KR100522280B1 - 유리 섬유용 비수성 사이징 장치 및 사출성형 가능한중합체 - Google Patents

유리 섬유용 비수성 사이징 장치 및 사출성형 가능한중합체 Download PDF

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Abstract

중합체 강화용으로 사용될 수 있는 비수성으로 사이징된 유리 섬유이다. 본 사이징 조성물은 강화되는 중합체와 혼화성 있는 하나 이상의 필름 형성제 및 하나 이상의 커플링제를 함유한다. 본 발명의 사이징 조성물은 강화되는 중합체(2A)로 와이어 피복될 수 있는 유리 섬유(1A)를 제공하여, 유리/중합체 복합 섬유, 배합물 또는 펠렛을 만들기 위한 압출 또는 인발 공정의 필요를 없앴다.

Description

유리 섬유용 비수성 사이징 장치 및 사출성형 가능한 중합체{NONAQUEOUS SIZING SYSTEM FOR GLASS FIBERS AND INJECTION MOLDABLE POLYMERS}
본 발명은 나이론 및 폴리프로필렌 등의 중합체의 강화 용도인 유리 섬유의 제조에 사용되는 비수성 사이징 조성물(nonaqueous sizing composition)을 제공한다. 본 발명은 더욱 사이징된 로빙(roving)의 제조 공정에서, 유리 섬유에 직접 고온으로 적용될 수 있는 비수성 사이징 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 사이징 조성물은 유리 섬유에 더 높은 정도의 사이징을 부여하여 유리 섬유가 매트릭스 수지(matrix resin)와 결합하는 것을 쉽도록 한다. 또한, 본 발명은 보다 높은 수율 및 매우 감소된 비용으로 유리 섬유를 함유하는 열가소성 수지 펠렛을 제조하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 사이징제는 침윤(浸潤, wetout)의 효율을 개선시킴으로써 와이어 피복(wirecoating) 공정을 개선하여 펠렛 제조에 바람직한 수단이 된다. 게다가, 본 발명은 강화되는 중합체에 의한 사이징 유리 섬유의 와이어 피복을 가능하게 하여, 유리 / 중합체 복합 섬유 또는 펠렛을 제조하기 위한 압출 또는 인발 공정의 필요가 없어진다. 본 발명은 또한 중합체 내에 유리 섬유가 고르게 분산되어 유리와 열가소성 수지가 보다 효과적으로 결합할 수 있도록 하는 고장전 사이징된 로빙(high size loading roving)을 제공한다.
사이징 조성물은 유리 및 탄소 섬유의 제조에서, 섬유속의 포합성, 집속성(bundling), 연전성(spredability), 퓨즈 형성(fuzz formation) 저항성, 섬유의 평활성(smoothness) 및 유연성, 마모 저항성 및 권취된 섬유속의 무너지지 않으면서 용이한 해사성(unwindability) 등의 가공 성질을 개선시키기 위해 널리 사용되고, 주지되어 있다.
강화 플라스틱 공업에서는 다양한 제품을 제조하기 위하여, 중합체 매트릭스를 강화하는 여러 가지 형태로 유리 섬유를 사용하여 왔다. 유리 섬유는 중합체를 강화하는 제직 및 부직의 포(fabrics), 메시(meshes) 및 스크림(scrims) 뿐만 아니라 연속 또는 촙(chopped) 필라멘트(filaments), 스트랜드(strands), 로빙(rovings)의 형태로 사용되어져 왔다. 열가소성 중합체 매트릭스는 여러 가지 다른 형태의 유리 섬유로 강화되어 시트 성형 배합물(sheet molding compounds), 벌크 성형 배합물(bulk molding compounds), 인발 제조물, 패널 제조물(panel products), 스프레이업 성형(spray up molding) 제조물 등의 제품으로 제조되었다.
중합체 강화 시장을 위한 유리 섬유의 제조에는, 용융된 섬유형성성 유리 물질을 담은 퍼니스(furnace)에 연결된 부쉬(bushing) 등의 장치에서 나온 섬유형성성 유리 물질의 용융 스트림으로부터 유리 섬유를 세장(attenuation)하는 것이 포함된다. 유리 섬유는 와인더(winders) 또는 고압 에어 제트(air jet) 등의 종래 수단에 의해 세장된다. 유리 섬유의 제조 공정에서는, 유리의 용융 스트림이 세장된 직후에 화학 조성물을 가한다. 본 발명의 이전에는, 화학 조성물은 보통 필름 형성 중합체 물질, 커플링제, 윤활제 및 가공 보조제를 함유한, 수용액, 포말 또는 겔 조성물이었다. 이 화학 조성물 또는 사이징제는 유리 섬유가 유리 섬유 속 또는 스트랜드 내로 모여 있을 때, 유리 섬유의 필라멘트간의 마모를 방지하기 위하여 필요하다. 이는 또한 유리섬유를 강화에 사용되는 중합체 매트릭스와 상용성이 있도록 하기 위하여 요구된다. 사이징물을 가한 이후에, 강화에 사용되기 이전에 섬유는 패키지 형태 또는 촙 스트랜드(chopped strand)의 형태로 건조된다.
본 발명의 이전에는, 성형된 중합체의 강화물로서 유리 섬유를 사용하는 방법의 다음 단계에 단섬유 복합 재료 또는 장섬유 복합 재료의 제조가 포함된다. 일반적으로, 단섬유 복합 재료의 제조에는 압출시 중합체 전체에 유리 섬유가 분산되도록 순수 중합체 펠렛을 촙 유리 섬유와 혼합하는 것이 포함된다. 장섬유 복합 재료를 제조하기 위해서는 인발(pultrusion)이 이용되는데, 여기서 복합 재료의 제조를 위해서 고온의 열가소성 중합체가 유리 로빙을 통과하도록 압력을 받는다. 유리 중합체 복합 재료를 제조하는 이러한 제조 방법은 고가이고, 열가소성 중합체의 고점도 때문에 매우 느리다.
