KR20000016198A - System for preparing glass fiber pellets - Google Patents

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로버트 에이 슈바이쩌
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휴스톤 로버트 엘
오웬스 코닝
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments

Abstract

PURPOSE: A method and a device for an efficient pellet formation is provided to make an actually uniform glass fiber pellet having the shape and density supplying an excellent flowing property in a controllable method. CONSTITUTION: A system for making densified glass fiber pellets from chopped segments of multi-filament glass strand is described. The densified pellets may be advantageously produced by hydrating chopped glass strands (24) and then pelletizing them by tumbling in a rotary drum (41), and densifying the resulting pellets by tumbling in a rotating zig-zag or undulating tube (42) for a period of time sufficient to increase their density but insufficient to degrade the fibers to a point where composite articles formed from such pellets have lower tensile or impact strengths than comparable composite articles formed from unpelletized strand segments.

Description

유리섬유 펠릿을 제조하기 위한 장치Apparatus for manufacturing glass fiber pellets

절단 유리섬유는 통상적으로 열가소성 제품에서 보강재료로 사용되고 있다. 일반적으로, 이러한 섬유들은 다음과 같은 과정으로 만들지는데, 즉 용융유리를 부싱 또는 오리피스판을 통해 인출시켜 필라멘트로 만들고, 윤활제, 커플링제 및 필름형성 결합제 수지를 함유하는 사이징 조성물(sizing composition)을 상기 필라멘트에 가하며, 이들 필라멘트들을 모아 스트랜드로 만들고, 이 섬유 스트랜드를 원하는 길이의 세그먼트로 절단하며 사이징 조성물을 건조시키게 된다. 다음에 절단 스트랜드 세그먼트는 폴리머 수지와 혼합되고 이 혼합물은 압축 또는 사출 성형기에 공급되어 유리섬유강화플라스틱 제품으로 성형된다. 일반적으로, 절단 스트랜드는 열가소성 폴리머의 펠릿과 혼합되고, 이 혼합물은 압출기에 공급되어 거기서 수지가 용용되며, 유리섬유 스트랜드의 정체성(integrity)은 없어지고 섬유들은 용융된 수지 전체에 분산되게 되며, 섬유/수지 분산물은 성형되어 펠릿으로 된다. 다음 이들 펠릿은 성형기로 보내져, 전체에 걸쳐 유리섬유가 실질적으로 균일하게 분산된 성형품으로 만들어지게 된다.Cut glass fibers are commonly used as reinforcing materials in thermoplastic products. In general, these fibers are made by the following process, i.e. the molten glass is drawn through a bushing or orifice plate into filaments, and a sizing composition containing a lubricant, a coupling agent and a film-forming binder resin is described above. It is applied to the filaments, these filaments are gathered into strands, the fiber strands are cut into segments of the desired length and the sizing composition is dried. The chopped strand segments are then mixed with the polymer resin and the mixture is fed to a compression or injection molding machine to form a glass fiber reinforced plastic product. In general, the chopped strands are mixed with pellets of thermoplastic polymer, which mixture is fed to an extruder where the resin is dissolved, the identity of the fiberglass strands is lost and the fibers are dispersed throughout the molten resin, The resin dispersion is shaped into pellets. These pellets are then sent to a molding machine to form a molded article with the glass fibers substantially uniformly dispersed throughout.

그러나, 위와 같은 방법으로 만들어진 절단 유리섬유는 일반적으로 부피가 크고 유동성도 불량하다. 따라서, 이러한 섬유는 자동화된 제조기에서는 취급이 어렵고 문제점이 많다.However, chopped glass fibers made by the above method are generally bulky and poor in fluidity. Therefore, such fibers are difficult to handle and problematic in automated manufacturing machines.

위와 같은 문제를 해결키 위한 한 시도로서, 절단 스트랜드의 유동성을 개선시키기 위해 이 절단 스트랜드를 컴팩트하게 만들어 더 높은 밀도의 로드형 다발 또는 펠릿으로 만들고, 또한 열가소성 수지와의 혼합을 위해 섬유유리의 중량을 측정하고 그 섬유를 전달하는 것을 자동화된 장비로 할 수 있게 하는 것이다. 이러한 방법은 미국특허 제 4,840,755 호에 개시되어 있다. 이에 따르면, 젖은 절단 스트랜드들을 진동 캐리어위에서 말아서 이들 스트랜드를 둥글게 하고 밀집시켜 더 높은 밀도의 실린더형 펠릿을 만들게 된다. 이러한 방법 및 장치는 더 높은 밀도를 가지면서 더욱 실린더형에 가까워 보다 양호한 유동성을 갖게 되는 펠릿을 만들 수 있지만, 바람직하지 않게도 어떤 점에서 제한을 받고 있다.In an attempt to solve the above problem, in order to improve the flowability of the cutting strands, the cutting strands are compacted into higher density rod-like bundles or pellets, and also the weight of the fiberglass for mixing with the thermoplastic resin. It is to enable automated equipment to measure and deliver the fiber. Such a method is disclosed in US Pat. No. 4,840,755. According to this, wet cutting strands are rolled on a vibrating carrier to round and compact these strands to create higher density cylindrical pellets. Such methods and apparatus can produce pellets that have a higher density and are more cylindrical and have better flowability, but are undesirably limited in some respects.

예컨대, 상기 방법이 다중 절단 스트랜드 세그먼트들이 서로 달라붙어 단일의 절단 스트랜드에서 보다 더 많은 섬유를 함유하는 펠릿이 형성되는 것을 막기 위한 것이므로, 펠릿 크기와 섬유함량은 일반적으로 절단 스트랜드에 있는 섬유의 크기와 수에 의해 제한을 받게 된다. 따라서, 우수한 유동성을 지닐 수 있도록 적절한 체적밀도 및 충분한 직경 대 길이의 비를 갖는 펠릿을 얻기 위해서는, 세그먼트로 절단되는 스트랜드는 일반적으로 많은 수의 필라멘트로 이루어져야 한다. 그러나, 성형 및 결합되어 단일 스트랜드로 되는데 필요한 필라멘트의 수를 증가시키면 바람직하지 않게도 성형작업이 복잡하게 된다.For example, since the method is intended to prevent multiple cut strand segments from sticking together to form pellets containing more fibers than in a single cut strand, the pellet size and fiber content will generally depend on the size of the fibers in the cut strand. You will be limited by the number. Thus, in order to obtain pellets with adequate volume density and sufficient diameter to length ratio to have good flowability, the strands cut into segments should generally consist of a large number of filaments. However, increasing the number of filaments needed to form and bond to a single strand undesirably complicates the molding operation.

이와 같은 단점을 극복하기 위한 시도로서 미국특허 제 5,578,535 호에는, 개별적인 유리 스트랜드 보다 약 20 내지 30% 더 밀도가 높고 직경은 약 5 내지 15배 더 큰 유리섬유 펠릿이 소개되어 있다. 이러한 펠릿은 다음과 같은 과정으로 준비되는데, 즉 필라멘트화를 방지할 수 있기에는 충분하지만 절단 스트랜드 세그먼트들이 서로 뭉쳐 덩어리로 되기에는 불충분한 정도로 스트랜드 세그먼트를 수화시키고, 그리고 이 수화된 스트랜드 세그먼트들을 펠릿 형성에 충분한 시간동안 혼합시키게 된다. 적절한 혼합법으로는 텀블링, 교반, 블렌딩, 코밍글(commingle), 휘젓기 및 인터밍글(intermingle) 등이 있으며, 이에 의해 섬유들이 서로의 주위로 움직이게 된다.In an attempt to overcome this drawback, US Pat. No. 5,578,535 introduces glass fiber pellets that are about 20 to 30% denser and about 5 to 15 times larger in diameter than individual glass strands. These pellets are prepared by the following process: hydrating the strand segments to a degree sufficient to prevent filamentation but insufficient to cause the chopped strand segments to clump together and pelletize the hydrated strand segments. Mix for a sufficient time. Suitable mixing methods include tumbling, stirring, blending, commingle, churning and intermingle, etc., thereby moving the fibers around each other.

상기 개시되어 있는 펠릿은 위에서 언급한 바와 같은 여러 혼합법으로 만들 수 있지만, 이러한 혼합법들중 많은 것들이 상용화되기에는 너무 비효율적이거나, 또는 펠릿화되지 않은 절단 스트랜드 섬유로부터 만들어진 것에 필적할 만한 강도특성을 갖는 최종 복합제품을 제공하는 균일한 펠릿제품을 제조하기 위해 적절히 제어될 수도 없다. 예컨대, 개량된 디스크 펠릿형성기를 사용하게 되면 형성된 펠릿들이 혼합기내에 주재하는 시간이 지나치게 길어지게 되며, 이 결과 유리섬유 펠릿들이 서로 마찰되어 마멸됨으로써 펠릿들이 손상되게 된다. 결국 이러한 펠릿의 손상은 그로부터 만들어진 성형품의 강도특성을 감소시키게 된다.The pellets disclosed above can be made with various blending methods as mentioned above, but many of these blends have strength properties that are too inefficient to be commercially available or comparable to those made from chopped strand fibers. It may not be properly controlled to produce a uniform pellet product that provides a final composite product having. For example, the use of an improved disk pelletizer results in an excessively long time for the formed pellets to reside in the mixer, resulting in damage to the pellets by rubbing and abrasion of the fiberglass pellets. As a result, damage to the pellets reduces the strength characteristics of the molded article made therefrom.

따라서, 복합 성형품에서 펠릿화되지 않은 절단 스트랜드 섬유와 동일한 강도특성을 제공하는 균일한 유리섬유 펠릿제품을 제어가능한 방식으로 만들 수 있는 효율적인 펠릿형성방법에 대한 필요성이 존재하고 있다. 이러한 필요성은 본 발명으로 충족될 수 있는데, 본 발명에 대한 요점과 상세한 설명을 이하 기술한다.Therefore, there is a need for an efficient pellet forming method that can make a uniform glass fiber pellet product in a controllable manner that provides the same strength properties as unpellet chopped strand fibers in composite molded articles. This need can be met with the present invention, the gist and detailed description of which are described below.

