KR20090089417A - 섬유의 분산성을 개선시키는 유리 섬유용 화학 코팅 조성물 - Google Patents

섬유의 분산성을 개선시키는 유리 섬유용 화학 코팅 조성물 Download PDF

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KR20090089417A
KR20090089417A KR1020097012340A KR20097012340A KR20090089417A KR 20090089417 A KR20090089417 A KR 20090089417A KR 1020097012340 A KR1020097012340 A KR 1020097012340A KR 20097012340 A KR20097012340 A KR 20097012340A KR 20090089417 A KR20090089417 A KR 20090089417A
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산제이 카시카
쟝-마르끄 피 앙리옹
덴 브란데 필립 티 반
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오씨브이 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
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Abstract

보강 복합물에서의 섬유 분산성과 기계적 특성을 개선시켜 주는 코팅 조성물이 제공된다. 코팅 조성물은 유화제, 계면활성제, 용융 속도 저감제 등으로 작용하는 화학적 배합물을 포함한다. 적어도 하나의 전형적인 실시형태에 있어서, 화학적 배합물은 에톡실화 지방산 또는 에톡실화 지방 알코올 배합물이다. 종래의 사이징 조성물이 보강 섬유에 도포된 후 또한 열가소성 수지로 섬유를 와이어 코팅하기 전에 코팅 조성물이 보강 섬유 스트랜드에 도포될 수 있다. 코팅/사이징된 섬유 스트랜드가 절단되어 절단된 스트랜드 조각을 형성할 수 있고 그 후 고밀집화 또는 밀집화되어 펠릿 등의 농후화된 보강 섬유 제품을 형성하게 된다. 이러한 펠릿은 중합체 보강 복합품을 형성하는데 사용될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 코팅 조성물은 부싱 아래에서 섬유를 형성한 후 바로 보강 섬유에 직접 도포될 수 있다.
Figure P1020097012340
코팅 조성물, 보강 섬유, 보강 섬유 스트랜드