촙 유리 섬유(chopped glass fiber)는 보통 열가소성 물질의 강화 물질로서 사용된다. 대개, 이 섬유는 용융된 유리를 부쉬 또는 오리피스 판(buch or orifice plate)으로 밀어 넣어 필라멘트(filament)를 만들고, 윤활제, 커플링제 및 필름 형성성 결합제 수지를 함유한 사이징 조성물을 필라멘트에 가하고, 필라멘트를 모아 스트랜드를 만들고, 섬유 스트랜드를 촙핑(chopping)하여 원하는 길이의 세그먼트로 만들고, 그리고 사이징 조성물을 건조함으로써 제조된다. 이렇게 촙핑된 스트랜드 세그먼트는 이후에 중합가능한 수지와 혼합되고, 혼합물이 압축 또는 사출 성형기에 공급되어 유리 섬유 강화 플라스틱으로 제조된다. 보통, 촙핑된 스트랜드는 중합가능한 열가소성 수지 펠렛과 혼합되고, 혼합물은 압출기에 공급되어 수지가 용융되며, 촙 스트랜드와 혼합되어 유리 섬유 스트랜드의 집결성이 없어지고, 섬유는 용융된 수지에 걸쳐 분산되며, 섬유 길이는 감소되고, 그리고 섬유/수지 분산물은 펠렛을 형성하게 된다. 이러한 펠렛은 성형기에 공급되어, 전체에 유리 섬유가 실질적으로 균일하게 분산된 성형물로 제조된다.
그러나 불행히도, 이러한 공정을 통하여 제조된 촙 유리 섬유는 대개 벌키(bulky)하고, 잘 유동하지 않는다. 따라서, 이러한 섬유는 취급이 어렵고, 자동화 공정 장치에서 종종 문제가 되어 왔다.
공정을 개선하려는 대부분의 시도는 촙 스트랜드를 밀집(compacting)시키는 것을 지향하여 왔다. 이 작업은 촙 스트랜드의 유동성을 개선하여, 열가소성 수지와 혼합되는 유리 섬유의 칭량 및 운반을 위해 자동화된 장치의 사용을 가능하게 하는 것을 목적으로 하였다.
이러한 공정은 미국 특허 4,840,755에 기재되어 있는데, 여기서 습윤 촙 스트랜드는 바람직하게 진동 캐리어에서 롤링(roll)하여 스트랜드를 둥글게 하고 밀집시켜 밀한 실린더형의 펠렛으로 만든다. 그러나, 개시된 방법은 보다 우수한 유동성을 나타내는 더 밀하고, 더 실린더 형태인 펠렛을 제공하지만, 개시된 방법 및 장치는 어떠한 면에서 바람직하지 않은 한계가 있다. 예를 들면, 펠렛 크기 및 섬유 함량이 촙 스트랜드 내 섬유의 크기 및 수에 의해 제한된다. 분리된 스트랜드 또는 느슨한 필라멘트가 보도에 따르면 롤링 공정 동안에 다른 스트랜드에 부착됨에도, 이 공정은 다중 촙핑된 스트랜드(multiple chopped strand) 세그먼트가 서로 부착하여 단독 촙핑된 스트랜드(single chopped strand)에 존재하는 것보다 많은 섬유를 포함한 펠렛을 형성하는 것을 피하도록 설계되었다. 결과적으로, 우수한 유동성을 나타내기에 적합한 용적 밀도, 및 길이에 대한 직경의 충분한 비를 갖는 펠렛을 얻기 위하여, 세그먼트로 촙핑되는 스트랜드는 많은 수의 필라멘트로부터 제조되어야 한다. 그러나, 단일 스트랜드로 결합 및 형성하는데 요구되는 필라멘트사의 수가 증가하는 것은 제조를 복잡하게 하여 바람직하지 않다.
개시된 펠렛이 여러 가지의 혼합 공정에 의해 제조될 수 있지만, 이러한 공정들 중 많은 것들이 비효율적이어서 상업적으로 이용할 수 없거나, 펠렛화되지 않은 촙 스트랜드 섬유로부터 제조된 것에 필적하는 강도 특성을 가진 복합 재료를 제공하는 균질한 펠렛을 제조하도록 적절하게 조절될 수 없다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 미국 특허 4,840,755에 기재된 개질 디스크 펠렛 제조기의 사용은 혼합기 내의 형성된 펠렛의 체류 시간이 지나치게 길어, 서로에 대하여 문지르는 유리 섬유 펠렛의 마모 성질 때문에 펠렛의 열화를 가져온다. 이러한 펠렛의 열화는 궁극적으로 이것으로 제조된 성형물의 강도 특성을 저하시킨다.
따라서, 수지와 혼합하기 이전에 촙 유리 섬유를 처리할 필요가 없는 완전히 새로운 접근 방법이 필요하다. 이러한 필요성은 하기에 기재된 본 발명의 방법 및 조성물에 의하여 충족될 수 있다.
또한, 섬유를 사이징제로 처리하는 이전의 공정에서는 처리된 섬유를 건조하기 위해서 오븐이 공정에서 사용되도록 요구되었다. 수성 사이징물은 또한 상당한 량의 휘발성 유기 요소(volatile organic components, VOCs)를 함유한다. 환경 문제를 예방하기 위한 노력으로, 본 산업에서는 섬유의 물성을 유지하면서 VOCs 의 수준을 최소화시키는 방법을 찾으려고 시도하여 왔다.
사각의 연속 로빙 패키지를 만드는데 사용되는 비수성 사이징 조성물인 본 발명은 뜻밖에도 VOCs에 대한 환경적 고려와 일치하고 그 이상일 뿐만 아니라, 건조 오븐과 패키지의 박리(stripback) (보통 사이징제의 과량 이행으로 인한)의 필요성을 없앰으로써 처리 섬유를 제조하는 모든 비용을 줄일 뿐만 아니라 요구되는 시간을 유의적으로 감소시킨다. 또한, 본 발명은 유리 섬유에 가해지면 유리 섬유가 강화될 중합체 물질로 직접 와이어 피복될 수 있도록 하는 사이징 조성물을 제공한다. 이는 느리고 고가인 유리 함침 공정(glass imprgnation process)을 거치는 장섬유의 종래 결점을 극복한 것이다. 특히, 고장전된(high loading) 사이징제는 유리 스트랜드가 성형 공정 중 중합체 내에 균일하게 분산되도록 한다.
발명의 요약
본 발명은 2 - 10 % 범위의 LOI (점화시 손실율, loss on ignition)를 갖는 비수성 사이징 조성물을 제공한다. 본 발명의 발견 이전에, 상기 범위의 사이징 수준을 적용하는 것은 사이징제의 이탈(sling-off), 이행(migration), 패키지의 현수(hang-on) 및 건조 문제 때문에 달성할 수 없었다. 그러나, 본 발명은 섬유 형성 환경에서 유리 섬유에 직접 고온으로 적용하여, 오븐 건조, 이행 및 박리(stripback) 없이 한 단계로서 운송 가능한 로빙 패키지를 제조할 수 있는 사이징제를 제공한다. 사이징 조성물은 장섬유 복합 재료가 제조되도록 한다. 특히, 본 발명의 사이징 조성물은, 이후 고속에서, 가능하다면 1000 ft/min에서 열가소성 중합체로 와이어 피복(wirecoating)되고, 펠렛으로 촙핑될 수 있는 고장전(high size loading) 유리 로빙을 산출한다.