본 발명은 유리섬유 펠릿(pellet)의 제조에 관한 것으로, 구체적으로 말해 본 발명에 따르면, 절단 다중섬유유리 스트랜드의 다중 세그먼트들을 결합시켜 밀도가 강화된 유리섬유 펠릿을 제조하는 장치가 제공된다. 이러한 펠릿은 복합 구조물에서 보강재로서 사용되는 절단 유리섬유의 저장 및 취급에 편리한 형태를 제공하게 된다.The present invention relates to the production of glass fiber pellets, and in particular, according to the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing density-reinforced glass fiber pellets by combining multiple segments of chopped multifiber glass strands. Such pellets would provide a convenient form for the storage and handling of chopped glass fibers used as reinforcement in composite structures.

도 1a 는 본 발명에서 사용되는 회전식 드럼 펠릿형성 시스템을 나타내고, 도 1b 는 본 발명에서 사용되는 펠릿밀도강화 시스템에 대한 한 바람직한 실시예를 나타내는 정면도이다.FIG. 1A shows a rotary drum pellet forming system used in the present invention, and FIG. 1B is a front view showing one preferred embodiment of the pellet density enhancing system used in the present invention.

도 2 는 펠릿화 단계 및 밀도강화 단계를 수행하기 위한 혼합장치에 대한 한 바람직한 실시예를 나타내는 정면도이다.2 is a front view showing one preferred embodiment of a mixing apparatus for performing the pelletizing step and the density enhancing step.

도 3 은 섬유를 형성하고 그들 섬유를 밀도가 강화된 펠릿으로 만들기 위한 본 발명의 한 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a schematic representation of one preferred embodiment of the present invention for forming fibers and making those fibers into densified reinforced pellets.

도 4a 는 본 발명의 회전식 드럼에 사용될 수 있는 배플의 종단면도이고, 도 4b 는 도 4a 에서 선 A-A 을 따라 취한 배플의 단면도이며, 도 4c 는 도 4a 에서 선 B-B 을 따라 취한 배플의 단면도이고, 도 4d 는 도 4a 의 배플이 부착된 회전식 드럼의 종단면도이며, 도 4e 는 도 4d 의 드럼 및 이에 부착된 배플의 부분절취 등각도이다.4A is a longitudinal sectional view of a baffle that may be used in the rotary drum of the present invention, FIG. 4B is a cross sectional view of the baffle taken along the line AA in FIG. 4A, FIG. 4C is a cross sectional view of the baffle taken along the line BB in FIG. 4A, FIG. 4D is a longitudinal sectional view of the rotary drum with the baffle of FIG. 4A attached, and FIG. 4E is a partial cutaway isometric view of the drum and the baffle attached thereto.

도 5a 는 본 발명의 회전식 드럼에 사용될 수 있는 다른 배플의 측면도이고, 도 5b 는 도 5a 배플이 부착된 본 발명의 회전식 드럼의 레이디얼 단면도이며, 도 5c 는 도 5b 의 회전식 드럼 및 이에 부착된 배플의 부분절취 등각도이다.FIG. 5A is a side view of another baffle that may be used in the rotary drum of the present invention, FIG. 5B is a radial cross-sectional view of the rotary drum of the present invention with the baffle of FIG. 5A attached, and FIG. 5C is a rotary drum of FIG. 5B and attached thereto Partial isometric isometric view of the baffle.

본 발명의 목적은 우수한 유동성을 제공하는 형상과 밀도를 갖는 실질적으로 균일한 유리섬유 펠릿들을 제어가능한 방식으로 만들 수 있는 효율적인 펠릿형성방법 및 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 펠릿화되지 않은 절단 스트랜드로부터 만들어진 상당 제품에 비해 다소의 강도특성도 손실됨이 없이 유리섬유강화 복합제품의 제조에 사용될 수 있는 펠릿을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an efficient pellet forming method and apparatus capable of making substantially uniform glass fiber pellets having a shape and density providing good flowability in a controllable manner. Another object is to provide pellets that can be used in the production of glass fiber reinforced composite products without losing some of the strength properties compared to equivalent products made from unpellet cut strands.

위와 같은 목적은, 실질적으로 연속적인 다수의 유리섬유들로 구성된 유리섬유 스트랜드를 소정 길이의 세그먼트로 절단하고 그리고 이들 스트랜드 세그먼트가 텀블링시 합체되어 펠릿으로 되는데 충분한 습분을 함유하도록 수화시키는 공정으로 달성된다. 이후에, 수화액이 스트랜드 세그먼트위로 실질적으로 균일하게 분산될 수 있도록 하고 또한 스트랜드 세그먼트들이 결합되어 펠릿이 형성되도록 하기 위해, 스트랜드 세그먼트는 제 1 텀블링 작용을 받게 된다. 그리고, 펠릿이 제 2 텀블링 작용으로 컴팩트하게 되어 펠릿의 밀도가 증가하게 된다.The above object is achieved by a process of cutting a glass fiber strand consisting of a plurality of substantially continuous glass fibers into segments of a predetermined length and hydrating such strand segments to contain sufficient moisture to coalesce and pellet when tumbling. . The strand segment is then subjected to a first tumbling action in order to allow the hydration liquid to be distributed substantially uniformly over the strand segments and to allow the strand segments to join and form pellets. Then, the pellet becomes compact by the second tumbling action, thereby increasing the density of the pellet.

본 발명의 방법은 다음과 같은 수단, 즉 (a) 절단 스트랜드 세그먼트를 만들기 위해 유리섬유 스트랜드를 절단하는 수단; (b) 절단 스트랜드 세그먼트를 제 1 텀블링 수단에 전달하는 수단; (c) 수화액을 절단 스트랜드 세그먼트에 가하는 수단; (d) 상기 수화액을 분산시켜 절단 스트랜드 세그먼트를 정렬 및 합체시켜 펠릿으로 되도록 하기 위해, 수화된 절단 스트랜드 세그먼트에 텀블링 작용을 부여하는 제 1 텀블링 수단; (e) 상기 펠릿들을 제 2 텀블링 수단으로 전달하는 수단; (f) 상기 펠릿들을 컴팩트하게 만들어 그의 밀도를 높히기 위해 그 펠릿들을 텀블링시키는 제 2 텀블링 수단; (g) 밀도가 강화된 펠릿들을 건조기에 전달하는 수단; 및 (h) 펠릿들을 받아들여 건조시키는 건조수단을 포함하는 장치를 이용할 수 있다. 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 도면을 참고로 이하 기술한 상세한 설명으로 부터 잘 알 수 있을 것이며, 도면에서 같은 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸 것이다.The method of the invention comprises the following means: (a) means for cutting glass fiber strands to make chopped strand segments; (b) means for transferring the chopped strand segments to the first tumbling means; (c) means for adding the hydration solution to the cut strand segment; (d) first tumbling means for imparting a tumbling action to the hydrated chopped strand segments to disperse the hydration solution to align and coalesce the chopped strand segments to pellets; (e) means for delivering said pellets to a second tumbling means; (f) second tumbling means for tumbling the pellets to make the pellets compact and increase their density; (g) means for delivering densified pellets to the dryer; And (h) drying means for receiving and drying the pellets. Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings in which like reference numerals designate like elements.

본 발명의 방법에 따르면, 실질적으로 연속적인 유리섬유들로 이루어진 스트랜드는, 용융 유리를 가열된 부싱을 통해 인출하여 실질적으로 연속적인 다수의 유리섬유들을 만든 다음에 단일 스트랜드가 되도록 이들 섬유들을 결집시킴으로써 형성된다. 이러한 섬유들을 만든 다음 결집시켜 스트랜드로 만들기 위한 적절한 장치는 본 발명에서 사용될 수 있다.According to the method of the present invention, a strand made of substantially continuous glass fibers is drawn by drawing molten glass through a heated bushing to make a plurality of substantially continuous glass fibers and then gathering the fibers to become a single strand. Is formed. Appropriate devices for making these fibers and then gathering them into strands can be used in the present invention.

적절한 섬유는 약 3∼90 미크론의 직경을 갖는 섬유이며, 또한 적절한 스트랜드는 약 50∼2000 개의 섬유를 포함하게 된다. 바람직하게는, 본 발명의 밥법으로 형성된 스트랜드는 직경이 약 3∼23 미크론인 섬유를 약 400∼800 개 포함하게 된다.Suitable fibers are fibers having a diameter of about 3 to 90 microns, and suitable strands will also contain about 50 to 2000 fibers. Preferably, the strand formed by the rice method of the present invention will contain about 400 to 800 fibers having a diameter of about 3 to 23 microns.

섬유들을 형성한 후 또한 결집시켜 스트랜드로 만들기 전에, 당업계에서 공지되어 있는 적절한 수성 사이징 조성물로 섬유들을 피복할 수 있다. 바람직하게는, 이 사이징 조성물은 물, 일종 이상의 커플링제, 또한 필요하다면 일종 이상의 윤활제 및 pH 조절제를 포함한다.After forming the fibers and prior to agglomeration into strands, the fibers may be coated with a suitable aqueous sizing composition known in the art. Preferably, this sizing composition comprises water, at least one coupling agent, and if necessary at least one lubricant and pH adjusting agent.

적절한 커플링제는 Witco 에서 생산되어 아래와 같은 상품명으로 판매되고 있는 것과 같은 유기관능 실란(silane)을 포함한다.Suitable coupling agents include organofunctional silanes such as those produced by Witco and sold under the following trade names.

본 발명에서 사용되는 바람직한 커플링제는 Witco 의 Osi 로부터 구입할 수 있는 것으로 A-1100 및 A-187 이라는 상품명을 각각 갖는 3-아미노프로필트리에톡시-실란 및 감마-글리시독시프로필트리메톡시-실란이다. 바람직하게는, 유기관능 실란은 사이징 조성물의 약 0.1∼1.0% 의 양으로 사용된다.Preferred coupling agents used in the present invention may be purchased from Osi of Witco and are 3-aminopropyltriethoxy-silane and gamma-glycidoxypropyltrimethoxy-silane, each having the trade names A-1100 and A-187. to be. Preferably, the organofunctional silane is used in an amount of about 0.1 to 1.0% of the sizing composition.

