KR20050021496A - 스테이플 유리 섬유용 가호 조성물, 이의 사용방법 및이로부터 수득한 제품 - Google Patents

스테이플 유리 섬유용 가호 조성물, 이의 사용방법 및이로부터 수득한 제품 Download PDF

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KR20050021496A
KR20050021496A KR10-2005-7000846A KR20057000846A KR20050021496A KR 20050021496 A KR20050021496 A KR 20050021496A KR 20057000846 A KR20057000846 A KR 20057000846A KR 20050021496 A KR20050021496 A KR 20050021496A
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생-고뱅 베뜨로떽스 프랑스 에스.아.
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Abstract

본 발명은 에틸렌 결합을 2개 이상 함유하는 지방산을 하나 이상 포함하는, 유리 섬유, 예를 들면, 스테이플 유리 섬유 형태의 유리 섬유용 가호 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 가호 조성물을 사용하는 스테이플 유리 섬유의 제조방법 및 가호 조성물로 피복된 스테이플 유리 섬유에 관한 것이기도 하다.

Description

스테이플 유리 섬유용 가호 조성물, 이의 사용방법 및 이로부터 수득한 제품{Sizing composition for glass staple fibres, method using said composition and resulting products}
본 발명은 직물, 특히 장식 벽재를 형성하기 위한 직물의 생산에 사용되는 스테이플 유리 사 분야에 관한 것이다. 본 발명은 가호 조성물 또는 스테이플 유리 사를 위한 가호제, 이러한 조성물을 사용하는 방법 및 수득된 스테이플 유리 사에 관한 것이다.
용어 "스테이플 유리 사"는 부싱의 오리피스를 통해 용융 유리를 섬유화하여 수득한 불연속 유리 사를 의미하는 것으로 이해된다.
당해 부싱은 일반적으로는 비드 형태의 유리 조각에 의해("재용융" 공정) 또는 노에서 나오는 용융 유리에 의해("직접" 공정) 양호하게 공급될 수 있다. 이러한 유리는 E-유리, C-유리, 또는 섬유화 작업을 실시할 수 있는 기타 유리일 수 있다.
스테이플 유리 사는 어울리지 않게 "조방사(roving)"로서 불리우는 토우(tow) 형태일 수 있고, 여기서 조방사는 이들의 상호 접착에 의해 함께 유지된 대략적으로 평행한 유리 사의 꼬이지 않은 연속 어셈블리이다. 조방사는 잘못된 꼬임에 의해 혼합된 불연속 필라멘트를 생성한다. 일반적으로 말하면, 이러한 토우는 그대로 사용되어 특정한 유형의 직물 피륙을 형성하거나 꼬아서 직물 사를 형성하거나, 소정 길이의 부재로 절단된다.
스테이플 유리 사의 제조는, 예를 들면, 프랑스 공개특허공보 제2 817 548호에 기재되어 있는 방법을 사용하여 실시할 수 있다. 부싱으로부터 유동하는 용융 유리 필라멘트를 부싱 하부에 다소 수직으로 배치된 롤 위에서 웹의 형태로 연신하여 권취한다. 롤을 약 270°로 회전시킨 후, 필라멘트 웹을 블레이드와 접촉시켜, 웹을 롤 표면으로부터 분리시키고 필라멘트를 절단한 다음, 이러한 필라멘트를, 원추체의 한쪽 말단으로부터 다른쪽 말단으로 이동하는 코어 사를 이의 중심에 포함하는 원추형의 타원형 장치 방향으로 유도한다. 롤에서 나오는 필라멘트를 코어 사 주위에서 권취시키고, 원추체를 나갈 때에는 타원형 부재에 대해 측면으로 위치하는 권사기에 권취되는 조방사가 형성된다. 코어 사는, 인장 응력을 받는 경우, 스테이플 유리 사에 강도를 제공하고, 이는 유리로 제조되거나 플라스틱으로 제조될 수 있다.
잔털을 형성하고자 하는 경우를 제외하면, 필라멘트는, 사의 형태로 함께 수집하기 전에, 필라멘트의 형성에 사용된 각종 장치 부재로 문지르는 경우에 발생하는 마찰로부터 이들을 보호하기 위한 가호 조성물로 피복된다.
가호 조성물은 분무 노즐, 피복 롤 또는 브러쉬 등의 적절한 장치에 의해 도포되고, 일반적으로 이들은 필라멘트가 롤 위에 침착되는 지점의 상부 스트림 및 블레이드의 상부 스트림에 위치한다.
