KR100762162B1 - 저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템 - Google Patents

저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100762162B1
KR100762162B1 KR1020027008556A KR20027008556A KR100762162B1 KR 100762162 B1 KR100762162 B1 KR 100762162B1 KR 1020027008556 A KR1020027008556 A KR 1020027008556A KR 20027008556 A KR20027008556 A KR 20027008556A KR 100762162 B1 KR100762162 B1 KR 100762162B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
size
pellets
binder
reinforcing fiber
precursor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020027008556A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020067059A (ko
Inventor
마쏭나디아
앙리옹쟝-마르끄
토마슨제임스엘
애드지마레오나르드제이
체니테리엘
피레윌리
코쓰망마르크
Original Assignee
오웬스 코닝
오웬스 코닝 콤포지트 에스.피.알.엘.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오웬스 코닝, 오웬스 코닝 콤포지트 에스.피.알.엘. filed Critical 오웬스 코닝
Publication of KR20020067059A publication Critical patent/KR20020067059A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100762162B1 publication Critical patent/KR100762162B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
    • C03C25/14—Spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2904—Staple length fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2904—Staple length fiber
    • Y10T428/2907—Staple length fiber with coating or impregnation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2938—Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
    • Y10T428/2967—Synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

강화섬유 물질의 무색, 치밀한 섬유 펠릿을 제조하기 위한 2성분 사이징계. 상기 제품은, 먼저 강화섬유 스트랜드에 선구 사이즈 혼합물을 도포하는 단계, 상기 강화섬유 스트랜드를 스트랜드 조각으로 절단하는 단계, 치밀한 섬유 펠릿을 형성하기 위해 상기 절단된 스트랜드 조각에 바인더 사이즈를 도포하고, 치밀화하는 단계에 의해 유용하게 생산될 수 있다. 상기 바인더 사이즈는 변색이 없는 제품을 발생시키는 말레산 무수물 공중합체를 사용하여 공식화된다. 펠릿의 제조방법에서, 상기 사이징된 절단 스트랜드는, 이들의 밀도를 증가시키기에 충분하나, 이러한 펠릿으로 형성된 복합물품이 펠리타이징되지 않은 스트랜드 조각으로 형성된 복합물품에 비해 낮은 인장강도 또는 충격강도를 갖는 관점에서, 섬유의 가치가 저하되기에는 불충분한 기간동안 회전하는 챔버내에서 텀블링하여 치밀화된다.
펠릿, 저변색, 인장강도.