적절한 윤활제가 수용성 에틸렌글리콜 스테아레이트, 에틸렌글리콜 올레이트, 에톡실레이티드 지방성 아민, 글리세린, 에멀젼화된 광유 및 유기 폴리실록세인 에멀젼과 같은 사이징 조성물에 사용될 수 있다. 바람직한 윤활제로는 다음과 같은 것들이 있는데, 즉 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노-올레이트, 부톡시에틸 스테아레이트, 스테아릭 에탄올아미드 (Lubsize K12, Alpha/Owens Corning 로부터 구입가능함), 본 발명에서 참고로 관련되어 있는 미국특허 제 3,597,265 호에서 소개된 윤활유 (Emery Corp. 에서 제조된 것으로 상품명은 Emerlube 6760), 그리고 30% 백색 오일, 30% 폴리에틸렌 글리콜 400 모노펠라르고네이트, 30% 폴리옥시에틸렌(3)미리스틱 알콜 및 10% 에톡실레이티드 알킬 아민(Parastat S-2)(Emery Corp.에서 제조된 것으로 상품명은 Emerlube 7607) 의 혼합물이 있다. 윤활제는 중량비로 약 0.05∼0.10% 의 양으로 사이징 조성물에 존재하는 것이 바람직하다.Suitable lubricants may be used in sizing compositions such as water soluble ethylene glycol stearate, ethylene glycol oleate, ethoxylated fatty amines, glycerin, emulsified mineral oil and organic polysiloxane emulsions. Preferred lubricants include the following: polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol mono-oleate, butoxyethyl stearate, stearic ethanolamide (available from Lubsize K12, Alpha / Owens Corning), in the present invention Lubricant oil, introduced in US Pat. No. 3,597,265, which is incorporated by reference (trade name Emerlube 6760, manufactured by Emery Corp.), and 30% white oil, 30% polyethylene glycol 400 monofellargonate, 30% polyoxyethylene ( 3) a mixture of mystic alcohol and 10% ethoxylated alkyl amine (Parastat S-2) (manufactured by Emery Corp., trade name Emerlube 7607). The lubricant is preferably present in the sizing composition in an amount of about 0.05 to 0.10% by weight.

또한, 사이징 조성물의 pH 를 약 3.5∼8 로 낮추기 위해 아세트산과 같은 약산을 상기 조성물에 소량 첨가할 수도 있다. 이러한 약산은 중량비로 약 0.15∼0.3% 의 양으로 사이징 조성물에 존재하고 이 조성물의 pH 는 약 6∼8 인 것이 바람직하다.A small amount of a weak acid, such as acetic acid, may also be added to the composition to lower the pH of the sizing composition to about 3.5-8. Such weak acids are present in the sizing composition in an amount of about 0.15 to 0.3% by weight and the pH of the composition is preferably about 6-8.

본 발명에서 사용되는 적절한 사이징 조성물로는 다음과 같은 것들이 있다:Suitable sizing compositions used in the present invention include the following:

1. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.5%1.A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.5%

탈이온수 나머지Deionized water rest

2. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.5%2. A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.5%

Lubesize K12 (Alpha/Owens Corning) 0.07%Lubesize K12 (Alpha / Owens Corning) 0.07%

글래시얼 아세트산 6∼8 pHGlacial acetic acid 6-8 pH

탈이온수 나머지Deionized water rest

3. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.5%3. A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.5%

Emerlube 7607 (Emery Corp.) 0.1%Emerlube 7607 (Emery Corp.) 0.1%

탈이온수 나머지Deionized water rest

4. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.5%4. A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.5%

폴리에틸렌 글리콜 400 모노스테아레이트 0.1%Polyethylene Glycol 400 Monostearate 0.1%

탈이온수 나머지Deionized water rest

5. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.5%5. A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.5%

Emerlube 6760U (Emery Corp.) 0.01%Emerlube 6760U (Emery Corp.) 0.01%

탈이온수 나머지Deionized water rest

6. A-1100 유기관능 실란 (58% 활성함량) 0.38%6.A-1100 organofunctional silane (58% active content) 0.38%

A-187 유기관능 실란 0.12%A-187 Organofunctional Silane 0.12%

탈이온수 나머지Deionized water rest

수성 사이징 조성물은 키스롤 어플리케이터(kiss roll applicator) 및 스프레이를 포함한 종래의 수단으로 가할 수 있다. 섬유를 키스롤 어플리케이터 위를 통과시킴으로써 사이징 조성물을 가하는 것이 바람직하다. 더욱이, 섬유에 약 8∼13%, 더욱 바람직하게는 11% 의 습분량을 제공할 수 있는 충분한 양의 사이징 조성물을 섬유에 가하는 것이 좋다 (별도의 표시가 없으면 모든 백분율은 중량비로 나타낸 것이다).The aqueous sizing composition can be added by conventional means, including kiss roll applicators and sprays. It is preferred to add the sizing composition by passing the fibers over the kiss roll applicator. Moreover, it is desirable to add a sufficient amount of sizing composition to the fibers to provide about 8-13%, more preferably 11%, of the moisture to the fibers (unless otherwise indicated, all percentages are expressed in weight ratios).

일단 형성된 연속 스트랜드는 약 1/8 인치(3.175 mm) 내지 1/4 인치(31.75 mm) 의 길이로 절단된다. 유리섬유 스트랜드를 이러한 길이로 절단하기 위해 당업계에 공지되어 있는 어떤 적절한 수단도 본 발명에서 사용될 수 있다.Once formed, the continuous strand is cut to a length of about 1/8 inch (3.175 mm) to 1/4 inch (31.75 mm). Any suitable means known in the art for cutting glass fiber strands to this length may be used in the present invention.

다음, 절단 스트랜드 세그먼트들이 서로의 주위를 움직일 때 이들 세그먼트의 습분량은 펠릿형성에 적절한 정도로 조절되며, 절단 스트랜드 세그먼트들은 이들이 상기한 바와 같이 움직일 수 있도록 해주는 제 1 텀블링 수단 또는 펠릿형성기안으로 도입된다. 스트랜드 세그먼트들을 펠릿형성기안으로 도입하기 전에 그들의 습분량을 조절할 수 있지만, 유리섬유들을 펠릿형성기에서 펠릿을 형성하는데 적합한 습분량으로 수화시키는 것이 바람직하다. 펠릿형성기내에서 섬유의 습분량은 약 12∼16% 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 13∼14% 이다. 습분량이 너무 낮으면, 스트랜드는 펠릿으로 결합되지 않는 경향이 있어 일반적으로 스트랜드 형태로 남게 된다. 반대로, 습분량이 너무 높으면, 스트랜드는 뭉쳐서 너무 큰 직경과 불균일하며 또한 실린더형이 아닌 모양을 갖는 펠릿을 형성하게 된다.Then, when the chopped strand segments move around each other, the moisture content of these segments is adjusted to an appropriate level for pelleting, and the chopped strand segments are introduced into a first tumbling means or pellet forming machine to allow them to move as described above. Although the moisture content of the strand segments can be controlled prior to introduction into the pelletizer, it is desirable to hydrate the glass fibers to a moisture content suitable for pelleting in the pelletizer. The moisture content of the fibers in the pelletizer is preferably about 12-16%, more preferably about 13-14%. If the moisture content is too low, the strands tend not to bind into pellets and generally remain in strand form. Conversely, if the moisture content is too high, the strands will aggregate to form pellets that are non-uniform with too large a diameter and also have a non-cylindrical shape.

또한, 수화액은 결합제 또는 제 2 사이징 조성물도 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 수화액은 일반적으로 유리섬유 사이징 조성물에 함유된 성분, 예컨대 필름형성제, 웨팅제(wetting agent), 정전기 방지제 및 추가적인 커플링제와 윤활제와 같은 적절한 성분을 함유할 수 있다. 펠릿형성기에서 제 2 사이징 조성물을 가함으로써, 100% 의 어플리케이션(application) 효율을 얻을 수 있다. 또한, 이 사이징 조성물을 섬유형성 환경 밖에서 가하게 되면, 독성, 청정성, 냄새, 고비용 또는 전단(shear)에 대한 민감성의 이유로 형성공정에서는 바람직하지 않는 물질이 개재될 수 있다.It is also preferable that the hydration solution also contains a binder or a second sizing composition. Thus, this hydration liquid may generally contain components contained in the glass fiber sizing composition, such as film forming agents, wetting agents, antistatic agents and suitable components such as additional coupling agents and lubricants. By adding the second sizing composition in the pelletizer, an application efficiency of 100% can be obtained. In addition, when the sizing composition is added outside the fibrous environment, it may contain undesired materials in the forming process for reasons of toxicity, cleanliness, odor, high cost or sensitivity to shear.

수화액에 사용될 수 있는 적절한 결합제 조성물의 예는 다음과 같다 (별도의 표시가 없으면 모든 백분율은 중량비로 나타낸 것이다).Examples of suitable binder compositions that can be used in the hydration are as follows (unless otherwise indicated, all percentages are by weight).

1. EpiRez 3544-53% 수지 고형물이 있는 에폭시수분산물(Shell Chem. Co.) 12.58%1.Epoxy water dispersion (Shell Chem. Co.) with EpiRez 3544-53% resin solids 12.58%

Witco 290H-62% 수지 고형물이 있는 폴리우레탄수 분산물(Witco Co.) 0.99%Polyurethane Water Dispersion (Witco Co.) with Witco 290H-62% Resin Solids 0.99%

A-1100-58% 활성 고형물이 있는 유기관능 실란 (Witco Co.) 0.10%A-1100-58% organofunctional silane with active solids (Witco Co.) 0.10%

탈이온수 나머지Deionized water rest

2. 본 발명에서 참고로 관련되어 있는 미국특허 제 5,236,982 호에서 소개된2. Introduced in US Pat. No. 5,236,982, which is hereby incorporated by reference.

사이즈 조성물Size composition

3. 테레프탈산 3.21%3. Terephthalic acid 3.21%

활성함량이 28%인 암모늄 하이드록시드 3.89%3.89% ammonium hydroxide with 28% activity

GenFlo 559-50% 수지 고형물이 있는 폴리우레탄수 분산물 4.06%GenFlo 559-50% Polyurethane Water Dispersion 4.06% with Resin Solids

(General Tire and Rubber Co.)(General Tire and Rubber Co.)

ChemCor 43N40-40% 수지 고형물이 있는 폴리우레탄수 분산물 8.12%Polyurethane Water Dispersion with ChemCor 43N40-40% Resin Solids 8.12%

(Chemical Corporation of America)(Chemical Corporation of America)

탈이온수 나머지Deionized water rest

4. Z6020-유기관능 실란 (Dow Corning Corp.) 2.65%Z6020-organic silane (Dow Corning Corp.) 2.65%

Pluronic 10R5-에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 블럭 공중합체 1.8%Block copolymer 1.8% of Pluronic 10R5-ethylene oxide and propylene oxide

(BASF Corp.)(BASF Corp.)