롤의 가호제는 필수적이다. 이들의 마찰 보호 기능 이외에, 이는 스테이플 유리 사를 유기 및/또는 무기 재료와 배합할 수 있게 하고, 특히 조방사가 이들 재료에 의해 습윤화되거나 함침되는 것을 용이하게 한다. 또한, 가호 조성물은 필라멘트 사이의 결합을 촉진하여 사의 치수 안정성을 양호하게 한다. 이러한 사는, 예를 들면, 직물 분야에서 높은 기계적 응력을 필요로 하는 조건하에 이들을 사용하는 경우에 유리할 수 있다.
특히, 가호제는 연신 롤에 대한 필라멘트의 결합을 촉진시키고, 블레이드에 의한 예리한 절단을 수득할 수 있게 하며, 과다한 "잔털", 즉 도르래 등의 특정한 부재 위에 축적됨으로써 작업을 방해하는 분쇄 필라멘트를 형성하지 않을 것으로 기대된다. 잔털의 양을 제한하고자 하는 또 다른 이유는 잔털이 공기 중에 용이하게 분산되어 작업기에 쉽게 흡입되기 때문이며, 이는 배제되어야 한다.
일반적으로 말하면, 가호 조성물은 또한 연신 장치 위로 통과하는 사에 의해 유발된 면찰에 견디고 필라멘트 표면을 습윤화시킬 수 있어야 하며, 초당 수십미터 정도의 높은 연신 속도에서 그렇게 하여야 한다. 또한, 이들은 스테이플 유리 사의 보빈(실타레)이 운송 및 저장 도중에 이들의 치수 안정성을 유지하도록 현저한 "미끄럼" 특성을 제공하지 않아야 한다. 즉, 형상이 붕괴되지 않아야 한다.
당해 조성물은 또한 시간 경과에 따라 이들의 초기 특성을 유지하여야 하고, 이들의 구성분은 필라멘트 위에 침착되기 전에 안정한 상태를 유지해야 한다.
스테이플 유리 사의 생산에 적합한 유용한 가호 조성물은 실질적으로, 계면활성제와 임의로 배합된, 하나 이상의 광유를 기제로 한다. 이러한 오일은 마찰로부터 효과적으로 보호하게 하고 바디(또는 "벌크")를 갖는 조방사의 형성을 보조하지만, 또한 필라멘트에 "미끄럼성"을 제공함으로써 조방사를 불충분하게 접착시켜 매듭의 형성으로 인해 정확하게 제직되게 한다. 제직 조건을 충족시키기 위해서는 사실 조방사가 통합성을 갖는 것이 필수적이다. 즉, 구성되는 필라멘트는 서로 붙잡을 수 있어야 한다. 필라멘트의 결합은, 넓은 인장 변화가 발생하는 경우, 어느 정도 필라멘트가 서로에 대해 자유롭게 이동하는 상태로 유지되어 조방사의 급속한 파괴를 피하도록 탄성 상태로 유지되어야 한다. 일반적으로, 조방사의 신장 저항이 클수록, 제직성도 양호한 것으로 간주할 수 있다.
제직 성능이 보다 우수한 가호 조성물에 대한 연구는 다른 특성들을 소실하지 않아야 한다. 특히, 가호 조성물은, 일종의 미스트를 형성할 수 있는 과도하게 미세한 액적을 생성하지 않으면서, 약 20bar의 약력으로 작동하는 공기 분무 노즐에 의해 적용할 수 있어야 한다. 노즐 부근의 미스트의 존재는 필라멘트 위에 침착되지 않은 가호 조성물의 소실 및 당해 제품에 대한 작동기의 보다 높은 흡입 가능성을 유발한다.
본 발명의 한 가지 대상은, 인장 강도를 향상시켜 제직을 보다 양호하게 하는, 특히 스테이플 유리 사 형태의 유리 사를 피복할 수 있는 가호 조성물이다.
본 발명의 또 다른 대상은 위의 문단에 규정된 조성물에 의해 가호처리된, 특히 스테이플 유리 사 형태의 가호처리된 유리 사에 관한 것이고, 여기서 가호처리된 유리 사는 어느 정도의 탄성으로 인해 인장 강도가 보다 우수하고, 이러한 인장 강도는 보다 고속에서 유리 사를 제직하게 하여 특히 유화용 캔버스 형태의 장식 벽재를 형성한다.
본 발명에 따르는 가호 조성물은 에틸렌 결합을 2개 이상 함유하는 지방산을 하나 이상 포함함을 특징으로 하는 용액으로 이루어진다.
