルに対するテストに加えて，スト
ランドは，さまざまの織機を用いて可織性がテストされ
た。これらの実施例で調製されたストランドの挿入時間
は，エアージェット織機の操作の条件に合うものである
ことが判明した。実施例１〜８で調製されたストランド
の移動のプロファイルおよび対照標準のそれが比較され
た，実施例１〜８の澱粉−油バインダーのバインダー移
動は対照標準のそれに匹敵することがわかった。最後
に，実施例１〜８に従って調製されたヤーンについての
実験は，これらのヤーンには熱クリーニング特性がある
ことを示している。

本発明はある特定の例に関して説明され，実施例により
示されたが，従属請求項において明らかにされているよ
うに，それに限定されるものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 15/11 // Ｄ０６Ｍ 101:00 (56)参考文献 特開 平１−242444（ＪＰ，Ａ)

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維の表面にバインダーの乾燥残渣を発火
   消失ベースで約0.9重量％〜約３重量％の範囲で有する
   束状の多数のグラスファイバーを含有する，グラスファ
   イバー織物用ストランド： ここで、該バインダーは，（１）テトラエチレンペンタ
   ミンとステアリン酸とのアルキルイミダゾリン反応生成
   物，および，（２）ガンマアミノプロピルトリエトキシ
   シランを含有せず，そして 該バインダーは，以下のａ）〜ｆ），および，約１重量
   ％〜約30重量％の範囲の非水性成分を含有する； ａ）該束に保形性を提供する第１のフィルム形性材料で
   ある，少なくとも１種の澱粉であって，該バインダーの
   非水性成分の少なくとも35重量％の量で存在する，澱
   粉； ｂ）水素添加植物油，非高分子多価アルコールの脂肪酸
   エステル，および鉱物油ならびにそれらの混合物からな
   る群から選択される油であって，該バインダーの非水性
   成分の少なくとも25重量％の量で存在し，そして，該油
   （ｂ）の該澱粉ａ）に対する比が,5/12（0.4）より大き
   く，かつ1.5未満である，油； ｃ）少なくとも１種の乳化剤であって，該油ｂ）の水中
   油型エマルジョンを形成するのに効果的な量で存在す
   る，乳化剤； ｄ）第２のフィルム形成材料であって，ポリビニルピロ
   リドン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，エポ
   キシ樹脂，ポリエステルおよびそれらの混合物からなる
   群から選択され，該束に保形性を提供し，該バインダー
   の非水性成分の約１重量％〜約20重量％の範囲の量で存
   在し， そして，該第２のフィルム形成材料ｄ）の量が該バイン
   ダーの非水性成分の５重量％を越えて増加する場合に
   は，該油ｂ）の量が該バインダーの非水性成分の40重量
   ％から減少する，第２のフィルム形成材料； ｅ）テトラエチレンペンタミンとステアリン酸とのアル
   キルイミダゾリン反応生成物を除くアミド化されたポリ
   アミン潤滑剤であって，効果的に内部潤滑が行われる量
   で存在する，カチオン潤滑剤； ｆ）該バインダーを該ガラスファイバー織物用ストラン
   ドに塗布するのに効果的な量で存在する，水。
2. 【請求項２】前記非高分子多価アルコールの脂肪酸エス
   テルがトリオールエステルであり， そして，前記澱粉ａ）が前記バインダーの非水性成分の
   50重量％未満の量で存在する， 請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
3. 【請求項３】前記非高分子多価アルコールの脂肪酸エス
   テルが，カプリル酸，ペラルゴン酸，ならびにカプリン
   酸のトリエステルおよびテトラエステルからなる群から
   選択される脂肪酸（１）と，トリメチロールプロパンお
   よびペンタエリスリトールからなる群から選択される多
   価アルコール（２）との反応生成物である， 請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
4. 【請求項４】前記第２のフィルム形成材料ｄ）が，ポリ
   ビニルピロリドン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビ
   ニル，およびそれらの混合物からなる群から選択され， そして，前記バインダーの非水性成分の３重量％を上回
   る約15重量％未満の量で存在する，請求項１に記載のグ
   ラスファイバー織物用ストランドであって， 該第２のフィルム形成材料ｄ）の量が該バインダーの非