탈이온수 나머지Deionized water rest

5. Z6020 0.89%5.Z6020 0.89%

Maldene 286-말레익 언하이드리드와 부타디엔의 공중합체 13.3%Maldene 286-Copolymer of Maleic Unhydride and Butadiene 13.3%

(Lindau Chemicals, Inc.)Lindau Chemicals, Inc.

활성함량이 28%인 암모늄 하이드록시드 1.6%1.6% ammonium hydroxide with 28% activity

탈이온수 나머지Deionized water rest

위에 제시된 것은 본 발명의 방법에서 평가되어 유용한 것으로 판명된 결합제의 조성이다. 당업자라면 다른 적절한 결합제 조성 또는 사용가능한 성분을 선택할 수 있을 것이다. 사실, 본 발명의 이점은, 유리섬유 형성기술에 사용되는 거의 모든 수성 사이즈의 조성이 본 발명의 방법에 따라서 텀블링 장치에서 섬유에 뿌려지는 결합제로서 유용하다는 것이다.Presented above are the compositions of binders that have been evaluated and found useful in the methods of the present invention. Those skilled in the art will be able to select other suitable binder compositions or components that can be used. In fact, an advantage of the present invention is that almost all aqueous size compositions used in glass fiber forming techniques are useful as binders to be sprayed on fibers in a tumbling apparatus according to the method of the present invention.

섬유 스트랜드에 사이징 조성물이 양호하게 가해지도록 하기 위해서는, 스트랜드 세그먼트들이 펠릿형성기에 들어갈 때와 또한 합체되어 펠릿으로 되기 전에 사이징 조성물을 그 스트랜드 세그먼트에 가하는 것이 바람직하다. 사이징 조성물이 펠릿형성기내의 다른 위치에서 가해지면, 절단 스트랜드들이 사이징 조성물로 완전히 피복되기 전에 펠릿이 형성되는 경향이 있는데, 이렇게 되면, 모두가 사이징 조성물로 피복되지 않은 섬유들로 이루어진 펠릿이 생기게 된다. 이러한 펠릿들이 섬유강화 플라스틱 제품의 제조에 사용되면, 피복되지 않은 섬유들은 양호한 강화특성에 필요한 2면 피복이 부족하게 되어, 최종 제품은 최적의 특성을 갖지 못할 것이다. 스트랜드 세그먼트들이 펠릿형성기에 들어갈 때 사이징 조성물을 이들 세그먼트에 가하기 위해, 스트랜드 세그먼트 입구에 인접해 위치하는 스프레이 노즐을 펠릿형성기에 제공하는 것이 바람직하다.In order for the sizing composition to be well applied to the fiber strands, it is desirable to add the sizing composition to the strand segments as they enter the pelletizer and also before they coalesce into pellets. When the sizing composition is applied at different locations within the pelletizer, the pellets tend to form before the cutting strands are completely covered with the sizing composition, which results in pellets made of fibers that are not all covered with the sizing composition. . If these pellets are used in the production of fiber reinforced plastic products, the uncoated fibers will lack the two-sided coating required for good reinforcement properties, and the final product will not have optimal properties. In order to apply the sizing composition to these segments as the strand segments enter the pelletizer, it is desirable to provide the pelletizer with a spray nozzle located adjacent the strand segment inlet.

본 발명에 사용되는 펠릿형성기는, (1) 스트랜드 세그먼트(strand segment)들이 수성 결합제/사이징 조성물로 실질적으로 균일하게 피복되고 또한 (2) 절단된 다수의 스트랜드 세그먼트들이 정렬 및 합체되어 원하는 크기의 펠릿으로 되도록, 스트랜드 세그먼트들을 텀블링(tumbling)시킬 수 있는 장치라면 어떤 것이라도 좋다. 이러한 텀블링 장치는 스트랜드 세그먼트들이 수화액(hydrating fluid)으로 실질적으로 피복되어 펠릿을 형성할 수 있기에 충분한 평균주재시간을 가져야 하지만, 펠릿들이 상호간 접촉에 의한 마모로 인해 손상되고 악화되기에는 충분치 않은 평균주재시간을 가져야 한다. 바람직하게는, 텀블링 내에서의 주재시간은 약 1분 내지 10분이다. 더욱 바람직하게는, 텀블링 내에서의 주재시간은 약 1분 내지 3분이다.The pelletizer used in the present invention is characterized in that (1) strand segments are substantially uniformly coated with an aqueous binder / sizing composition and (2) a plurality of cut strand segments are aligned and coalesced to pellet the desired size. Any device capable of tumbling strand segments may be used. Such a tumbling device should have an average residence time sufficient for the strand segments to be substantially covered with a hydrating fluid to form pellets, but not enough for the pellets to be damaged and worsened due to wear due to mutual contact. You have to have time. Preferably, the residence time in tumbling is about 1 minute to 10 minutes. More preferably, the residence time in tumbling is about 1 to 3 minutes.

바람직한 펠릿형성기는 도 1a 에 도시된 드럼 (41) 과 같은 회전식 드럼이다. 펠릿형성기 (41) 는 절단 스트랜드 세그먼트 (24) 를 받아들이며, 이들 세그먼트는 섬유형성부싱 (11), 사이즈 어플리케이터 (size applicator:13), 집결슈우 (14) 및 절단장치 (20) 에 의해 준비된다.Preferred pelletizers are rotary drums, such as drum 41 shown in FIG. 1A. The pellet forming machine 41 receives the chopped strand segments 24, which are prepared by the fiber forming bushing 11, the size applicator 13, the collecting shoe 14, and the cutting device 20.

바람직한 실시예에서, 상기 장치에는 여러 파라미터들을 모니터링하고 그리고/또는 조절하기 위한 시스템이 제공되는데, 상기 파라미터들은 Allen Bradley PLC-5/40 PLC 시스템과 같은 제어패널 (70) 에 의해 자동제어된다. 필요에 따라서는, 들어오는 스트랜드 세그먼트 (24) 의 습분량을 적절한 수단 (71) 으로 측정할 수 있다. 스트랜드중량 측정기 (72) 를 제공할 수도 있는데, 스트랜드 컨베이어 (30) 와 결합시키거나 그 앞에 또는 뒤에 적절히 위치될 수 있다. 컨베이어 (31) 상의 펠릿들의 중량을 측정하기 위해 유사한 중량측정장치를 사용할 수도 있다. 결합제 및 물의 계량은 펌프 (33, 34) 를 제어하여 수행한다.In a preferred embodiment, the apparatus is provided with a system for monitoring and / or adjusting various parameters, which parameters are automatically controlled by a control panel 70 such as an Allen Bradley PLC-5 / 40 PLC system. If necessary, the moisture content of the incoming strand segment 24 can be measured by appropriate means 71. A strand weight gauge 72 may be provided, which may be suitably positioned in front of or behind the strand conveyor 30. Similar weighing devices may be used to weigh the pellets on the conveyor 31. Metering of the binder and water is carried out by controlling the pumps 33, 34.

상기 드럼 (41) 은 스트랜드 세그먼트 (24) 들이 드럼안으로 들어올 때 이들 세그먼트에 수화액을 뿌리는 스프레이 헤드를 구비하도록 되어 있다. 바람직하게는, 결합제 공급기 (35) 로부터 마스터플렉스 펌프 (33) 를 지나 공급되는 수성 결합제 조성물을, 물공급기 (36) 로부터 마스터플렉스 펌프 (34) 를 지나 공급되는 추가적인 물과 혼합시키기 위해 외부공기혼합노즐 (47) 을 상기 드럼의 입구 부근에 설치한다. 상기 물은 절단 스트랜드 세그먼트에 원하는 양의 습분을 제공하고 또한 드럼내의 절단 스트랜드 세그먼트에 혼합물을 가하기 위해 필요한 것이다. 결합제 조성물과 물은 노즐 오리피스를 통해 혼합되면서 하나의 유체 스트림으로 된다. 그리고, 180도로 서로 떨어져 있고 상기 스트림의 유동방향과 60도의 각을 이루면서 위치하는 두 개의 공기분류가 상기 스트림에 부딪히게 된다. 공기는 청정한 건조공기 (52) 로서 공급된다. 이러한 공기는 효과적으로 연무(mist)를 발생시키게 되며, 이 연무는 드럼안에서 텀블링하는 스트랜드 세그먼트들의 표면으로 향하게 된다. 드럼의 회전으로 인해, 젖은 스트랜드 세그먼트들은 서로의 주위로 텀블링하게 되며, 젖은 사이징 또는 코팅에 의해 발생된 표면장력에 의해, 그들 길이의 상당 부분에 걸쳐 서로 접촉하는 스트랜트 세그먼트들은 서로 정렬 및 합체되어 실린더형 펠릿으로 된다. 이러한 작용으로, 절단 작업시 발생한 어떤 미세하고도 단일의 섬유들이라도 재결합되고 형성되는 펠릿에 합체됨으로써 개개의 미세 섬유들이 최종 펠릿에 남지 않게 된다. 바람직하게는 드럼이 약간 기울어지게 되는데, 이리하여, 펠릿들이 나가는 드럼의 단부는 펠릿들이 들어오는 단부보다 낮게 됨으로써, 드럼안에서 형성된 펠릿들이 과도한 시간동안 드럼내에 남아 있지 않게 된다. 바람직한 실시예에 따르면, 드럼은 그의 회전축선이 수평면과 약 1도 내지 3도의 각(q) 을 이루도록 경사진다. 경사각은 적절한 조절수단 (43a) 을 써서 수동 또는 자동으로 조절할 수 있다.The drum 41 is adapted to have a spray head which sprays hydration liquid onto the segments as the strand segments 24 enter the drum. Preferably, the external air mixture is mixed to mix the aqueous binder composition supplied from the binder supply 35 via the masterplex pump 33 with the additional water supplied from the water supply 36 via the masterplex pump 34. The nozzle 47 is installed near the inlet of the drum. The water is necessary to provide the desired amount of moisture to the chopped strand segments and also to add the mixture to the chopped strand segments in the drum. The binder composition and water mix into one fluid stream while mixing through the nozzle orifice. Two streams of air separated from each other by 180 degrees and positioned at an angle of 60 degrees to the flow direction of the stream impinge on the stream. The air is supplied as clean dry air 52. This air effectively produces mist, which is directed to the surface of the strand segments tumbling in the drum. Due to the rotation of the drum, the wet strand segments tumble around each other, and by the surface tension generated by the wet sizing or coating, the strand segments contacting each other over a significant part of their length are aligned and coalesced with each other. It becomes a cylindrical pellet. With this action, any fine, single fibers generated during the cutting operation are incorporated into the pellets which are recombined and formed so that individual fine fibers do not remain in the final pellet. Preferably the drum is tilted slightly, so that the end of the drum out of the pellets is lower than the end where the pellets come in so that the pellets formed in the drum do not remain in the drum for an excessive amount of time. According to a preferred embodiment, the drum is inclined such that its axis of rotation forms an angle q of about 1 to 3 degrees with the horizontal plane. The inclination angle can be adjusted manually or automatically by using an appropriate adjusting means 43a.