Description

저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템{SYSTEM FOR PREPARING GLASS FIBER PELLETS HAVING LOW DISCOLORATION}
본 발명은, 유리 및/또는 중합체의 펠릿등의 강화섬유제품의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 절단된 다수 섬유 스트랜드의 여러 조각들을 합사하여 치밀한 섬유펠릿을 제조하는 시스템을 제공하는데, 상기 섬유 스트랜드 조각들은, 변색을 감소시킴과 동시에 상기 펠릿으로 형성되는 복합재에 가수분해 조건하에서의 향상된 강도등의 향상된 물리적 특성을 부여하는 2성분 사이징 화합물로 처리된다. 그러한 펠릿은 복합구조에서 강화물질로서 사용되는 절단된 섬유의 저장 및 조작에 편리한 형상을 제공한다.
절단 유리섬유 스트랜드는 보통 열가소성 물품의 강화물질로서 사용된다. 일반적으로, 유리섬유는, 용융유리를 부싱 또는 오리피스판을 통해 필라멘트로 인발하고, 윤활제를 함유한 사이징 혼합물을 도포하고, 그 필라멘트에 약제 및 막형성 바인더수지를 결합시키고, 그 유리섬유 스트랜드를 필요한 길이의 조각으로 절단하고, 그 사이징 혼합물을 건조시켜 형성된다. 그후 이러한 절단 섬유스트랜드 조각들은 폴리머수지와 혼합되고, 그 혼합물은 압축성형 또는 사출성형 기계에 가해져 유리섬유 강화플라스틱 물품으로 형성된다. 일반적으로, 상기 절단 섬유스트랜드는 열가소성 폴리머수지의 펠릿과 혼합되고, 이 혼합물은 압출기에 가해져, 상기 수지가 용융되고, 유리섬유 스트랜드의 완전성이 파괴되며, 상기 섬유스트랜드가 용융수지 도처에 분산되어, 그 분산된 섬유스트랜드/수지가 펠릿을 형성한다. 그런후 이 펠릿을 성형기계로 공급하여, 유리섬유 스트랜드가 실질적으로 균일하게 분산된 성형 혼합물 물품을 형성한다.
그러나, 불행하게도, 이러한 방법으로 제조된 절단 유리섬유 스트랜드는 일반적으로 부피가 크고 잘 유동하지 않는다. 결과적으로, 그러한 절단 스트랜드는 조작하기 어렵고 자동처리장치에서 문제를 야기한다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한 시도로서, 절단 섬유스트랜드를 보다 치밀한 로드형 번들(rod-shaped bundle) 또는 펠릿으로 압축하여 유동성을 향상시키고, 자동화 장치를 사용하여 펠릿의 무게를 재고 이송하여 열가소성 폴리머수지와 혼합가능하도록 한다. 그러한 방법은 미국특허 제 4,840,755 호에 개시되어 있으며, 여기에서는 습성 절단 섬유스트랜드가, 바람직하게는 진동 캐리어상에서 둥글게 말려, 더 치밀한 원통형 펠릿으로 압축된다. 이러한 방법 및 장치는, 유동성이 양호하고 더 치밀하며 더욱 원통형인 펠릿을 제공하는 경향이 있으나, 바람직하지 않게 여러 면에서 제한된다. 예를 들어, 그러한 펠릿형성 과정에서, 상기 방법은, 하나의 절단스트랜드에 있는 섬유보다 더 많은 섬유를 함유하는 펠릿을 형성하도록 다수의 절단 스트랜드 조각들이 서로 접착되는 것이 방지되어 있기 때문에, 펠릿의 크기와 섬유함량은 일반적으로 절단 스트랜드내 섬유의 크기 및 수에 의해 제한된다. 결과적으로, 좋은 유동성을 갖도록 충분한 길이에 대한 직경비와 적당한 부피밀도를 갖는 펠릿을 얻기 위해, 조각들로 절단되는 상기 섬유스트랜드는, 보통 많은 수의 필라멘트로 형성되어야 한다. 그러나, 단일 스트랜드로 형성 및 합사되는데 필요한 필라멘트의 수를 증가시키는 것은 바람직하지 못하게 그 형성작업을 복잡하게 한다.
이러한 단점을 극복하기 위해, 미국특허 제 5,578,535 호는, 각 유리 스트랜드보다 약 20 내지 약 30 % 더 치밀하고, 직경이 약 5 내지 15배 더 큰 유리섬유 펠릿을 개시하고 있다. 이러한 펠릿은, ⅰ) 섬유스트랜드 조각들이 개개의 필라멘트로 분리되는 것을 방지하기에는 충분하나 상기 섬유스트랜드 조각들이 덩어리로 응집되기에는 불충분한 정도로 절단 섬유스트랜드 조각들을 수화시키고, 그리고 ⅱ) 상기 수화된 스트랜드 조각들을 적당한 방법으로 펠릿을 형성하기에 충분한 시간동안 혼합함으로써 형성된다. 적당한 혼합방법으로는, 텀블링, 흔들기, 혼합, 뒤섞기, 휘젓기 및 섞기와 같이, 섬유들을 계속 사방으로 운동시키는 방법이 있다. 비록 이러한 다양한 혼합방법으로 상기 펠릿을 만들 수 있지만, 이러한 방법들은, 상업적으로 사용하기에는 너무 비능률적이며, 또는 펠리타이징되지 않은 절단 섬유스트랜드로 만든 혼합물품에 필적할 만한 강도특성을 갖는 혼합물품을 제공하도록 충분히 균일한 펠릿을 제조하도록 적절히 제어될 수 없다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 개량된 디스크 펠리타이저는 빈번히 혼합기내에서 펠릿을 과도하게 거주하게 하여, 그 결과 상기 펠릿이 과도한 기간동안 서로 비벼져서, 펠릿이 마모된다. 그러한 펠릿의 마모는 궁극적으로 성형된 혼합물품의 강도특성을 감소시킨다.
혼합물의 강화요소 및 다른 섬유강화 생산품용 섬유스트랜드로 제조되는 펠릿의 다른 문제점은 변색이다. 이 변색은, 섬유스트랜드를 사이징하는 어떤 물질뿐만 아니라, 상기 섬유스트랜드를 처리하기 위해 사용된 사이징 혼합물내의 바인더 및 막 형성자와도 관련있다고 생각되는 펠릿의 바람직하지 않은 황색화로 나타난다. 펠릿의 그러한 변색은, 이 펠릿으로 만들어진 혼합물품의 변색을 일으키려는 경향이 있다.
따라서, 균일한 유리섬유 펠릿으로 성형 혼합물품을 제조할 때, 펠리타이징되지 않은 절단 스트랜드섬유에 필적한 강도특성을 갖는 균일한 유리섬유 펠릿을 제어가능하게 생산하는 효과적인 펠릿형성 방법이 요구된다. 더 나아가, 변색이 거의 없거나 전혀 없고, 성형 혼합물풀의 색상에 영향을 미치지 않는 절단스트랜드 및 유리섬유 펠릿을 준비하는데 사용되는 사이징 혼합물이 요구된다. 이러한 요구는, 이하에서 상세히 설명되고 요약된 본 발명의 다양한 실시예로 충족될 수 있다.
본 발명의 목적은, 성형될 때, 변색이 거의 없거나 전혀없고, 우수한 물리적 강도특성을 갖는 혼합물을 제공하는 강화 섬유제품을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은, 선구 사이즈; 및 말레산 무수물(maleic anhydride) 및 이와 중합가능한 단위체로 형성된 공중합체, 및 막형성 중합체를 함유하는 바인더 사이즈를 함유하는 2성분 사이징 화합물로 피복된 강화섬유 스트랜드로 구성된, 실질적으로 무색 강화 섬유제품을 포함한다. 여기서 사용된 "실질적으로 무색" 이란 용어는, 강화 섬유제품의 최소의 착색 또는 무착색을 의미하며, 최소의 착색은 육안으로는 볼수 없다.
또한 본 발명은 말레산 무수물 및 이와 중합가능한 적어도 하나의 다른 단위체로 형성된 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈에 관한 것이다.
본 발명의 다른 면은 제 1 사이징 혼합물과 제 2 사이징 혼합물을 함유하는 사이징 혼합물의 조성에 관한 것이며, 상기 제 1 사이징 혼합물은 선구 사이즈를 함유하며 상기 제 2 사이징 혼합물은 말레산 무수물 및 이와 중합가능한 적어도 하나의 다른 단위체로 형성된 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈를 함유한다.
또한 본 발명은, 이하의 단계를 포함하는 치밀한 강화 섬유제품의 제조방법을 포함한다.
a) 1 이상의 결합제를 함유하는 선구 사이즈를 준비하는 단계,
b) 상기 선구 사이즈를 강화섬유 스트랜드에 도포하는 단계,
c) 상기 강화섬유 스트랜드를 조각들로 절단하는 단계,
d) 상기 조각들에 바인더 사이즈를 도포하여 바인더가 코팅된 조각들을 형성하는 단계, 및
e) 상기 바인더가 코팅된 조각들을 치밀화하여 치밀한 강화 섬유제품을 형성하는 단계.
인-라인 섬유제조 작업을 포함하는 연속적인 방법에서, 상기 섬유-형성환경의 외부에 바인더 사이즈를 도포하는 단계에서, 독성, 청결, 악취, 고비용, 또는 전단민감성 때문에 제조방법에서 바람직하지 않은 물질이 개재될 수 있다.
본 발명은 또한 선구 사이즈와 바인더 사이즈로 코팅된 강화섬유 물질을 함유하는 성형 혼합물품을 포함하며, 상기 바인더 사이즈는 말레산 무수물 및 이와 중합가능한 적어도 하나의 다른 단위체로 형성된 공중합체를 함유한다.
본 발명에 따라, 선구 사이즈와 바인더 사이즈를 함유하는 2성분 사이즈 화합물을 강화섬유 물질에 도포하여 강화섬유 제품을 형성한다. 상기 강화섬유 스트랜드 물질에 상기 바인더 사이즈 물질을 도포하기 전에 상기 선구 사이즈를 도포한다. 그런후 상기 강화섬유 제품을 치밀화하거나 또는 밀집시켜, 펠릿과 같은 치밀한 강화섬유 제품을 형성한다.
따라서, 상기 강화섬유를 형성하고, 이들을 스트랜드로 합사하기 전에, 선구 사이즈로 피복한다. 적당한 선구 사이즈는 물, 1이상의 결합제, 1이상의 윤활제; 및 pH 조절제, 습성제 및 대전방지제 등의 종래 첨가제를 함유한다.
선구 사이즈에 포함될 수 있는 적당한 결합제는, 예를 들어, OSi, 윗코사(Witco Inc.)의 부서, 또는 다우 코닝사(Dow Corning Inc.)로부터 상업적으로 구입가능하다. 결합제는 이하를 포함한다: "A-1126", 메탄올 용액내에서 계면활성제에 의해 변성된 약 24중량% 디아미노실란의 혼합물을 함유하는 아미노실란 결합제; 및 "A-1387", 평균 분자량이 약 1800이고, 섬유표면에 대한 접착을 촉진하는 가용성 막 형성자를 포함하는 메탄올 용액내의 실란중합체. 본 발명에 사용되는 실란 결합제는 다른 결합제 또는 혼합물로 대체될 수 있다. 예를 들어, A-1387은, 메탄올 용매를 에탄올로 치환한 "Y-15192" 로 대체될 수 있다. A-1126은, 트리메톡시-시릴-프로필-에틸렌-디아민, 또는 OSi사의 "A-1120", 또는 다우 코닝사의 "Z-6020"으로 대체될 수 있다. A-1120 또는 Z-6020은 "Y-11844"처럼 미리 가수분해된 버전으로 대체될 수 있다. Z-6020은, 알코올 용매가 부족하며 24%의 고체농도로 물에 33% 디아미노실란을 함유하는 미리 가수분해된 버전인 "DC 1-6137"로 대체될 수 있으며, 이것은 다우 코닝사로부터 상업적으로 구입가능하다. 다른 예시적인 결합제로는, 이하의 상품명으로써 OSi/Witco사로부터 구입가능한 유기기능성 실란이 있다.
A-154 메틸-트리클로로-실란 MeSiCl3
A-163 메틸-트리메톡시-실란 MeSi(OCH3)3
A-189
Figure 112005049750723-pct00001
메르캅토프로필-트리메톡시-실란 HS(CH2)3Si(OCH3)3
A-143
Figure 112005049750723-pct00002
클로로프로필-트리메톡시-실란 Cl(CH2)3Si(OMe)3
A-151 비닐-트리에톡시-실란 CH2=CHSi(OC2H5)3
A-172 비닐-트리스-(2-메톡시에톡시)실란
CH2=CHSi(OCH2CH2OCH 3)3
A-188 비닐-트리아세톡시 실란 CH2=CHSi(OOCCH3)3
A-1100
