JPH10509480A - 複合ストランドの成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複合ストランド（１６）を製造するための方法及び装置（１０）を提供する。装置（１０）は第１の連続繊維（１４）に引かれるべき溶融ガラス流を供給するための加熱ブッシュ（１２）と、ガラス流を第１の繊維（１４）に引くようになった引き取り装置（２０）と、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維（６６）を供給するための供給装置と、サイズを第１繊維（１４）及び第２の繊維（６６）に塗布するための１つ又はそれ以上の塗布装置（３０、３５）と、第１繊維（１４）及び第２の繊維（６６）を集めて１本又はそれ以上の複合ストランド（１６）にする装置（５０）と、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】 複合ストランドの成形方法及び装置 背景技術 本発明は一般的には、複合材料の製造に関し、より詳細には、ガラス繊維及び 有機繊維のような他の材料から複合ストランドを形成する方法及び装置に関する 。 ガラス及び有機材料を含む複合ストランドを製造する種々の方法が存在する。 溶液処理、スラリー処理、及び溶融含侵のような方法はポリマー含有溶液の中に 仕上がったガラス繊維トウを通すことを伴う。ポリマーがトウに付着して複合材 料になる。皮膜スタッキングとして知られた他の方法は熱可塑性材料のシート間 に繊維トウをスタックし、長時間圧力を加えることを必要とする。ドライパウダ ー含侵と呼ばれる更に他の方法は熱可塑性粉末を繊維トウに付与し、次いで、加 熱して粉末粒子を繊維に焼結させることを伴う。 上記の方法の全ては色々な欠点を有する。全ての方法に共通の欠点は、最終複 合ストランド製品を製造するのに１つ又はそれ以上の直結でない（ガラストウ広 げ）処理工程を必要とすることである。このような直結でない工程は製品のコス ト及び製造の複雑さを増大させる。 複合ストランドを製造する他の方法、即ち繊維の混合方法は直結工程を使用し て行うことが出来る。米国特許第５,０１１,５２３号に開示された方法のような 方法は溶融ガラスをブッシュに供給し、ブッシュからガラス繊維を引き、サイズ を塗布ローラによって繊維に塗布する。サイズ付き繊維を集めて１本又は数本の 糸にし、この糸をポリマー繊維と結合させる。出来た繊維をアッセンブリー装置 で集めて単一のトウにし、次いで、これをコレットに巻き取って複合ストランド パッケージを製造し、或いは直ちに切断して部分にする。 直結工程であるにも係わらず、上記のような方法は幾つかの欠点を有している 。特に関心のあるのは、出来上がったストランド内のポリマーの位置の問題であ る。特に、製造された複合材料のストランドは製品の横断面全体にわたって熱可 塑性材料を分布させていない。又、最終製品中のバインダー／サイズの量は大変 少ない（約0.5％）。従って、それらの製品から形成された複合材料はポリマー を製 品の横断面全体にわたって分布させておらず、繊維は強く結合されない。 従って、複合ストランドの横断面全体にわたって熱可塑性繊維をガラス繊維に ついて分散させ、複合ストランド製品中に比較的高いバインダー／サイズ分量を もたらす改良複合ストランド形成方法の要求がある。更に、複合ストランド製品 をより効率的且つ経済的な方法で製造することができる複合ストランド製品の改 良形成方法の要求がある。 発明の開示 それらの要求は、１本又はそれ以上の複合ストランドを改良直結工程で形成す る、本発明によって満たされる。この方法は第１及び第２の別々の繊維からなる 複合ストランドを提供すること、第２の繊維の間にストランドの横断面全体にわ たって第１の繊維が散在する利点を有する。更に、ストランドは、第１及び第２ の繊維を強く結合させる比較的高いバインダー／サイズ分量を有する。 本発明の第１の観点によれば、１本又はそれ以上の複合ストランドを製造する ための装置を提供する。装置は第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス流を供 給するための加熱ブッシュと、ガラス流を第１の繊維に引くようになった引き取 り装置と、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための供給装 置と、サイズを第１及び第２の繊維に塗布するための１つ又はそれ以上の塗布装 置と、第１及び第２の繊維を集めて１本又はそれ以上の複合ストランドにする装 置と、からなる。 装置は、第１及び第２の繊維が集められて１本又はそれ以上のストランドにす る前に、第１及び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギー を第１及び第２のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置を更に有 する。 又、装置の集め装置は好ましくは、第１及び第２の繊維を１本又はそれ以上の 複合ストランドに集めるための、乾燥装置と引き取り装置との間に位置したギャ ザリングシューからなる。引き取り装置は巻き取り装置からなるのがよい。別の 例では、引き取り装置は直結のチョップユニットからなる。 