   水性成分の５重量％を越えて増加する場合には，前記油
   ｂ）の量が該バインダーの非水性成分の35重量％から減
   少する，グラスファイバー織物用ストランド。
5. 【請求項５】前記油ｂ）が前記バインダーの非水性成分
   の27重量％〜35重量％の範囲の量で存在し， 前記澱粉ａ）が該バインダーの非水性成分の40重量％〜
   50重量％の範囲の量で存在し， そして該油ｂ）の該澱粉ａ）に対する比が0.4から１ま
   での範囲である， 請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
6. 【請求項６】前記澱粉ａ）が前記バインダーの非水性成
   分の重量％比において約１対１の比率で２種存在し，両
   者の合計量が前記バインダーの非水性成分の少なくとも
   35重量％である， 請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
7. 【請求項７】前記乳化剤ｃ）が前記バインダーの非水性
   成分の重量％比において約1:1の比率で２種存在する，
   請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
8. 【請求項８】前記カチオン潤滑剤ｅ）が,2〜18の炭素原
   子を脂肪酸の混合物と約1200の分子量を有するポリエチ
   レンイミンとの反応生成物であり，約300〜400の残留ア
   ミン価を有する， 請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
9. 【請求項９】前記バインダーの非水性成分の約１重量％
   〜約７重量％の範囲の量の有機官能性アルコキシシラン
   もしくはその加水分解生成物をさらに含有する，請求項
   １に記載のグラスファイバー織物用ストランド。
10. 【請求項１０】前記シランが，ビニルオルガノアルコキ
    シシランおよびその加水分解生成物ならびにグリシドキ
    シオルガノアルコキシシランおよびその加水分解生成物
    からなる群から選択される，請求項９に記載のグラスフ
    ァイバー織物用ストランド。
11. 【請求項１１】前記水素添加植物油が約18℃〜約24℃で
    固体である，請求項１に記載のグラスファイバー織物用
    ストランド。
12. 【請求項１２】前記バインダーの非水性成分の25重量％
    までの量のワックスを含有し，そして，前記澱粉ａ）が
    該バインダーの非水性成分の65重量％未満の量で存在す
    る，請求項１に記載のグラスファイバー織物用ストラン
    ドであって， 該ワックスの量が増加するに伴って，該澱粉ａ）の量が
    該バインダーの非水性成分の少なくとも35重量％で65重
    量％未満の量の範囲で減少する，グラスファイバー織物
    用ストランド。
13. 【請求項１３】前記油ｂ）が前記バインダーの非水性成
    分の少なくとも27重量％の量で存在する，請求項１に記
    載のグラスファイバー織物用ストランド。
14. 【請求項１４】前記バインダーが少なくとも１種の効果
    的な量の殺菌剤をさらに含有する，請求項１に記載のグ
    ラスファイバー織物用ストランド。
15. 【請求項１５】繊維の表面にバインダーの乾燥残渣を発
    火消失ベースで約0.9重量％〜約３重量％の範囲で有す
    る束状の多数のグラスファイバーを含有する，グラスフ
    ァイバー織物用ストランド： ここで、該バインダーは，（１）テトラエチレンペンタ
    ミンとステアリン酸とのアルキルイミダゾリン反応生成
    物，および，（２）ガンマアミノプロピルトリエトキシ
    シランを含有せず，そして 該バインダーは，以下のａ）〜ｇ），および，約１重量
    ％〜約30重量％の範囲の非水性成分を含有する； ａ）該束に保形性を提供する第１のフィルム形性材料で
    ある,2種の澱粉であって，該バインダーの非水性成分の
    重量比において約1:1の比率で存在し，両者の合計量が
    該バインダーの非水性成分の少なくとも35重量％の量で
    ある，澱粉； ｂ）水素添加植物油，非高分子多価アルコールの脂肪酸
    エステルおよび鉱物油ならびにそれらの混合物からなる
    群から選択される油であって，該バインダーの非水性成
    分の少なくとも27重量％〜40重量％の量で存在し，該油
    ｂ）の該澱粉ａ）に対する比が,5/12（0.4）より大き
    く，かつ１未満である，油； ｃ）２種の乳化剤であって，該油ｂ）の水中油型エマル
    ジョンを形成するのに効果的な量で存在する，乳化剤； ｄ）第２のフィルム形成材料であって，ポリビニルピロ
