KR20090008322A - 특히 몰딩에 의한 중합체 재료의 강화용으로 사이징된 유리스트랜드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이징 조성물로 코팅된 중합체 소재의 강화용 유리 스트랜드에 관한 것으로, 상기 사이징 조성물은 접착성 필름형성제로서 적어도 하나의 폴리비닐피롤리돈 및 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트의 블렌드를 포함하며, 상기 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트는, 중량%로, 상기 사이징 조성물의 고체 물질의 70 ~ 90% 이다. 얻어진 유리 스트랜드는 이 스트랜드의 분사 몰딩, 특히 LFI (장섬유 사출법) 몰딩 방법으로 얻어진 열경화성 매트릭스를 갖는 몰딩된 부재의 강화용으로 이용된다.
유리 스트랜드, 사이징 조성물, LFI

Description

특히 몰딩에 의한 중합체 재료의 강화용으로 사이징된 유리 스트랜드{SIZED GLASS FILAMENTS INTENDED FOR REINFORCING POLYMERIC MATERIALS, MORE PARTICULARLY BY MOULDING}
본 발명은 중합체 형태의 유기 소재의 강화를 위하여 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드, 상기 스트랜드의 코팅에 이용되는 사이징 조성물, 및 결과적으로 특히 몰딩에 의해 얻어진 복합재에 관한 것이다.
강화용 유리 스트랜드는 일반적으로 부싱에 있는 많은 오리피스를 통해 유출되는 용융 유리 스트림으로부터 공업적인 규모로 생산된다. 이 스트림은 연속 필라멘트 형태로 기계적으로 연신되어 베이스 스트랜드로 함께 모아진 후, 예컨대 회전형 지지체에 감겨 수집된다. 이 필라멘트가 함께 모아지기 전에, 필라멘트는 코팅 롤 등의 적절한 장치를 통과함으로써 사이징 조성물로 코팅된다.
사이징 조성물은 여러 관점에서 필수적인 것으로 밝혀져 있다.
강화 스트랜드가 제조되는 동안, 사이징 조성물은 유리 필라멘트가 각종 안내 및 수집용 부재에 고속으로 마찰 (rub) 될 경우 발생하는 유리 필라멘트의 마모를 방지한다. 또한, 사이징 조성물은 필라멘트 사이의 결합을 형성케하여 필라멘트에 응집력을 제공한다. 스트랜드가 더욱 집중되었기 때문에, 특히 위빙 (weaving) 작업동안, 취급이 용이해지고, 부적절한 파손이 방지된다.
복합재가 제조되는 동안, 사이징 조성물은 강화될 매트릭스에 의한 유리 스트랜드의 함침 및 습윤화를 촉진하며, 이 매트릭스는 일반적으로 비교적 유동적인 수지 형태로 이용된다. 따라서, 최종 복합재의 기계적 특성이 실질적으로 개선된다.
강화될 소재는 다양한 형태 (연속 또는 절단 스트랜드, 연속 또는 절단 스트랜드 매트, 직물 등) 의 유리 스트랜드를 포함할 수 있다.
절단 유리 스트랜드를 포함하는 복합재는 특히 "분사 몰딩 (spray-up molding)" 에 의해 얻어질 수 있는데, 이 몰딩법은 강화될 수지 및 다양한 길이의 유리 스트랜드를 몰드 안으로 분사하는 것을 포함한다. 하나 이상의 패키지로부터 추출된 스트랜드를 절단할 수 있는 초퍼 (chopper) 및 수지 분사 장치를 포함하는 "건 (gun)" 에 의해 스트랜드 및 수지가 몰드의 내벽으로 함께 분사된다. 간단하고 조정가능한 이 방법은 폴리에스테르 또는 에폭사이드 군에 속하는 열경화성 중합체에 기초한 1회성 또는 단기성 부재의 생산에 특히 적당하다.
분사 몰딩에 의해 복합재를 제조하는 특정 기술은 소위 "장섬유 사출법 (long fiber injection, LFI)" 으로 알려져 있다. 이 방법은 수 십초간 지속되는 주기로 고속에서 (약 300 ~ 1200 m/min) 절단 스트랜드, 및 경화 (curing) 에 의해 수지를 형성할 수 있는 반응성 단량체를 몰드 안으로 동시에 분사한 후, 반대몰드 (countermold) 를 적용한다. 이 방법은 특히 폴리우레탄으로 이루어진 부재를 생산하는데 적합하며, 특히 자동차용으로 예컨대 내부 도어 라이닝, 화물 선 반, 장치 패널 및 지붕 등의 부재를 생산하는데 적합하다.