본 발명에서, 용어 "가호 조성물"은, 특히 스테이플 유리 사를 수득하기 위해, 유리 필라멘트 위에 침착될 수 있고 이들의 제조 도중에 이들을 보호할 수 있는 조성물을 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 이러한 조성물은 점도가 120 ×10-3Paㆍs(120cP) 이하인 용액 형태이고, 하나 이상의 윤활제 및 임의로 기타 첨가제, 예를 들면, 유리를 결합시키기 위한 커플링제, 직물 가공 보조제 또는 계면활성제를 포함한다. 본 발명과 관련하여, 가호 조성물은 실질적으로 물을 포함하지 않는다. 즉, 가호 조성물은 물을 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만으로 함유하고, 보다 바람직하게는 물을 함유하지 않는다. 한편, 당해 조성물은 가호 조성물에 사용된 성분들의 일부 또는 모두를 용해시키는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 유기 용매를 함유할 수 있다.
지방산은 탄소수 10 내지 24, 바람직하게는 탄소수 14 내지 22의 불포화 지방산으로부터 선택된다. 직쇄 지방산이 바람직하다.
유리하게는, 불포화 지방산은 다음 화학식 1을 충족시킨다.
위의 화학식 1에서,
A 및 B는 탄화수소 쇄이고,
쇄 A 및 B 중의 총 탄소수는 2 내지 16이다.
특히 바람직한 지방산은 탄소수가 18 내지 22개인 것이고, A가 -(CH2)x-(여기서, x는 0 내지 6의 정수, 바람직하게는 0.3 또는 6이다)이고 B가 -(CH2)y-(여기서, y는 2 내지 11의 정수이다)인 위의 화학식 1을 충족시킨다.
예를 들면, 리놀레산(시스,시스-9,12-옥타데카디엔산), 레놀레라이드산(트랜스,트랜스-9,12-옥타데카디엔산), γ-리놀렌산(6,9,12-옥타데카트리엔산), 리놀렌산(트랜스,트랜스,트랜스-9,12-15-옥타데카트리엔산), α-엘레오스테아르산(시스,트랜스,트랜스-9,12,15-옥타데카트리엔산), β-엘레오스테아르산(트랜스,트랜스,트랜스-9,12,15-옥타데카트리엔산), 시스,시스-11,14-에이코사디엔산, 시스,시스,시스-5,8,11-에이코사트리엔산, 시스,시스,시스-8,11 산, 14-에이코사트리엔산, 시스,시스,시스-11,14,17-에이코사트리엔산, 시스,시스,시스,시스-5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산, 아라키돈산(5,8,11,14-에이코사테트라엔산), 시스,시스-13,16-도코사디엔산, 시스,시스,시스-13,16,19-도코사트리엔산, 시스,시스,시스,시스-7,10,13,16-도코사테트라엔산, 클루파노돈산(4,8,12,15,19-도코사펜타엔산), 시스,시스,시스,시스,시스-7,10,13,16,19-도코사펜타엔산, 시스,시스,시스,시스,시스,시스-4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산 및 이들 화합물의 혼합물이 언급될 수 있다. 이러한 혼합물의 예로서는 천연 지방산, 특히 리놀레산 및 리놀렌산이 언급될 수 있다. 리놀레산이 바람직하다.
어떠한 설명에 국한시키는 것은 아니지만, 지방산의 이중결합이 공기 중의 산소와 반응하고, 필라멘트를 함께 접착시켜 조방사 결합을 제공하는 접착 특성이 제공된 고분자량의 생성물을 형성하는 것으로 생각된다.
일반적으로, 가호 조성물 중의 불포화 지방산 함량은 5중량% 이상, 바람직하게는 8중량% 이상이다. 유리하게는, 60중량%, 바람직하게는 40중량%를 초과하지 않는다. 보다 특히 바람직하게는, 지방산 함량은 10 내지 30중량%이다.
본 발명의 한 가지 양태에 따르면, 가호 조성물은 하나 이상의 하이드록실, 에폭시 및/또는 아민 반응성 관능성 그룹을 함유하고 보다 특히 분자량이 300 이상 및 바람직하게는 3000 미만인 하나 이상의 중합체를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상술된 중합체는 이중결합을 하나 이상 함유한다. 불포화 그룹의 존재는, 스테이플 유리 사가 특정한 탄성, 따라서 보다 우수한 인장 강도를 갖게 하는 탄성 특성을 제공한다.