드럼안에서 형성되는 펠릿의 크기는 기본적으로 스트랜트 세그먼트의 습분량으로 조절된다. 습분량이 높게 유지되면, 더욱더 많은 스트랜드 세그먼트들이 펠릿으로 합체되고 이리하여 그 펠릿은 더 큰 직경을 갖게 된다. 반대로, 습분량이 낮게 유지되면, 더욱더 적은 스트랜드 세그먼트들이 펠릿으로 합체되므로 그 펠릿의 직경도 작아지게 된다.The size of pellets formed in the drum is basically controlled by the amount of moisture in the plant segments. If the moisture content is kept high, more and more strand segments are coalesced into pellets and thus the pellets have a larger diameter. Conversely, if the moisture content is kept low, fewer and fewer strand segments are coalesced into pellets, so that the diameter of the pellets is smaller.

바람직하게는, 본 발명의 방법으로 형성된 펠릿들은 그들 길이의 약 20% 내지 65% 가 되는 직경을 갖게 된다. 일반적으로 이러한 펠릿들은 약 70 내지 175 개의 스트랜드 세그먼트들을 결합하여 형성되며, 각각의 스트랜드 세그먼트는 스트랜드 당 약 500 내지 2000 개의 필라멘트를 갖는다.Preferably, the pellets formed by the method of the present invention will have a diameter of about 20% to 65% of their length. Typically such pellets are formed by combining about 70 to 175 strand segments, each strand segment having about 500 to 2000 filaments per strand.

또한 펠릿의 크기는 드럼의 처리량에 의해서도 영향을 받게 된다. 드럼의 처리량이 크면 스트랜드 세그먼트가 드럼내에 주재하는 시간이 짧아지게 되는데, 이렇게 되면, 수화액이 스트랜드에 분산되지 않고 그 스트랜드들은 펠릿으로 합체되지 않기 때문에 작은 펠릿들이 형성되게 된다. 그러나, 형성된 펠릿들은 짧은 주재시간동안 드럼내에 있기 때문에 펠릿의 밀집성이 떨어지게 된다.The size of the pellets is also influenced by the throughput of the drum. Larger throughput of the drum results in a shorter time for the strand segments to reside in the drum, which results in smaller pellets because the hydration liquid is not dispersed in the strands and the strands do not coalesce into pellets. However, the pellets formed are less dense because the pellets are in the drum for a short residence time.

형성된 펠릿이 펠릿형성기에서 어느 정도 항상 압축되지만, 펠릿 밀도를 최적의 유동성을 주는 값까지 증가시키기에는 일반적으로 부족하다. 이러한 이유로, 펠릿형성기 (41) 내에서 형성된 후, 펠릿들은 제 2 텀블링 수단인 밀도강화기 (42) 로 보내져 거기서 더 컴팩트하게 되어 밀도의 증대가 이루어지게 된다. 마모로 펠릿들을 악화시키거나 또는 손상시킴이 없이 펠릿들을 컴팩트하게 할 수 있는 저-충격 텀블링 장치라면 모두 사용이 가능하다. 바람직하게는, 상기 밀도강화기는 펠릿의 악화를 최소화하기 위해 펠릿형성기 보다 덜 격렬한 텁블링 작용을 하게 된다. 또한, 펠릿이 마모로 인해 악화되지 않도록 밀도강화기는 약 5분 이하의 평균주재시간을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 밀도강화기 내에서의 평균주재시간은 약 1분 내지 2분이다.The pellets formed are always compacted to some degree in the pelletizer, but are generally insufficient to increase the pellet density to a value that gives optimum fluidity. For this reason, after being formed in the pellet forming machine 41, the pellets are sent to the density enhancer 42, which is the second tumbling means, to be more compact there, thereby increasing the density. Any low-impact tumbling device that can compact the pellets without deteriorating or damaging the pellets with wear may be used. Preferably, the densifier is less violent than the pelletizer to minimize pellet deterioration. In addition, the density enhancer has an average residence time of about 5 minutes or less so that the pellets do not deteriorate due to wear. More preferably, the average residence time in the density enhancer is about 1 to 2 minutes.

바람직한 밀도강화기는 도 1b 에 도시된 바와 같이 길이방향 축선 (x) 을 중심으로 회전하게 되는 지그재그형 튜브이다. 이 지그재그형 튜브 (42) 는 캐스터 어셈블리 (44) 에 의해 프레임 (43) 위에 회전가능하게 설치되고 구동모터 (45) 에 의해 회전하게 된다. 상기 튜브가 회전하면, 이 튜브내의 펠릿들은 중력에 의해 튜브를 통과하면서 튜브의 회전에 의해 완만하게 텀블링하게 된다. 전술한 회전식드럼의 경우와 같이, 상기 지그재그형 튜브도, 펠릿들이 과도하게 주재하지 않고 장치를 관류할 수 있도록, 약간의 각도로 기울어지게 된다. 바람직하게는, 상기 튜브의 길이방향 축선은 수평면과 약 1도 내지 3도의 각을 이루게 되며, 튜브입구 (39) 는 튜브출구 (49) 보다 높게 된다.Preferred density enhancers are zigzag tubes that are rotated about the longitudinal axis x as shown in FIG. The zigzag tube 42 is rotatably mounted on the frame 43 by the caster assembly 44 and rotated by the drive motor 45. When the tube is rotated, the pellets in the tube are gently tumbled by the rotation of the tube while passing through the tube by gravity. As with the rotary drums described above, the zigzag tube is also inclined at a slight angle so that the pellets can flow through the device without overly presenting it. Preferably, the longitudinal axis of the tube is at an angle of about 1 to 3 degrees with the horizontal plane, and the tube inlet 39 is higher than the tube outlet 49.

도 1a 에서 보는 바와 같이 컨베이어 (31) 를 사이에 두고 있는 회전식 드럼 (41) 과 회전식 지그재그형 튜브 (42) 와 같은 개별 장치에서 펠릿형성 및 밀도강화가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 방법은 다른 적절한 수단을 써서 실행할 수도 있다. 예컨대, 펠릿형성 및 밀도강화는 단일 장치내의 개별 텀블링 영역에서 이루어질 수도 있다. 이러한 장치의 일예로는, 도 2 와 그리고 도 3 에서 도면번호 "40" 으로 표시된 바와 같이 Patterson Kelly 로부터 구입할 수 있는 "지그재그" 형 혼합기가 있다.Pelletization and densification can be achieved in separate devices such as rotary drum 41 and rotary zigzag tube 42 sandwiching conveyor 31 as shown in FIG. It can also be done by means. For example, pelleting and densification may be made in separate tumbling regions within a single device. One example of such a device is a “zigzag” mixer, available from Patterson Kelly, as indicated by reference numeral “40” in FIGS. 2 and 3.

혼합기 (40) 는 일단부에서 지그재그형 튜브 (42) 에 연결되어 있는 회전식 드럼 (41) 을 구비하고 있다. 드럼 (41) 과 튜브 (42) 는 캐스터 어셈블리 (44) 에 의해 프레임 (43) 위에 회전가능하게 설치되며 변속 모터 (45) 에 의해 회전된다. 지그재그형 튜브는 드럼의 회전중심으로부터 반경방향으로 일정 거리 떨어진 지점에서 상기 드럼에 부착 및 이 드럼과 연통되어 있어, 드럼이 일회전할 때마다 튜브접속부위가 드럼내의 원료의 높이 보다 낮게 됨으로써 드럼내의 원료가 튜브안으로 흐르게 된다. 절단 스트랜드 세그먼트 (24) 들은 입구 (46) 를 통해 펠릿형성 드럼 (41) 안으로 들어간다. 바람직하게는 결합제, 필름형성제, 윤활제, 정전기 방지제 및 커플링제를 함유하는 수화액이 입구 (46) 부근에 위치한 스프레이 노즐 (47) 을 통해, 유입하는 스트랜드 세그먼트들에 뿌려지게 된다. 펠릿형성드럼 (41) 의 회전으로 인해 드럼내의 스트랜드 세그먼트들은 서로의 주위로 텀블링하게 되며, 수화액이 스트랜드 세그먼트의 표면위에 분산되고 스트랜드 세그먼트들이 정렬 및 합체되어 펠릿 (48) 으로 된다. 드럼안에서 형성된 펠릿들은 드럼의 출구단에 있는 구멍 (41a) 을 통해 지그재그형 튜브 (42) 내로 들어가서 이 지그재그형 튜브 (42) 내에서 밀도강화가 더 이루어지게 된다.The mixer 40 has a rotary drum 41 connected to a zigzag tube 42 at one end. The drum 41 and the tube 42 are rotatably installed on the frame 43 by the caster assembly 44 and are rotated by the transmission motor 45. A zigzag tube attaches to and communicates with the drum at a distance radially away from the center of rotation of the drum, so that each time the drum is rotated, the tube connection becomes lower than the height of the material in the drum. Raw material flows into the tube. The cutting strand segments 24 enter the pelletizing drum 41 through the inlet 46. Preferably, a hydration solution containing a binder, film former, lubricant, antistatic agent and coupling agent is sprayed onto the incoming strand segments via a spray nozzle 47 located near the inlet 46. Rotation of the pelletizing drum 41 causes the strand segments in the drum to tumble around each other, and the hydration liquid is dispersed on the surface of the strand segments and the strand segments are aligned and coalesced into pellets 48. The pellets formed in the drum enter into the zigzag tube 42 through the holes 41a at the outlet end of the drum, whereby further densification is made in the zigzag tube 42.

바람직한 실시예에 따르면, 드럼의 회전시 유리 펠릿과 스트랜드 세그먼트의 자유낙하 거리를 줄이기 위해 드럼 (41) 내에는 내부 배플(baffle)이 구비되어 있다. 이 자유낙하 거리를 줄임으로써, 충격과 마모로 인한 유리섬유의 악화가 감소되며 이리하여 이 유리섬유로부터 만들어지는 유리섬유강화 성형품의 물리적 특성이 개선될 수 있게 된다.According to a preferred embodiment, an internal baffle is provided in the drum 41 to reduce the free fall distance of the glass pellets and strand segments during rotation of the drum. By reducing this free fall distance, the deterioration of the glass fibers due to impact and abrasion is reduced and thus the physical properties of the glass fiber reinforced molded articles made from the glass fibers can be improved.