이 방법으로 얻은 복합재의 품질은 유리 스트랜드에 의해 제공된 특성, 따라서 유리 스트랜드를 코팅하는 사이즈 및 공정 조건에 크게 의존한다. 특히, 가능한 한 최소의 루프 (loop) 를 형성하면서 예컨대 케이크 또는 로빙 (roving) 등의 패키지로부터 추출될 수 있고, 커팅 후에 완전성 (integrity) 을 유지하는 스트랜드를 얻게 해주는 사이징 조성물이 요구된다.
루프의 형성은 다음과 같은 이유로 바람직하지 못하다.
- 우선, 루프는 상기 스트랜드를 절단하여 몰드 안으로 분사하는데 이용되는 가요성 아암 (arm) 내부에서 스트랜드의 통과를 방해한다. 초퍼의 작동 불량으로 인하여, 몰드 안으로 일정한 양의 절단 유리를 전달하지 못하게 된다.
- 다음으로, 각각의 절단 주기가 개시되는 동안의 스트랜드의 높은 응력은 루프에서 스트랜드의 "필라멘트화 (filamentization)" 를 야기하는데, 환언하면 스트랜드를 구성하는 필라멘트가 파단 되고, 아울러 공정의 각종 부재에 축적되는 "퍼즈 (fuzz)" 가 생성된다. 초퍼로부터 퍼즈가 분리됨으로써, 퍼즈는 성형된 부재의 품질을 손상시키는 클러스터를 수지 내에 형성한다.
어느 경우에나, 오염된 부재를 정화하기 위하여 중단이 요구되기 때문에 생산성이 감소한다.
스트랜드의 장력이 높은 각각의 절단 주기가 개시되는 동안, 스트랜드를 구성하는 필라멘트가 분리됨으로써 스트랜드가 "개방" 되지 않기 위하여, 스트랜드의 완전성은 높은 수준으로 유지되는 것이 바람직하다. 하지만 절단 스트랜드가 최종 부재의 매트릭스를 강화하는 역할을 수행하기 위해서는 절단 후에도 필라멘트가 함께 연결될 필요가 있다.
이러한 특성의 향상은 다른 특성의 손실을 유발하지 않아야 한다. 특히, 양호한 조건하에서 스트랜드가 절단될 수 있도록 충분한 강성 (stiffness) 을 갖추면서, 스트랜드를 손상시킬 위험이 있는 큰 장력 없이 패키지로부터 스트랜드를 쉽게 풀어내기 위하여, 스트랜드가 "슬립성 (slip)" 을 갖는 것이 중요하다.
또한, 수지의 전구체 단량체에 의해 절단 스트랜드는 신속하게 함침되고, 얻어진 혼합물은 균질이며 중력하에서 "붕괴하지" 않으면서 몰드에 균일하게 분포할 필요가 있다.
이러한 분사 몰딩법에 적합한 사이징된 유리 스트랜드는 이미 공지되어 있다.
EP-A-0 869 927 에서, 유리 스트랜드는 사이징 조성물로 코팅되며, 이 사이징 조성물은 접착성 필름형성제로서 적어도 하나의 저분자량 폴리비닐 아세테이트 (A) 및 적어도 하나의 열적 자체 가교성 (thermally self-crosslinkable) 비닐 아세테이트 공중합체 (B) 를 1 이상의 A/B 중량비로 포함한다. 이 스트랜드는 수지에 의한 함침률이 높다.
WO-A-02/059055 에서, 유리 스트랜드는 본질적으로 수성 사이징 조성물로 코팅되며, 이 사이징 조성물은 비닐 실란 및 메틸(아크릴로실란) 으로부터 선택된 적어도 하나의 불포화 모노실란 (B) 및 적어도 하나의 비스-실란 (A) 을 포함한다. 이 사이징 조성물은 초퍼 블레이드의 수명을 증가시킨다. 스트랜드의 함침률 도 높다.