第１及び第２の繊維の両方にサイズを塗布するのに単一の塗布装置を使用する ことができる。別の例では、第１の繊維にサイズを塗布するのに第１の塗布装置 を使用し、第２の繊維にサイズを塗布するのに第２の塗布装置を使用することが できる。又、サイズを単一の塗布装置によって第１及び第２の繊維のうちの一方 だけに塗布してもよいことは理解される。 本発明の第２の観点によれば、１本又はそれ以上複合ストランドを形成するた めの方法を提供する。この方法は溶融ガラス源から複数の第１のガラス繊維を引 き、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維の供給源を提供し、サイズを第 １及び第２の繊維に塗布し、第１及び第２の繊維を集めて１本又はそれ以上の複 合ストランドにする工程を有する。第２の繊維は好ましくはＳーガラス繊維、グ ラファイト繊維、及びポリマー繊維からなる群から選択される。もっと好ましく は、第２の繊維はポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、及びポリフェニレンサ ルフィド繊維からなる群から選択される。 本方法は又サイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と接触させて第１及び 第２の繊維のサイズの乾燥を行わせる工程を有する。その上、水性サイズを第１ 及び第２の繊維に塗布することができる。このような場合には、加熱部材により 水性サイズ中の水の少なくとも一部分を蒸発させる。加えて、サイズはアクリル ポリマーエマルジョン又はウレタンからなる皮膜形成剤からなる。 本発明の第３の観点によれば、複合ストランド製品を提供する。複合ストラン ド製品は、溶融ガラス源から複数の第１のガラス繊維を引き、第２の材料の１つ 又はそれ以上の第２の繊維の供給源を提供し、水性サイズを第１及び第２の繊維 に塗布し、サイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と接触させて第１及び第 ２の繊維のサイズの乾燥を行わせ、第１及び第２の繊維を集めて複合ストランド にすることによって製造される。 本発明の第４の観点によれば、複数のサイズ付きの第１及び第２の繊維を製造 するための装置を提供する。装置は、第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス 流を供給するための加熱ブッシュと、ガラス流を第１の繊維に引くようになった 引き取り装置と、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための 供給装置と、サイズを第１及び第２の繊維に塗布するための１つ又はそれ以上の 塗布装置と、を有する。 装置は、第１及び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギ ーを第１及び第２のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置を更に 有する。乾燥装置は好ましくは、加熱接触プレートからなる。又、引き取り装置 は巻き取り装置又は直結のチョップユニットからなる。 本発明の第５の観点によれば、複数のサイズ付きの第１及び第２の繊維を形成 するための方法を提供する。方法は溶融ガラス源から複数のサイズ付きの第１の ガラス繊維を引き、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維の供給源を提供 し、サイズを第１及び第２の繊維に塗布し、１つ又はそれ以上の第２の繊維を第 １の繊維と混合する工程を有する。 第２の繊維は好ましくはＳーガラス繊維、グラファイト繊維、及びポリマー繊 維からなる群から選択される。もっと好ましくは、第２の繊維はポリアミド繊維 、ポリプロピレン繊維、及びポリフェニレンサルフィド繊維からなる群から選択 される。 好ましい実施形態では、方法はサイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と 接触させて第１及び第２の繊維のサイズの乾燥を行わせる工程を更に有する。水 性サイズを第１及び第２の繊維に塗布することができる。このような場合には、 加熱部材により水性サイズ中の水の少なくとも一部分を蒸発させる。 本発明の第６の観点によれば、１本又はそれ以上の複合ストランドを製造する ための装置を提供する。装置は第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス流を供 給するための加熱ブッシュと、ガラス流を第１の繊維に引くようになった引き取 り装置と、第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための供給装 置と、サイズを第１及び第２の繊維の一方に塗布するための塗布装置と、第１及 び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギーを第１及び第２ のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置と、第１及び第２の繊維 を集めて１本又はそれ以上の複合ストランドにするための装置と、を有する。 本発明の目的は、一貫性のある複合ストランド製品を形成するための改良直結 方法を提供することにある。