적절한 배플은 다양한 형태를 취할 수 있지만, 특히 바람직한 것으로는 도 4 에 도시된 실린더형 배플 및 도 5 에 도시된 곡면 플레이트 배플이 있다. 이러한 배플은 드럼 (41) 의 출구단부에 부착되고 이 단부로부터 안쪽으로 드럼 길이의 약 10∼50% 의 거리만큼 돌출되어 있다. 배플은 드럼내의 작업조건을 견딜 수 있는 재료, 예컨대 스테인레스강으로 만들어지며 볼트, 스크류, 용접 또는 기타 적절한 수단에 의해 드럼에 부착될 수 있다. 볼트 또는 스크류와 같은 고정수단이 사용될 때는, 부착이 용이하게 이루어지도록, 드럼벽에 인접한 배플의 가장자리에 플랜지 (83) 를 두는 것이 바람직하다.Suitable baffles may take various forms, but particularly preferred are the cylindrical baffles shown in FIG. 4 and the curved plate baffles shown in FIG. 5. This baffle is attached to the outlet end of the drum 41 and protrudes inwardly from this end by a distance of about 10 to 50% of the drum length. The baffle is made of a material that can withstand the working conditions in the drum, such as stainless steel, and can be attached to the drum by bolts, screws, welding or other suitable means. When fastening means such as bolts or screws are used, it is preferable to place the flange 83 at the edge of the baffle adjacent to the drum wall to facilitate attachment.

도 4 에서 보는 바와 같이, 일반적으로 실린더형인 배플 (80) 은 가스의 유출을 막기 위해 시일링된 단부를 구비하는 중공체이며, 그리고 그의 길이방향 중심축선이 드럼 (41) 의 것과 거의 일치하도록 이 드럼의 출구단부에 장착된다. 위에서 언급된 "일반적으로 실린더형" 이라는 말은 편평하고 테이퍼진 또는 절취(cut-out)된 부위 또는 일부 길이에 걸쳐 반경이변하는 유사 실린더형 요소뿐만아니라 완전한 형태의 실린더도 포함한다. 바람직하게는, 섬유의 손상을 줄이기 위해 펠릿의 자유낙하 거리를 충분히 줄일 수 있도록 상기 배플은 드럼 직경의 약 20 내지 35% 가는 되는 직경을 갖게 된다. 또한, 안쪽으로 돌출한 배플의 단부가 드럼에 부착된 단부보다 작은 직경을 갖도록 하기 위해, 배플의 직경을 배플 길이의 적어도 일부분을 따라 감소시킬 수도 있다. 이러한 형태의 배플을 제공함으로써, 드럼을 관류하는 유리의 길이방향 유동에 대한 저항을 최소화할 수 있다. 안쪽으로 돌출한 배플의 단부는 드럼 직경의 약 25 내지 60% 가 되는 직경을 갖는 것이 바람직하다.As can be seen in FIG. 4, the generally cylindrical baffle 80 is a hollow body having a sealed end to prevent the outflow of gas, and the longitudinal center axis thereof almost coincides with that of the drum 41. It is mounted at the outlet end of the drum. The term " generally cylindrical " mentioned above includes not only complete cylindrical but also similar cylindrical elements whose radius varies over a portion of the flat or tapered or cut-out portion or length. Preferably, the baffle will have a diameter that is about 20 to 35% of the drum diameter to sufficiently reduce the free fall distance of the pellets in order to reduce damage to the fibers. In addition, the diameter of the baffle may be reduced along at least a portion of the baffle length so that the end of the inwardly projecting baffle has a smaller diameter than the end attached to the drum. By providing this type of baffle it is possible to minimize the resistance to the longitudinal flow of glass through the drum. The end of the inwardly projecting baffle preferably has a diameter that is about 25 to 60% of the drum diameter.

또한, 지그재그형 튜브 밀도강화기 (42) 와 드럼이 함께 회전할 때 전자로부터 후자로의 역류를 줄이기 위해, 배플은 드럼의 출구 (41a) 를 부분적으로 둘러싸는 상태에서 드럼의 출구단벽에 장착되는 것이 바람직하다. 이리하여, 드럼내에서의 펠릿의 평균주재시간이 줄어들게 되며 또한 펠릿들이 과도한 마모에 의해 손상 또는 악화되지 않게 된다. 배플은 출구 면적의 약 20∼30% 을 막는 것이 바람직하다. 또한, 지그재그형 튜브 밀도강화기내로의 펠릿 유동에 대한 저항을 최소화하면서 펠릿의 역류 감소를 향상시키기 위해서는, 도 4 에서 보는 바와 같이, 배플중에서 출구를 둘러싸는 부분을 납작하게, 테이퍼지게 또는 필요하다면 다르게 수정할 수 있다.Further, in order to reduce the reverse flow from the former to the latter when the zigzag tube density enhancer 42 and the drum rotate together, the baffle is mounted on the outlet end wall of the drum in a state partially surrounding the outlet 41a of the drum. It is preferable. This reduces the average residence time of the pellets in the drum and also prevents the pellets from being damaged or worsened by excessive wear. The baffle is preferably about 20-30% of the exit area. In addition, in order to improve the backflow reduction of the pellets while minimizing the resistance to pellet flow into the zigzag tube density enhancer, as shown in Figure 4, the portion surrounding the outlet in the baffle is flat, tapered or if necessary. You can modify it differently.

도 5 에서 보는 바와 같이, 선호되는 곡면 플레이트 배플은 일반적으로 곡선부 (84) 와 직선부 (86) 을 가지고 있으며 또한 드럼의 출구벽에 수직으로 이에 장착되어 드럼의 내부를 향해 안쪽으로 돌출되어 있다. 배플의 상기 곡선부는 출구의 반경과 일치하는 실질적으로 일정한 반경을 가지며, 직선부는 출구와 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 5, the preferred curved plate baffles generally have a curved portion 84 and a straight portion 86 and are mounted thereon perpendicular to the outlet wall of the drum and project inwardly toward the interior of the drum. . Preferably, the curved portion of the baffle has a substantially constant radius that matches the radius of the outlet, and the straight portion has the same height as the outlet.

또한, 도 5 에서 보는 바와 같이,배플은 그의 직선부가 출구(41a)의 회전 트레일링 가장자리에 인접하도록 드럼벽에 장착되며,이로써,출구가 회전시 밑에 있게 되면 직선부는 수직방향으로 향하게 되고 곡선부는 출구 위에서 드럼의 중심축선을 향해 만곡된 상태로 있게 된다. 이렇게 배치되는 배플은 드럼이 회전하는 동안 펠릿의 자유낙하 거리를 감소시킬 뿐만 아니라, 드럼의 매회전으로 밀도강화기내로In addition, as shown in FIG. 5, the baffle is mounted on the drum wall such that its straight portion is adjacent to the rotating trailing edge of the exit 41a, whereby the straight portion is oriented vertically when the exit is under rotation and the curved portion is It will be curved over the exit toward the central axis of the drum. This arrangement of the baffles not only reduces the free fall distance of the pellets while the drum is rotating, but also causes the drum to rotate into the density enhancer with every revolution of the drum.

유입하는 유리 펠릿의 겉보기 헤드를 증가시킴으로써 펠릿들이 출구를 통과하여 지그재그형 튜브 밀도강화기안으로 용이하게 유동하게 해주는 스쿠프(scoop) 또는 가이드로서의 역할도 하게 된다. 이렇게 해서 또한, 드럼 내에서의 평균주재시간을 감소시켜 주며 펠릿의 과도한 마모도 방지한다.Increasing the apparent head of the incoming glass pellets also serves as a scoop or guide that allows the pellets to easily flow through the outlet into a zigzag tube density enhancer. This also reduces the average residence time in the drum and prevents excessive wear of the pellets.

펠릿형성기의 드럼내에 상기와 같은 배플을 배치함으로써, 드럼 내에서의 펠릿의 평균주재시간이 배플이 없는 경우에는 2분 35초 이었지만, 일반적으로 실린더형 배플이 있는 경우에는 1분 40초 이었고 또한 곡면 플레이트 배플이 있는 경우에는 1분 20초가 됨이 밝혀졌다. 또한, 이러한 배플로 인해 얻어지는 섬유 악화의 뚜렷한 감소는, 평균적인 인장강도의 약 2∼3% 증가, 굽힘강도의 약 1∼2% 증가 및 충격강도의 약 4∼5% 증가를 포함한, 최종 펠릿으로 성형된 제품의 물리적 특성의 증가로부터 분명한 것이다.By arranging the above baffles in the drum of the pellet forming machine, the average residence time of the pellets in the drum was 2 minutes and 35 seconds in the absence of baffles, but was generally 1 minute and 40 seconds in the case of the cylindrical baffles and also the curved surface. It was found to be 1 minute 20 seconds with plate baffles. In addition, the marked reduction in fiber degradation resulting from this baffle includes final pellets, including about 2-3% increase in average tensile strength, about 1-2% increase in bending strength, and about 4-5% increase in impact strength. It is evident from the increase in the physical properties of the molded article.

밀도강화 후에 펠릿들은 컨베이어 벨트 (50) 상으로 전달하여 예컨데 고온공기 (61) 및 냉각공기 (62) 를 공급받는 후드(hood)형 오븐 또는 배기수단 (63) 을 구비한 다른 적절한 건조수단 (60) 을 써서 건조시킬 수 있다. 상업적인 대량 생산에 적합한 수준으로 건조시간을 줄이기 위해서는, 섬유들을 유동화베드 오븐에서 약 250℉(121.1℃) 내지 560℉(293.3℃) 의 높은 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다. 밀도가 강화된 펠릿 (48) 들은 건조 후에 스크린 (65) 또는 다른 적절한 장치를 써서 크기별로 분류할 수 있으며 또한 제품용기 (66) 또는 폐품용기 (67) 안으로 선별되어 들어가게 된다.After densification, the pellets are transferred onto the conveyor belt 50 and for example other suitable drying means (60) with a hood-type oven or exhaust means (63) receiving hot air (61) and cooling air (62). Can be dried. To reduce the drying time to a level suitable for commercial mass production, it is desirable to dry the fibers in a fluidized bed oven at a high temperature of about 250 ° F. (121.1 ° C.) to 560 ° F. (293.3 ° C.). The densified pellets 48 can be sorted by size using a screen 65 or other suitable device after drying and are also sorted into product container 66 or waste container 67.