본 발명의 비수성 사이징제의 한 구현예는 강화되는 중합체와 혼화성인 하나 이상의 필름 형성제 및 하나 이상의 커플링제를 함유한다. 본 사이징제는 물을 함유하지 않고, 고온에서 적용된다.
본 발명은 비수성 사이징제이므로 수지는 용매로 유화되거나 용매와 혼합되지 않고, 따라서 VOCs가 유의적으로 감소한다. 또한, 본 발명에서 커플링제, 특히 실란은 물에서 혼합되지 않고, 이는 일부 경우에서 가수 분해를 감소시키고, 제조 환경으로 VOCs를 방출하는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 복합 재료의 인라인(in line) 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 인라인으로 유리 섬유에 비수성 사이징제를 도포하고, 이어서 와이어 피복한 후, 냉각, 촙핑, 운반하는 것을 포함한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 와이어 피복된 장섬유 복합 재료 (도 1)와 Celstran(상표명) N66G50으로 공지된 선행기술의 완전히 함침된 유리섬유 배합물 (도 2)과의 펠렛 단면 비교도를 나타낸다. 섬유 A는 유리에 대해 4 중량% 사이징되고, 나일론으로 와이어 피복된 전체 장섬유 배합물에 대해 2 중량% 사이징된 본 발명의 로빙을 보여주고 있다. 항목 1A는 유리 섬유에 4 % 사이징된 4000개의 필라멘트속을 나타내고 있다. 항목 2A는 전체 섬유의 48 중량%인 나일론 와이어 피복을 나타내고 있다. 섬유 B는 균일한 Celstran (상표명) N66G50 장섬유 배합물의 펠렛 단면도를 보여주고 있다. 항목 1B는 유리에 대하여 0.5 중량% 사이징되고, 전체 섬유에 대해 0.25 중량% 사이징된 4000개의 필라멘트속을 보여주고 있다.
본 발명의 비수성 사이징 조성물은 하나 이상의 필름 형성제와 하나 이상의 커플링제를 함유한다. 바람직한 필름 형성제는 실온에서 고체이고, 30 내지 60℃에서 용융되며, 100℃에서 75 내지 400 cPs의 점도를 가진 액체이다.
바람직한 커플링제는 실온에서 액체이고, 100℃ 이상의 비점을 가지고 있는 것이다. 적합한 커플링제는 유기관능성 실란, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란을 포함한다. 본 발명에 사용할 수 있는 바람직한 커플링제는 상표명 A-1100으로 Witco사의 OSI Specialties로부터 시판되고 있는 3-아미노프로필트리에톡시실란이다. 바람직하게는, 유기관능성 실란은 사이징 조성물의 약 0.1 내지 5 퍼센트의 양으로 사용된다.
본 발명에 유용한 필름 형성제는 강화되는 중합체와 혼화성이 있는 필름 형성제를 포함한다. 예컨대, 나일론인 경우, 적합한 필름 형성제는 유니온 카바이드사에서 판매하는 Tone 0310 및 0260과 같은 폴리카프로락톤을 포함한다. 폴리프로필렌을 강화하기 위한 적절한 필름 형성제는 Petrolite사로부터 입수되는 Vybar 260과 825와 같은 무정형 왁스를 함유한다.본원발명에 의한 필름 형성제는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리부틸테레프탈레이트, 6개의 탄소 원자를 함유하는 탄소 사슬을 갖는 폴리아미드, 각각의 사슬이 6 개의 탄소 원자를 함유하는 2 개의 탄소 사슬을 함유하는 반복 단위를 갖는 폴리아미드, 화학적으로 커플링된 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리페난트렌 설파이드, 열가소성 폴리우레탄, 아세탈 및 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 으로 구성된 군으로부터 선택된 중합체와 혼화성이 있다.본 발명에 의한 필름 형성제는 고분자량 왁스, 저분자량 왁스, 저 분자량 폴리에스테르 알키드, 폴리카프로락톤, 저분자량 말레화 폴리프로필렌으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.또한, 본 발명에 의한 필름 형성제는 저분자량 폴리우레탄, 폴리카프로락톤, 폴리에스테르, 불포화 폴리에스테르로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에서 제조에 요구되는 성분에 덧붙여, 유리 또는 탄소 섬유 사이징 조성물에 통상적으로 첨가되는 다른 성분이 또한 존재할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 사이징 조성물은 대전 방지제, 가교 결합제 또는 경화제, 산화 방지제, 필라멘트의 퓨즈(fuzz) 또는 파단을 감소시키는 양이온성 윤활제, 비이온성 윤활제, 핵제, 또는 소량의 안료 등을 함유할 수도 있다. 가교결합제의 예로는 비스-실란을 들 수 있다.
본 발명의 방법에서, 실질적으로 연속상인 유리섬유 스트랜드는 가열된 부시(bushing)를 통해 용융된 유리를 연신하여 실질적으로 연속적인 다수의 유리섬유를 형성하고, 이 섬유를 스트랜드로 수집하는 것과 같은 종래 기술에 의해 형성된다. 그와 같은 섬유를 제조하고, 이를 스트랜드로 수집하는 선행 기술에 공지된 장치가 본 발명에 적절하게 사용될 수 있다. 적절한 섬유로는 직경이 약 10 내지 30 마이크론인 섬유이며, 적절한 스트랜드는 약 50 내지 45000개의 섬유를 함유하고 있다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 따라 형성된 스트랜드는 직경이 약 17 내지 약 25 마이크론인 약 4000 내지 5000개의 섬유를 함유하고 있다.
상기 비수성 사이징 조성물은 유리섬유의 형성과정 또는 비수성 사이징 조성물을 적용할 수 있도록 유리섬유가 충분한 온도로 냉각된 후와 같이 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 유리 섬유 또는 탄소섬유에 적용될 수 있다. 비수성 사이징 조성물은 벨트를 갖는 어플리케이터(applicator), 롤러, 분무기, 및 핫멜트 어플리케이터(hot melt applicator)에 의해 유리섬유에 적용될 수 있다.