本発明の他の目的は、複合ストランド製品を製造す るための改良装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、改良複合スト ランド製品を提供することにある。本発明の他の目的は、複数のサイズ付きの第 １及び第２の繊維を製造するための改良装置を提供することにある。本発明の尚 他の目的は、複数のサイズ付きの第１及び第２の繊維を製造するための改良方法 本発明のこれら及びその他の目的並びに利点は以下の説明、添付図面、及び特許 請求の範囲から明らかであろう。 図面の簡単な説明 図１は本発明の第１の実施形態によって構成された複合ストランド形成装置の 斜視図である。 図１ａは直結チョッパーの側面図である。 図２は図１に示す装置の側面図である。 図３は図２の３−３線における図である。 図４は本発明の第２の実施形態によって構成された複合ストランド形成装置の 側面図である。 図５は本発明の第３の実施形態によって構成された複合ストランド形成装置の 正面図である。 発明を実施するための態様 本発明に従って複合ストランド製品を製造するための装置を図１に示す。この 装置を全体的に参照番号１０で示す。装置１０は複数の溶融ガラス流を放出する 多数のオリフィス（図示せず）を有するブッシュ１２を有する。オリフィスは中 空スタッド又はチップ（図示せず）によって延長されるのがよい。図１に示す実 施の形態では、ガラス流は巻き取り装置２０によって第１の連続繊維１４を形成 するように機械的に引かれる。ガラス繊維はブッシュ１２と第１の塗布ローラ３ ０との間に位置したプレパッドスプレー（図示せず）を使用して水で霧吹きされ る。 第１の繊維１４は前向きの第１塗布ローラ３０の上を通り、塗布ローラはサイ ジング組成物の第１の液体被覆繊維１４に塗布する。サイジング組成物は典型的 には水性ベースであるが、他の適当なタイプのものでもよい。サイジング組成物 を収容するトラフ３２がローラの下に位置決めされる。ローラ３０はトラフ３２ の中へ延び、ローラが在来の駆動装置３０ａによって回転されると、サイジング 組成物をトラフ３２から繊維１４に移す。サイジング組成物をガラス繊維１４に 塗布するための他の装置又は技術を塗布ローラ３０の代わりに使用してもよい。 第２の材料の繊維６６の１つ又はそれ以上のパッケージ６２（図示した実施の 形態では２つ）がパッケージ支持ラック６０で支持される。第２の繊維６６は巻 き取り装置２０によってパッケージ６２から引かれ、適当な数のガイドアイ６４ （図示した実施の形態では４つ）を貫通し、後向きの第２の塗布ローラ３５の上 を通る。ガイドアイ６４は第２の材料の繊維６６を、第２の材料の繊維が塗布ロ ーラ３５と良好に接触し、下でもと詳しく説明する加熱装置４１に係合する点を 制御するように位置決めするのに役立つ。 第２の材料の繊維６６は広範囲の組成物から選択することができる。好ましく は、第２の材料の繊維６６は、Ｓーガラス繊維、グラファイト繊維、及びポリマ ー繊維からなる群から選択される。もっと好ましくは、第２の材料繊維６６は、 ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、及びポリフェニレンスルフィド繊維から なる群から選択される。又、ここに特に記載しない他の無機繊維又は有機繊維を も採用してもよいことが分かる。 後向きの第２の塗布ローラ３５はサイジング組成物の第２の液体被覆を第２の 材料の繊維６６に塗布する。第２サイジング組成物は第１のサイジング組成物と 同じ組成物でもよいし或いは異なる組成物でもよい。サイジング組成物を収容す るトラフ３６がローラ３５の下に位置決めされる。ローラ３５はトラフ３６の中 へ延び、ローラが在来の駆動装置３５ａによって回転されると、サイジング組成 物をトラフ３６から第２の材料の繊維１４に移す。サイジング組成物をガラス繊 維１４に塗布するための他の装置又は技術を塗布ローラ３５の代わりに使用して もよい。 第１の塗布ローラ３０の上を通った後、第１の繊維１４は、１９９４年８月１ ７日に出願され、「連続ガラス繊維の形成方法及び装置」と称する米国特許出願 第０８／２９１，８０１号（その開示をここに援用する）に記載された加熱装置 と実質的に同様である加熱装置４１に接触する。セラミック材料で形成された係 合ローラ又はバー４０が第１の塗布ローラ３０と加熱装置４１との間に設けられ て第１の繊維１４が第１の塗布ローラ３０及び加熱装置４１と良好に接触するよ うにする（図１及び２を参照）。 加熱装置４１は湾曲外面４２ａを有する第１のプレート４１を有し、該湾曲外 面は、好ましくはその全範囲に沿って繊維１４によって直接接触される。電源４ ４ａに接続された抵抗加熱式の第２の加熱プレート４４が第１のプレート４２か ら僅かな距離間隔を隔てられ、第１のプレート４２を輻射的に加熱するのに役立 つ。繊維１４が第１のプレート４２の上を通ると、熱の形態のエネルギーが第１ プレート４２からサイズ付き繊維１４に伝達される。水性ベースのサイズが採用 されるときには、第１プレート４２から繊維１４に伝達された熱はサイズから水 を蒸発させる。 好ましくは、第２の材料の繊維６６は、該繊維６６がプレート４２の長さの約 １／３だけに接触するように、プレート４２の中間点の下の位置で第１のプレー ト４２に接触する。