Figure 112005049750723-pct00003
(아미노)-프로필-트리에톡시-실란 H2N(CH2)3Si(OC2H5)3
A-174
Figure 112005049750723-pct00004
(메타크릴옥시)프로필-트리에톡시-실란
Figure 112005049750723-pct00005
A-187
Figure 112005049750723-pct00006
글리시독시-프로필-트리메톡시-실란
Figure 112005049750723-pct00007
수용성 에틸렌글리콜 스테아레이트, 에틸렌글리콜 올리에이트, 에톡시레이티드 지방아민, 글리세린, 에멀션화 미네랄 오일, 및 유기 폴리실록산 에멀션을 함유하는 선구 사이즈에는 적절한 어떤 윤활제도 사용될 수 있다. 바람직한 윤활제로는, 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트; 폴리에틸렌글리콜 모노-올리에이트; 부톡시에틸 스테아레이트; 상품명 "Lubsize K12"으로, 알파/오엔스 코닝사로부터 구입가능한, 스테아릭 에탄올아미드; 상품명 "Emerlube 6760" 으로,에머리사로부터 구입가능하며, 미국특허 제 3,597,265 호에 개시된 윤활제; 및 상품명 "Emerlube 7607"으로, 에머리사로부터 판매되는, 30중량% 백유, 30중량% 폴리에틸렌 글리콜 400 모노펠아르고네이트, 미리스틱 알코올내의 30중량% 폴리옥시에틸렌, 및 10중량% 에톡시레이티드 알킬 아민(상품명 Parastat S-2) 의 혼합물을 함유한 윤활제가 있다. 상기 윤활제는 사이징 화합물 중 약 0.05 내지 약 0.10 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 선구 사이즈는 어떤 pH에서도 유효하다. 상기 선구 사이즈의 pH는 3.5 와 10사이의 범위 내인 것이 바람직하다. 그러나 상기 pH는 목적하는 용도에 따라, 또는 선구 사이즈 구성성분의 융화성을 촉진하도록 조정될 수 있다. 적절한 pH 조절제를 상기 선구 사이즈에 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 pH를 조절하기 위해 아세트산 등의 약산을 상기 선구 사이즈에 소량 첨가할 수 있다.
상기 선구 사이즈는, 예비혼합물에 각 구성성분을 용해한 후, 적당한 농도를 얻고 혼합고체를 제어하도록 주혼합물 내의 예비혼합물을 탈이온수와 결합시킴으로써 만들어진다. 상기 예비혼합물을 각각, 또는 동시에 상기 주혼합물에 첨가할 수 있다. 이렇게 만들어진 선구 사이즈는 약 1주일의 저장수명을 갖는 용액이다.
상술한 것처럼, 2성분 사이즈 화합물은 또한, 바인더, 무변색의 말레산 무수물 공중합체, 및 중합가능한 적어도 하나의 다른 단위체를 함유하는 바인더 사이즈를 함유한다. 상기 바인더 사이즈는 또한, 교차결합제와 접착 막형성 중합체를 포함하는 적당한 다른 첨가제를 함유할 수 있다.
"말레산 무수물 공중합체"는 무수물, 산, 염, 헤미-에스테르 또는 아미드형태의 유도체뿐만 아니라 순수 공중합체를 포함한다. 상기 공중합체는 말레산 무수물, 또는 적어도 하나의 필요한 보조-단위체를 갖는 산의 중합반응으로 형성된다. 따라서, 상기 공중합체는 또한 적어도 하나의 말레산 무수물 잔기(residue)를 함유하는 테르중합체를 함유할 수 있다. 그러한 공중합체는, 에틸렌-, 프로필렌- 또는 (이소)부틸렌-말레산 공중합체와 메틸 비닐 에테르-말레산 공중합체등의 C2-C5 알파-올레핀으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 공중합체가, 다중산, (부분)암모늄염, 말레산 무수물의 번갈기 블록 공중합체의 반쪽-에스테르 또는 반쪽-아미드 유도체, 또는 이들 혼합물의 수용액으로 사용되는 것이 바람직하다. 형성된 상기 말레산 무수물 공중합체는 일반적으로 흰색 또는 무색 분말 형태이다. 바인더 사이즈에서 무변색 말레산 무수물 공중합체의 양은, 바인더 사이즈내 전체 고체중 약 5 중량% 내지 약 95 중량%일 수 있다. 바람직한 실시예에서, EMA 공중합체는 바인더 사이즈내 전체 고체의 약 47.3중량%를 구성하며, 이것은 바인더 사이즈의 전체중량의 약 5.2중량%에 해당한다.
말레산 무수물 공중합체는, 강화섬유 물질용 바인더 사이즈에 사용될 때 깨끗하고, 투명하고, 실질적으로 무색인 제품을 제조하는데 유용하다. 상기 공중합체는, 실온에서 물에 분산될 때 잘 용해되지 않으나, 약 90℃(194℉)이상의 온도로 가열되면, 중합체 무수물기의 가수분해로 용해되어, 대응하는 다중산을 형성한다. 그러한 반응에서, 무수물 1 몰은 이산(diacid) 2몰로 가수분해되는 발열반응을 한다. 그런후 가수분해로 형성된 수용액이 바인더 사이즈 혼합물을 형성하도록 사용된다. 물에 암모니아 또는 아민을 사용하고, 비활성 용매에 알코올 또는 아민을 사용하여, 각각, (부분)암모늄염, 반쪽-에스테르 또는 반쪽-아미드 유도체의 용액을 형성하도록, 유사한 반응을 사용할 수 있다.
적당한 교차결합제가 바인더 사이즈에 사용될 수 있다. 적당한 교차결합제는 강화섬유 물질의 표면과 바인더 사이즈의 결합을 촉진시키는 것이다. 적당한 교차결합제의 예로는, 상품명 "A-1100" 과 "A-1120" 으로 OSi사, 윗코사의 부서로부터 구입가능한 유기기능성 실란 등이 있다. 상기 바인더 사이즈는, 바인더 사이즈 혼합물의 중량을 기초로 약 0.1중량% 내지 약 20중량%의 양으로 사용되는 유기기능성 실란을 함유하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일 실시예에서, 상기 A-1100 실란은 바인더 사이즈내의 전체고체중 약 7.6중량%를 구성하거나, 또는 바인더 사이즈의 전체중량을 기초로 대략 3.2중량%를 구성한다.
적당한 접착 막 형성자가 바인더 사이즈에 사용될 수 있다. 적당한 접착 막 형성자는 사이징 혼합물의 접착력을 촉진시키는 종래의 열경화성 및 열가소성 중합체를 포함할 수 있다. 적당한 막 형성자는 강화섬유들 사이에서 더 큰 접착력을 발생시키며, 이로써 스트랜드의 무결성이 향상된다. 적당한 막 형성자의 예로는, 상품명 Impranil DLSTM 로 Bayer사로부터 구입가능한 폴리우레탄 에멀션, 및 "ExpV1298" 로 D.I.C. 사로부터 구입가능한 폴리에스테르 폴리올계, 알리파틱 이소시아네이트계 폴리우레탄 분산제가 있다. 막 형성자의 양은, 상기 바인더 사이즈가, 강화섬유 제품에 정전기와 바람직하지 못한 색의 발현없이 필요한 접착력을 제공하도록 사용되는 것이 바람직하다. 상기 막 형성자는 바인더 사이즈내 전체 고체의 0 내지 약 80중량% 를 구성할 수 있다.
상기 바인더 사이즈는 윤활제 등의 적당한 첨가제를 또한 함유할 수 있다. 적당한 어떤 윤활제도 사용될 수 있다. 유용한 윤활제로는, 예를 들어, Huntsman사로부터 구입가능한 폴리옥살킬렌아민 등이 있다. 그러한 폴리옥살킬렌아민의 예로는 "ED2003", "EDR-148", "N-아미노에틸피퍼라진", "D230", "XTJ-511", "D400", "ED-900", "ED-600", "T403" 이 있다. 상기 윤활제는, 상기 바인더 사이즈내 전체 고체의 약 8중량% 내지 약 25중량% 를 구성할 수 있으며, 이는 바인더 사이즈의 전체중량을 기초로 약 1.5중량% 내지 약 5중량%의 범위에 해당한다. 본 발명에 따른 예시적인 제재에서, 윤활제의 양은 바인더 사이즈내 전체고체 중 약 16.6중량% 이거나, 또는 바인더 사이즈의 전체중량을 기초로 약 3.7중량%이다.
적당한 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물을 바인더 사이즈 제재에 첨가할 수 있다. 적당한 계면활성제의 예로는, ICI계면활성제사로부터 상업적으로 구입가능한 Synperonic PE/L101 (에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물의 블록 공중합체) 와 같은 비이온성 계면활성제가 있다.
Synperonic PE/P103 (에틸렌 산화물/프로필렌 산화물 블록 공중합체) 는, ICI계면활성제사로부터 상업적으로 구입가능하다.
Pluronic PE/F77 (에틸렌 산화물/프로필렌 산화물 블록 공중합체) 는, ICI계면활성제사로부터 상업적으로 구입가능한다.
100% 활성 재료인 평균 9-10몰의 에틸렌 산화물을 갖는 Triton X-100 (올틸페놀 에톡실레이트) 는 Carbide사로부터 상업적으로 구입가능하다.
예시적인 제재에서, 상기 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물은 바인더 사이즈내 전체고체의 약 1.1 %를 구성할 수 있으며, 이는 바인더 사이즈의 전체중량의 약 0.25 %이다. 상기 바인더 사이즈내 계면활성제의 양은 바인더 사이즈내 전체고체의 0 내지 20 중량%일 수 있다.
또한 적당한 대전방지제는, 바인더 사이즈로 피복된 강화섬유 물질의 필라멘트들 사이에서 정전기의 발생을 감소시키기에 충분한 양으로, 바인더 사이즈에 첨가될 수 있다. 적당한 대전방지제의 예로는, Ciba Specialty Chemicals사로부터 상업적으로 구입가능한, "DP6 6195" 등의 폴리아크릴산의 부분적 4원 암모늄염이 있다. 또한 바인더 사이즈에 사용된 어떤 윤활제는 대전방지제로서 기능할 수 있다. 그러한 윤활제의 예로는, Huntsman사로부터 상업적으로 구입가능한, 상품명 "Jeffamine T" 로 1이상의 폴리프로필렌계 아민화합물이 있다.
바인더 사이즈는 일반적으로, 예비혼합물내 각 구성성분을 용해하거나 희석시킨 후, 균질한 혼합물 수용액을 형성하도록 예비혼합물을 함께 혼합하여 제조된다. 일반적으로, 각 예비혼합물용 용매로서 물을 사용할 수 있으나, 최종용액에서 용해도를 향상시키기 위해 교차결합제가 유기용매에서 용해될 수 있다. 상기 교차결합제는 수용성이며 예비혼합물 수용액내에서 용해될 수 있는 것이 바람직하다. 무변색 말레산 무수물 공중합체는, 주혼합물에 첨가되기 전에 높은 온도에서 산성수용액 또는 염기성 수용액내에 용해된다. 상기 막형성자와 다른 첨가제들은 일반적으로 수용액내의 혼합물에 첨가된다. 개별 예비혼합물들을 준비하는 대신에, 모든 수용성 원료중 한 예비혼합물을 선택적으로 물에서 준비할 수 있으며 약 95℃(203℉)까지 가열할 수 있다. 그러한 방법에서, 공중합체와 다른 구성성분들을 물을 담고 있는 혼합탱크에 개별적으로 첨가하고, 각 구성성분들이 완전히 용해될 때까지 용액을 저어준다.
일반적으로, 바인더 사이즈는 10% 내지 30%의 고체 유기양을 갖고 있어, 유기양이 많다.
본 발명의 바인더 사이즈는, 종래의 사이즈 혼합물과는 달리, 조작중 마모가 최소이고, 최종 제품에서 바람직하지 않은 변색 또는 황색화가 나타나지 않는 펠릿의 제조에 특히 효과적이다. 이 결과는, 강화섬유 스트랜드를 처리하는데 본 발명에 따른 선구 사이즈와 바인더 사이즈의 혼합물이 모두 사용되는 경우 특히 명백하다.