Description

섬유의 분산성을 개선시키는 유리 섬유용 화학 코팅 조성물 {CHEMICAL COATING COMPOSITION FOR GLASS FIBERS FOR IMPROVED FIBER DISPERSION}
본 발명은, 일반적으로 보강 섬유 재료용 사이징 조성물에 관한 것이고, 보다 자세하게는 복합물에서 섬유의 분산성을 개선시키는 화학 조성물에 관한 것이다.
유리 섬유는 다양한 기술에 유용하다. 예를 들어, 유리 섬유는 일반적으로 중합체 매트릭스에 보강물로서 사용되어 유리 섬유 보강 플라스틱 또는 복합재를 형성한다. 유리 섬유는 중합체를 보강하기 위해서 연속적이거나 절단된 필라멘트, 스트랜드, 로빙, 직물, 부직포, 메시 및 스크림 (scrims) 형태로 사용되었다. 종래에, 일반적으로 보강 섬유 표면을 사이징 조성물로 적절하게 개질시킴으로써, 유리 섬유 보강 중합체 복합재는 충격성, 인성 및 강도에 있어서 양호한 기계적 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
통상적으로, 유리 섬유는 용융 유리 재료의 스트림을 부싱 (bushing) 으로부터 가늘게 함 (attenuating) 으로써 형성된다. 윤활제, 결합제 및 필름을 형성하는 바인더 수지를 포함하는 수성 사이징 조성물 또는 화학 처리제가 통상적으로 섬유가 부싱으로부터 인발된 후에 그 섬유에 도포된다. 사이징 조성물은 필라 멘트간 마멸로부터 섬유를 보호하고 또한 유리 섬유와 이 유리 섬유가 사용될 매트릭스간의 상용성 및 접착성을 개선시킨다. 수성 사이징 조성물로 섬유를 처리한 후에, 이 섬유는 건조되어 연속 섬유 스트랜드 패키지로 형성될 수 있거나 절단된 스트랜드 조각 (segments) 으로 절단될 수 있다.
절단된 스트랜드 조각은 압출 공정시 중합성 수지와 배합될 수 있고 또한 그로 인해 생긴 단섬유 배합된 펠릿이 압축 또는 사출 성형 기계에 공급되어 유리 섬유 보강 복합재를 형성하게 될 수 있다. 예를 들어, 절단된 스트랜드 조각은 압출기에서 열가소성 중합체 수지와 혼합되어 배합된 펠릿으로 형성될 수 있다. 그 후, 이 건조 펠릿은 성형 기계에 유입되고 성형된 복합물로 형성될 수 있다.
다른 한편, 연속 섬유 스트랜드 패키지가 직접적인 장섬유 열가소성 (D-LFT) 공정 또는 펠릿화 공정을 사용하여 장섬유 열가소성 복합재 제조시 사용될 수 있다. 직접적인 장섬유 열가소성 공정시, 장섬유 열가소성 복합재 부품은 저 전단 압출, 사출 또는 압출-압축 공정에 의해 일단계로 성형될 수 있다. 펠릿화 공정시, 연속 섬유 스트랜드는 함침 다이에서 열가소성 수지로 함침될 수 있고, 그 후에 코팅된 연속 스트랜드가 소망하는 길이로 된 펠릿으로 절단된다. 다르게는, 연속 섬유 스트랜드는, 소망하는 길이로 된 펠릿으로 인라인 절단될 수 있는 오버코팅된 스트랜드를 형성하도록, 열가소성 수지를 사용하여 코팅된 와이어일 수 있다. 그 후, 이 장섬유 열가소성 펠릿은 저 전단 사출 또는 압축 성형 공정을 사용하여 장섬유 열가소성 부품으로 성형될 수 있다.
장섬유 열가소성 처리시 사용하기 위해 와이어 코팅 공정으로 펠릿을 형성하 는 일예가 도 1 에 도시되어 있다. 연속적인 유리 섬유는 섬유 생성시 또는 섬유 생성 후에 수성 또는 비수성 사이즈 조성물로 사이징될 수 있다. 비수성 사이즈 조성물은 왁스, 오일, 윤활제 및/또는 결합제 (실질적으로 비가수분해된 실란 등) 등의 성분을 고형물 또는 비수성 액체 형태로 포함할 수 있다. 또한, 비수성 사이징 성분이 최초에 고형물 형태이면, 비수성 사이징은 용융 상태로 사용되어 제조시 유리 섬유에 도포될 수 있다. 수성 사이징 조성물은 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및/또는 윤활제를 수성상으로 포함할 수 있다.
도 1 에서는 사이징된 연속 유리 섬유 (10) 를 형성하기 위해 연속 유리 섬유를 비수성 사이징 조성물로 미리 사이징하는 것이 도시되어 있다. 사이징된 연속 유리 섬유 (10) 는 성형 염료 또는 와이어 코팅기 (12) 를 통과하여 유리 섬유 (10) 주변에 열가소성 중합체 (13) 를 실질적으로 코팅할 수 있다. 선택적으로, 사이징된 유리 섬유 (10) 에 열가소성 중합체 (13) 와 함께 첨가제 (11) 를 도포할 수 있다. 그 후, 봉입형 섬유 (14) 는 냉각 장치 (16) 를 통과하거나 또는 섬유 (14) 주변의 중합체 외피를 고형화하기 위해 공기 건조 또는 공냉될 수 있다 (도시하지 않음). 열가소성 봉입형 섬유 (14) 는, 펠릿화기 (18) 를 사용하여, 장섬유 열가소성 처리 및 장섬유 열가소성 복합재 부품의 요건에 적합한 길이로 펠릿화된다. 장섬유 열가소성 펠릿 (20) 은 종래의 고 전단 사출 또는 압축 성형 기계 또는 저 전단 장섬유 열가소성 (LFT) 성형 공정을 사용하여 복합재 부품으로 성형될 수 있다.