これは第２の繊維６６のあり得る加熱過ぎを防止する。第２ の材料の繊維６６に使用される材料のタイプは許容される熱暴露の量を決定する ことは明らかである。この状況では、「許容される熱暴露」は、第２の材料の繊 維の物理的特性を大きく変える前に、第２の材料の繊維６６に付与される熱エネ ルギーの量を意味する。かくして、種々の非重合繊維のようなある繊維６６はプ レート４２にその長さの１／３以上に沿って接触するのがよい。 第１のプレート４２は長さＬ＝４０.０インチ(１０１６mm)、厚さＴ＝０.３７ ５インチ（９.５２５mm）、及び２６７インチ（６７８２mm）に等しい曲率半径 を有する（図２参照）。プレート４２はステンレス鋼又は銅のような金属で形成 される。好ましくは、プレート４２は１０００°Ｆ（５３７℃）乃至１５００° Ｆ（８１６℃）の温度に、もっと好ましくは、１２００°Ｆ（６４９℃）に維持 される。 本発明の１つの実施の形態によれば、サイズ／バインダーは、水と、皮膜形成 剤と、ＯＳＩインダストリーズ社から製品名Ａ１１００及びＡ１１２０のもとに 商業的に入手できるシランカップリング剤のような１つ又はそれ以上のカップリ ング剤と、Ｓｔｅｐａｎ社から製品名ＫＥＳＳＣＯ ＢＥＳのもとに商業的に入 手できる脂肪酸エステル及びオーエンス コーニング ファイバーグラス社から 製品名Ｋ１２のもとに商業的に入手できるステアリン酸と酢酸の混合物のような １つ又はそれ以上の滑剤と、ケミカル コーポレーション オブ アメリカから 製品名ポリエマルジョン４３Ｎ４０のもとに商業的に入手できる無水マレイン酸 改質ポリプロピレンワックス、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から商業的 に入手できるテレフタル酸、及びＬｉｎｄａｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ．社 から製品名マルデン２８６のもとに商業的に入手できるブタジェンーマレイン酸 共重合体の部分アンモニウム塩のような改質剤と、からなる。好ましくは、皮膜 形成剤はアクリル酸ビニル、例えば、Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ ｎａｌ社から製品名コビナックス２０１及びコビナックス２２５のもとに商業的 に入手できるもの、或いはウレタン、例えばＲｅｉｃｈｏｌｄ Ｃｈｅｍｉｃａ ｌｓ Ｉｎｃ．社から製品名シンセマル９７９０３−００のもとに商業的に入手 できるウレタンからなる。又、エポキシ、ポリビニルアセテート、及びポリエス テルを本発明において皮膜形成剤として使用することができる。 第２の繊維６６が第１のプレート４２に係合すると、第２の繊維は第１の繊維 １４と混じり合うことになる。第１のプレート４２の上を通った後、第１の繊維 １４及び第２の繊維６６はギャザリングシュー５０によって一緒に集められて単 一の複合ストランド１６を形成する。ストランド１６は、ギャザリングシュー５ ０から巻き取り装置２０（図示した実施の形態ではタイプー３０（商標）の巻き 取り装置）によってスリーブ又はチューブ９０（図１を参照）に巻かれて複合ス トランドパッケージ９２を形成する。巻き取り装置２０は回転可能な部材即ちコ レット２２を有し、取り外し可能なチューブ９０がこのコレット上に設けられる 。巻き取り装置２０は又直角の縁のパッケージを形成するためにストランド１６ をチューブ１６の長さに沿って分配する在来のトラバース機構２４を有する。又 、ストランド１６が巻かれる前に、ストランド１６を冷却するためにストランド １６に当たる複数の空気流を出力する空気供給装置２６が設けられる。 別の実施形態では、単一のストランド１６は、在来の直結のチョッパー５５（ その１つはＮｅｕｍａｇ ＵＳＡ コーポレーションから製品名ＮＭＣー１切断 機械のもとに商業的に入手できる）内に引かれ、別々の部分に切断され、そして ビン５７に集められる（図１Ａ参照）。別々の部分は約１／１６（１.５８７５m m）乃至２インチ（５０.８mm）の長さを有する。 本発明の方法はガラス（第１の繊維）の分量約３０乃至７０重量％、第２の材 料（第２の繊維）の分量約３０乃至７０重量％、及びバインダー／サイズの分量 約０乃至１５重量％を有する複合ストランド１６を製造する。しかしながら、こ の方法は第２の材料（第２の繊維）の約５乃至９０重量％を有する複合ストラン ドを製造することができる。 図２及び３を参照すると、第１プレート４２及び第２プレート４４はキャビネ ット４６内に収容され、該キャビネットは繊維１４に近づいたり遠ざかったりで きる。キャビネット４６は、閉じられるとき、熱遮蔽として役立つ第１ドア４６ ａ及び第２ドア４６ｂを有する。ドア４６ａ及びドア４６ｂは好ましくは、１イ ンチ（２５.４mm）の厚い珪酸カルシウムのような断熱ボードで形成される。 キャビネット４６を繊維１４に近づけたり遠ざけたりするための往復装置７０ が設けられる。往復装置７０は第１リンク仕掛け機構７２ａ及び第２リンク仕掛 け機構７２ｂと、ピストンーシリンダ駆動ユニット７４と、からなる。リンク仕 掛け機構７２ａ及び７２ｂはキャビネット４６に及び支持体８０に連結される。 ピストンーシリンダ駆動ユニット７４は支持体８０から延び、第１リンク仕掛け 機構７２ａと第２リンク仕掛け機構７２ｂとの間に延びる複数の支持部材７６の １つに固定連結される（図３参照）。