FR-A-2 279 688 에서, 유리 스트랜드는 사이징 생성물로 코팅되며, 이 사이징 생성물은 폴리비닐 아세테이트계 수성 혼합물, 지방산계 윤활제, 메타크릴라토 크롬 클로라이드 및 γ-(에틸렌 디아민)프로필트리메톡시실란을 포함한다.
이 스트랜드들의 성능 수준이 전체적으로 만족스러움에도 불구하고, 스트랜드의 단위 길이당 루프의 수가 많고 완전성이 불충분하다.
본 발명의 목적은 특히 LFI에 의한 분사 몰딩을 위한 강화 유리 스트랜드를 제공하는 것으로, 이 유리 스트랜드는 패키지로부터 추출될 때 루프를 거의 형성하지 않으며 이러한 형태의 몰딩에 적합한 공지의 스트랜드보다 더 나은 완전성을 갖는다.
본 발명은 접착성 필름형성제로서 하나 이상의 폴리비닐 아세테이트 및 하나 이상의 폴리비닐피롤리돈의 블렌드 (blend) 를 포함하는 수성 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드에 관한 것이다.
본 발명에서, "...을 포함하는 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드" 는 사이징 장치(들)를 빠져나갈 때 즉시 얻어진 것 등의 당해 조성물로 코팅된 유리 스트랜드뿐만 아니라 하나 이상의 다른 처리를 거친 후의 동일한 이들 스트랜드를 의미한다. 예를 들어, 조성물로부터 액체상을 제거하기 위한 건조 작업 및 사이징 조성물의 특정 성분의 경화/가교 처리 등을 들 수 있다.
본 발명의 맥락에서, "스트랜드" 는 부싱 밑의 다수의 필라멘트를 함께 모아서 형성되는 베이스 스트랜드, 및 이 스트랜드로부터 유도된 생성물 특히 로빙 형태의 이 베이스 스트랜드의 집합체를 의미한다. 이러한 집합체는 베이스 스트랜드의 여러 권취 패키지로부터 동시에 풀어낸 이후 회전형 지지체에 권취되는 로빙으로 베이스 스트랜드를 함께 모으는 것에 의해 얻어질 수 있다. 집합체는, 부싱 바로 밑에서 필라멘트를 함께 모아 이들을 회전형 지지체에 권취하여 얻은 집합 로빙과 동일한 선밀도 (즉, 단위 길이당 질량) 를 갖는 "직접" 로빙이 될 수도 있다.
또한 본 발명에 따르면, "수성 사이징 조성물" 은, 중량%로, 액체상이 97%의 물, 바람직하게는 99%, 더욱 바람직하게는 100%의 물로 형성되며, 잔부는 필요에 따라 사이징 조성물의 특정 성분의 용해를 보조할 수 있는 하나 이상의 본질적 유기 용매로 형성되는 용액 형태의 사이징 조성물을 의미한다. 일반적으로, 사이징 조성물은, 중량%로, 85 ~ 95%의 물, 바람직하게는 89 ~ 94%의 물을 함유한다.
본 발명에 따르면, 사이징 조성물은 접착성 필름형성제로서 적어도 하나의 폴리비닐피롤리돈 및 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트의 블렌드를 포함한다.
폴리비닐 아세테이트는 수지에 의한 스트랜드의 높은 수준의 함침의 신속한 달성 및 몰드 내에서 스트랜드/수지 혼합물의 양호한 일치성 (conformability) 을 얻는데 중요하다. 폴리비닐 아세테이트는 스트랜드에 강성을 또한 제공한다.
폴리비닐 아세테이트의 분자량은 일반적으로 80000 g/mol 이하, 바람직하게는 70000 g/mol 이하, 더욱 바람직하게는 29000 ~ 65000 g/mol 이다. 일반적으로 폴리비닐 아세테이트의 양은, 중량%로, 스트랜드에 부착되는 사이징 조성물의 고체 물질의 70 ~ 90%, 바람직하게는 75 ~ 85% 이다.
폴리비닐피롤리돈은 유리 필라멘트의 결합에 연관되어, 절단 후에 스트랜드의 완전성을 향상시켜주며, 나아가 스트랜드의 택 (tack) 을 조정가능하게 하고 루프를 형성하는 스트랜드의 능력을 감소시킨다.
폴리비닐피롤리돈의 분자량은 일반적으로 4000 g/mol 이하, 바람직하게는 3000 g/mol 이하, 더욱 바람직하게는 1000 ~ 2000 g/mol 이다.