상기 선구 사이즈와 바인더 사이즈 혼합물, 및 본 발명의 방법은, 섬유의 형성뿐만 아니라 그 후 공정 또는 조작을 포함하는 연속공정동안, 강화섬유물질, 예를 들어, 유리를 처리하는데 유용하다. 본 발명의 선구 사이즈와 바인더 사이즈를 사용하면, 보통 섬유형성공정에 포함될 수 없는 사이징 구성성분으로 섬유형성후 직접 섬유를 처리할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 인-라인 제조공정 형태에 매우 적합하고, 또한 선구 사이즈와 바인더 사이즈가 미리 형성되고 포장된 강화 섬유물질에 도포되거나, 또는 선구 사이즈와 바인더 사이즈가 다른 시간에 강화섬유 물질에 도포되는 오프-라인 공정에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 선구 사이즈는 형성된 섬유스트랜드에 도포될 수 있으며, 그후 상기 스트랜드는, 풀기, 조각으로 절단하기 및 바인더 사이즈의 도포 전에 감겨서 저장될 수 있다.
선구 사이즈와 바인더 사이즈는 일반적으로 스트랜드, 실 또는 로빙등의 강화섬유 물질을 처리하는데 사용된다. 강화섬유 물질은 일반적으로, 종래기술로 형성되는 실질적으로 연속 강화섬유 물질의 1 이상의 스트랜드이다. 예를 들어, 강화섬유물질은, 용융유리를 가열된 부싱을 통해 인발하여 실질적으로 연속하는 다수의 유리섬유를 형성하고 이 섬유들을 스트랜드로 합사하여 형성된 유리일 수 있다. 또는, 상기 강화섬유 물질은 종래공정으로 만들어진 1이상의 중합체의 스트랜드일 수 있다. 그러한 중합체는, 예를 들어, 단독으로 또는 유리섬유와 결합하여 강화섬유 스트랜드를 형성하는데 사용될 수 있는 폴리아미드 또는 아라미드를 함유할 수 있다. 탄소 또는 다른 적절한 천연섬유 또한 사용될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 사용하기 위한 강화섬유 물질은 약 3 미크론 내지 약 90 미크론의 직경을 갖는 섬유로 이루어지는 반면, 조각으로 절단되는 일반적인 스트랜드는 약 50 개의 섬유 내지 약 2000 개의 섬유로 이루어진다. 바람직하게, 본 발명의 공정에서 형성되는 스트랜드는, 약 3 미크론 내지 약 23미크론의 직경을 갖는 약 400개의 섬유 내지 800개의 섬유로 이루어진다. 그러한 섬유를 생산하여 스트랜드로 합사하기 위한 적당한 장치는 본 발명의 섬유형성 단계에 사용될 수 있다.
바람직하게, 치밀한 강화섬유 제품의 제조방법은, 강화섬유 물질로서, 선구 사이지와 바인더 사이즈의 2성분 화합물을 사용하여, 연속적으로 형성되는 섬유스트랜드의 연속적인 사이징, 절단, 제 2 피복 및 펠리타이징이 가능한 개량된 인-라인 방법이다. 그러한 방법은, 종래의 다른 인-라인 방법에 의해 제조되는 펠릿보다, 혼합물로 완성될 때 더 좋은 특성을 나타내는 펠릿 제품을 제공한다. 그러한 향상은, 더 좋은 섬유의 피복이 가능한, 상기 2 사이즈의 구성성분의 향상된 호환성에 기인한 것으로 생각된다.
본 발명에 따른 치밀한 강화섬유 제품의 제조방법은 다음의 수단을 포함하는 장치를 사용할 수 있다: (a) 연속적인 섬유물질에 제 1 또는 선구 사이즈를 도포하기 위한 수단;(b) 절단 스트랜드 조각을 형성하기 위해 유리섬유 스트랜드를 절단하기 위한 수단;(c) 그 절단 스트랜드 조각을 제 1 텀블링 수단으로 이송하기 위한 수단;(d) 상기 절단 스트랜드 조각에 제 2 또는 바인더 사이즈를 도포하기 위한 수단;(e) 상기 바인더 사이즈를 분산시키고 절단스트랜드 조각을 정렬시켜 펠릿으로 합사하도록 상기 절단 스트랜드 조각에 텀블링작용을 주기위한 제 1 텀블링 수단;(f) 선택적으로, 상기 펠릿을 제 2 텀블링 수단으로 이송하기 위한 수단;(g) 선택적으로, 상기 펠릿을 밀집시켜 펠릿의 밀도를 증가시키기 위한 제 2 텀블링 수단;(h) 상기 치밀한 펠릿을 건조기로 이송하기 위한 수단; 및 (i) 상기 펠릿을 수용하고 건조시키기 위한 건조수단.
처음에, 키스롤, 딥-드로우, 슬라이드 또는 분무도포구를 포함하는 종래수단에 의해 강화섬유 물질에 선구 사이즈를 도포할 수 있다. 선구 사이즈를 강화섬유 물질, 예를 들어, 유리 또는 중합체의 스트랜드를 키스롤 도포구 위로 통과시켜 도포하는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 스트랜드가 약 8중량% 내지 약 13중량%, 더 바람직하게는 약 11중량%의 습기를 갖도록, 상기 스트랜드에 상기 선구 사이즈를 충분히 도포하는 것이 바람직하다(만약 다른 표시가 없다면, 여기서의 %는 모두 중량%이다).
그 후, 상기 선구 사이즈가 도포된 스트랜드를 스트랜드 조각으로 절단한다. 상기 스트랜드 조각은 약 1/8 인치(3.175mm) 내지 약 1 1/4 인치(31.75mm)의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 조각으로 유리섬유 스트랜드를 절단하기 위해 종래의 적당한 수단을 사용할 수 있다.
그런후 상기 바인더 사이즈를 상기 절단 스트랜드 조각에 도포한 후, 당업자에게 공지된 적당한 방법, 예를 들어, 펠리타이저내에서 상기 절단 스트랜드 조각을 텀블링 또는 그 외의 교반으로 펠리타이징한다. 절단 스트랜드조각을 펠리타이징하는 적당한 방법이 미국특허 제 5,868,982 호에 개시되어 있다. 이 펠리타이징 공정동안, 바인더 사이즈내에 교차결합제 및 막 형성자가 있다면 상기 스트랜드 조각들사이의 접착이 용이하게 된다. 또한, 바인더 사이즈내 습기량은, 상기 스트랜드 조각이 펠리타이저내에서 텀블링될 때 스트랜드 조각의 습기량을 펠릿의 형성에 적당한 양으로 조정하는데 기여한다. 스트랜드 조각이 펠리타이저로 삽입되기 전에 스트랜드 조각의 습기량을 조정할 수 있는 한, 펠리타이저 자체내에서 펠릿을 형성하기에 적합한 습기량으로 상기 조각들을 수화시키는 것이 바람직하다.
바람직하게, 펠리타이저내 스트랜드 조각들의 습기량은, 바인더 사이즈가 도포된 절단 스트랜드 조각의 전체중량을 기초로, 약 12중량% 내지 약 16중량%, 더욱 바람직하게는 약 13중량% 내지 약 14중량% 이다. 만약 습기량이 너무 적으면, 스트랜드 조각들이 펠릿으로 결합하려 하지 않고 일반적인 스트랜드 형태로 남을 것이다. 반대로, 만약 습기량이 너무 많으면, 상기 스트랜드는 덩어리로 응집하거나 또는 직경이 너무 크고 불규칙적이며 원통형이 아닌 펠릿을 형상하려는 경향이 있다.
바인더 사이즈는, 이들이 펠리타이저로 들어갈때, 또는 절단스트랜드 조각이 텀블링되기 전 펠리타이저내에 위치한 후, 절단스트랜드 조각에 도포될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 바인더 사이즈는, 스트랜드가 절단되기 전에 상기 스트랜드상에 분무될 수 있다. 이러한 다른 실시예에서, 펠릿의 적절한 텀블링과 형성을 보장하기 위해, 특히, 배플(baffle)과 같은 텀블링수단을 구비한 펠리타이저를 사용하는 것이 바람직하다.
절단 조각의 양호한 피복을 위해, 선구 사이즈가 도포된 절단 스트랜드 조각이 펠리타이저에 들어갈 때 그리고 펠릿으로 결합을 시작하기 전에, 바인더 사이즈를 도포하는 것이 바람직하다. 만약 바인더 사이즈가 펠리타이저내의 다른 위치에서 도포된다면, 스트랜드 조각이 사이징 혼합물로 완전히 피복되기 전에 펠릿이 형성되는 경향이 있으며, 이것은 바인더 사이즈로 모두 피복되지 않은 섬유들을 함유하는 펠릿을 발생시킨다. 그러한 펠릿이 섬유강화 혼합물품의 제조에 사용된다면, 피복되지 않은 섬유들은 좋은 강화특성에 필요한 계면간의 피복이 부족하여, 그 혼합물품은 최적의 특성보다 저조한 특성들을 가질 것이다. 바람직하게, 상기 펠리타이저는, 스트랜드 조각이 펠리타이저에 들어갈 때 상기 스트랜드 조각에 바인더 사이즈를 분무하기 위한 분무노즐을 스트랜드 조각 입구에 인접하게 장착하고 있다.
본 발명에 사용된 펠리타이저는, 다음과 같은 방법으로 스트랜드 조각을 텀블링할 수 있는 어떤 장치일 수 있다:(1) 스트랜드 조각이 실질적으로 균질하게 바인더 사이즈로 피복되며, (2) 다수의 절단 스트랜드 조각이 정렬되어 필요한 크기의 펠릿으로 합체한다. 그러한 텀블링 장치는, 상기 스트랜드 조각이 바인더 사이즈로 실질적으로 피복되어 펠릿을 형성하기에 충분하나, 상기 펠릿이 서로 비벼져서 마모되어 손상되거나 또는 가치저하되기에는 불충분한 평균 거주시간을 갖도록 해야 한다. 상기 텀블링 장치 내의 거주시간은 약 1 분 내지 약 10분이 바람직하다. 텀블링 장치 내의 거주시간은 약 1 분 내지 약 3분이 더욱 바람직하다.
바람직한 펠리타이저는, 미국특허 제 5,868,982 호에 개시된 것과 같은 회전 드럼이다. 이 특허는 강화섬유 펠릿의 제조장치를 개시하고 있으며, 바람직하게 다양한 공정변수를 탐지 및/또는 조정하는 장치를 구비하고 있다. 투입되는 스트랜드 조각의 습기량은 적당한 수단을 사용하여 탐지되고 제어될 수 있다. 스트랜드 조각이 페리타이저 내에 위치되기 전에 바인더 사이즈를 도포하는 실시예에서, 회전드럼은, 스트랜드 조각이 드럼에 들어갈 때 바인더 사이즈를 스트랜드 조각에 도포하기 위한 분무헤드를 수용하도록 되어 있다. 물과 같은 용매와 바인더 사이즈는, 노즐의 오리피스를 통해 분산되는 하나의 유체흐름으로 합체된다. 상기 흐름은, 흐름방향으로 60도의 각과 대략 180도로 떨어져 위치한 두개의 공기분출구와 합체된다. 바인더 사이즈와 강제공기 흐름의 혼합은, 드럼내에서 텀블링하는 스트랜드 조각의 표면상에 추진되는 분무를 효과적으로 생성한다. 상기 드럼의 회전으로 습성 스트랜드 조각이 서로 사방에서 텀블링하는 동안, 습성 사이징 또는 피복으로 발생한 표면장력이 실질적으로 스트랜드 조각의 길이부에서 서로 접촉하는 스트랜드 조각을 정렬시키고 원통형 펠릿으로 결합시킨다. 그러한 작용으로, 절단작동중 발생하는 미세섬유 또는 단일 섬유들은 형성중인 펠릿과 재결합되고 그에 포함되어, 본질적으로 최종 펠릿에는 개별 미세섬유가 없게 된다. 상기 드럼은, 펠릿이 존재하는 드럼의 단부가 펠릿이 들어가는 드럼의 단부보다 낮아, 드럼내에서 형성된 펠릿이 과도한 기간동안 드럼내에 머물지 않도록 약간 기울어져 있는 것이 바람직하다.
드럼내에서 형성된 펠릿의 크기는 주로 스트랜드 조각의 습기량에 의해 제어된다. 만약 습기량이 높은 정도로 유지된다면, 더 많은 스트랜드 조각들이 펠릿으로 결합하여 그 펠릿은 큰 직경을 가질 것이다. 반대로, 만약 습기량이 적은 정도로 유지된다면, 더 적은 스트랜드 조각들이 펠릿으로 결합하여 그 펠릿은 작은 직경을 가질 것이다. 일반적으로, 스트랜드에 방출되는 바인더 사이즈의 양은, 펠리타이저로 들어가는 습성 유리의 중량을 탐지하고, 약 0.2 중량% 내지 약 2.0 중량% 의 스트랜드 고체를 갖는 최종 절단 스트랜드를 얻도록 사이즈의 양을 조절하는 컴퓨터로 제어된다.
본 발명의 방법에 의해 형성된 펠릿은 그들 길이의 약 20% 내지 약 65% 의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그러한 펠릿은 일반적으로 약 70 개의 스트랜드 조각 내지 약 175 개의 스트랜드 조각들을 결합하여 형성되며, 각 스트랜드 조각들은 각 스트랜드당 약 500 개의 필라멘트 내지 약 2000 개의 필라멘트를 함유한다.