ピストンーシリンダ駆動ユニット７４のビ ストン７４ａの往復運動はキャビネット４６、それ故に、第１プレート４２の運 動を行わせる。 図４（同様な参照番号は同様な要素を指示する）に示す第１の変形実施形態で は、サイジング組成物を第１の繊維１４及び第２の繊維６６に塗布するのに単一 の塗布ローラ１３０が使用される。サイジング組成物を収容するトラフ１３２が ローラ１３０の下に位置決めされる。この実施形態では、第２の繊維６６は塗布 ローラ１３０と接触する前に、第１の位置決めバー又はローラ１４０の上を通り 、そして塗布ローラ１３０に接触する前に、しかしプレート４２に係合する前に 、第２の位置決めバー又はローラ１４２に係合する。 図５に示す第２の変形実施形態では、塗布ローラ１３０及び位置決めバー１４ ０及び１４２は図４に示すように位置決めされ、第２の繊維だけが第１の位置決 めバー１４０及び第２の位置決めバー１４２に係合し、第１の繊維１４と第２の 繊維６６の両方が塗布ローラ１３０の上を通る。分離シュー５０ａを使用して第 ２の繊維６６を、１本又はそれ以上の第２の繊維６６からなる第２の繊維群 ６６ａに分離し、且つ第１の繊維を１本又はそれ以上の第１の繊維１４を有する 同じ数の第１の繊維群１４ａに分離する。各第１の繊維群１４ａは第２の繊維群 ６６ａと混合されるようになり、その結果、複数の別々の複合ストランド１６ａ が形成される。別々のストランド１６ａはギャザリングシュー５０によって集め られて単一の混合ストランド１６０になり、そして巻き取り装置２０によって巻 かれてパッケージ１６０ａを形成する。別の例として、１本又はそれ以上の別々 のストランド１６ａは２つ又はそれ以上の巻き取り装置（図示せず）によって巻 かれて２つ又はそれ以上の別々のパッケージにしてもよい。 本発明によって形成された複合ストランドを切断して別々の部分にし、射出成 形工程に使用してもよい。複合ストランドは、ガラスマット熱可塑性プラスチッ ク（ＧＭＴ）、引抜成形、フィラメント巻き取り、編成、織成、押し出し被覆、 ニードリング、テキストラライジング、及び成形用連続繊維マットのような方法 における連続複合ストランドとして使用されてもよい。 本発明の方法及び装置は先行技術に比して幾つかの利点を有する複合ストラン ドを製造する。第１に、この工程は３元、４元、又はそれ以上の複雑な複合スト ランドを製造することができる。例えば、ストランドはＥガラス及びＳ２ガラス のような数種類のガラスを含むることができ、且つ又ポリプロェレン及びポリフ ェニレンスルフィドのような数種類の異なった有機材料を含むことができる。第 ２には、本発明の複合ストランドは最終複合部中での繊維の良好な分散を示す。 第３には、本発明のバインダー／サイズは引っ張り強さ及び衝撃強さのような複 合部の性質を高めるものと考えられる。又、複合ストランドにおける比較的高い 量のバインダーにより、一体性を維持し、且つ扱い易い複合ストランド製品にな る。最後に、異なるバインダー／サイズを別々の塗布ローラによって異なる繊維 に塗布することができる。 本発明の或る好ましい詳細を示すために以下の実施例を掲げる。実施例の詳細 は発明をこれに限定する方法でとらえるべきではないことを理解すべきである。 実施例１ ガラスマーブルを溶解して、２千個の孔を有するブッシュから毎分９００フィ ートの速度（４Ｚ５７２ｍ／ｓ）で毎時３３ポンド（４．１５８ｇ／ｓ）の収量 で引く。出来た繊維は“Ｍ”（１６ミクロン）フィラメント直径を有する。新た に形成されたＥーガラス繊維をプレパッド水噴霧で直ちに冷却した。次いで繊維 を前向き塗布ローラによって実施例５のサイズ組成物で処理した。繊維を繊維方 向を僅かに変えるセラミックバーによって塗布面に押しつけた。デュポン ケミ カルから製品指定「ナイロン６６，１４００デシテックス／１２６０デニール， ２１０フィラメント，Ｒ２０ＴＷＴ，タイプ７２８」のもとに商業的に入手でき る１２６０デニール（１.４Ｅー４ｇ／ｋｍ）のポリアミド繊維を別の操作でロ ーブして２つの１５ポンド(６.８ｋｇ)のパッケージにし、各パッケージは２５ ２０（２.８Ｅ−４ｇ／ｋｍ）乃至５０４０デニール（５.６Ｅ−４ｇ／ｋｍ）の ものであった。これらのパッケージをガラス形成操作のブッシュレベルに位置し たパッケージ供給ラックに置いた。次いで、２つのポリマー繊維端をブッシュレ ベルの２つのセラミックガイドアイに通し、後向きの第２の塗布ローラのすぐ上 に取り付けられた２つのセラミックガイドアイに通し、後向きの塗布ローラに通 し、該塗布ローラは実施例５のサイジング組成物を２つのポリマー繊維に塗布し 、これをガラス流の中へ通した。混合したポリマー繊維及びガラス繊維をほぼ１ ２００°Ｆ（６４９℃）の温度に加熱された４０インチ（１０１６mm）の加熱プ レートで乾燥し、回転コレットに巻き取った。 実施例２ ポリプロピレン繊維とガラス繊維を、実施例７のサイズ組成物を使用したこと 以外は実施例１に記載したと同じ方法で混合した。Ａｍｏｃｏ／Ｐｈｉｌｌｉｐ ｓから製品指定「ＭＡＲＶＥＳＳ オレフィンフイラメント糸及びＪＯＩ Ｎａ ｔｕｒａｌ ２５２０ ＤＥＮ−２１０−００」のもとに商業的に入手できる２ ５２０デニール（２.８Ｅ−４ｇ／ｋｍ）のポリプロピレン繊維を別の操作でロ ーブして２つの１５ポンド（６.