사이징 조성물에서, 폴리비닐피롤리돈의 양은 폴리비닐 아세테이트/폴리비닐피롤리돈 중량비가 14 ~ 900, 바람직하게는 18.75 ~ 106.25 가 되도록 한다.
사이징 조성물의 구조에 본질적으로 연관되는 전술한 성분 이외에, 사이징 조성물은 하나 이상의 다른 성분 (이하, "첨가제" 라 함) 을 포함할 수 있다.
따라서, 사이징 조성물은 접착성 필름형성제의 중합체 사슬을 더욱 가요적이게 하는 적어도 하나의 가소제를 포함할 수 있다. 접착제의 유리전이온도의 저하를 보조함으로써, 가소제는 복잡한 형상의 몰드에서 절단 스트랜드/수지 혼합물의 더 나은 "일치성" 을 얻게 해준다. 일반적으로, 가소제는 알킬렌 글리콜 디벤조에이트, 바람직하게는 에틸렌 및/또는 프로필렌 글리콜 디벤조에이트 등의 글리콜 유도체로부터 선택된다.
사이징 조성물 중의 가소제의 양은 스트랜드에 제공하고자 하는 가요성의 정도에 따라 결정되며, 스트랜드가 수지 내에서 정확하게 분포하기 위해서는 스트랜드에 충분한 강성이 있어야 한다. 일반적으로, 가소제는, 중량%로, 사이징 조성물의 고체 물질의 6 ~ 20% 이다.
사이징 조성물은, 중량%로, 사이징 조성물의 고체 물질의 3 ~ 9% 의 적어도 하나의 윤활제를 포함할 수도 있다. 기계적 마모에 대해 필라멘트를 보호하는 역할 이외에, 윤활제는 퍼즈의 형성을 제한하고 턴 (turn) 이 베이스 스트랜드 패키지에 점착 (sticking) 되는 것을 방지한다.
일반적으로, 이들 윤활제는 폴리알킬렌이미드형의 양이온 화합물 및 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 등의 폴리알킬렌 글리콜 폴리옥시알킬렌 에스테르형 및 지방산의 이온성 화합물 또는 폴리에틸렌 아미드 및 수소화 수지 (tallow) 등의 폴리옥시알킬렌 아미드형 및 지방산의 이온성 화합물로부터 선택된다.
사이징 조성물은 사이징 조성물이 유리 필라멘트의 표면에 결합되도록 하는 적어도 하나의 커플링제 (coupling agent) 를 포함할 수도 있다. 커플링제는 일반적으로 γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌)트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, 또는 스티릴아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란 등의 실란, 실록산, 티탄산염, 지르콘산염 및 이들 화합물의 혼합물로부터 선택된다.
실란을 선택하는 것이 바람직하다.
일반적으로 커플링제의 양은, 중량%로, 사이징 조성물의 고체 물질의 7% 미만, 바람직하게는 2% 초과, 가장 빈번하게는 약 5% 이다.
사이징 조성물은 유리 스트랜드의 절단성의 향상을 보조하는 적어도 하나의 대전방지제를 포함할 수도 있다. 대전방지제는 염화리튬 등의 금속염으로부터 선택된다. 일반적으로 대전방지제의 양은, 중량%로, 사이징 조성물의 고체 물질의 최대 5% 이다.
이 모든 첨가제들은 쉽게 제조될 수 있으며, 감소된 수의 루프를 가지면서 패키지로부터 어려움 없이 추출될 수 있고, 그리고 아무런 문제 없이 절단되어 양호한 완전성을 유지하면서 몰드 안으로 분사될 수 있는 강화 스트랜드를 얻는 것을 보조한다.
본 발명에 따른 스트랜드는, 추가적인 사이징 조성물 ("오버사이즈") 로 스트랜드를 코팅하는 부가 단계를 수행할 수 있는데, 그 목적은 스트랜드에 더 나은 슬립성 (slip) 을 제공하고 스트랜드에 더 나은 절단성을 제공하기 위하여 정전하의 수준을 감소시키기 위함이다. 오버사이즈의 적용은 사이징 조성물이 어떠한 대전방지제도 포함하지 않는 경우에 유리하다. 다음으로, 오버사이즈는 대전방지제로서 적어도 하나의 제 4 암모늄염을 포함한다. 일반적으로, 오버사이즈의 양은 스트랜드 중량의 0.02 ~ 0.2%, 바람직하게는 0.05 ~ 0.10% 이다.