유리 스트랜드 세그먼트의 습분량과 처리량을 변화시킴으로써, 펠릿화되지 않은 유리 스트랜드 섬유 보다 약 13% 내지 60% 더 밀도가 크고 또한 직경도 10배 내지 65배 더 큰 유리섬유 펠릿을 만들 수 있다. 예컨대, 14미크론(직경) 섬유들로 구성된 2000 개 필라멘트 스트랜드의 4mm 절단 세그먼트는 약 33 lb/ft3(528.66 kg/m3) 내지 36 lb/ft3(576.72 kg/m3) 의 체적밀도를 갖는다. 본 발명의 방법에 따라 약 13%∼14% 의 습분량으로 수화되고 밀도가 강화된 펠릿으로 성형된 후에, 최종적으로 건조된 펠릿은 일반적으로 약 40 lb/ft3(640.8 kg/m3) 내지 55 lb/ft3(881.1 kg/m3) 의 체적밀도를 갖는다. 최종 펠릿은 그의 직경 대 길이의 비가 크게 되고 또한 밀도도 증가되기 때문에, 펠릿화되지 않은 절단 스트랜드 제품에 비해 현저히 향상된 유동성을 갖게 된다.By varying the moisture content and throughput of the glass strand segments, it is possible to make glass fiber pellets that are about 13% to 60% denser and 10 to 65 times larger in diameter than unpelleted glass strand fibers. For example, a 4 mm cut segment of 2000 filament strands consisting of 14 micron (diameter) fibers may have a volume density of about 33 lb / ft 3 (528.66 kg / m 3 ) to 36 lb / ft 3 (576.72 kg / m 3 ). Have After molding into hydrated and densified pellets with a moisture content of about 13% to 14% according to the method of the present invention, the finally dried pellets are generally from about 40 lb / ft 3 (640.8 kg / m 3 ) to It has a volume density of 55 lb / ft 3 (881.1 kg / m 3 ). The final pellets have a significantly improved flowability compared to the unpelleted chopped strand products because the ratio of their diameter to length is increased and the density is also increased.

본 발명의 방법은 도 3 에 도시된 장치로 바람직하게 수행될 수 있는데, 섬유 스트랜들은 섬유형성장치 (10) 에서 만들어지고 절단장치 (20) 에 의해 절단되어 컨베이어 (30) 에 의해 텀블링 장치 (40) 로 전달되어, 거기서 절단 스트랜드들은 펠릿화되고 밀도가 강화된다. 최종 펠릿은 컨베이어 (50) 에 의해 건조장치 (60) 로 보내진다.The method of the present invention may be preferably carried out with the apparatus shown in FIG. 3, wherein the fiber strands are made in the fiber forming apparatus 10 and cut by the cutting apparatus 20 so as to be tumbling apparatus by the conveyor 30. 40) where the cutting strands are pelletized and densified. The final pellets are sent to the drying apparatus 60 by the conveyor 50.

섬유형성장치 (10) 는 섬유형성부싱 (11a, 11b, 11c) 을 구비한 유리섬유 형성노를 포함한다. 상기 부싱으로부터 다수의 필라멘트 (12a, 12b, 12c) 가 인출되면서 가늘어지게 되고, 커플링제 및 경우에 따라서는 윤활제와 pH 조절제를 함유하는 수성 사이징 조성물이 롤 (13a, 13b, 13c) 과 같은 사이징 어플리케이터에 의해 상기 필라멘트에 가해진다. 다음에 필라멘트군들은 집결슈우 (14a, 14b, 14c) 에 의해 결집되어 개별 스트랜드 (15a, 15b, 15c) 로 되며 이어서 절단장치 (20) 로 유도된다.The fiber forming apparatus 10 includes a glass fiber forming furnace having fiber forming bushings 11a, 11b, 11c. A plurality of filaments 12a, 12b, 12c are drawn from the bushing and tapered, and an aqueous sizing composition containing a coupling agent and optionally a lubricant and a pH adjuster is applied to a sizing applicator such as rolls 13a, 13b, 13c. Is applied to the filament. The filament groups are then gathered by the collecting shoes 14a, 14b, 14c into individual strands 15a, 15b, 15c and then led to the cutting device 20.

절단장치 (20) 는 스트랜드의 개수만큼 홈을 갖는 안내롤러 (21) 와, 유리섬유에 대하여 큰 마찰계수를 갖는 탄성재료,예컨대 고무 또는 합성수지로 된 표면을 가지며 자유롭게 회전가능한 피드롤러 (22) 및, 이 피드롤러 (22) 에 탄성적으로 가압되면서 모터로 구동되는 커터롤러 (23) 을 구비하고 있다. 이 커터롤러에는 반경방향으로 돌출한 다수의 블레이드가 있다. 절단장치 (20) 안으로 유도된 젖은 스트랜드 (15a, 15b, 15c) 는 안내롤러 (21) 의 홈을 지나 피드롤러 (22) 의 둘레에 감기며, 피드롤러 (22) 와 커터롤러 (23) 의 블레이드가 접촉하는 점에서 절되어 단편, 즉 절단 스트랜드 (24) 로 되게 된다. 이 절단 스트랜드의 길이는 블레이드의 원주방향 피치에 의해 결정된다.The cutting device 20 includes a guide roller 21 grooved by the number of strands, a feed roller 22 freely rotatable having a surface made of an elastic material such as rubber or synthetic resin having a large coefficient of friction with respect to glass fibers, and And a cutter roller 23 driven by a motor while being elastically pressed against the feed roller 22. This cutter roller has a plurality of blades projecting in the radial direction. The wet strands 15a, 15b, 15c guided into the cutting device 20 are wound around the feed rollers 22 through the grooves of the guide rollers 21, and the feed rollers 22 and the cutter rollers 23 At the point of contact of the blades, they are cut off into fragments, ie cutting strands 24. The length of this cutting strand is determined by the circumferential pitch of the blades.

절단 스트랜드 (24) 들은 컨베이어 (30) 와 같은 적절한 이송수단위로 떨어진 후 텀블링 장치 (40) 로 전달된다. 젖은 스트랜드 세그먼트를 전달하는데 바람직한 컨베이어는 오목한 부분을 지닌 접착성이 없는 표면을 갖는 컨베이어이다. 이러한 컨베이어로는 Sparks 에서 생산되어 상품명이 Ultraline Food Belt Monoflex WU220M (작은 다이아몬드 탑커버를 갖는 백색 폴리우레탄) 인 것이 있다. 텀블링 장치 (40) 는 펠릿형성드럼 (41) 을 구비하는데, 이 드럼은 일단부에서 중공의 지그재그형 펠릿밀도강화 튜브 (42) 에 견고히 고정되며, 이 튜브는 캐스터 어셈블리 (44) 에 의해 프레임 (43) 위에 회전가능하게 장착되며 또한 예컨대 30-amp 변속모터와 같은 구동모터 (45) 에 의해 회전된다. 밀도강화튜브 (42) 는 드럼 (41) 의 회전중심으로부터 반경방향으로 떨어진 지점에서 그 드럼에 부착되어 이 드럼과 연통되어 있다. 바람직하게는, 펠릿을 형성하는데 요구되는 드럼 내에서의 유지시간을 확보함과 동시에 마모로 인해 펠릿이 악화되기에는 충분치 않은 시간을 확보하기 위해서는, 수화된 스트랜드 세그먼트 및 펠릿의 드럼 내에서의 작업용적은 드럼용적의 약 20∼50% 이고, 더욱 바람직하게는 드럼용적의 약 50% 이다.The cutting strands 24 are transferred to the tumbling apparatus 40 after falling into a suitable conveying water unit such as the conveyor 30. Preferred conveyors for transferring wet strand segments are conveyors having a non-adhesive surface with recesses. Such conveyors are those manufactured by Sparks and are branded Ultraline Food Belt Monoflex WU220M (white polyurethane with a small diamond top cover). The tumbling device 40 is provided with a pelletizing drum 41, which drum is firmly fixed at one end to a hollow zigzag pellet density-reinforcement tube 42, which is in turn framed by a caster assembly 44. 43) is rotatably mounted on and is also rotated by a drive motor 45, for example a 30-amp variable speed motor. The density reinforcing tube 42 is attached to and communicates with the drum at a point radially away from the center of rotation of the drum 41. Preferably, the working volume of the hydrated strand segments and the pellets in the drum should be sufficient to ensure the retention time in the drum required to form the pellets, while at the same time not sufficient to deteriorate the pellets due to wear. About 20-50% of the volume of the drum, more preferably about 50% of the volume of the drum.

밀도가 강화된 펠릿들은 드럼 (41) 으로부터 밀도강화튜브 (42) 를 통과해서 출구 (49) 에서 밀도강화튜브를 빠져나오게 된다. 밀도강화튜브에서 나온 펠릿의 밀도는 바람직하게는 약 46 lb/ft3(736.92 kg/m3) 내지 62 lb/ft3(993.24 kg/m3) 이며 또한 중량비로 14%의 습분을 함유한다.The densified pellets pass from the drum 41 through the densification tube 42 and exit the densification tube at the outlet 49. The density of the pellets from the thickening tube is preferably about 46 lb / ft 3 (736.92 kg / m 3 ) to 62 lb / ft 3 (993.24 kg / m 3 ) and also contains 14% moisture by weight.

원료가 펠릿형성드럼 및 밀도강화튜브를 적절히 관류할 수 있도록 텀블링 장치가 수평면과 약 5도의 각도로 약간 기운 상태로 유지되도록 하기 위해, 텀블링 장치의 프레임 (43) 에는 높이조절수단 (43a) 이 제공되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 각도는 약 1도 내지 3도이다.The height adjusting means 43a is provided on the frame 43 of the tumbling apparatus in order to keep the tumbling apparatus slightly tilted at an angle of about 5 degrees with the horizontal plane so that the raw material can properly flow through the pellet forming drum and the density-reinforced tube. It is. According to a preferred embodiment of the present invention the angle is about 1 degree to 3 degrees.