８ポンド）のパッケージにし、各パッケージは ５０４０（５.６Ｅ−４ｇ／ｋｍ）乃至１００８０デニール（１１.２Ｅ−４ｇ／ ｋｍ）のものであった。これらのパッケージをブッシュレベルに位置したパッケ ージ供給ラックに置き、ポリプロピレンの２つのローブ繊維を使用してポリプロ ピレン／ガラス混合ストランド製品を製造した。 実施例３ ポリフェニレンスルフィド繊維とガラス繊維を、実施例９のサイズ組成物を使 用したこと以外は実施例１に記載したと同じ方法で混合した。Ａｍｏｃｏ／Ｐｈ ｉｌｌｉｐｓから製品指定「ポリフェニレンスルフィドーフィラメント」又は「 ステープルＣＰー１ー２６Ｇ」のもとに商業的に入手できる２００デニール（０ .２２２Ｅ−４ｇ／ｋｍ）のポリフェニレンスルフィド繊維を別の操作でローブ して３つの１５Ib （６.８ｋｇ）パッケージにし、各パッケージは１０００デニ ール（１.１Ｅ−４ｇ／ｋｍ）のものであった。これらのパッケージをブッシュ レベルに位置したパッケージ供給ラックに置き、ポリフェニレンスルフィドの３ つのローブ繊維を使用して混合ストランド製品を製造した。 実施例４ ポリマー繊維を実施例１のＥーガラス繊維と混合した方法と同様な方法でＳ２ ーガラスをＥーガラスと混合した。この場合には、オーエンス コーニング フ ァイバーグラスから製品指定「製品４４９，イールド＝７５０」のもとに商業的 に入手できるＳ２−ガラスをブッシュレベルに位置したパッケージ供給ラックに 置いた。Ｓ２−ガラスの２つの端を、ポリアミド繊維の端を実施例１のＥ−ガラ ス流の中へ引き入れたのと丁度同じ方法でＥ−ガラス流の中へ引き入れた。実施 例９に記載されているサイジング組成物をＳ２−ガラスとＥ−ガラスの両方に塗 布した。この方法を使用して最終製品に組み込まれたＳ２−ガラスの使用量は２ ０％乃至４０％の範囲であった。 実施例５ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを２３４５ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。千八百七十五（１８７５）ｇ（３１.２５％）の皮膜形 成剤Ｃｏｖｉｎａｘ２０１及び１５００ｇ（２５.０％）の皮膜形成剤Ｃｏｖｉ ｎａｘ２２５を２ガロン（７.６Ｌ）バケツの中で混合した。次いで、シラン溶 液を中攪拌を使用して皮膜形成剤の混合物と混合した。四百八十（４８０）ｇ( ８.０％)のＭａｌｄｅｎｅ２８６をシランと皮膜成形剤の混合物に加えた。最後 に、２００ｇ（３．３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき混ぜのもとに加えた。出来 たバ インダーポリマー溶液の固形濃度は３０％であった。このバインダーポリマー溶 液は、ポリアミドをガラスと混合する場合に有用である（上の実施例１を参照） 。 実施例６ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを１８７０ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。三千四百五十（３４５０）ｇ（５７.５％）の皮膜形成 剤Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ ９７９０３−００を２ガロン(７.６Ｌ)バケツの中へ注 ぎ込んだ。次いで、シラン溶液を中攪拌を使用して皮膜形成剤と混合した。四百 八十（４８０）ｇ（８.０％）のＭａｌｄｅｎｅ２８６をシランと皮膜成形剤の 混合物に加えた。最後に、２００ｇ（３.３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき混ぜ のもとに加えた。出来たバインダーポリマー溶液の固形濃度は３０％であった。 このバインダーポリマー溶液は、ポリアミドをガラスと混合する場合に有用であ る。 実施例７ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを２３４５ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。千八百七十五（１８７５）ｇ（３１.２５％）の皮膜形 成剤Ｃｏｖｉｎａｘ２０ｌ及び１５００ｇ（２５.０％）の皮膜形成剤Ｃｏｖｉ ｎａｘ２２５を２ガロン（７.６Ｌ）バケツの中で混合した。次いで、シラン溶 液を中攪拌を使用して皮膜形成剤の混合物と混合した。３０ｍｌの濃縮水酸化ア ンモニウム中に３０ｇ（０.５％）のテレフタール酸を溶解してテレフタール酸 溶液を準備した。テレフタール酸溶液をシランと皮膜形成剤の混合物に加えた。 次いで、３００ｇ（５.０g）のポリエマルジョン４３Ｎ４０を混合物に加えた。 最後に、２００ｇ（３.３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき混ぜのもとに加えた。 出来たバインダーポリマー溶液の固形濃度は３０％であった。このバインダーポ リマー溶液は、ポリプロピレンをガラスと混合する場合に有用である。 実施例８ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを２０２０ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。三千四百五十（３４５０）ｇ（５７.