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바람직하게, 사이징 조성물은 연속상인 유리 스트랜드에 소량의 사이징제를 균일하게 적용하거나 계량할 수 있는 가열된 어플리케이터에 의해 적용될 수 있다. 고정 및 이중 롤 어플리케이터가 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 어플리케이터는 3/4"(1.9050 cm) 롤-슬로트(roll-slot) 사이징제 어플리케이터, 3/8"(0.9525 cm) 롤-슬로트 사이징제 어플리케이터, 이중 롤 어플리케이터 및 다중 스플릿 슬롯 어플리케이터이다. 가장 바람직한 것은 3/4"(1.9050 cm) 롤-슬로트 사이징제 어플리케이터이다.
3/4" (1.9050 cm) 롤-슬로트 사이징제 어플리케이터는 전형적으로 3/4 인치 (1.9050 cm) 직경의 그래파이트 또는 강철롤을 가지고 있으며, 하부 블록이 가열된다. 상기 어플리케이터는 선행 기술에서 전형적으로 사용된 것과 같은 표준 어플리케이터와 비교하여 드라그가 감소된 단일 경로의 사이징제 흐름을 제공한다. 이러한 어플리케이터는 또한 기어 트레인과 인버터 구동을 사용하여 롤 속도를 조절할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 덧붙여, 50 내지 400 cPs 범위의 점도에 아주 적합하며, 0.5 내지 0.8 %의 범위 또는 그 이상에서 첨가율을 조정할 수 있다.
3/8" (0.9525 cm) 롤-슬로트 사이징제 어플리케이터는 롤 직경이 3/8" (0.9525 cm)라는 점이 다르며, 하부 블록이 가열된다. 이러한 어플리케이터 또한 3/4" (1.9050 cm) 롤-슬로트와 비교하여 약간 드라그가 감소된 단일 경로 사이징제 흐름을 제공한다. 3/4" (1.9050 cm) 어플리케이터와 같이, 롤 속도를 기어 트레인과 인버터 드라이버로 조정가능하다. 이 어플리케이터는 점도가 50 - 400 cPs 이고, 첨가율이 약 0.3 내지 3 % 또는 그 이상일 때 유용하다.
어떤 장치가 사이징된 유리 섬유를 제조하기 위하여 제공된다. 본 장치는 하기로 구성된다: 연속상의 섬유로 연신되는 용융 유리 스트림을 공급하기 위한 가열된 부쉬(bushing); 스트림을 섬유로 연신시키도록 개조된 장치; 및 사이징 어플리케이터. 사이징 어플리케이터는 외장(housing) 및 회전가능하게 외장에 연결된 롤 어플리케이터(roll applicator)를 포함한다. 외장은 사이징제 공급원으로부터 압력을 받은 사이징 조성물을 받아들이도록 조절된 공급 포트, 출구 슬로트(exit slot) 및 공급 포트에서 출구 슬로트에 연결된 통로를 포함한다. 통로는 공급 포트로부터 사이징 조성물을 받아 출구 슬로트로 운반하여, 사이징 조성물이 외장을 나가 롤 어플리케이터의 바깥 표면에 공급되도록 한다. 롤 어플리케이터는 외장과 떨어져, 외장이 실질적으로 사이징 조성물과 접촉하지 않고, 롤 어플리케이터에 공급된 사이징 조성물의 두께를 변하게 하지 않도록 한다.
롤 어플리케이터는 일반적으로 수평판에 있는 중심축의 주위로 바람직하게 회전한다. 출구 슬로트는 수평판 위에 위치하여, 사이징 조성물이 외장을 나가 수평판 위에 있는 롤 어플리케이터의 외표면에 공급되도록 한다.
롤 어플리케이터는 또한 제 1 및 제 2 단부(end portion)를 포함한다. 한 가지 구현예에서, 제 1 단부는 제 1 나선 또는 나사(spirals or threads)를 포함하고, 제 2 단부는 제 2 나선 또는 나사를 포함한다. 제 1 및 제 2 나선은, 롤 어플리케이터가 회전할 때 내측으로 제 1 및 제 2 단부와 접촉하도록 사이징 조성물을 전환시키기 위하여, 반대 방향으로 위치한다. 바람직하게, 통로는 공급 포트로부터 출구 슬로트까지 일반적으로 일정한 단면적을 갖고 있다.
본 장치는 롤 어플리케이터의 회전을 실행하는 구동 장치를 추가적으로 포함한다. 구동 장치는 모터 집합체 및 클러치 집합체를 포함한다. 모터 집합체는 출력 샤프트(output shaft)를 포함하는 모터, 출력 샤프트와 함께 회전하도록 출력 샤프트에 연결된 구동 풀리를 포함한다. 클러치 집합체는 하기를 포함한다: 클러치 외장; 외장에 회전가능하게 고정되고 내공(inner bore)을 포함하는 제 1 샤프트; 롤 어플리케이터를 걸어 제 2 샤프트의 회전이 롤 어플리케이터를 회전하도록 개조된 말단부(distal end portion) 및 원형 쇼울더(annular shoulder)를 포함하고, 내공에 위치한 제 2 샤프트; 내공에 위치하고 제 2 샤프트의 원형 쇼울더를 건 스프링; 제 1 샤프트와 함께 회전하기 위하여 제 1 샤프트에 고정되고, 내공의 스프링을 걸어 고정한 스프링 고정판; 그리고 구동 풀리 및 제 1 샤프트 부분의 둘레에 위치하여 구동 풀리의 회전이 제 1 샤프트를 회전하도록 하는 벨트. 스프링은 제 1 샤프트가 회전할 때 제 2 샤프트가 회전하도록 한다. 제 1 샤프트 부분은 제 1 샤프트에 고정된 구동 풀리를 포함할 수 있다.
제 2 샤프트의 말단부는 바람직하게 제 2 샤프트의 중심축에 가로방향으로 연결된 핀을 포함한다. 핀은 롤 어플리케이터에 제공된 노치(notch)에 걸도록 조절된다.
바람직한 장치의 두 번째 측면에 따르면, 사이징제 어플리케이터가 사이징 조성물 피복을 유리 섬유에 적용하는데 제공된다. 본 어플리케이터는 외장(housing) 및 외장에 회전가능하게 연결된 롤 어플리케이터(roll applicator)를 포함한다. 외장은 사이징제 공급원으로부터 나온 사이징 조성물을 받도록 조절된 공급 포트, 출구 슬로트, 및 공급 포트에서 출구 슬로트로 연결된 통로를 포함한다. 통로는 공급 포트로부터 사이징 조성물을 받아 출구 슬로트로 사이징 조성물을 운반함으로써 사이징 조성물이 외장을 나와 롤 어플리케이터의 외표면에 공급되도록 한다. 롤 어플리케이터는 외장과 떨어져, 외장이 롤 어플리케이터에 공급된 사이징 조성물의 두께를 실질적으로 변하게 하지 않도록 한다.