유리하게는, 하나 이상의 하이드록실 또는 에폭시 반응성 관능성 그룹을 바람직하게는 말단 위치에 함유하는 중합체로는, 예를 들면, 아토피나(Atofina)사가 시판하는 하이드록실 말단화된 PolyBdR이 사용되고, 하나 이상의 아민 반응성 관능성 그룹을 바람직하게는 말단 위치에 함유하는 중합체로는 아토피나사가 시판하는 디아민 PolyBdR이 사용된다. 그러나, 후자의 중합체는 스테이플 유리 사에 연황색을 제공하고, 또한 다른 중합체보다 공기 중의 이산화탄소에 더욱 민감성이기 때문에 보다 세심한 취급이 요구됨을 주목하여야 한다.
본 발명에 따르면, 상술된 중합체의 함량은 가호 조성물의 40중량% 이하일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 30중량%, 보다 더 바람직하게는 8 내지 25중량%로 달라진다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 가호 조성물은 리놀레산과, 하이드록실 반응성 관능성 그룹을 바람직하게는 말단 위치에 함유하는 폴리부타디엔과의 배합물을 포함한다. 이러한 배합물은 특히 유리한 결과를 수득할 수 있게 하고, 특히 스테이플 유리 사의 강인성을 실질적으로 증가시킬 수 있으며, 이러한 증가는, 이후에 설명되는 바와 같이, 건조 단계 없이, 권취 팩키지의 저장 동안에 발생한다.
상술한 화합물 이외에, 가호 조성물은 당해 가호 조성물에 특정한 특성을 제공하는 하나 이상의 성분들(이하 첨가제로서 언급함)을 포함한다.
본 발명에 따르는 조성물은 또한 점도를 적용 조건에 적합하게 하는 역할을 하는 용매를 포함할 수 있다. 이러한 용매는 가호 조성물 중의 구성분과 반응하지 않고, 이들 구성분을 용해시키지도 않는다. 이의 예로서는 NMP(1-메틸-2-피롤리디논) 및 아디프산 또는 석신산의 메틸 또는 에틸 디에스테르가 언급될 수 있다. 특히, 유해한 효과를 갖지 않으면서, 유리를 양호하게 "습윤화"시킬 수 있기 때문에, 상술된 에스테르가 바람직하다.
사용될 수 있는 용매의 양은 가호 조성물의 30중량% 이하일 수 있다. 그러나, 유리 필라멘트의 제조에 요구되는 고온에 의해 유도된 증발에 기인하여 가호 조성물의 각종 구성분의 농도를 변화시킬 위험성을 피하도록 용매 함량을 제한하는 것이 바람직하다. 소량의 용매(들)의 존재는 이들을 제거하기 위한 특별한 처리를 필요로 하지 않는다.
가호 조성물은 또한 가호 조성물을 유리에 결합시키는 커플링제를 첨가제로서 포함할 수 있다.
커플링제는 일반적으로 실란, 예를 들면, α-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, α-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, α-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌)트리메톡시실란, α-아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, 스티릴아미노에틸아미노프로필-트리메톡시실란 또는 3급-부틸카바모일프로필트리메톡시실란, 실록산, 티타네이트, 지르코네이트 및 이들 화합물의 혼합물로부터 선택된다. 바람직하게는, 실란이 선택된다.
커플링제(들)의 비율은 일반적으로 가호 조성물의 0 내지 20중량%, 바람직하게는 0 내지 15중량%이다. 일반적으로, 가호 조성물은 커플링제를 함유하지 않는다.
가호 조성물은 또한, 실질적으로 윤활제 및/또는 계면활성제로서 작용하는 하나 이상의 직물 가공 보조제를 첨가제로서 포함할 수 있고, 대부분의 경우 조성물은 가호 기능을 갖는 것이 요구된다.
직물 가공 보조제의 비율은 일반적으로 조성물의 0 내지 40중량%, 바람직하게는 5 내지 25중량%이다.
직물 가공 보조제는 일반적으로 지방산 에스테르, 예를 들면, 데실 라우레이트, 이소프로필 팔미테이트, 세틸 팔미테이트, 이소프로필 스테아레이트, 이소부틸 스테아레이트, 트리메틸올프로판 트리옥타노에이트 및 광유를 기제로 하는 혼합물로부터 선택된다.
계면활성제의 예로서는 에틸렌 글리콜, 아디페이트, 알킬페놀 유도체, 예를 들면, 에톡시화 노닐페놀 및 글리콜 유도체, 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜 또는 분자량 2000 미만의 폴리프로필렌 글리콜을 언급할 수 있다.