    リドン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，エポ
    キシ樹脂，ポリエステルおよびそれらの混合物からなる
    群から選択され，該束に保形性を提供し，該バインダー
    の非水性成分の約１重量％〜約15重量％の範囲の量で存
    在し， そして，該第２のフィルム形成材料ｄ）の量が該バイン
    ダーの非水性成分の５重量％を越えて増加する場合に
    は，該油ｂ）の量が該バインダーの非水性成分の35重量
    ％から減少する，第２のフィルム形成材料； ｅ）該バインダーの非水性成分の約0.5重量％〜約５重
    量％の範囲の効果的な潤滑を行う量で存在する，カチオ
    ン潤滑剤であって,2〜18の炭素原子を有する脂肪酸の混
    合物と約1200の分子量を有するポリエチレンイミンとの
    反応生成物であり，約300〜約400の残留アミン価を有す
    る，カチオン潤滑剤； ｆ）該バイダーの非水性成分の約１重量％〜約７重量％
    の範囲の量の，ガンマアミノプロピルトリエトキシシラ
    ン以外の有機官能性アルコキシシランもしくはその加水
    分解生成物；および ｇ）該バインダーを該ガラスファイバー織物用ストラン
    ドに塗布するのに効果的な量で存在する水。
16. 【請求項１６】前記繊維の表面に前記バインダーの乾燥
    残渣を発火消失ベースで約0.9重量％〜約２重量％の範
    囲で有する，請求項15に記載のグラスファイバー織物用
    ストランドであって， 該バインダーは、以下のａ）〜ｆ）を含有する水性ディ
    スパージョンである，グラスファイバー織物用ストラン
    ド： ａ）第１のフィルム形成材料である２種の澱粉のブレン
    ドであり，該バインダーの非水性成分の45重量％の量で
    存在する，澱粉； ｂ）固体水素添加植物油および非高分子多価アルコール
    の脂肪酸エステルからなる群から選択される油であっ
    て，該バインダーの非水性成分の35.8重量％の量で存在
    し， 該脂肪酸が，カプリル酸，ペラルゴン酸，ならびにカプ
    リン酸のトリエステルおよびテトラエステルからなる群
    から選択され， そして，該多価アルコールが，トリメチロールプロパン
    およびペンタエリスリトールからなる群から選択され
    る，油； ｃ）該バインダーの非水性成分の7.2重量％の量で存在
    する，乳化剤； ｄ）該バインダーの非水性成分の５重量％の量で存在
    し，ポリ（ビニルピロリドン）である，該第１のフィル
    ム形成材料である澱粉ａ）と異なる第２のフィルム形成
    材料； ｅ）テトラエチレンペンタミンとステアリン酸とのアル
    キルイミダゾリン反応生成物を除くアミド化されたポリ
    アミン潤滑剤であって，該バインダーの非水性成分の２
    重量％の量で存在する，カチオン潤滑剤；および ｆ）該バインダーの非水性成分の５重量％の量で存在す
    る，有機官能性アルコキシシランもしくはその加水分解
    生成物。
17. 【請求項１７】前記バインダーの非水性成分の25重量％
    までの量のワックスを含有し，そして，前記澱粉ａ）が
    該バインダーの非水性成分の65重量％未満の量で存在す
    る，請求項15記載のグラスファイバー織物用ストランド
    であって， 該ワックスの量が増加するに伴って，該澱粉ａ）の量が
    該バインダーの非水性成分の少なくとも35重量％で65重
    量％未満の量の範囲で減少する，グラスファイバー織物
    用ストランド。
18. 【請求項１８】前記バインダーが，少なくとも１種の効
    果的な量の殺菌剤をさらに含有する，請求項15に記載の
    グラスファイバー織物用ストランド。
19. 【請求項１９】改良された澱粉−油バインダーの乾燥残
    渣，効果的な量の内部潤滑剤，殺菌剤，および乳化剤
    を，繊維の表面に有する，グラスファイバーストランド
    であって， 該乾燥残渣が， 第１のフィルム形成材料であって，該バインダーの非水
    性成分の50重量％未満の量で存在する，澱粉； トリメチロールプロパントリエステル，ペンタエリスリ
    トールテトラエステルおよびそれらの混合物からなる群
    から選択される合成油；および 該第１のフィルム形成材料である澱粉と異なる第２のフ
    ィルム形成材料；を含有する， グラスファイバーストランド。
20. 【請求項２０】前記澱粉−油バインダーが，少なくとも
    １種の効果的な量の殺菌剤をさらに含有する，請求項19
    に記載のグラスファイバーストランド。