또한 펠릿의 크기는 드럼의 처리량에 의해 영향을 받는다. 만약 드럼의 처리량이 높으면, 스트랜드 조각은 드럼내에 짧은 시간동안 거주하게 되어, 유체의 도포가 스트랜드상에 분산되지 않고 그 스트랜드는 펠릿으로 결합하지 않기 때문에, 더 작은 펠릿이 형성된다. 그러나, 그렇게 형성된 펠릿은 짧은 시간동안 드럼 내에 있기 때문에, 덜 압축되게 된다.
비록 형성된 펠릿이 펠리타이저내에서 일정하게 압축되더라도, 일반적으로 최적의 유동성을 제공할 정도로 펠릿은 밀도를 증가시키기엔 불충분하다. 이러한 이유로 인해, 펠리타이저내에서 펠릿이 형성된 후, 상기 펠릿은 선택적으로 제 2 텀블링수단 또는 치밀화기(densifier)에 주입되어, 상기 펠릿들이 더욱 압축되고 치밀하게 된다. 펠릿의 마모 또는 그 밖의 손상으로 펠릿을 가치저하시키지 않고 펠릿을 압축하는 저충격 텀블링 장치가 사용될 수 있다. 바람직한 치밀화기는 자신의 길이방향 축선을 중심으로 회전하는 지그재그 튜브이다. 바람직하게, 상기 치밀화기는, 펠릿의 가치저하가 최소가 되도록, 펠리타이저보다 더 조용하고 덜 힘찬 텀블링 작용을 갖는다. 상기 지그재그 튜브가 회전할 때, 그 안에 놓인 펠릿은, 튜브가 회전할 때 인력에 의해 튜브쪽으로 끌려, 그 부근에서 완만히 텀블링한다. 상술한 회전 드럼에 관하여, 상기 지그재그 튜브 치밀화기는, 상기 펠릿이 과도한 거주시간 없이 그 장치를 통해 유동하도록 약간 경사져 있는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 치밀화기는, 마모로 인해 가치저하되지 않도록 약 5분 미만의 평균 거주시간을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 치밀화기에서의 평균 거주시간이 약 1분 내지 약 2분이다.
비록 펠릿의 형성 및 치밀화는, 이송기로 연결된 별개의 회전 드럼 및 회전 지그재그 튜브 등의 별개의 장치에서 일어나지만, 본 발명의 방법은 다른 적당한 수단을 사용하여 성취될 수도 있다. 예를 들어, 펠릿의 형성 및 치밀화는 단일 장치내에서 별도의 텀블링영역 또는 구역에서 일어날 수 있다. 그러한 장치의 바람직한 예로는, Patterson Kelly사로부터 구입가능한 "지그재그" 혼합기(blender)가 있다. 이 장치의 바람직한 실시예에서, 드럼은 내부 배플을 장착하고 있어 드럼이 회전하는 동안 유리 펠릿과 스트랜드 조각의 자유낙하 거리를 감소시킨다. 이 거리를 감소시킴으로써, 충돌과 마모로 인한 유리섬유와 펠릿의 저하가 감소되며, 그 결과 이들로 제조되는 유리섬유 강화 성형물품의 물리적 특성이 향상된다. 상기 배플은 많은 형태를 가질 수 있지만, 특히 원통형 및 만곡된 평판 배플을 포함하는 형태인 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 펠리타이저의 드럼 내에 배플의 추가는, 드럼내 펠릿의 평균 거주시간을 배플이 없는 경우의 약 2분 35초에서, 일반적인 원통형 배플에 대해서는 약 1분 40초까지, 그리고 만곡된 평판 배플에 대해서는 약 1분 20초까지 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 또한, 그러한 배플의 추가로 인한 섬유 가치저하의 명백한 감소는, 그 펠릿으로 성형된 물품의 물리적 특성의 증가, 예를 들어, 평균 약 2 내지 약 3 %의 인장강도의 증가, 약 1 내지 약 2%의 굽힘강도의 증가, 약 4 내지 약 5 %의 충격강도의 증가에서 명백하다.
치밀화후, 상기 펠릿을 이송기 벨트상에서 운반하여, 예를 들어, 고온공기와 냉각공기를 공급하는 후드오븐 또는 다른 적당한 건조수단을 사용하여 건조시킨다. 상업적인 대량생산에 적합한 정도까지 건조시간을 감소시키기 위해, 상기 섬유를 유동층 오븐에서 약 250℉(121.1℃) 내지 약 560℉(293.3℃)의 높은 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 후, 상기 치밀한 펠릿을 스크린 또는 다른 적당한 장치를 사용하여 크기별로 분류할 수 있다.
스트랜드 조각의 처리량과 습기량을 변화시킴으로써, 대응하는 펠리타이징되지 않은 스트랜드 조각보다 약 13% 내지 약 60% 더 치밀하고, 직경이 약 10배 내지 약 65배 더 큰 유리섬유 펠릿을 만들 수 있다. 예를 들어, 14 미크론(직경) 섬유로 구성된 2000 개의 필라멘트로 합사한 4mm(길이) 절단 스트랜드 조각은, 일반적으로 약 33 lb/ft3(528.66 kg/m3) 내지 약 36 lb/ft3(576.72 kg/m3)의 부피밀도를 갖는다. 본 발명의 방법에 따라, 약 13% 내지 약 14%의 습기량으로 수화되고 치밀한 펠릿을 형성한 후, 건조된 펠릿은 일반적으로 약 40 lb/ft3(640.8 kg/m3) 내지 약 55 lb/ft3(881.1 kg/m3)의 부피밀도를 갖는다. 이들의 길이대 직경비의 증가와 밀도의 증가로 인해, 그 펠릿은, 펠리타이징되지 않은 절단 스트랜드 제품에 비해 상당히 향상된 유동성을 나타낸다.
본 발명은 이하의 실시예(제한되지 않음)로 설명된다.
실시예
실시예 1-4
선구 사이즈 제재를 준비하여 다음의 실시예 1-4 에 따른 연속적인 유리섬유 스트랜드에 도포하였다. 예시된 선구 사이즈를 각각 1000L 준비하였다.
실시예 1
A-1126 유기기능성 실란 7.552 kg
A-1387 유기기능성 실란 3.777 kg
루베사이즈 K-12 플레이크 - 테트라에틸렌 펜타민의 0.398 kg
악토데카노산과 아세트산의 반응물(알파 오웬스 코닝, L.L.C.)
물 1000L 의 나머지
혼합고체(wt.conc.) 0.5 %
실시예 2
Y-15192(에탄올 용액내 A-1387) 3.777 kg
플루로닉 10R5 1.208 kg
Z-6020(아미노실란, 다우코닝사) 1.812 kg
루베사이즈 K-12 플레이크 0.398 kg
물 1000L 의 나머지
혼합고체 0.5 %
실시예 3
DC 1-6137(물중의 33% 디아미노실란; 24% 고체양) 5.436 kg
플루로닉 10R5 1.208 kg
Y-15192 3.777 kg
루베사이즈 K-12 플레이크 0.398 kg
물 1000L 의 나머지
혼합고체 0.5%
실시예 4
DC 1-6137(물중의 33% 디아미노실란; 24% 고체양) 13.5 kg
플루로닉 10R5 2.90 kg
A-1387 9.07 kg
루베사이즈 K-12 플레이크 0.96 kg
물 1000L 의 나머지
혼합고체 1.15 %
실시예 5
연속적인 인-라인 공정에서 유리섬유 스트랜드를 생산할 때 그 스트랜드에 일반적인 선구 사이즈를 도포하였다. 9.5 미크론 E 유리섬유를 형성한 후, 분당 15 미터로 스트랜드의 방향을 바꾸는 키스롤 형태의 도포구로 실시예 4 의 수성 선구 사이즈를 도포하였다. 부싱을 통한 용융유리 공급의 처리량은 약 200 lbs./hour(25.18 그램/초)이며, 대략 5800 개의 섬유선단을 형성한다. 섬유가 도포구 박스에 도달하기 전에 대략 시간당 8×1.5 갤론의 물을 상기 섬유에 이송하도록, 약 4.5 바의 분무압력을 갖는 예비패드 분무기를 위치시켰다. 선구 사이즈가 도포된 후, 상기 섬유를 채집용 슈를 통해 수집하여 스트랜드를 형성하였다. 그런후 형성된 스트랜드를 절단기를 통해 약 4mm 의 조각으로 절단하였다. 그런후 상기 습성의 절단 섬유 스트랜드를 펠리타이징 유닛으로 이송하였다. 인라인으로 절단한 후, 절단 스트랜드 제품의 습기량은 약 11.9중량% 이었으며, 도포된 스트랜드 고체는 0.08중량% 이었으며, 두 값은 절단 스트랜드의 전체질량을 기초로 한 값이다.
실시예 6-13
실시예 6-12 에서 설명된 제재를 갖는 바인더 사이즈를 실시예 5 의 공정에 따라 생산된 절단 스트랜드 조각에 도포하였다. 또한, 실시예 13 을 설명하기위해, 에틸렌 말레산 무수물(EMA) 대신에 말레산 무수물-부타디엔 공중합체 (등록상표:Maldene) 를 사용하여 비교용 펠릿은 시료를 준비하였다.
실시예 6
EMA 공중합체a 11.0 kg
A-1100b 2.9 kg
폴리우레탄 에멀션c 4.9 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
실시예 7
EMA 공중합체a 9.8 kg
A-1100b 2.9 kg
폴리우레탄 에멀션c 7.5 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
15% 혼합고체
실시예 8
EMA 공중합체a 8.3 kg
DP6 6195k 5.1 kg
A-1100b 2.9 kg
M1d 0.7 kg
Impranil DLS 7.5 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
15% 혼합고체
실시예 9
EMA 공중합체a 11.0 kg
A-1100b 2.9 kg
ExpV1298e 5.3 kg
EBSf 15.4 kg
NH4OH,25% 활성함량 1.13 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
20% 혼합고체
실시예 10
EMA 공중합체a 11.0 kg
A-1100b 2.9 kg
M1d 0.7 kg
ExpV1298e 5.3 kg
EBSf 15.4 kg
NH4OH,25% 활성함량 1.13 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
20% 혼합고체
실시예 11
EMA 공중합체a 11.0 kg
A-1100b 2.9 kg
M1d 0.7 kg
ExpV1298e 5.3 kg
NH4OH,25% 활성함량 1.13 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
15% 혼합고체
실시예 12
EMA 공중합체a 90.08 kg
DP6 6195k 55.80 kg
A-1100b 31.92 kg
M1d 7.48 kg
ExpV1298e 88.87 kg
ED2003g 36.07 kg
NH4OH,25% 활성함량 6.33 kg
빙초산 대략 2.0 kg
탈이온수 1000 L 의 나머지
20.4% 혼합고체
비교예 13
Z6020h 2.81 kg
Maldene 286j 42.19 kg
수산화암모늄,28% 활성함량 pH 6-6.5로 Maldene 변성
Impranil DLS 4.69 kg
탈이온수 100 L 의 나머지
15% 혼합고체
a- 말레산 무수물과 에틸렌의 교대 공중합체, 분말(Zeeland Chemicals)
b-52% 활성고체를 함유하는 유기기능성 실란 교차결합제(OSi/Witco Co.)
c-등록상표 Impranil DLS
d-M1 제재
Triton X-100 -11.32kg
Synperonic P103 -11.56kg
Synperonic L101 -3.78kg
Pluronic F77 -3.46kg
탈이온수 -91.00kg(33% 고체)까지
e-폴리에스테르 폴리올계, 알리파틱 이소시아네이트 폴리우레탄 분산, 45%고체(D.I.C.)
f-EBS-물중의 25% 고체에서 에틸렌 비스-스테아르아미드 분산(Croda)