본 발명에 따르는 조성물은 일반적으로, 예를 들면, 프랑스 공개특허공보 제2 817 548호에 기재된 방법 조건하에 1단계로 유리 필라멘트 위에 침착된다. 이러한 방법에서, 가호 조성물은 롤과 접촉시키기 직전에 필라멘트에 도포되고, 또한 롤과 접촉시킨 후에도 가능하다. 도포는 다양한 방식으로 실시할 수 있고, 노즐에 의한 분무, 또는 보다 일반적으로는 전체 웹에 대해 균일한 분포를 수득하도록 롤의 모선을 따라 서로 반대 방향으로 이동하는 2개의 노즐에 의한 분무가 가장 통상적이다. 일반적으로, 점도가 120 ×10-3Paㆍs(120cP) 이하, 유리하게는 50 내지 100 ×10-3Paㆍs(50 내지 100cp)인 가호 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 도포를 분무에 의해 실시하는 경우, 점도가 약 60 내지 100 ×10-3Paㆍs(60 내지 100cP)인 가호 조성물이 권장된다. 그러나, 높은 점도는 허용되지 않고, 보다 높은 유속으로 공기가 노즐에 도입되는 경우에는 분무가 가능하다.
가호처리된 필라멘트를 롤로부터 분리하고, 블레이드에 의해 절단하고, 조방사를 형성한 다음, 회전 지지체(예: 카스터)에 의해 팩키지 형태로 수집하거나, 웹 또는 매트를 형성하기 위해 이동하는 지지체 위에 침착시키거나, 적절한 길이의 단편으로 절단한다.
따라서, 본 발명에 따라 수득한 스테이플 유리 사는 수집된 후에 다양한 형태, 예를 들면, 토우의 보빈, 조립된 조방사 또는 노끈, 매트 또는 절단된 사 형태일 수 있다.
가호 조성물로 피복된 스테이플 유리 사는 우수한 비권취성을 나타내고, 용이하게 취급할 수 있으며, 필라멘트는 완전히 접착 상태로 잔류한다. 특히, 직선 면상 팩키지는 이들의 치수 특성을 유지하고, 변형되지 않는다.
일반적인 원칙으로서, 스테이플 유리 사는 수축률이 2% 미만, 바람직하게는 1% 미만, 보다 바람직하게는 0.85% 미만으로 되도록 하는 양의 가호제로 피복한다. 바람직하게는, 수축률은 0.3%를 초과하고, 유리하게는 0.6%를 초과한다.
스테이플 유리 사를 구성하는 유리 필라멘트는 광범위하게 달라질 수 있는 직경, 통상 5 내지 30㎛, 바람직하게는 6 내지 14㎛를 갖는다. 이들은 임의의 유리로 제조될 수 있고, 당해 분야에서 가장 통상적으로는 E-유리 및 C-유리이다.
이어서, 특히 장식 벽재, 예를 들면, 유화용 캔버스를 제조하기 위해, 스테이플 유리 사가 제직되는 다양한 위치로 선적되도록 수득된 팩키지를 펠렛 위에 배치한다. 본 발명에 따르는 가호 조성물은 이들을 패키징하기 전에 팩키지의 예비건조를 필요로 하지 않는다. 오븐 통과를 피하는 것은 에너지 소비를 감소시키고 팩키지의 취급을 제한하여 결과적으로 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
유화용 캔버스를 제조하기 위해, 스테이플 유리 사의 보빈을 통상 고속, 약 450 내지 470삽입/분에서 작동하는 제직기에 배치한다. 스테이플 유리 사를 본 발명에 따르는 가호 조성물로 피복하면, 고속(500 내지 550삽입/분 이상)에서 작동하는 에어 젯트 룸을 사용할 수 있고, 따라서 비교적 소수의 "파단"을 유지하면서 생산성을 증가시킬 수 있다. 추가로, 스테이플 유리 사는 벌크를 개선시킴으로써 보다 양호한 포괄력을 제공하고 균질한 직물("홀"을 포함하지 않음)을 수득할 수 있게 한다.
스테이플 유리 사는 일반적으로 강인성이 4cN/tex 초과, 바람직하게는 7.5cN/tex 초과이고, 유화용 처리제에 매우 내성이 있는 직물을 형성할 수 있다.
제직한 후, 최종 안감 위에 위치시키기에 충분한 강도를 제공하기 위한 "마감제"를 옷감에 피복한다. 마감제는 일반적으로, 욕에서의 함침에 의해 옷감에 도포되는 전분 용액 또는 아크릴 또는 PVA 유탁액이다. 옷감이 최종적으로 사용될 때까지 이들의 특성을 유지하도록 가호제와 마감제 사이에는 매우 우수한 적합성이 있어야 한다. 본 발명에 따르는 스테이플 유리 사는, 특히 가호 조성물이 대량의 계면활성제(40중량% 이하)를 함유할 수 있기 때문에, 마감제와의 적합성이 매우 높다.
