KR0163160B1 - 열가소성 분말장치된 섬유 유리 연방물로 만든 관이나 파이프 - Google Patents

열가소성 분말장치된 섬유 유리 연방물로 만든 관이나 파이프 Download PDF

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Abstract

열가소성 침지 섬유유리 파이프나 관 또한 이 파이프를 제조하는 방법을 발표한다. 파이프나 관은 다수의 유리 필라멘트로 구성된 열가소성 침지섬유 연방물로 되어있고 필라멘트 표면 일부는 유기실란 결합체, 산화폴리에틸렌 결합물질 또한 폴리프로릴렌 열가소성 고분자수지로 구성된 수성 풀먹임 조성물로부터 물을 증발시켜서 나온 잔류물과 접촉시킨다. 이 조성물은 섬유 형성과정에서 유리섬유에 첨가된다. 파이프 형성 작업은 스핀들 주변의 연방물을 필라멘트 감기 실행하고 이렇게 감긴 연방물을 가열하여 열가소성 고분자 수지를 융해한다.

Description

염가소성 분말침지된 섬유 유리 연방물(roving)로 만든 관이나 파이프
본 발명은 염가소성 분말 침지섬유 유리 연방물로부터 관 또는 파이프를 제조하는 방법과 그 결과로 나온 파이프에 관계한다. 섬유유리 연방물은 섬유 형성과정에서 침지작용에 실행되는 경우 침지력이 우수한 침지섬유사이다. 한 구체예에서, 본 발명은 폴리에틸렌 분말 침지된 유리첨유사를 이용하여 필라멘트가 감긴관이나 파이프를 제조하는 방법과 그리하여 만들어진 파이프에 관계한다.
열가소성 폴리에스테르 파이프 제조 및 이용은 잘알려져 있다. 그러나 이 파이프는 용도가 제한적이고 또한 이 파이프를 열왜곡온도에 두거나 반응물질에 노출시키거나 또는 반응환경에서 사용하는 등의 화학처리 공업에서 사용할 수 없다.
현재 종래의 것보다 장점이 많은 열가소성 침지 섬유사로 만들어진 관이나 파이프를 발명하였다. 유리나 섬유 열가소성 보강 파이프는 특히 화학처리공업에서 효율적이거나 전기도선으로 사용한다. 유리나 섬유 열가소성 보강파이프는 유리섬유 보강의 결과로 강도가 크게 향상된다. 덧붙여서 섬유 보강 열가소성 파이프는 내식성이 있다.
본 발명에 따르면 열가소성 분말 침지 섬유유리 연방물로부터 만들어진 관 또는 파이프 제조방법을 제공하며 연방물은 열가소성수지, 실란등의 결합제, 막형성물질과 농후제등을 함유하는 슬러리 조성물에 침지된 섬유사를 포함한다. 흐름변형제 역시 슬러리에 첨가할 수 있다. 그 결과로 나온 풀먹인 열가소성 침지 유리섬유 연방물은 연방물을 예열하고 맨드렐이나 스핀들 주위에 연방물을 사전결정된 포장(wrap) 각도에서 감고 또한 포장된 멘드렐을 가열하므로써 유리섬유 보강 관 또는 파이프로 만든다.
또한 본 발명에 따르면 열가소성 조성물에 침지된 유리섬유로 만든 관 또는 파이프를 제공한다. 열가소성 침지 유리섬유관은 기존의 열가소성관이나 파이프에 비교하여 탁월히 우수한 기계적 성질을 갖는다.
본 발명의 다른 장점은 다음의 상세한 설명에서 명확해진다.
본 발명은 꼰실이나 실(필라멘트군)로부터 나온 관 또는 파이프를 제조하는 방법에 관계하며 이때 필라멘트는 필라멘트 형성 작업시 열가소성 고분자에 사전 침지하며 이결과로 관 또는 파이프를 얻을 수 있다.