g-폴리옥시알킬렌아민 윤활제(Huntsman 사)
h-유기기능성 아미노실란 교차결합제(OSi/Witco Inc.)
j-말레산 무수물과 부타디엔의 공중합체(Lindau Chemicals, Inc.)
k-폴리아크릴산, 부분적 4원 암모늄염, 미국특허 제 5,236,982 호에 개시됨(Ciba Specialty Chemicals)
실시예 5에 따라 생산된 습성 절단 스트랜드 조각을 펠리타이징 혼합기로 연속적으로 공급하였다. 상기 펠리타이징 혼합기를, 21RPM 으로 회전하도록 프로그램하여 6.5°의 경사로 장착하였다. 펠리타이저로 들어가는 절단 스트랜드 조각의 공급속도를 작동중 부싱의 수에 따라 100 kg/hour 에서 2000kg/hour 로 변하게 하였다. 펠리타이저의 입구챔버를 통과하는 상기 습성 절단 스트랜드 조각에 실시예 12 에서 서술된 바인더 사이즈를 분무하였다. 약 22.6% 혼합고체를 갖고, 점도 200cps 를 갖는 바인더 사이즈를, 스테인리스강 노즐을 장착한 Bran&Luebbe Procam 펌프(제품 번호:PF80150-SS/PA200278-45-SS)를 사용하여 분무하였다. 상기 분무의 분무 공기압은 대략 3bar 이었다. 상기 분무기는, 펠리타이저의 입구에서 펠리타이저로 들어가는 습성유리의 중량을 칭량벨트로 탐지하고, 그리고 절단 스트랜드의 총중량을 기초로 약 0.6중량% 의 고체농도를 갖는 절단 스트랜드 조각을 얻도록 분무되는 바인더 사이즈의 양을 조정하는 컴퓨터와 소프트웨어에 의해 제어되었다.
실시예 8 과 12 와 마찬가지로, 상기 바인더 사이즈 제재에 부분 폴리아크릴산염을 첨가하는 경우, 절단 스트랜드 조각내에서 정전기의 발생이 감소되는 것이 관찰되었다. 감소된 정전기로 인해, 펠리타이저를 통과하는 절단 스트랜드 조각의 유동성이 향상되었다. 상술한 공정에 의해 생산되 펠릿은 약 50-100 필라멘트의 크기범위내에 있다. 상기 펠릿은 안정적이고 유동성이 좋으며, 상기 펠릿은 이들의 필라멘트 또는 분광들의 충돌을 나타내지 않아 양호한 스트랜드 무결성을 나타낸다.
실시예 14-16
에틸렌-말레산 무수물(EMA) 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈와 메틸 비닐 에테르-말레산 무수물 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈의 기계적 특성을, 부타디엔-말레산 무수물 공중합체로 이루어진 바인더 사이즈에 대해 평가하였다. 따라서, 실시예 14-16 의 바인더 사이즈 각각을 3개의 공중합체중 하나를 사용하여 준비하였다:
A 암모니아로 가수분해되고 중화된 부타디엔/말레산 무수물 교대 공중합체, 예를 들어, Lindau Chemicals Inc.로부터 구입가능한 Maldene287(유리산) 또는 Maldene286(중성).
B Zeeland Chemicals, Inc.로부터 구입가능한, 암모니아로 가수분해되고 중화된 에틸렌/말레산 무수물 교대 공중합체.
C ISP Gantrez AN-119BF 로서 구입가능한, 암모니아로 가수분해되고 중화된 메틸 비닐 에테르/말레산 무수물 교대 공중합체.
또한, 교차결합제, 막 형성자, 또는 교차결합제와 막 형성자 둘다가 제외되는 바인더 사이즈내에 각각의 공중합체가 사용되는 경우, 이들의 효과를 결정하기 위해 더 조사하였다. 실시예 14에서, 부타디엔-말레산 무수물, 에틸렌-말레산 무수물 또는 메틸 비닐 에테르-말레산 무수물로부터 선택된 말레산 무수물 공중합체를, 다중산의 형태로, 교차결합제로서, OSi,Inc.로부터 구입가능한, 상표명 "A-1100"인 유기기능성 아미노실란 결합제와 화합하였으며, 막 형성 중합체는 포함되지 않았다. 실시예 15에서, 3개의 공중합체중 각각을, 동일한 아미노실란과 Bayer Inc.로부터 구입가능한, 상표명 "Impranil DLS"인, 폴리우레탄 막 형성자와 화합시켰다. 실시예 16 에 대해서는, 막 형성 중합체를 포함하나, 아미노실란을 제외한 바인더 사이즈를 만들기 위해 3개의 공중합체 각각을 사용하였다. 실시예 14-16에서의 각 제재의 구성성분은 표 2에 포함되어 있다.
표 2
실시예 구성성분 농도
14 - A,B,C 공중합체*/ 아미노실란계 다중산(100%고체) 수산화암모늄(NH4OH) A-1100실란(수용체로서) 탈이온수 100부 pH 4-4.5 까지 30부 혼합고체 10-18%wt.까지
15 - A,B,C 공중합체*/ 아미노실란/ 폴리우레탄계 다중산(100%고체) 수산화암모늄(NH4OH) 폴리우레탄(100%고체) A-1100실란(수용체로서) 탈이온수 100부 최소 pH 4-4.5까지 63부 30부 혼합고체 10-18%wt.까지
16 - A,B,C 공중합체*/ 폴리우레탄계 다중산(100%고체) 수산화암모늄(NH4OH) 폴리우레탄(100%고체) 탈이온수 100부 최소 pH 4-4.5까지 63부 혼합고체 10-18%wt.까지
*-가수분해된 다중산 형태
실시예 14-16 에 준비된 9개 바인더 사이즈 각각을 선구 사이즈가 도포된 습성 절단 유리섬유에 도포하고, 펠리타이징하고 건조시켰다. 그런후 상기 유리 펠릿을 하류의 용융물로 공급하는 동안, 1쌍의 나선부가 함께 회전하여 맞물리는 압출기(Werner and Pfeiderrer,ZSK30)를 사용하여 상기 유리섬유 펠릿을 폴리아미드6(BASF사의 등록상표 Ultramid B3)의 성형 펠릿과 혼합하였다. 그런후 그 혼합물을 표준화된 혼합물 시편으로 사출성형하였다. 그런후, 건조 및 습윤강도, 건조 및 습윤 인장계수, 그리고 건조 및 습윤 인장신율과 같은 기계적 특성, 노치 및 비노치 Izod 강도, 그리고 노치 및 비노치 샤르피(Charpy)를 평가하기 위해, 폴리아미드 혼합물을 테스트 하였다. 인장강도는 인장에 대한 저항을 Mpa단위로 측정하였다. 상기 인장계수는 ISO방법 3268에 따른 인장강도를 Mpa단위로 측정하였다. IZOD 충격강도는, KJ/m2 단위로, 비-노치 시편에 ISO방법 179/1D에 따라 측정하였으며, 2mm노치 시편을 ISO방법 180에 따라 시험하였다. 샤르피 강도는 충격강도에 대한 저항을 KJ/m2 단위로 측정하였다. 시편을 120℃(248℉)에서 200시간동안, 가압하에서, 50% 물과 50% 에틸렌 글리콜 혼합물에 침지시킨 후, 습윤상태에 대한 이들 시험을 실행하였다. 이러한 조건은, 예를 들어, 높은 온도와 압력조건에서 복합물의 습윤강도가 바람직한 자동차 라디에이터와 같은 극한의 가수분해 조건을 모방한 것이다. 또한 유리섬유 표면에 흡착된 유기고체 물질의 백분율로 정의된 발화손실(LOI)을 측정하였다. 폴리아미드 혼합물의 색도 관찰하였다. 이러한 테스트의 결과가 표 3 에 나타나 있다.
표 3
Figure 112005049750723-pct00008
표 3 (계속)
Figure 112002020846972-pct00009
이 결과는, 부타디엔-말레 공중합체 또는 메틸 비닐 에테르 말레 공중합체중 하나를 함유하는 바인더 사이즈로 만든 제품과 비교할 때, 본 발명의 에틸렌-말레산 무수물 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈를 사용하여 만든 제품의 건조 및 습윤강도가 증가함을 나타낸다. 또한, 상기 사이즈내에 EMA 공중합체가 포함되는 경우, 성형된 혼합물 폴리아미드 제품의 황색화의 양을 감소시킨다. 막 형성자 및/또는 교차결합제의 제외하는 경우에 대해서, 그 결과는, 부타디엔/말레산 무수물 공중합체로 만든 제품과 비교하여, 폴리우레탄이 없는 교차결합제와 EMA 공중합체를 사용하여 만든 제품에 대한 인장강도, Izod 강도, 및 샤르피 강도의 증가를 보여준다.
실시예 17-20
실시예 12에서 설명한 것처럼, 준비된 4mm의 절단 유리 스트랜드 조각을, 하류의 용탕으로 유리를 공급하는, 1쌍의 나선부가 함께 회전하여 맞물리는 압출기(Werner and Pfeiderrer,ZSK30)를 사용하여, 성형 수지, BASF 사로부터 PA6, Ultramid B3 처럼 상업적으로 구입가능한 폴리아미드6 과 혼합하였다. 그 후, 그 압출된 펠릿을 종래의 ISO 방식에 따른 표준화된 혼합물 시편으로 사출성형하였다. 0.58% 의 총발화손실(LOI)을 갖는, 본 발명의 동일한 시편으로 실시예 17 과 18 을 준비하였다. 실시예 19 와 20 은, 말레산 무수물-부타디엔 공중합체를 사용한 비교제재의 동일한 시편이다. 성형후, 건조된 비습성 혼합물의 기계적 특성을 평가하였으며, 120℃(248℉)의 압력용기내에서 50중량% 물과 50중량% 에틸렌 글리콜의 수용액으로 약 200시간 동안 가수분해한 후 재평가하였다. 그 결과는 표 4 에 나타나 있다.
표 4
예 단위 17 18 19 20
유리함량 % 30.28 30.22 30.37 29.97
인장강도 MPa 183.1 179.4 180.1 181
인장계수 MPa 11275 10826 10986 10993
인장신율 % 3.58 3.73 3.51 3.6
인장강도* MPa 84.1 83.6 80.8 80.2
인장신율* % 6.12 6.53 5.41 5.46
Izod 비노치 KJ/m2 88.14 87.01 83.8 81.34
Izod 노치 KJ/m2 15.05 15.18 15.74 15.03
샤르피 비노치 KJ/m2 87.24 87.76 82.84 85.64
샤르피 비노치* KJ/m2 72.57 75 59.51 58.11
황색지수(ASTM) 8.12 8.23 14.72 12.88
*-120℃압력용기내에서 50%물/50%에틸렌 글리콜 혼합물에서 200시간 시효후
상기 결과는, 본 발명에 따른 에틸렌-말레산 무수물 공중합체를 사용하여 만든 건조, 성형된 복합물은, 부타디엔-말레산 무수물 공중합체를 사용하여 만든 복합물의 특징으로 인식되어 왔던 우수한 기계적 강도 특성을 유지하고 있음을 보여준다. 또한, 에틸렌-말레산 무수물 공중합체를 사용하여 만든 복합물은, 200시간 동안의 연속적인 가수분해 후 측정된 인장강도와 인장신율을 포함하는 기계적 습윤강도 특성의 상당한 개선을 보여주고 있다. 이러한 향상된 습윤강도 특성은, 부타디엔-말레산 무수물 공중합체를 포함하는 복합물에 비해, 200시간 동안의 가수분해 후의 인장강도 및 인장신율의 값이 더 크다는 것으로 입증된다. 또한, 현저히 낮은 황색지수를 갖는 최종제품에서 더 좋은 색이 관찰된다.
일반적으로, 상술한 펠릿과 같은, 강화섬유 제품과 치밀한 강화섬유 제품을 만들기 위해, 선구 사이즈와 바인더 사이즈의 혼합물을 사용하면, 펠릿의 품질 및 조작능력이 좋고, 변색이 적은 펠릿을 얻을 수 있다. 더욱이, 본 발명의 강화섬유 제품을 사용하여 형성된 혼합물은 우수한 기계적 특성과 감소된 변색을 나타낸다.
비록 본 발명이 바람직한 특성과 실시예에 관하여 상세히 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 실시를 통해 다양한 수정을 쉽게 할 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구항과 이들의 균등범위까지 정의된다.