다음의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
이들 실시예에서, 본 발명에 따르는 가호 조성물로 피복한 스테이플 유리 사의 물리적 및 기계적 특성의 측정에는 다음 방법이 사용된다.
- 점도는 20 ±2℃에서 브룩필드(Brookfield) RVT M2 장치로 측정하여 Paㆍs로 나타낸다.
- 표면 인장은 프로라보(Prolabo)사가 시판하는 M3 블레이드 인장 계측기로 측정하여 mN/m로 나타낸다.
- 강인성은 다음 조건하에 인장 강도를 측정하여 결정한다. 2개의 도르래, 인장 시험기 및 모터에 연결된 인장 와이어로 이루어진 장치를 사용한다. 상부 도르래(직경 205mm) 및 보다 작은 직경의 하부 도르래를 355mm 이격시키고, 도르래를 수직으로 위치시킨다. 모터(속도: 350mm/분)에 의해 구동되는 인장 와이어에 연결된 인장 시험기에 하부 도르래를 연결한다. 스테이플 유리 사를 도르래 주위에서 2회 권취시키고, 모터의 스위치를 켠다. 강인성 측정은, 스테이플 유리 사가 파단될 때에 인장 시험기에서 측정한 값에 상응한다. 강인성은 cN/tex로 나타낸다.
- 수축률은 ISO 1887 기준에 따라 측정하여 중량%로 나타낸다.
실시예 1(비교예)
직경 11㎛의 400C-유리 필라멘트로 이루어진 스테이플 유리 사를, 프랑스 공개특허공보 제2 817 548호에 기재된 장치를 사용하여 형성한다. 광유와, 점도가 80 ×10-3Paㆍs(80cP)이고 표면 장력이 31.4mN/m인 계면활성제(1)의 혼합물을 포함하는 가호 조성물을 이들이 롤과 접촉한 직후에 필라멘트 위에 분무한다.
필라멘트 웹을 롤로부터 분리하고, 절단된 필라멘트를 스테이플 유리 사로 수집하여 보빈을 형성한다.
시간의 함수로서 보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사의 강인성 변화는 도 1에 기재되어 있다. 강인성은 최초에는 2.6cN/tex이고, 10일 후에는 3cN/tex이다.
수축률은 0.5%이다.
실시예 2
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 광유와 계면활성제(1)의 혼합물 42중량%, 리놀레산 42중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 16중량%.
조성물의 점도는 70 ×10-3Paㆍs(70cP)이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사는 강인성이 최초에는 2.6cN/tex이고 10일 후에는 3.9cN/tex이다.
실시예 3
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 60중량%, 이소프로필 팔미테이트 40중량%.
조성물의 점도는 44 ×10-3Paㆍs(44cP)이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사는 강인성이 최초에는 2.7cN/tex이고 10일 후에는 5.4cN/tex이다.
실시예 4
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 광유와 계면활성제(1)의 혼합물 15중량%, 리놀레산 20중량%, 이소프로필 팔미테이트 15중량%, 방향족 폴리우레탄 헥사아크릴레이트(분자량: 1000)3 20중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, NMP 15중량%.
조성물의 점도는 105 ×10-3Paㆍs(105cP)이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사는 강인성이 최초에는 2.7cN/tex이고 10일 후에는 8.1cN/tex이다.
실시예 5
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 25중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(4)(분자량: 2800) 25중량%, 이소프로필 팔미테이트 12.5중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 12.5중량%, NMP 25중량%.
조성물의 점도는 120 ×10-3Paㆍs(120cP)이고, 표면 장력은 34.7mN/m이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사는 강인성이 최초에는 1.6cN/tex이고 10일 후에는 7.5cN/tex이며, 수축률은 0.72%이다.
실시예 6
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 25중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(5)(분자량: 1220) 20중량%, 이소프로필 팔미테이트 15중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, 아디프산, 석신산 및 글루타르산(6)의 메틸 에스테르의 혼합물 25중량%.
조성물의 점도는 64 ×10-3Paㆍs(64cP)이고, 표면 장력은 32.8mN/m이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사는 강인성이 최초에는 2.5cN/tex이고 10일 후에는 8.0cN/tex이며, 수축률은 0.4%이다.
실시예 7
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 20중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(5)(분자량: 1220) 20중량%, 광유계 직물 가공 보조제(7) 20중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, 아디프산, 석신산 및 글루타르산(6)의 메틸 에스테르의 혼합물 25중량%.