본 발명에 따른 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드의 강열 손실 (loss on ignition) 은 3% 미만, 바람직하게는 2% 이하이다. 유리하게는, 강열 손실은 1.25% 초과, 더욱 유리하게는 1.3 ~ 1.7% 이다.
많은 경우에, 본 발명에 따른 유리 스트랜드는 열처리되는 베이스 스트랜드 패키지 형태이다. 이 처리는 본질적으로 사이징 조성물에 의해 공급된 물을 제고하고, 적당한 경우 접착성 필름형성제의 가교를 가속화하는 것을 목적으로 한다. 처리 조건은 패키지의 중량에 따라 가변적이다. 일반적으로, 건조는 약 110 ~ 140℃의 온도에서 수 시간 동안, 바람직하게는 12 ~ 18 시간 동안 실시된다.
본 발명에 따른 사이징 조성물로 코팅되는 스트랜드는 예컨대 E-유리, C-유리, AR (내알칼리성) 유리, 또는 저붕소함유 (5% 미만) 유리 등의 섬유화 될 수 있는 임의의 종류의 유리로부터 형성될 수 있다.
동일한 스트랜드는 직경이 예컨대 10 ~ 20㎛, 바람직하게는 11 ~ 16㎛로 광범위하게 변할 수 있는 필라멘트로부터 형성된다. 유리하게는, 이 스트랜드의 선밀도는 30 ~ 200 tex, 바람직하게는 50 ~ 160 tex 이다.
본 발명은 또한 상기 유리 스트랜드를 코팅할 수 있는 수성 사이징 조성물에 관한 것으로, 이 조성물은 고체 물질의 퍼센트로 표현된 다음의 중량 함량으로 이하의 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
- 70 ~ 90%, 바람직하게는 75 ~ 85% 의 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트;
- 0.1 ~ 5%, 바람직하게는 0.8 ~ 4%의 적어도 하나의 폴리비닐피롤리돈;
- 6 ~ 20%, 바람직하게는 7 ~ 15%의 적어도 하나의 가소제;
- 3 ~ 9%, 바람직하게는 3.5 ~ 6.5%의 적어도 하나의 윤활제;
- 2 ~ 7%, 바람직하게는 3.5 ~ 6%의 적어도 하나의 커플링제; 및
- 0 ~ 5%의 적어도 하나의 대전방지제.
바람직하게는, 사이징 조성물은, 중량%로, 5 ~ 15%, 바람직하게는 6 ~ 14%, 더 바람직하게는 8 ~ 12%의 고체 물질을 포함한다.
사이징 조성물은 전술한 성분 및 물을 단순하게 혼합함으로써 준비된다. 커플링제가 실란인 경우, 이 실란은 먼저 산의 존재하에서 가수분해된다.
본 발명은 또한 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드를 포함하는 복합재에 관한 것이다. 이러한 복합재는 적어도 하나의 열경화성 소재, 바람직하게는 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 아크릴 중합체, 폴리우레탄, 페놀 수지 또는 에폭시 수지, 및 본 발명에 따른 유리 스트랜드로부터 부분적으로 또는 완전히 형성된 유리 스트랜드를 포함한다.
복합재 내의 유리 함량은, 중량%로, 일반적으로 20 ~ 45%, 바람직하게는 25 ~ 35% 이다.
본 발명은 또한 분사 몰딩, 특히 LFI 방법으로 복합재 부재를 생산하기 위한 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드의 용도에 관한 것이다.
이하의 예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하지 않는다.
사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드와 관련된 특성을 다음과 같이 측정하였다.