Claims (25)

  1. 제 1 사이징 혼합물과 제 2 사이징 혼합물을 함유하는, 강화섬유 물질용 사이징 화합물로서,
    상기 제 1 사이징 혼합물은 선구 사이즈를 함유하며, 상기 제 2 사이징 혼합물은, 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈를 함유하는, 사이징 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 선구 사이즈는 1 이상의 결합제를 함유하는 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 선구 사이즈는 윤활제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 선구 사이즈는, pH조절제, 습윤제 및 대전방지제로 구성된 군으로부터 선택된 1 이상의 첨가제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 선구 사이즈는 수용액인 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 바인더 사이즈는 교차결합제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 바인더 사이즈는 접착 막 형성 중합체를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 사이징 화합물.
  8. 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하며, 강화섬유 물질을 사이징하는 바인더 사이즈.
  9. 제 8 항에 있어서, 대전방지제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 바인더 사이즈.
  10. 먼저 선구 사이즈로 피복된 후 바인더 사이즈로 피복된 강화섬유 물질의 1 이상의 스트랜드를 함유하는 무색인 강화섬유 제품으로서,
    상기 바인더 사이즈는 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하는, 무색인 강화섬유 제품.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 바인더 사이즈는 접착 막 형성 중합체를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무색인 강화섬유 제품.
  12. 제 10 항에 있어서, 펠릿의 형태인 것을 특징으로 하는 무색인 강화섬유 제품.
  13. 강화섬유 물질의 조각을 함유하는 치밀한 강화섬유 제품으로서, 상기 강화섬유 물질의 조각은 선구 사이즈와 바인더 사이즈로 피복되며; 상기 바인더 사이즈는 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하는 치밀한 강화섬유 제품.
  14. 제 13 항에 있어서, 펠릿의 형태인 것을 특징으로 하는 치밀한 강화섬유 제품.
  15. 선구 사이즈와 바인더 사이즈로 결합된 강화섬유 물질을 함유하는 성형 복합물품으로서, 상기 바인더 사이즈는 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하는 성형 복합물품.
  16. 다음을 포함하는 치밀한 섬유제품의 제조방법:
    (a) 1 이상의 결합제를 함유하는 선구 사이즈를 준비하는 단계,
    (b) 상기 선구 사이즈를 강화섬유 스트랜드에 도포하는 단계,
    (c) 상기 선구 사이즈로 피복된 상기 강화섬유 스트랜드에 말레산 무수물 및 에틸렌으로 형성된 공중합체를 함유하는 바인더 사이즈를 도포하는 단계,
    (d) 상기 강화섬유 스트랜드를 조각들로 절단하는 단계, 및
    (e) 상기 조각들을 치밀한 섬유제품을 형성하도록 치밀화하는 단계.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 선구 사이즈를 준비하는 단계는 수용액내에서 그 구성성분을 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 바인더 사이즈를 준비하는 단계는 수용액, 분산물 또는 에멀션내에서 그 구성성분을 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 바인더 사이즈를 준비하는 단계는, 프로필렌-말레산 무수물 공중합체, (이소)부틸렌-말레산 무수물 공중합체, 메틸 비닐 에테르 말레산 공중합체 및 이들의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 말레산 무수물 공중합체를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 조각들을 치밀화 하는 단계는:
    ⅰ) 길이방향 축선을 중심으로 회전구동되는 지그재그 중공 튜브를 구비하며, 길이방향 축선을 중심으로 회전구동되는 드럼내에 상기 조각들을 위치시키는 단계; 및
    ⅱ) 상기 조각들에 텀블링 운동을 제공하여, 그 조각들을 치밀화하여 펠릿을 형성하도록, 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 드럼내에 배치되어 상기 드럼의 회전중에 펠릿의 자유낙하 거리를 감소시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 자유낙하거리 감소수단은, 상기 드럼내에 부착된 원통형 배플과 만곡된 평판 배플로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 치밀한 섬유제품의 제조방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
KR1020027008556A 1999-12-29 2000-12-12 저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템 Expired - Fee Related KR100762162B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/474,442 1999-12-29
US09/474,442 US6365272B1 (en) 1999-12-29 1999-12-29 System for preparing glass fiber pellets having low discoloration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020067059A KR20020067059A (ko) 2002-08-21
KR100762162B1 true KR100762162B1 (ko) 2007-10-04