바람직한 장치의 세 번째 측면에 따르면, 유리 섬유에 사이징 조성물의 피복을 적용하기 위한 사이징제 어플리케이터가 제공된다. 본 사이징제 어플리케이터는 외장(housing) 및 외장에 회전가능하게 연결된 롤 어플리케이터(roll applicator)를 포함한다. 외장은 사이징제 공급원으로부터 나온 사이징 조성물을 받도록 개조된 공급 포트, 출구 슬로트, 및 공급 포트에서 출구 슬로트로 연결된 통로를 포함한다. 통로는 공급 포트로부터 사이징 조성물을 받아 출구 슬로트로 사이징 조성물을 운반함으로써 사이징 조성물이 외장을 나와 롤 어플리케이터의 외표면에 공급되도록 한다. 롤 어플리케이터는 외장과 떨어져, 외장이 롤 어플리케이터에 공급된 사이징 조성물과 실질적으로 접촉하지 않도록 한다.
요구되는 첨가율이 1 - 15 % 범위이고 1 - 200 cps 의 범위의 점성을 갖는 사이징제를 취급할 때는, 이중롤 어플리케이터(dual roll applicator)가 유용하다. 이러한 유형의 어플리케이터는 필름 두께를 정확하게 조절할 수 있도록 한다.
유리 스트랜드에 균일하게 분포된 사이징제 중 소량인 3 - 225 gm/min을 적용 또는 계량할 수 있는 가열된 어플리케이터를 사용하여 사이징제가 적용될 수 있다. 바람직하게, 도포 장치는 1/4" (0.6350 cm) 내지 1" (2.54 cm)의 직경을 갖고, Zenith 펌프 H 시리즈를 통하여 공급된다.
본 발명의 비수성 사이징제는 30 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에서 적용될 수 있다. 바람직하게, 사이징제는 80 ℃ 내지 110 ℃의 범위에서 적용된다. 특히 바람직한 구현예에서, 사이징제는 100 ℃에서 적용된다.
사이징제는 75 내지 400 cPs 범위의 점도로 사용될 수 있다. 바람직하게는 사이징제는 100 내지 250 범위에서 사용된다. 특히 바람직한 구현예에서, 비수성 사이징제는 약 200 cPs의 점도로 사용된다.
다른 중요한 변수는 유리에 적용되는 사이징제의 양이다. 종래의 촙 스트랜드에 있어서, 유리 또는 카본 섬유의 사이징제의 LOI 중량%는 1 % 이하인데, 단섬유 배합물에서는 대개 사이징제가 약 0.5 % 내지 1 %이다. 따라서, 매트릭스에 대한 사이징제의 영향은 비교적 적다. 반대로, 본 발명의 사이징제에서의 사이징제의 양은 2 내지 10% 범위이다. 그 결과, 사이징제는 기능이 넓어져 우수한 접착성을 제공하는 동시에 보호성 및 우수한 가공성을 제공할 뿐만 아니라, 매트릭스의 주요 성분이 된다. 특히, 본 발명에 있어서, 유리 상에 사이징제가 다량 존재하면 와이어 피복된 유리 섬유가 성형 가공 동안 열가소성 중합체에 고르게 분산되게 된다.
사용할 LOI를 결정하는 한가지 방법은 유리 스트랜드의 틈새를 본질적으로 충전하기에 충분한 양의 사이징제을 사용하는 것이다. 이것은 틈새를 결정하여 측정하는 것을 필요로 한다. 계산에서는 유리 필라멘트의 밀도 및 사이징제의 밀도를 사용한다. 식은 하기와 같다:
반지름 r이 n*r*r*tan(pi/6)인 원에 외접하는 육각형의 면적,
r이 1 cm라 가정하면,
육각형(유리 + 사이징제)의 면적=3.4641 cm2
원(유리)의 면적=pi cm2
사이징제의 면적=3.4641=pi=0.3225 cm2
각각의 부피 (높이가 1 cm라 가정하면)
사이징제=0.3225 cm3
유리=pi cm3
사이징제의 중량=(1 gm/cm3)(0.3225 cm3)=0.3225 gm
유리의 중량=(2.53 gm/cm3)(pi cm3)=7.948 gm
사이징제 및 유리의 총중량=8.2707 gm
사이징제의 중량 퍼센트=3.9%
사이징제는 2 내지 10 % 범위의 양으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 사이징제는 2 내지 5 % 범위로 사용된다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 사이징제는 나일론 강화용 유리 섬유에 3.0 내지 4.0 %, 가장 바람직하게는 3.5 %의 LOI로 사용된다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 사이징제는 커플링된 폴리프로필렌 강화용 유리 섬유에 2 내지 5 %, 가장 바람직하게는 3.5 %의 LOI로 사용된다. 그러나 상기 논의 및 식에서 알 수 있듯이, 바람직한 LOI는 유리 필라멘트 밀도 및 사이징제 밀도에 따라 달라진다. 예를 들어 23 미크론 필라멘트의 바람직한 LOI는 약 3.5 %인 반면, 20 미크론 필라멘트의 바람직한 LOI는 약 4.1 %이고, 16 미크론 필라멘트의 바람직한 LOI는 약 5.0 %이며, 13 미크론 필라멘트의 바람직한 LOI는 약 6.2 %이다. 따라서, 유리의 그램 당 표면적이 클수록 사이징제가 더 필요하다.
사이징제의 화학적 특성의 다른 측면은 이 물질이 와이어 피복 공정에서 분해됨이 없이 이 공정을 견딜 수 있어야 한다는 것이다. 사이징제는 잠재적으로 와이어 피복 및 사출 성형 공정에 사용되는 온도에 노출될 경우 질량을 손실하기 시작한다. 따라서, 사이징제의 화학적 특성은 와이어 피복 및 주입 성형의 가공 온도인 250 내지 600 ℉ 및 120 내지 315 ℃ 이하의 작업에서 마주치는 온도를 견딜 수 있어야 한다.