- 사이징된 유리 스트랜드의 강열 손실은 ISO 1887 기준의 조건하에서 퍼센트로 측정하였다;
- 루프의 개수는 로빙으로부터 스트랜드를 500m 에 걸쳐 풀어내어 흠결을 감지할 수 있는 2개의 광학 센서 사이로 통과시켜 측정하였다. 루프의 개수는 스트랜드의 kg 당 개수로 제공되었다;
- 퍼즈는 로빙으로부터 풀린 0.5 kg 의 스트랜드를 80 m/min의 속도로 턴 롤 (turn roll) 을 지나게 하여, 통과하는 동안 생성된 소섬유 (fibrils) 의 질량을 결정함으로써 측정하였다. 퍼즈는 mg/스트랜드의 kg 으로 주어졌다;
- 반전하 소멸 시간 (half-charge decay time, 초) 은 정전압기를 이용하여 20℃ 및 20%의 상대 습도에서 정압 챔버에 놓인 스트랜드에서 얻은 전기장을 측정하여 산출하였다;
- 스트랜드의 완전성은 스트랜드를 절단하지 않고 1200 m/min 의 속도로 WOLFANGEL 초퍼 안으로 스트랜드를 풀어주고, 1 ~ 5 사이의 다양한 값 (1 = 불량, 결합되지 않은 스트랜드, 개별적인 베이스 스트랜드, 5 = 매우 양호, 결합된 스트랜드) 에 따라 스트랜드의 외관을 관찰함으로써 측정하였다;
- 절단 후의 스트랜드의 완전성은 다음의 방식으로 측정하였다: 로빙으로부터 풀린 스트랜드를 WOLFANGEL 500 초퍼 안으로 도입하여 스트랜드를 절단한 다음 수직 벽에 실질적으로 수평하게 스트랜드를 분사하였다 (절단 속도: 1200 m/min, 길이: 12mm). 절단된 스트랜드의 완전성은 다음과 같은 다양한 값에 따라 시각적으로 평가되었다: 1 = 불량, 솜같은 외관; 3 = 보통, "머리카락" 외관; 5 = 매우 양호, 스트랜드의 보풀 없음.
예
고체 물질의 중량%로, 다음을 포함하는 수용액 형태로 사이징 조성물을 준비하였다.
■ 접착성 필름형성제:
- 폴리비닐 아세테이트; 분자량: 50 000(1) 80
- 폴리비닐피롤리돈; 분자량 1200 ~ 2000(2) 3.75
■ 커플링제:
- γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3) 1
- 아미노실란(4) 4
■ 가소제:
- 디에틸렌 글리콜 디벤조에이트 및 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트의 혼합물 (중량비 50:50)(5) 7.45
■ 윤활제:
- 자유 아미드 관능기를 갖는 폴리에틸렌이미드(6) 3.8
■ 물: 100 ㎖의 사이징 조성물을 제공하기에 충분한 양.
사이징 조성물은 다음의 방식으로 준비하였다.
연속적으로 교반한 이 실란 수용액에 산을 가하여 실란(3)(4)의 메톡시기를 가수분해하였다. 다음으로, 계속 교반하면서 다른 성분을 도입하여, 필요에 따라 pH를 4 ± 0.2 로 조정하였다.
사이징 조성물의 고체 물질의 중량 함량은 9.9% 였다.
공지의 방식으로 부싱의 개구로부터 유출되는 유리 스트림으로부터 연신된 약 12㎛ 직경의 E-유리 필라멘트를 코팅하기 위하여 사이징 조성물을 이용하였으 며, 다음으로 이 필라멘트는 57 tex의 선밀도를 갖는 베이스 스트랜드의 패키지 형태로 함께 모아졌다.
다음으로 이 패키지를 130℃ 에서 12 시간 동안 건조하였다.
6 개의 패키지로부터 추출된 베이스 스트랜드를 함께 모아 로빙을 형성하였다.
이렇게 얻어진 스트랜드의 강열 손실은 1.4% 였다.
다음의 표 1 은 본 발명에 따른 스트랜드 (실시예) 및 폴리비닐 아세테이트에 기초한 사이징 조성물로 코팅된 LFI 몰딩법에 적절한 스트랜드 (Owens Corning 사에서 시판되는 ME1020)(비교예) 로부터 얻은 측정 결과이다.