조성물의 점도는 68 ×10-3Paㆍs(68cP)이고, 표면 장력은 32.5mN/m이다.
선행 건조 없이, 저장 시간의 함수로서 보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사의 강인성 변화는 도 1에 기재되어 있다. 강인성은 최초에는 3.2cN/tex이고 10일 후에는 9.5cN/tex이며, 수축률은 0.6%이다.
실시예 8
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 20중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(5)(분자량: 1220) 20중량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(8) 20중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, 아디프산, 석신산 및 글루타르산(6)의 메틸 에스테르의 혼합물 25중량%.
조성물의 점도는 68 ×10-3Paㆍs(68cP)이고, 표면 장력은 32.7mN/m이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사의 강인성은 최초에는 3.1cN/tex이고 10일 후에는 9.2cN/tex이며, 수축률은 0.81%이다.
실시예 9
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 12.5중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(5)(분자량: 1220) 20중량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(8) 27.5중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, 아디프산, 석신산 및 글루타르산(6)의 메틸 에스테르의 혼합물 25중량%.
조성물의 점도는 62 ×10-3Paㆍs(62cP)이고, 표면 장력은 32.2mN/m이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사의 강인성은 최초에는 3.2cN/tex이고 10일 후에는 8.5cN/tex이며, 수축률은 0.25%이다.
실시예 10
공정은 실시예 1과 동일하고, 가호 조성물은 다음 성분(중량%)을 포함한다: 리놀레산 20중량%, 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔(5)(분자량: 1220) 18중량%, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(8) 17중량%, 에톡실화(4 EO) 라우르 알콜(2) 15중량%, 아디프산, 석신산 및 글루타르산(6)의 메틸 에스테르의 혼합물 25중량%, φ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(9) 7중량%, φ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란(10) 3중량%.
조성물의 점도는 59 ×10-3Paㆍs(59cP)이고, 표면 장력은 32.7mN/m이다.
보빈으로부터 미권취된 스테이플 유리 사의 강인성은 최초에는 2.7cN/tex이고 10일 후에는 10.0cN/tex이며, 수축률은 0.65%이다.
위의 실시예는 불포화 지방산의 첨가가 스테이플 유리 사의 강인성 개선 효과를 가짐을 나타내고, 이러한 효과는 에틸렌 결합의 전환에 기인한다. 스테이플 유리 사의 권취 직후에 측정한 최초 강인성은 대조군 가호제(실시예 1)로 수득한 약 3cN/tex의 강인성과 유사하지만, 이는 시간이 경과함에 따라 변한다. 10일 후, 강인성 증가는 50%(실시예 2) 내지 200%(실시예 4)로 변하지만, 대조군 가호제(실시예 1의 경우에 13%)에서는 낮은 상태로 유지된다.
실시예 5 내지 실시예 10은 불포화 지방산의 효과가 하이드록실 말단화된 중합체를 첨가한 경우에 향상됨을 나타낸다. 특히, 실시예 1의 가호제보다 3배 이상 높은 강인성 값은 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 10에서 수득된다. 추가로, 당해 중합체는 가호 조성물을 보다 안정하게 하는데 기여함을 주목한다. 이러한 효과는 특히 실시예 4의 조성물의 경우에 볼 수 있으며, 이는 스테이플 유리 사에 우수한 인장 강도를 제공하지만 불안정하여 신속하게 가공하여야 한다. 대조적으로, 동일한 불포화 지방산 함량과 중합체를 배합한 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 10의 조성물은 추가로 강인성의 증가와 함께 안정한 상태로 유지된다.
본 발명에 따르는 가호 조성물로 수득한 강인성의 증가는 다른 특성을 소실시키지 않는다. 즉, 표면 장력 및 점도 모두가 대조용 조성물의 것에 필적한다.
더욱이, 본 발명에 따르는 가호 조성물은 미스트를 발생시키지 않고서 분무할 수 있고, 수득된 스테이플 유리 사를 용이하게 처리할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 용이하게 풀 수 있고, 인성을 개선시켜 수축률이 비교적 낮다(즉 0.85% 미만).