따라서, 한 구현예에 따르면, 하기를 포함하는 유리 섬유 처리용 사이징제 조성물이 제공된다: 강화할 중합체 또는 와이어 피복에 사용할 중합체와 혼합가능한 1종 이상의 필름 형성제 및 1종 이상의 커플링제. 필름 형성제는 본질적으로비휘발성 물질이 되게 할 만큼 충분한 분자량을 가지고, 밀도 범위가 100 ℃에서 50 내지 400 cPs이며 열가소성 매트릭스와 상용성 있는 임의의 필름 형성제일 수 있다. 예를 들어 폴리카프로락톤 등의 필름 형성제가, 각각의 사슬이 6 개의 탄소 원자를 함유하는 2 개의 탄소 사슬을 함유하는 반복 단위를 갖는 폴리아미드인 나일론 66 등의 성형 배합물과 혼합가능하도록 사용될 수 있다. 커플링제는 선택되는 필름 형성제와 상용성 있는 임의의 것일 수 있다. 예를 들어 폴리카프로락톤 필름 형성제와 상용성 있는 커플링제는 다양한 아민 관능성 실란일 수 있다.
비수성 사이징 조성물에 적합한 커플링제는 대개 에톡시 가수분해성 기 또는 규소를 보유하는데, 이는 메톡시기를 보유하는 것은 가수분해될 경우 대개 더 위험한 물질을 방출하기 때문이다. 또한 커플링제는 현저한 화학 부반응을 피하도록 선택된다.
사이징제의 사용 후, 유리 섬유는 중합체를 사용하여 인라인 (in-line) 또는 오프라인 (off-line)으로 연속 로빙 (roving)을 와이어 피복함으로써 배합물로 제조된다. 이어서 생성된 유리 섬유 복합체는 펠렛으로 절단되어 성형기에 운반된다.
와이어 피복은 연속상의 로빙을 와이어 피복 다이에 통과시킴으로써 행한다. 다이는 다이를 통한 로빙 방향에 수직인 입구를 통해 용융된 열가소성 중합체를 공급하는 압출성형기에 부착되어 있다. 열가소성 물질의 기능은 피복할 "와이어"인 로빙을 기본적으로 봉지하는 (encapsulating) 것이다. 로빙이 당겨지는 속도 및 압출성형기의 공급 속도가 로빙을 둘러싸는 열가소성 물질의 양을 결정한다. 다이 출구 홀 또한 로빙을 둘러싸는 열가소성 물질의 양을 결정한다. 또다른 중요한 변수는 온도에 의해 조절되는 열가소성 물질의 점도이다.
유리 섬유의 실제 와이어 피복 이전에, 유리가 폴리프로필렌으로 피복된 계에서, 폴리프로필렌 펠렛을, 유리에 대한 폴리프로필렌의 결합을 보조하는데 적합한 말레화 반응성 기를 갖는 폴리프로필렌 첨가제와 손으로 혼합한다. 바람직한 첨가제는 UniRoyal Chemical 사의 Polybond (PB-3001) 이다. 첨가제를 약 2 내지 15 %, 바람직하게는 10 % 의 양으로, 폴리프로필렌과 손으로 혼합한다.
일단 형성되면, 스트랜드를 약 1/8 인치 (0.03175 cm) 내지 1 - 1/4 인치 (3.1750 cm) 의 길이로 촙핑한다. 그러한 길이로 유리 섬유 중합체 스트랜드를 촙핑하는 당 기술에 적합한 수단들이 이 공정에 사용될 수 있다. 적당한 섬유 촙핑 장치에는 Conair-Jetro 모델 #204T 90060 (Bay City, 미시간) 이 포함된다.
실시예 1
나일론 유리 섬유 복합 재료의 비수성 사이징제
사이징제 배합은 하기와 같다 (N1 로 지칭)
실제 사용량
R-5762 (폴리에스테르 알키드) 49.5 %
TONE 0260 (폴리카프로락톤) 49.5 %
A-1100 (아민 기재 실란) 1.0 %
계 100 %
폴리에스테르 알키드인 R-5762 를 하기와 같이 제조한다 :
R-5762 폴리에스테르 알키드의 특징
출발 물질 1. 프로폭실화 비스페놀A2. 말레산 무수물 R-5762 폴리에스테르의 조성 폴리에스테르 중 단량체1. 말레산 0.4 중량 %2. 푸마르산 0.04 중량 %3. 프로폭실화 비스페놀A 34.3 중량 % RI 디텍터 UV 디텍터수평균분자량 Mn 550 510중량평균분자량 Mw 620 600Z 평균분자량 Mz 750 710다분산도 d 1.13 1.17 VOC % 0.74산# 60.3Visc, ICI, cp 140
물 함량 (중량 %) 은 0.01 내지 0.06 % 이다. 인화점은 400 ℉ (204.4444 ℃) 초과이다. 25 ℃ 에서의 점도는 3,200,000 이다. 사이징 배합물은 25 ℃ 에서 고체이고, 하기 온도 점도 관계를 가진다.
온도 (℃) 점도 CPS
75 660
100 260
125 120
150 60
TONE 0260 (폴리카프로락톤)을 Union Carbide 로부터 수득하고, 하기 식을 가진다 :
H{O(CH2)5C(=O)}m-O-R-O-{C(=O)(CH2)5O}mH
TONE 0260, 화학식
표 2 에 그 특징들이 나와 있다 :
TONE 0260
분자량 3000 산 No.mg KOH/g 0.09
융점 ℃ 50 - 60 점도, 55C, cPs 1500
히드록실 No. mg KOH/g 37 VOC, % 0.29
A-1100 실란은 OSi Specialties 로부터 수득되고, 하기 화학식 및 특성들을 가진다.
감마-아미노프로필트리에톡시실란
H2NCH2CH2CH2Si(OEt)3
분자량 221.4
비중 0.946
클리어 액체
사이징제를 버킷(bucket)에서 가열하여, 적당한 어플리케이터 (이중 롤 형) 에 펌핑한다. 유리 섬유를 세장하여(attenuate), 어플리케이터와 접촉하도록 하며, 약 115 ℃ 에서 사이징제를 유리에 옮긴다. 섬유를 1차 슈(shoe) 에 모으고, 4각 모양의 패키지를 만드는 콜레트 상에 감는다. 이어서, 패키지를 냉각시킨 후, 와이어 피복하고, 사출 성형 용도에 있어서의 최종 사용을 위한 펠렛으로 촙핑한다.
허용오차
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상기 나열된 중량은 목표 중량이다. 목표 중량의 +/-2 %의 변동이 본 배합에서 허용될 수 있다.