５％）の皮膜形成 剤 Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ ９７９０３−００を２ガロン（７.６Ｌ）バケツの中へ注 ぎ込んだ。次いで、シラン溶液を中攪拌を使用して皮膜形成剤と混合した。３０ ｍｌの濃縮水酸化アンモニウム中に３０ｇ（０.５％）のテレフタール酸を溶解 してテレフタール酸溶液を準備した。テレフタール酸溶液をシランと皮膜形成剤 の混合物に加えた。次いで、３００ｇ（５.０ｇ）のポリエマルジョン４３Ｎ４ ０を混合物に加えた。最後に、２００ｇ（３.３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき 混ぜのもとに加えた。出来たバインダーポリマー溶液の固形濃度は３０％であっ た。このバインダーポリマー溶液は、ポリプロピレンをガラスと混合する場合に 有用である。 実施例９ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを２０２０ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。三千四百五十（３４５０）ｇ（５７.５％）の皮膜形成 剤Ｓｙｎｔｈｅｍｕｌ ９７９０３−００を２ガロン（７.６Ｌ）バケツの中へ 注ぎ込んだ。次いで、シラン溶液を中攪拌を使用して皮膜形成剤と混合した。最 後に、２００ｇ（３.３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき混ぜのもとに加えた。出 来たバインダーポリマー溶液の固形濃度は３０％であった。このバインダーポリ マー溶液は、ポリフェニレンスルフィド及び無機繊維を含む種々の材料について 有用である。 実施例１０ 六千（６０００）グラム（ｇ）のバインダーを次の手順で形成した。１５ｇ（ ０.２５重量％）のＡ−１１００シランを２３４５ｇの脱イオン水に加えた。こ れを数分間かき混ぜた。千八百七十五（１８７５）ｇ（３１.２５％）の皮膜形 成剤Ｃｏｖｉｎａｘ２０１及び１５００ｇ（２５.０％）の皮膜形成剤Ｃｏｖｉ ｎａｘ２２５を２ガロン（７.６Ｌ）バケツの中で混合した。次いで、シラン溶 液を中攪拌を使用して皮膜形成剤の混合物と混合した。最後に、２００ｇ（３. ３％）のＢＥＳ均質剤を連続かき混ぜのもとに加えた。出来たバインダーポリマ ー溶液の固形濃度は３０％であった。このバインダーポリマー溶液は、ポリフェ ニレンスルフィド及び無機繊維を含む種々の材料について有用である。 本発明をその好ましい実施形態を参照して詳細に説明したが、特許請求の範囲 に記載の発明の精神から逸脱することなく修正及び変形が可能であることは明ら かである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヒューイ ラリー ジェイ アメリカ合衆国 オハイオ州 43023 グ ランヴィル ウェスト カレッジ ストリ ート 129 (72)発明者 シップ ディヴィッド エル アメリカ合衆国 オハイオ州 43055 ニ ューアーク シャーウッド ダウンズ ロ ード 214 (72)発明者 マクドナルド フランク アメリカ合衆国 オハイオ州 43023 グ ランヴィル バートリッジ ロード 184 (72)発明者 ウッドサイド マーガレット エム アメリカ合衆国 オハイオ州 43147 ピ ッカリングトン タムウォーター ヴァリ ー コート 7760 (72)発明者 マン ダグラス ビー アメリカ合衆国 オハイオ州 43081 ウ ェスターヴィル バッファロー ラン 5098

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス流を供給するための加熱ブッシュ と、 ガラス流を第１の繊維に引くようになった引き取り装置と、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための供給装置と、 サイズを第１及び第２の繊維に塗布するための１つ又はそれ以上の塗布装置 と、 第１及び第２の繊維を集めて１本又はそれ以上の複合ストランドにする装置 と、からなる、 １本又はそれ以上の複合ストランドを製造するための装置。 ２．第１及び第２の繊維が集められて１本又はそれ以上のストランドにする前に 、第１及び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギーを第１ 及び第２のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置を更に有する、 請求の範囲１に記載の装置。 ３．前記乾燥装置は加熱接触プレートからなる、請求の範囲２に記載の装置。 ４．前記集め装置は、第１及び第２の繊維を１本又はそれ以上の複合ストランド に集めるための、前記乾燥装置と前記引き取り装置との間に位置したギャザリン グシューからなる、請求の範囲２に記載の装置。 ５．前記引き取り装置は巻き取り装置からなる、請求の範囲１に記載の装置。 ６．前記引き取り装置は直結のチョップユニットからなる、請求の範囲１に記載 の装置。 ７．第１及び第２の繊維の両方にサイズを塗布するのに単一の塗布装置が設けら れる、請求の範囲１に記載の装置。 ８．