실시예 비교예
루프의 개수/kg 스트랜드 40 60
퍼즈 (mg/kg 스트랜드) 11 12
반전하 소멸 시간 (초) 1 2
스트랜드의 완전성 3.5 2.5
절단 스트랜드의 완전성 4.4 3
표 1 에서, 본 발명에 따른 실시예의 스트랜드가 등가의 퍼즈 양 및 등가의 반전하 소멸 시간을 갖는 비교예 스트랜드에 비하여 더 나은 특성, 즉 더 적은 개수의 루프를 가지며 절단 전후에 더 나은 완전성을 나타내는 것을 보여준다.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
주석:
(1) Rhodia 사에서 시판되는 RHODOPAS® V1865; 고체 함량: 54%
(2) BASF 사에서 시판되는 LUVISKOL® K90; 고체 함량: 20%
(3) GESM 사에서 시판되는 SILQUEST® A-174; 고체 함량: 70%
(4) GESM 사에서 시판되는 SILQUEST® A-1128; 고체 함량: 50%
(5) Noveon 사에서 시판되는 K-FLEX® 500; 고체 함량: 100%
(6) Cognis 사에서 시판되는 EMERY® 6717; 고체 함량: 100%

Claims (18)

  1. 수성 사이징 조성물로 코팅된 유리 스트랜드로서,
    상기 사이징 조성물은 접착성 필름형성제로서 적어도 하나의 폴리비닐피롤리돈 및 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트의 블렌드를 포함하며, 상기 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트는, 중량%로, 상기 사이징 조성물의 고체 물질의 70 ~ 90% 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트는 상기 사이징 조성물의 고체 물질의 75 ~ 85% 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    폴리비닐 아세테이트/폴리비닐피롤리돈 중량비는 14 ~ 900, 바람직하게는 18.75 ~ 106.25 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리비닐 아세테이트의 분자량은 80000 g/mol 미만, 바람직하게는 70000 g/mol 미만, 더욱 바람직하게는 29000 ~ 65000 g/mol 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 일반적으로 4000 g/mol 이하, 바람직하게는 3000 g/mol 이하, 더욱 바람직하게는 1000 ~ 2000 g/mol 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    강열 손실 (loss on ignition) 이 3% 미만, 바람직하게는 2% 이하인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    강열 손실은 1.25% 초과, 바람직하게는 1.3 ~ 1.7% 인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사이징 조성물은 알킬렌 글리콜 디벤조에이트 등의 글리콜 유도체로부터 선택되는 적어도 하나의 가소제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가소제는 에틸렌 및/또는 프로필렌 글리콜 디벤조에이트인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사이징 조성물은 폴리알킬렌이미드형의 양이온 화합물, 및 지방산과 폴리알킬렌 글리콜 폴리옥시알킬렌 에스테르형의 이온성 화합물 또는 지방산 및 폴리옥시알킬렌 아미드형의 이온성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 윤활제는 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트 또는 수소화 수지 (tallow) 및 폴리에틸렌의 아미드인 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사이징 조성물은 실란, 실록산, 티탄산염, 지르콘산염 및 이들 화합물의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 커플링제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스트랜드.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 유리 스트랜드를 코팅하는 데 사용되는 수성 사이징 조성물로서, 고체 물질의 중량 %로,
    - 70 ~ 90%, 바람직하게는 75 ~ 85% 의 적어도 하나의 폴리비닐 아세테이트;
    - 0.1 ~ 5%, 바람직하게는 0.8 ~ 4%의 적어도 하나의 폴리비닐피롤리돈;
    - 6 ~ 20%, 바람직하게는 7 ~ 15%의 적어도 하나의 가소제;
    - 3 ~ 9%, 바람직하게는 3.5 ~ 6.5%의 적어도 하나의 윤활제;
    - 2 ~ 7%, 바람직하게는 3.5 ~ 6%의 적어도 하나의 커플링제; 및
    - 0 ~ 5%의 적어도 하나의 대전방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이징 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사이징 조성물은, 중량%로, 5 ~ 15%, 바람직하게는 6 ~ 14%, 더 바람직하게는 8 ~ 12%의 고체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 사이징 조성물.
  15. 적어도 하나의 열경화성 중합체 소재, 및 강화 유리 스트랜드를 포함하는 복합재로서,
    상기 유리 스트랜드의 일부 또는 전부는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 스트랜드로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 열경화성 소재는 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 아크릴 중합체, 폴리우레탄, 페놀 수지 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 복합재.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    유리 함량이, 중량%로, 20 ~ 45%, 바람직하게는 25 ~ 35% 인 것을 특징으로 하는 복합재.
  18. 분사 몰딩, 특히 LFI 방법에 의한 복합재를 생산하기 위한 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 유리 스트랜드의 용도.
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