밀도강화튜브로부터 나온 펠릿들은 컨베이어 (50) 위로 떨어져 오븐 (60) 으로 전달되며 여기서 수화액이 건조되게 된다. 바람직하게는, 컨베이어 (50) 는 오목한 부분을 지닌 접착성이 없는 표면을 갖는 컨베이어로서, 이러한 컨베이어로는 Sparks 에서 생산되어 상품명이 Ultraline Food Belt Monoflex WV220M (작은 다이아몬드 탑커버를 갖는 백색 폴리우레탄) 인 것이 있다.Pellets from the densification tube are dropped onto the conveyor 50 and transferred to the oven 60 where the hydration liquid is dried. Preferably, the conveyor 50 is a conveyor with a non-adhesive surface with concave portions, such a conveyor produced by Sparks, which is called Ultraline Food Belt Monoflex WV220M (white polyurethane with a small diamond top cover). There is.

이상으로 본 발명을 바람직한 실시예와 특징으로 상술했지만, 당업자에게는 본 발명에 대한 다양한 변형이 가능함이 명백한 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예에만 국한되는 것이 아니라 다음의 청구범위 및 그들의 등가내용에 의해 한정되는 것이다.While the invention has been described above in terms of preferred embodiments and features, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made to the invention. Accordingly, the present invention is not limited to the above embodiments but is defined by the following claims and their equivalents.

Claims (19)

a. 수성 수화액을 절단 스트랜드 세그먼트들에 가하는 수단과,a. Means for adding an aqueous hydration solution to the chopped strand segments, b. 상기 수화액을 분산시켜 절단 스트랜드 세그먼트들을 정렬 및 합체시켜 펠릿으로 되도록 하기 위해, 수화된 절단 스트랜드 세그먼트들에 텀블링 작용을 부여하는 제 1 텀블링 수단과,b. First tumbling means for imparting a tumbling action to the hydrated chopped strand segments to disperse the hydration solution to align and coalesce the chopped strand segments into pellets; c. 상기 펠릿들을 제 2 텀블링 수단에 전달하는 수단, 그리고c. Means for delivering the pellets to a second tumbling means, and d. 상기 펠릿들을 압축시켜 그의 밀도를 높히기 위해 그 펠릿들을 텀블링시키는 제 2 텀블링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 필라멘트 유리 스트랜드의 절단 세그먼트로부터 유리섬유 펠릿을 제조하는 장치.d. And second tumbling means for tumbling the pellets in order to compress the pellets and increase their density. 2. An apparatus for producing fiberglass pellets from cut segments of multiple filament glass strands. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 텀블링 수단은 길이방향 축선을 중심으로 회전할 수 있는 드럼으로 되어 있고, 이 드럼은 제 1, 2 단부를 가지며, 제 1 단부는 절단 스트랜드 세그먼트를 받아들이는 입구를 가지며 제 2 단부는 펠릿들을 배출하기 위한 출구를 가지며, 이 출구의 중심은 상기 드럼의 회전축선으로부터 반경방향으로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 장치.2. The device of claim 1, wherein the first tumbling means is a drum rotatable about a longitudinal axis, the drum having first and second ends, the first end having an inlet for receiving cutting strand segments. And a second end having an outlet for discharging pellets, the center of which is radially away from the axis of rotation of the drum. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 텀블링 수단은 길이방향 축선을 중심으로 회전되는 중공의 지그재그형 튜브로 되어 있고, 이 튜브는 제 1, 2 개방단부를 가지며, 제 1 개방단부는 상기 펠릿들을 받아들이는 입구를 제공하고 제 2 개방단부는 밀도가 강화된 펠릿들을 배출시키는 출구를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.3. The method of claim 2, wherein the second tumbling means is a hollow zig-zag tube that is rotated about a longitudinal axis, the tube having first and second open ends, the first open end receiving the pellets. Wherein the second inlet provides an inlet and the second open end provides an outlet for discharging the densified pellets. 제 2 항에 있어서, 상기 절단 스트랜드 세그먼트에 수화액을 가하는 수단은 상기 드럼의 입구에 인접하여 위치되는 스프레이 노즐인 것을 특징으로 하는 장치.3. An apparatus according to claim 2, wherein the means for applying the hydrating liquid to the chopped strand segments is a spray nozzle located adjacent the inlet of the drum. 제 2 항에 있어서, 상기 절단 스트랜드 세그먼트에 수화액을 가하는 수단은 상기 드럼내에 위치하는 스프레이 노즐인 것을 특징으로 하는 장치.3. An apparatus according to claim 2, wherein the means for applying the hydrating liquid to the chopped strand segments is a spray nozzle located in the drum. 제 2 항에 있어서, 상기 드럼이 회전하는 동안에 펠릿의 자유낙하 거리를 줄이기 위해 드럼안에 위치되는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.3. An apparatus according to claim 2, further comprising means located in the drum to reduce the free fall distance of the pellets while the drum is rotating. 제 6 항에 있어서, 상기 작유낙하 거리감소 수단은 일단부가 드럼의 제 2 단부에 부착되어 그 드럼내로 안쪽으로 뻗은 일반적으로 실린더형의 배플인 것을 특징으로 하는 장치.7. A device according to claim 6, wherein the drop-fall reduction means is a generally cylindrical baffle, one end of which is attached to the second end of the drum and extends inwardly into the drum. 제 7 항에 있어서, 상기 배플의 길이방향 축선은 드럼의 회전축선과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the longitudinal axis of the baffle is substantially parallel to the axis of rotation of the drum. 제 8 항에 있어서, 상기 배플은 드럼 출구의 일부분을 덮는 것을 특징으로 하는 장치.10. The apparatus of claim 8, wherein the baffle covers a portion of the drum outlet. 제 6 항에 있어서, 상기 자유낙하 거리감소 수단은 한 가장자리에서 드럼의 제 2 단부에 부착되어 그 드럼내로 안쪽으로 뻗은 곡면 플레이트인 것을 특징으로 하는 장치.7. A device according to claim 6, wherein the free fall distance reducing means is a curved plate attached at one edge to the second end of the drum and extending inwardly into the drum. 제 10 항에 있어서, 상기 곡면 플레이트는 곡선부와 직선부를 가지며, 또한 이 플레이트는, 상기 직선부가 출구의 회전 트레일링 가장자리에 인접하고 또 곡선부는 드럼의 회전축선을 향하여 만곡된 상태로 있도록 드럼에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.The drum of claim 10, wherein the curved plate has a curved portion and a straight portion, and the plate further includes a curved portion and a straight portion, wherein the curved portion is adjacent to the rotating trailing edge of the outlet and the curved portion is curved toward the rotation axis of the drum. Apparatus characterized in that it is attached. 제 11 항에 있어서, 상기 곡선부는 실질적으로 일정한 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.12. The apparatus of claim 11, wherein the curved portion has a substantially constant radius of curvature. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 텀블링 수단의 입구는 제 1 텀블링 수단의 출구에 연결되어 유체유동을 가능케 하는 것을 특징으로 하는 장치.4. The device of claim 3, wherein the inlet of the second tumbling means is connected to the outlet of the first tumbling means to enable fluid flow. a. 수화액을 절단 스트랜드 세그먼트에 가하는 수단과,a. Means for applying the hydration solution to the cut strand segment; b. 길이방향 축선을 중심으로 회전할 수 있는 드럼으로서, 이 드럼은 제 1, 2 단부를 가지며, 제 1 단부는 절단 스트랜드 세그먼트를 받아들이는 입구를 가지며 제 2 단부는 펠릿들을 배출하기 위한 출구를 가지며, 이 출구의 중심은 상기 상기 드럼의 회전축선으로부터 반경방향으로 떨어져 있는 드럼과,b. A drum rotatable about a longitudinal axis, the drum having first and second ends, the first end having an inlet for receiving the chopped strand segments and the second end having an outlet for discharging pellets, The center of the outlet is a drum radially away from the rotation axis of the drum, c. 길이방향 축선을 중심으로 회전가능한 중공의 지그재그형 튜브로서, 이 튜브는 제 1, 2 개방단부를 가지며, 상기 드럼과 튜브의 회전시 드럼내의 원료가 튜브안으로 이동할 수 있도록 상기 제 1 개방단부가 드럼의 출구에 부착되고, 제 2 개방단부는 튜브로부터 펠릿들을 배출시키는 출구를 제공하는 것을 특징으로 하는, 다중 필라멘트 유리 스트랜드의 절단 세그먼트로부터 유리섬유 펠릿을 제조하는 장치.c. A hollow zig-zag tube that is rotatable about a longitudinal axis, the tube having first and second open ends, wherein the first open ends are drums so that the raw material in the drum can move into the tube when the drum and the tube are rotated. And a second open end providing an outlet for discharging pellets from the tube, wherein the second open end provides an outlet for discharging the pellets from the tube. 제 14 항에 있어서, 상기 드럼이 회전하는 동안에 펠릿의 자유낙하 거리를 줄이기 위해 드럼안에 위치되는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.15. The apparatus of claim 14, further comprising means positioned in the drum to reduce the free fall distance of the pellets while the drum is rotating. 제 15 항에 있어서, 상기 작유낙하 거리감소 수단은 일단부가 드럼의 제 2 단부에 부착되어 그 드럼내로 안쪽으로 뻗은 일반적으로 실린더형의 배플인 것을 특징으로 하는 장치.16. The apparatus of claim 15, wherein the means for reducing dropping distance is a generally cylindrical baffle having one end attached to the second end of the drum and extending inwardly into the drum. 제 16 항에 있어서, 상기 배플은 드럼 출구의 일부분을 덮는 것을 특징으로 하는 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the baffle covers a portion of the drum outlet. 제 14 항에 있어서, 상기 자유낙하 거리감소 수단은 한 가장자리에서 드럼의 제 2 단부에 부착되어 그 드럼내로 안쪽으로 뻗은 곡면 플레이트인 것을 특징으로 하는 장치.15. The apparatus of claim 14, wherein the free fall distance reducing means is a curved plate attached at one edge to the second end of the drum and extending inwardly into the drum. 제 18 항에 있어서, 상기 곡면 플레이트는 곡선부와 직선부를 가지며, 또한 이 플레이트는, 상기 직선부가 출구의 회전 트레일링 가장자리에 인접하고 또 곡선부는 드럼의 회전축선을 향하여 만곡된 상태로 있도록 드럼에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.19. The drum according to claim 18, wherein the curved plate has a curved portion and a straight portion, and the plate further includes a curved portion and a straight portion, wherein the straight portion is adjacent to the rotating trailing edge of the outlet and the curved portion is curved toward the rotation axis of the drum. Apparatus characterized in that it is attached.
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