사이징제는 저장 동안 실온으로 유지되어야 한다. 사이징제를 사용할 때, 취급 장치는 FRP(유리 섬유 강화 플라스틱), PVC, 스테인레스 스틸 또는 유리로 만들어져야 한다. 흑철 또는 양철 및 대부분의 비철 금속은 금지된다. 사이징제를 혼합할 때, 다음과 같이 이루어 진다. 주 혼합탱크에는, R-5762의 드럼 또는 버킷(pail)이 100 ℃ 까지 가열되어야 한다. 그리고 나서, 그것을 칭량하고 곧장 주 혼합 탱크에 넣는다; 이후 교반을 시작한다. 이어서, 70 ℃를 유지하며 고체인 TONE 0260을 주 혼합 탱크에 넣는다. 대안적 방법은 TONE 0260을 80 ℃까지 가열하고 주 혼합 탱크에 바로 붓는 것이다. 70 ℃ +/- 5 ℃의 온도에서, 계속 교반하며 A-1100 실란을 천천히 넣는다. 분산이 완전해질 때까지 교반을 유지하여야 한다. 이것이 완료되면, 혼합이 끝나게 된다. 최종적인 혼합물에 대하여, 분산을 위하여 교반을 5 - 10 분간 유지하고, Brookfield 또는 콘 앤드 플레이트 기구(cone and plate measurement)로써 100 ℃에서 점도를 측정한다.
나일론의 사이징 상태:호칭: N1 N1 표준 LOI 5.0 % 0.5 %Pkg. 밀도, lb/in3 0.065 0.067스트랜드 인장력, ksi 327 (25) 341 (19)퓨즈, mg 10 - 15 < 15Pkg. 안정성 양호 매우 양호Pkg. 런아웃(runout) 양호 양호
섬유 종류 인장 강도(ksi) 인장 모듈러스(psi* 106) 노치 아이조드(ft-lb/in) 유리 함량(%)
단섬유 492A* 10 미크론 26.9 2.82 2.8 29.3
CelstranTM 16 미크론 23.6 2.78 4.2 27.7
N119 미크론 23.7 2.78 4.1 29.5
N123 미크론 22.6 2.87 4.2 30.5
*오웬스-코닝사 제품
인장 강도(ksi) 습윤 인장력(ksi) 굽힘 강성(ksi) 노치 충격(ft-lb/in) 노치없는 충격(ft/lb)
CelstranTM (16 미크론) 34.2 20.4 55.6 5.2 24.9
N1(19 미크론) 29.4 16.1 47.9 4.3 14.7
실시예 2
나일론 유리 섬유 복합재료에 대하여 하기와 같이 또다른 사이징제가 제조되었다.
사용된 실제량
Tone 0310 (폴리카프로락톤) 99 중량%
A-1100 (아민 실란) 1 중량%
Tone 0310 은 유니온 카바이드사 제품으로 하기 식을 갖는다:
Tone 0310 (폴리카프로락톤)
분자량 = 900 융점 = 27 - 32 ℃ 히드록실 # = 187
사이징제를 실시예 1과 같이 제조하였고, 시료를 제조하였다. A 23 미크론 섬유가 제조되어 Celstran N66G50(대조물인 16 미크론 섬유)에 대해 시험하였다. 역학적 성질은 하기와 같았다.
역학적 성질
Celstran N66G50 (대조물) N2
M 섬유(16 미크론) T 섬유(23 미크론)
인장, ksi 35.3 30.4
인장, 24시간 끓임, ksi 22.5 18.4
굽힘, ksi 55.6 49.6
노치 아이조드, ft-lbs/in 6.04 6.41
노치되지 않음, ft-lbs/in 24.3 21.8
유리 % 49.6 51.5
실시예 3
나일론 유리 섬유 복합재료를 위하여 다른 사이징제를 제조하였다. N3 으로 지칭하고, 하기와 같이 보여진다.
N3 실제 사용된 양
Tone 0310 38.5 %
Tone 0260 60.0 %
A-1100 1.5 %
사이징제를 실시예 1과 같이 제조하였고, 시료를 제조하였다. A-23 미크론 섬유를 제조하여 Celstran N66G50 (15 미크론)에 대하여 시험하였다. 역학적 성질은 하기 표 6과 같았다.
역학적 성질 데이터
FD 미크론 16 FD 미크론 23
종류 Celstran N66G50 N3 T225
건조 인장력 (ksi) 36.7 32.3
인장 모듈러스 (psi×106) 2.62 2.52
24 끓인 후의 인장력 (ksi) 21.5 18.7
% Ret. 59 58
굽힘 강성 (ksi) 57.0 51.2
굽힘 모듈러스 (psi×106) 2.14 2.17
노치 아이조드 (ft-lb) 5.7 5.2
노치하지 않은 아이조드 (ft-lb) 29.1 31.5
유리 함량 (%) 49.4 49.1
DTIL (def. F) 500 500
실시예 4
커플링된 폴리프로필렌용의 비수성 사이징제
본 실시예를 위한 배합("P1" 으로 지칭)은 하기와 같다:
VYBAR 260 - 80 %
VYBAR 825 - 18 %
A - 1100 실란 - 2 %
VYBAR 왁스를 약 160 ℉ (71.1111 ℃) 까지 가열하여 사이징 배합물을 제조하였다. 그리고 나서, 실란을 천천히 첨가하고, 완전히 혼합하였다. 180 ℉ (82.2222 ℃)의 고온인 사이징제를, 펌프 및 3/4" (1.9050 ㎝) 의 롤 어플리케이터 장치를 사용하여 유리 섬유에 적용함으로써 23 미크론의 슬라이버 225 yd/lb (스트랜드는 2000 필라먼트의 부쉬로부터 나왔다)를 제조하였다. 약 3.5 % 의 사이징 장전량을 달성하기 위하여 사이징제를 적용하였다.
TR# 54887 인장력, ksi(s.d.) 인장 탄성율(106psi) 신장율(%) 인장력, 24시간 끓임ksi (s.d.) Ret.(%) 유리 함량(%)
Celstran PPG50-02-4* 대조물 15.11 (0.4) 1.63 1.50 10.99 (0.6) 73 48.9
Celstran PPG50-02-4대조물 14.65 (0.4) 1.62 1.40 11.24 (0.9) 77 49.0
P1**, 1 end,3.5 % LO1 14.48 (1.1) 1.62 1.54 11.54 (1.0) 80 47.9
P1, 2 end,3.5 % LO1 15.48 (0.5) 1.76 1.65 11.81 (0.5) 76 50.9
P1, 1 end,2 % LO1 14.86 (0.3) 1.60 1.75 10.91 (0.7) 73 47.5
P1, 2 end,2 % LO1 15.62 (0.4) 1.59 1.90 11.83 (0.6) 76 49.1
*: 셀스트란은 대조 표준으로서 시판되고 있는 제품이다. **: P1 비수성 사이징제 제형은 23 마이크론 필라멘트 직경이고 셀스트란*은 16 마이크론이다.