본 발명은 고분자수지 보강에 종래적으로 활용되어온 유리섬유를 사용하고 이때 유리섬유란 하나이상의 용융유리 흐름이 합쳐져서 만들어진 필라멘트사와 또한 유리섬유 필라멘트를 함께 모아서 나온 것을 의미한다. 이 용어는 또한 다수의 실을 함께 합치거나 꼬아서 만든 꼰실 및 코드이며 또한 이러한 유리섬유사, 꼰실 또는 코드로 만든 직물 또는 짜여지지 않는 직물이다. 바람직하게는 본 발명의 풀먹임은 직경이 0.35 내지 0.90mil인 E-형 섬유와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 실행에서 활용하는 각 성분들은 시판중인 것들이며 또한 본 발명의 특징을 구현하는 재형을 제조함에 있어서 서로 혼합할 수 있다.
일반적으로 섬유는 담체용매인 물, 결합제, 막형성물질, 농후제와 흐름변형물질 또한 풀먹임제속에 분산된 매트릭스 열가소성 수지 분말로 보강하여 슬러리를 만든다.
적절한 결합제는 본 발명의 후속 실행에 사용된다. 결합체는 매트릭스 수지 사이의 접착력을 일으키고 강도개선 및 슬러리내 매트릭스 수지 보존을 위해 작용한다. 적당한 결합제의 예로서 실란이 있다. 실란은 예컨대 감마-아미노프로필트리에콕시실란(유니온 카바이드사, 상품명 A-1100)을 포함한 유기실란이다. 결합제는 슬러리 혼합물에 대해 0.05 중량% 내지 5중량% 함량으로 함유되어 있다.
적합한 일시 결합물질을 사용한다. 별도로, 일시적 농후물질은 결합물질과 같은 종류이다. 결합물질 또는 막형성물질은 섬유형성 공정에서 필라멘트 취급 및 처리에 이용한다. 예컨대 적합한 결합제나 막형성물질은 에폭시, 폴리에스테르, 아세트산 폴리비닐, 폴리비닐알코올, 아크릴물질 또는 그외의 물증발시 섬유에 대해 열가소성 분말 입자를 결합시키는 능력을 갖고 또한 슬러리내 입자를 현탁하고 섬유에 이것을 결합시키는 능력을 가진 다른 화학물질등이 있다. 결합물질함량은 슬러리 혼합물에 대해 약 0.5 내지 5 중량% 범위이다.
적절한 농후물질을 사용할 수 있다. 농후물질은 흐름변형제역할을 하고 그리하여 열가소성 분체 입자는 실제로 섬유에 접착한다. 농후물질없이 열가소성 분체입자는 담체용매가 섬유에 가해질때 첨가장치의 로울 아래에 머무르게된다. 그결과는 첨가로울상에서 신속한 분말형성 그리하여 섬유파괴를 급속히 일으키게 된다.
적당한 수지도 사용한다. 열가소성수지는 입자형태로 풀먹임제속에 분산된다. 수지의 한예를 들면 황화 폴리페닐렌이 있다. 바람직한 구체예에서 분말입자크기는 5 내지 50 마이크론 특히 10-30 마이크론 범위이다. 본 발명에 따르면 수지분말은 최종 프리프레그 꼰실이나 실에 대해 약 5 내지 50중량% 범위로 필라멘트에 가해진다. 필라멘트에 가해지는 분말의 양은 20 내지 35중량% 또는 20 내지 50중량% 이다. 특히 바람직한 수지는 폴리프로필렌이다.
본 발명에 있어서 풀먹임 조성물은 슬러리내에 열가소성 분말입자를 현탁시킨다. 본 발명의 슬러리 조성물은 모든 물질을 교반과 함께 액상속에 혼합하여 제조한다. 균일한 조성물 피복은 섬유형성 공정동안 적절한 방식으로 유리섬유에 대해 행한다. 바람직하게는 본 발명의 조성물은 U.S 출원 제 07/267,089호(1988.11.9)에서 발표한 방식대로 유리섬유 표면에 가해진다. 그 결과로 나온 슬러리 조성물은 섬유-형성 조작시에 섬유에 가할 수 있도록 액상을 유지한다. 각 섬유는 섬유가 형성되면 즉, 종래적인 풀먹임 조성물이 가해질 때 형성되는 곳 근처에서(즉 섬유가 꾸러미처럼 감겨져 있는 스핀들과 부싱사에서) 슬러리 혼합물에 의해 피복된다. 또 하나의 섬유 형성공정에서, 연속섬유가 부싱으로부터 풀려나와 슬러리속에 잠기고 그리하여 슬러리에 침지된다.
침지력이 우수한 열가소성 실 또는 연방물을 건조하여 물을 증발제거한다. 침지된 연방물을 경화하여 결합물질 또는 막형성물질을 고착시킨다. 경화작용은 섬유표면을 따라 분말입자를 접착하는 것이다. 그 결과로 나온 침지 연방물은 가열하여 용융된 열가소성 고분자를 유해할 수 있다.