Family

ID=23883555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027008556A Expired - Fee Related KR100762162B1 (ko) 1999-12-29 2000-12-12 저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6365272B1 (ko)
EP (1) EP1252117B1 (ko)
JP (1) JP2003519077A (ko)
KR (1) KR100762162B1 (ko)
CN (1) CN1219718C (ko)
AT (1) ATE360604T1 (ko)
AU (1) AU780257B2 (ko)
BR (1) BR0016756B1 (ko)
CA (1) CA2404200C (ko)
DE (1) DE60034593T2 (ko)
MX (1) MXPA02006428A (ko)
TW (1) TW574160B (ko)
WO (1) WO2001049627A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6896963B2 (en) * 2001-12-21 2005-05-24 Owens Corning Composites Sprl System for preparing glass fiber pellets having low discoloration
FR2839967B1 (fr) 2002-05-22 2005-02-18 Saint Gobain Vetrotex Granules de fils de verre de forte densite
KR100509480B1 (ko) * 2002-11-05 2005-08-22 삼성전자주식회사 모니터 전원 제어 장치 및 방법
US20040089966A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-13 Kindle Richard K. Method and system for agglomerating chopped fiber strand and product
US7270853B2 (en) * 2003-06-12 2007-09-18 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Glass adhesion promoter
US7267782B2 (en) * 2003-06-19 2007-09-11 Owens-Corning Fiberglas Technology Ii, Llc Two-part combination of compositions for forming substantially colorless thermoplastic reinforcements
US7419721B2 (en) * 2003-12-19 2008-09-02 Ppg Industries Ohio, Inc. Sizing composition and glass fiber reinforced thermoplastic resin
US20070072989A1 (en) * 2004-03-19 2007-03-29 Piret Willy H Two-part sizing composition for reinforcement fibers
WO2005092814A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Owens Corning Manufacturing Ltd. チョップドストランドの製造方法
DE102004026119A1 (de) * 2004-05-15 2005-12-08 Lanxess Deutschland Gmbh Verfahren zur pneumatischen Förderung von Glasfasern
JP4317084B2 (ja) * 2004-06-10 2009-08-19 ジヤトコ株式会社 油圧制御装置及びその制御方法
US20060147707A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Jian Meng Compacted, chopped fiber glass strands
US7582239B2 (en) * 2005-05-16 2009-09-01 Johns Manville Method of agglomerating wet chopped fiber
US20070157676A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Taquet Bernadette F Granulation-coating machine for glass fiber granules
US20070154697A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Cossement Marc R Two-part sizing composition for reinforcement fibers
US20080143010A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Sanjay Kashikar Chemical coating composition for glass fibers for improved fiber dispersion
US20080210066A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-04 Russell Donovan Arterburn Method for chopping unwound items and coated chopper blades
EP2620419A1 (en) 2012-01-27 2013-07-31 3B Fibreglass Polyamide based sizing composition for glass fibres
WO2013139708A2 (en) 2012-03-20 2013-09-26 3B Fibreglass Sprl Two part sizing composition for coating glass fibres and composite reinforced with such glass fibres
MX2020004390A (es) 2017-10-27 2020-08-20 Ocv Intellectual Capital Llc Composiciones de encolado que incluyen sales de anion de debilmente coordinante y usos de las mismas.
EP3511364A1 (de) 2018-01-15 2019-07-17 LANXESS Deutschland GmbH Hr glasfasern in schwingbauteilen
DE102019200936A1 (de) 2019-01-25 2020-07-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung von geschlichtetem Verstärkungsmaterial
JP2024546365A (ja) 2021-10-29 2024-12-20 バルテガ インコーポレイテッド デュアル先細形状の繊維含有粒子

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340868A (en) * 1993-06-21 1994-08-23 Owens-Corning Fiberglass Technology Inc. Fibrous glass binders
US5811480A (en) * 1995-06-28 1998-09-22 Bayer Aktiengesellschaft Size composition, sized glass fibers and use thereof
US5945134A (en) * 1997-04-01 1999-08-31 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. System for preparing glass fiber pellets

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE587142A (ko) 1960-02-04
US3597265A (en) 1968-05-06 1971-08-03 Emery Industries Inc Fiber lubricants
US4158664A (en) 1977-06-17 1979-06-19 Gulf Research & Development Company Process for improving color of certain alkenyl succinic anhydrides
AU541503B2 (en) 1981-11-27 1985-01-10 Nitto Boseki Co. Ltd. Producing compacted chopped strands
JPS6046951A (ja) * 1983-08-23 1985-03-14 Asahi Fiber Glass Co Ltd プラスチツク強化用ガラス繊維
GB8811939D0 (en) 1988-05-20 1988-06-22 Wasson E A Coating process
US5242958A (en) 1991-07-12 1993-09-07 Ppg Industries, Inc. Chemical treating composition for glass fibers having emulsified epoxy with good stability and the treated glass fibers
TW320647B (ko) 1993-02-24 1997-11-21
US5626643A (en) * 1994-09-26 1997-05-06 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Contact drying of fibers to form composite strands
JP3408343B2 (ja) * 1994-11-11 2003-05-19 旭ファイバーグラス株式会社 直接射出成形用ガラス繊維及びガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物
JPH08142344A (ja) 1994-11-18 1996-06-04 Canon Inc 記録装置
US5578535A (en) 1995-06-07 1996-11-26 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Reinforcing fiber pellets
US5804313A (en) 1996-07-15 1998-09-08 Ppg Industries, Inc. Polyamide and acrylic polymer coated glass fiber reinforcements, reinforced polymeric composites and a method of reinforcing a polymeric material
US5868982A (en) 1997-04-01 1999-02-09 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. System for preparing glass fiber pellets
US20010016259A1 (en) * 1999-02-16 2001-08-23 Les E. Campbell Sizing composition for glass fibers used to reinforce thermoplastic or thermosetting matrix polymers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340868A (en) * 1993-06-21 1994-08-23 Owens-Corning Fiberglass Technology Inc. Fibrous glass binders
US5811480A (en) * 1995-06-28 1998-09-22 Bayer Aktiengesellschaft Size composition, sized glass fibers and use thereof
US5945134A (en) * 1997-04-01 1999-08-31 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. System for preparing glass fiber pellets

Also Published As

Publication number Publication date
US6365272B1 (en) 2002-04-02
KR20020067059A (ko) 2002-08-21
WO2001049627A1 (en) 2001-07-12
JP2003519077A (ja) 2003-06-17
EP1252117A1 (en) 2002-10-30
ATE360604T1 (de) 2007-05-15
TW574160B (en) 2004-02-01
DE60034593T2 (de) 2007-12-27
DE60034593D1 (de) 2007-06-06
AU2578101A (en) 2001-07-16
BR0016756A (pt) 2002-09-24
AU780257B2 (en) 2005-03-10
CA2404200C (en) 2009-04-07
CN1414927A (zh) 2003-04-30
CA2404200A1 (en) 2001-07-12
EP1252117B1 (en) 2007-04-25
CN1219718C (zh) 2005-09-21
MXPA02006428A (es) 2002-11-29
BR0016756B1 (pt) 2011-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100762162B1 (ko) 저변색의 유리섬유 펠릿의 준비시스템
US6896963B2 (en) System for preparing glass fiber pellets having low discoloration
WO2008036224A2 (en) Two-part sizing composition for reinforcement fibers
US7267782B2 (en) Two-part combination of compositions for forming substantially colorless thermoplastic reinforcements
US6365090B1 (en) System for preparing polymer encapsulated glass fiber pellets
US5868982A (en) System for preparing glass fiber pellets
TW201307493A (zh) 用於熱塑性聚合材料強化物之進料中之上漿組合物，強化之聚合材料及製造方法
CA2831141C (en) Fiber glass strands and reinforced products comprising the same
US6399198B1 (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
CN101351590B (zh) 用于增强纤维的两部分施胶剂组合物

Legal Events

Date Code Title Description
E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

PA0105 International application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

A201 Request for examination
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
PG1701 Publication of correction

St.27 status event code: A-5-5-P10-P19-oth-PG1701

Patent document republication publication date: 20080416

Republication note text: Request for Correction Notice (Document Request)

Gazette number: 1007621620000

Gazette reference publication date: 20071004

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20100921

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20100921

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000