第１の繊維にサイズを塗布するのに第１の塗布装置が設けられ、第２の繊維 にサイズを塗布するのに第２の塗布装置が設けられる、請求の範囲１に記載の装 置。 ９．溶融ガラス源から複数の第１のガラス繊維を引き、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維の供給源を設け、 サイズを第１及び第２の繊維に塗布し、 第１及び第２の繊維を集めて１本又はそれ以上の複合ストランドにする工程 を有する、１本又はそれ以上複合ストランドを形成するための方法。 10．前記第２の繊維はＳーガラス繊維、グラファイト繊維、及びポリマー繊維か らなる群から選択される、請求の範囲９に記載の１本又はそれ以上複合ストラン ドを形成するための方法。 11．前記第２の繊維はポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、及びポリフェニレ ンサルフィド繊維からなる群から選択される、請求の範囲９に記載の１本又はそ れ以上複合ストランドを形成するための方法。 12．サイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と接触させて第１及び第２の繊 維のサイズの乾燥を行わせる工程をさらに有する、請求の範囲９に記載の１本又 はそれ以上複合ストランドを形成するための方法。 13．水性サイズが第１及び第２の繊維に塗布され、前記加熱部材により水性サイ ズ中の水の少なくとも一部分を蒸発させる、請求の範囲１２に記載の１本又はそ れ以上複合ストランドを形成するための方法。 14．前記サイズはアクリルポリマーエマルジョン又はウレタンからなる皮膜形成 剤からなる、請求の範囲１３に記載の１本又はそれ以上複合ストランドを形成す るための方法。 15．溶融ガラス源から複数の第１のガラス繊維を引き、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維の供給源を設け、 水性サイズを前記第１及び第２の繊維に塗布し、 サイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と接触させて第１及び第２の繊 維のサイズの乾燥を行わせ、 前記第１及び第２の繊維を集めて複合ストランドにすることによって製造さ れた複合ストランド製品。 16．第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス流を供給するための加熱ブッシュ と、 前記ガラス流を第１の繊維に引くようになった引き取り装置と、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための供給装置と、 サイズを前記第１及び第２の繊維に塗布するための１つ又はそれ以上の塗布 装置と、 を有する、複数のサイズ付きの第１及び第２の繊維を製造するための装置。 17．前記第１及び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギー を前記第１及び第２のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置を更 に有する、請求の範囲１６に記載の装置。 18．乾燥装置は加熱接触プレートからなる、請求の範囲１７に記載の装置。 19．前記引き取り装置は巻き取り装置からなる、請求の範囲１６に記載の装置。 20．溶融ガラス源から複数のサイズ付きの第１のガラス繊維を引き、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維の供給源を設け、 サイズを前記第１及び第２の繊維に塗布し、 前記１つ又はそれ以上の第２の繊維を前記第１の繊維と混合する工程を有す る、複数のサイズ付きの第１及び第２の繊維を形成するための方法。 21．前記１つ又はそれ以上の第２の繊維はＳーガラス繊維、グラファイト繊維、 及びポリマー繊維からなる群から選択される、請求の範囲２０に記載の複合スト ランドを形成するための方法。 22．前記第２の繊維はポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、及びポリフェニレ ンサルフィド繊維からなる群から選択される、請求の範囲２０に記載の複合スト ランドを形成するための方法。 23．サイズ付きの第１及び第２の繊維を加熱部材と接触させて第１及び第２の繊 維のサイズの乾燥を行わせる工程を更に有する、請求の範囲２０に記載の複合ス トランドを形成するための方法。 24．水性サイズが前記第１及び第２の繊維に塗布され、前記加熱部材により水性 サイズ中の水の少なくとも一部分を蒸発させる、請求の範囲２３に記載の複合ス トランドを形成するための方法。 25．第１の連続繊維に引かれるべき溶融ガラス流を供給するための加熱ブッシュ と、 前記ガラス流を前記第１の繊維に引くようになった引き取り装置と、 第２の材料の１つ又はそれ以上の第２の繊維を供給するための供給装置と、 サイズを前記第１及び第２の繊維の一方に塗布するための塗布装置と、 前記第１及び第２の繊維のサイズを乾燥するために、熱の形態のエネルギー を前記第１及び第２のサイズ付き繊維に接触させ且つ伝えるための乾燥装置と、 前記第１及び第２の繊維を集めて１本又はそれ以上の複合ストランドにする ための装置と、を有する、１本又はそれ以上の複合ストランドを製造するための 装置。