그 결과로 나온 연속 열가소성 침지 연방물은 감긴 필라멘트로 열가소성 섬유 유리 파이프를 만든다. 연방물은 맨드렐이나 유사형 스핀들 주변을 감고 있으며 열처리단계를 거쳐 열가소성 물질을 융해한다. 연방물이 맨드렐 주위를 휘감는 각도는 파이프상의 적재량에 따라 달라진다. 바람직한 구체예에서, 적합한 연방물 포장객도는 60° 방향이다.
전술한 바에 따라 본 발명을 구체적으로 설명하였고, 다음은 본 발명을 구체화하는 것이다. 다음의 열가소성 슬러리는 유리섬유 형성과정에서 유리섬유에 가해지며 프리프레그 연방물 총중량에 대해 열가소성 물질 함량은 23% 정도이다. 연방물은 후에 관 또는 파이프가된다.
공업응용
폴리에틸렌분말 30 내지 50%
산화폴리에틸렌 0.5 내지 5%
결합제 0.05 내지 5%
물 100% 중 나머지
열가소성 분말의 평균 입자크기는 5 내지 40 마이크론이며 80 매쉬 스크린(특히 115 매쉬나 200 매쉬)에서 낳은 입자가 없다. 분자량이 상이한 다른 폴리에틸렌 산화물도 적당하며 특히 분자량 100,000 내지 4,000,000의 Polyox 종류인 분자량 분포나 측쇄 결합도 적절하다. 또한 슬러리를 함께 섞으면 연속 유리섬유는 슬러리 혼합물로 피복된다. 침지된 유리섬유는 수거하여 연방물로 만들고 이것은 수거얼레에 감긴형태이며, 건조하여 침지 연방물로 부터 물을 증발시킨다. 연방물을 경화하여 결합물질이 유리섬유 표면을 따라 열가소성 분말입자를 접착시키는 것이다.
연방물은 상용적인 적외선 가열원 아래에서 고인장력으로 당기고 유리의 경우 피크 흡수파장은 2.7-3.0이며 폴리에틸렌의 경우 3.4 내지 3.5이다. 연방물은 149-176.8℃ 온도까지로 가열하고 그리하여 폴리에틸렌 분말은 고점도 유체를 용융한다.
이때 연방물은 168.5℃로 예일된 8SF/M 속도로 회전하는 4.13cm 맨드렐상에 감기게된다. 사전 결정 각도로 수회 감긴후 맨드렐은 폴리에틸렌/섬유 유리 감긴 연방물과 함께 냉각한다. 맨드렐은 그후 추출하여 관 또는 파이프를 수득한다.
앞서 언급한 바와 같이 여러 변형태가 본 발명에 따라 생길 수 있다. 그러나 이들은 본 발명 범위에서 있어야 한다.

Claims (4)

  1. 다수의 유리 필라멘트로되고 한편 일부 필라멘트의 표면은 유리 필리멘트 수성 조성물에서 물을 증발시켜 얻은 잔유물로부터 만들어진 피복물로 피복하고 이 수성 조성물은 0.05 내지 5.0중량%의 유기실판 결합체, 0.5 내지 5.0중량%의 산화폴리에틸렌 결합체 또는 막형성물질 또한 30-50중량% 범위의 폴리프로필렌 열가소성 고분자 수지분말로 구성되고 또한 분말의 평균입자크기는 5 내지 50 마이크론이며 나머지는 물인 것을 특징으로 하는 꼰실 또는 실로부터 만들어진 파이프나 관.
  2. 제1항에 있어서, 유기실란이 감마-아미노프로필트리 에콕시-실란인 것을 특징으로 하는 파이프나 관.
  3. 제1항에 있어서, 열가소성 고분자수지의 평균입자크기는 10 내지 30 마이크론인 것을 특징으로 하는 파이프나 관.
  4. 제1항에 있어서, 수성 조성물은 1.2 중량% 산화 폴리에틸렌, 0.2 중량%의 감마-아미노프로필트리에콕시실란 또한 약 58-60중량%의 물로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프나 관.
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