(1) 골드슈미트(Goldschmidt)사에서 "스모틸론(SMOTILON) VS 12"로 시판함
(2) 셉픽(Seppic)사에서 "시물솔(SIMULSOL) P4"로서 시판함
(3) 유니온 키미크 벨지(Union Chimique Belge)사에서 "에베크릴(EBECRYL) 220"으로서 시판함
(4) 아토피나(Atofina)사에서 "PolyBd R 45 HT"로서 시판함
(5) 아토피나사에서 "PolyBd R 20 LM"으로 시판함
(6) 듀퐁(DuPont)사에서 "디베이직 에스테르(Dibasic Ester)"로서 시판함
(7) 람버티(Lamberti)사에서 "토르필(TROFIL) LA 4"로서 시판함
(8) 이스트만(Eastman)사에서 "텍사놀(TEXANOL)"로서 시판함
(9) 위트코 OSI(Witco OSI)사에서 "실퀘스트(SILQUEST) Si A 174"로서 시판함
(10) 위트코 OSI사에서 "실퀘스트 Si A 187"로서 시판함

Claims (22)

  1. 에틸렌 결합을 2개 이상 함유하는 지방산을 하나 이상 포함하는 용액으로 이루어진 가호 조성물로 피복된 유리 사(glass yarn), 특히 스테이플 유리 사.
  2. 제1항에 있어서, 지방산이 탄소수가 10 내지 24, 바람직하게는 14 내지 22인 유리 사.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지방산이 직쇄 지방산으로부터 선택되는 유리 사.
  4. 제3항에 있어서, 지방산이 다음 화학식 1을 충족시키는 유리 사.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    A 및 B는 탄화수소 쇄이고,
    쇄 A 및 B 중의 총 탄소수는 2 내지 16이다.
  5. 제4항에 있어서, 산이 탄소수가 18 내지 22개이고, A가 -(CH2)x-(여기서, x는 0 내지 6의 정수, 바람직하게는 0.3 또는 6이다)이고 B가 -(CH2)y-(여기서, y는 2 내지 11의 정수이다)인 화학식 1을 충족시키는 유리 사.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 조성물이 하나 이상의 하이드록실, 에폭시 및/또는 아민 반응성 관능성 그룹을 함유하는 하나 이상의 중합체를 추가로 포함하는 유리 사.
  7. 제6항에 있어서, 중합체의 분자량이 300 이상, 바람직하게는 3000 미만인 유리 사.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 중합체가 하이드록실 말단화되거나 아민 말단화된 폴리부타디엔인 유리 사.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 지방산 함량이 조성물의 5중량% 이상, 바람직하게는 8중량% 이상인 유리 사.
  10. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 중합체 함량이 조성물의 40중량% 이하, 바람직하게는 5 내지 30중량%, 유리하게는 8 내지 25중량%인 유리 사.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 가호 조성물이 하나 이상의 용매를 조성물의 0 내지 30중량%의 비율로 추가로 포함하는 유리 사.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 조성물이 하나 이상의 커플링제를 0 내지 20중량%의 비율로 추가로 포함하는 유리 사.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 조성물이 하나 이상의 직물 가공 보조제를 0 내지 40%중량의 비율로 포함하는 유리 사.
  14. 물 5중량% 미만을 함유하고 에틸렌 결합을 2개 이상 함유하는 지방산을 하나 이상 포함하는 용액으로 이루어진, 유리 사, 특히 스테이플 유리 사용 가호 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 점도가 120 ×10-3Paㆍs 미만, 바람직하게는 50 내지 100×10-3Paㆍs인 조성물.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 지방산 함량이 조성물의 5중량% 이상, 바람직하게는 8중량% 이상인 조성물.
  17. 제14항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 하이드록실, 에폭시 및/또는 아민 반응성 관능성 그룹을 함유하는 중합체를 하나 이상 추가로 포함하는 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 리놀레산과 하이드록실 말단화된 폴리부타디엔과의 혼합물을 포함하는 조성물.
  19. 다수의 오리피스로부터 유동하는 다수의 용융 유리 스트림을 부싱 하부에 다소 수직으로 배치된 회전 롤 위에서 웹 형태로 연신하여 권취시키고, 웹을 롤로부터 분리하고, 필라멘트를 블레이드로 절단하고, 필라멘트를 함께 수집하여 스테이플 유리 사를 형성하여 가호 유리 사, 특히 가호 스테이플 유리 사를 제조하는 방법에 있어서,
    제14항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 따르는 가호 조성물을 필라멘트의 표면 위에 침착시킨 다음, 이를 롤과 접촉시킴을 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 가호 조성물이 분무에 의해 침착되는 방법.
  21. 직물, 특히 유화용 캔버스(paint canvas)를 형성하기 위한, 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 따르는 사의 용도.
  22. 강인성이 4cN/tex를 초과하는, 바람직하게는 7.5cN/tex를 초과하는, 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 따르는 스테이플 유리 사를 포함하는 유리 직물.
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