삭제
실시예 5
또 다른 사이징제는 폴리프로필렌 유리 섬유 복합 재료용으로 제조된다. 제배합은 P2로 지칭되고 하기에 나타나 있다:
P2 사용된 실제 양
Vybar 260 80 %
Vybar 825 19 %
A-1100 1 %
사이징은 실시예 4 처럼 제조되고 시료가 제조된다. 섬유는 16, 20 및 23 미크론에서 제조되고 Celstran(16 미크론)에 대해 시험된다. 역학적 특성은 하기 표 9 에 나타나 있다.
역학적 성질 데이터
FD 미크론16 FD 미크론23 FD 미크론20 FD 미크론16
설명 Celstran, 420 ℉ 에서 성형 P2, 460 ℉ 에서의 성형 P2, 460 ℉ 에서의 성형 P2, 460 ℉ 에서의 성형
건조 인장력(ksi) 16.4 14.5 14.9 14.9
인장 모듈러스(psi × 106) 1.14 1.03 1.05 1.01
인장력, 24 시간 끓임 (ksi) 13.8 10.6 10.3 10.2
Ret. (%) 84 73 69 68
굽힘 강도(ksi) 23.4 20.5 21.8 22.5
굽힘 모듈러스(psi × 106) 0.81 0.78 0.78 0.77
노치 아이조드(ft-lb/in) 4.2 5.2 5.0 4.9
노치되지 않은 아이조드(ft-lb) 15.3 14.0 15.1 14.6
유리 함량 (%) 30.5 29.4 28.7 29.9

Claims (18)

  1. 하기를 함유하는, 강화용 유리 섬유에 적용하기 위한 비수성 사이징 조성물로, 강화용 유리 섬유에 적용되었을 때 점화시 손실율이 2-10 %인 비수성 사이징 조성물:
    (a) 융점이 30-60 ℃이고, 점도가 75-400 cPs인, 강화되는 중합체와 혼화성 있는 1종 이상의 필름 형성제; 및
    (b) 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 커플링제 0.1 내지 5 중량%.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링제가 3-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 및 3-아미노프로필트리에톡시 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리부틸테레프탈레이트, 6 개의 탄소 원자를 함유하는 탄소 사슬을 갖는 폴리아미드, 각각의 사슬이 6 개의 탄소 원자를 함유하는 2 개의 탄소 사슬을 함유하는 반복 단위를 갖는 폴리아미드, 화학적으로 커플링된 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리페난트렌 설파이드, 열가소성 폴리우레탄, 아세탈 및 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 으로 구성된 군으로부터 선택된 중합체와 혼화성이 있는 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 고분자량 왁스, 저분자량 왁스, 저분자량 폴리에스테르 알키드, 폴리카프로락톤, 저분자량 말레화 폴리프로필렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  5. 하기를 함유하는, 폴리아미드 강화용 유리 섬유에 적용하기 위한 비수성 사이징 조성물로, 폴리아미드 강화용 유리 섬유에 적용되었을 때 점화시 손실율이 2-10 %인 비수성 사이징 조성물:
    (a) 융점이 30-60 ℃이고, 점도가 75-400 cPs인, 강화되는 중합체와 혼화성 있는 1종 이상의 필름 형성제; 및
    (b) 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 커플링제.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 저분자량 폴리우레탄, 폴리카프로락톤, 폴리에스테르, 불포화 폴리에스테르로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 폴리카프로락톤이고; 상기 커플링제가 아민 실란인 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  8. 하기를 함유하는, 폴리프로필렌 강화용 유리 섬유에 적용하기 위한 비수성 사이징 조성물로, 폴리프로필렌 강화용 유리 섬유에 적용되었을 때 점화시 손실율이 2-10 %인 비수성 사이징 조성물:
    (a) 융점이 30-60 ℃이고, 점도가 75-400 cPs인, 강화되는 중합체와 혼화성 있는 1종 이상의 필름 형성제; 및
    (b) 실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 커플링제.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 무정형 왁스, 미결정 왁스, 말레화 저분자량 폴리프로필렌, 탄화수소 수지로부터 구성되는 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 필름 형성제가 무정형 왁스이고, 상기 커플링제가 아민 실란인 것을 특징으로 하는 비수성 사이징 조성물.
  11. 표면 중 적어도 일부분이 제 1 항에 따른 비수성 사이징 조성물의 건조 잔류물로 덮인 유리 섬유.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 비수성 사이징 조성물이 제 7 항의 조성물인 것을 특징으로 하는 유리 섬유.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 비수성 사이징 조성물이 제 10 항의 조성물인 것을 특징으로 하는 유리 섬유.
  14. 제 11 항에 있어서, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸테레프탈레이트로 구성된 군으로부터 선택된 중합체로 와이어 피복된 것을 특징으로 하는 유리 섬유.
  15. 하기 단계를 포함하는, 유리 섬유를 함유한 성형 배합물의 제조방법:
    (a) 유리 섬유 스트랜드를 형성하는 단계;
    (b) 상기 유리 섬유 스트랜드를 제 1 항의 비수성 사이징 조성물로 피복하는 단계; 및
    (c) 적어도 표면의 일부분이 제 1 항의 비수성 사이징 조성물의 건조 잔류물로 덮인 유리 섬유에 중합체 수지의 와이어 피복을 적용하는 단계.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 유리 섬유 스트랜드를 비수성 사이징 조성물로 피복하는 단계가 고온에서 수행되는 방법.
  17. 하기를 함유하는, 강화용 유리 섬유에 적용하기 위한 비수성 사이징 조성물:
    (a) 필름 형성제로서의 1종 이상의 폴리카프로락톤; 및
    (b) 아민 실란 커플링제.
  18. 하기를 함유하는 비수성 사이징 조성물의 건조 잔류물로 표면 중 적어도 일부분이 덮인 유리 섬유:
    (a) 필름 형성제로서의 1종 이상의 폴리카프로락톤; 및
    (b) 아민 실란 커플링제.
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