사이징 조성물로 사이징된 펠릿화된 열가소성 봉입형 섬유를 성형함으로써 형성되는 장섬유 열가소성 부품이 적절한 기계적 특성을 가지더라도, 유리 섬유는 중합체 매트릭스에 항상 잘 분산되는 것은 아니어서, 최종 복합 제품에서 원하지 않는 외관 결함이 유발된다. 또한, 이러한 불량한 섬유의 분산으로 인해 이 부품의 품질이 일관성없게 되어, 최종 복합재 부품의 인장, 충격 및 휨 강도 등의 특성에 영향을 줄 수 있다. 게다가, 와이어 코팅 펠릿화 공정 및 후속의 장섬유 열가소성 성형 공정에 적합한 유리 섬유에 저용융, 비수성 사이징이 사용되면, 와이어 코팅 펠릿화 공정시 보풀 (fuzz) 발생, 필라멘트의 끊어짐 및 라인 정지 등의 온도 관련 문제가 발생할 수 있다. 또한, 섬유 제조 공정용으로 이용가능한 수성 사이징 화학물질 및 조성물에 대해서는 실질적으로 비한정적으로 선택할 수있는데 반해, 섬유 제조 공정시 도포될 수 있는 비수성 사이징 조성물에 대해서는 현재 단지 한정적으로 선택할 수 있다. 그리하여, 종래의 수성 사이징을 사용했을 때보다 비수성 사이징을 사용했을 때 장섬유 열가소성 복합물의 기계적 특성을 개선시키는 것이 더 어렵다.
또한, 종래의 고 전단 성형 처리시, 섬유 길이는 상당히 줄어들게 되고, 최종 복합재 부품은 인장 및 충격 강도 등의 물리적 특성이 손실될 수 있다. 일반적으로 장섬유 열가소성 처리에 기여하는 물리적 특성을 유지하기 위해서는, 섬유의 길이를 유지해야 하고 또한 최종 장섬유 열가소성 복합물에서 섬유가 잘 분산되어야 한다. 장섬유 열가소성 산업분야에서는, 스크류 설계를 변경함으로써/변경하거나 처리시 혼합 전단을 낮춤으로써 최종 LFT 복합재 부품에서의 섬유 길이 유지를 개선시키려고 하였다. 새로운 스크류 설계 및 혼합 전단을 낮추는 것이 복합물에서 섬유 길이를 유지하는데 도움을 주지만, 혼합 전단을 낮춤에 따라 복합물에서 장섬유를 고르게 분산시키는 것이 상당히 어렵게 된다. 혼합 전단을 증가시켜 섬유의 분산을 개선시키더라도, 전단이 더 증가되면 통상적으로 복합물에서의 섬유 길이를 원하게 않게 손상시키고 줄이게 된다.
또한, 종래의 수성 사이징된 섬유를 사용하여 고속의 와이어 코팅 공정에 의해 생성되는 펠릿의 섬유는, 특히 저 전단 상태에서 펠릿이 성형될 때 최종 복합재 부품에서 잘 분산되지 않는다. 스크류의 속도, 압력 및 온도 등의 인자가 소망하는 전단을 얻도록 조절된다. 추가적으로, 수지 재료의 종류, 용융점, 점도, 유리 섬유의 농도 및 배합 첨가제는, 특정 전단을 얻는 방법에 영향을 줄 수 있다. 장섬유 열가소성 복합재에서의 섬유 길이를 유지하기 위해서, 장섬유 열가소성 성형 공정에서의 장비 구성 및 몰드 설정은, 일반적으로 단섬유 복합재 제조 공정에 비하여, 훨씬 낮은 전단을 가하도록 조절된다. 그 결과, 종래의 수성 사이징 섬유에 기초하여 와이어 코팅된 펠릿은, 일반적으로 저 전단 상태에서 성형될 때 잘 분산된 장섬유 열가소성 복합재 부품을 생성하지 못한다.
따라서, 본 분야에서는, 종래의 장섬유 열가소성 전단 성형 조건하에서 최종 복합물의 섬유 분산성이 우수하고 또한 최종 보강 복합재 부품의 기계적 특성을 개선시켜주는 비용 효과적인 사이징 조성물에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명의 목적은 사이징 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 다수의 개별 보강 섬유로 형성되는 보강 섬유 스트랜드를 제공하는 것이다. 특히, 보강 섬유 스트랜드는 최종 복합물에서의 섬유의 분산성을 우수하게 해주는 화학적 배합물(들)을 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된다. 바람직하게는, 화학적 배합물은 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올, 또는 에톡실화 지방산과 에톡실화 지방 알코올의 혼합물을 포함한다. 코팅 조성물은 코팅의 효율성을 개선시키고/개선시키거나 코팅 조성물 또는 최종 복합 제품에 소망하는 성질이나 특성을 부여하는 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다. 사이징 조성물은, 보강 섬유 스트랜드로 집속되기 전에 또한 보강 섬유 스트랜드에 코팅 조성물을 도포하기 전에, 개별 보강 섬유에 도포될 수 있다. 개별 보강 섬유 또는 섬유 스트랜드는 펠릿화 공정 전에 또는 펠릿화 공정 중에 종래의 또는 무선 (RF) 건조 장비를 사용하여 부분적으로 또는 완전히 건조될 수 있다. 또한, 사이징 조성물은 수성 또는 비수성일 수 있다. 전형적인 일실시형태에 있어서, 사이징 조성물은 비수성 사이징 조성물이고, 코팅 조성물은 사이징 조성물의 성분으로서 포함된다. 코팅 조성물을 포함하는 용융된 비수성 사이징 조성물은 개별 보강 섬유상에 도포될 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 사이징 조성물은 냉각시 보강 섬유상에서 고형화되어 추가의 건조가 필요없다. 다른 실시형태에 있어서, 본원의 코팅 조성물은 종래의 수성 사이징 조성물 (예를 들어, 윤활제, 결합제, 및 필름을 형성하는 바인더 수지를 수성 형태로 포함하는 조성물) 에 부분적으로 포함될 수 있고 또한 섬유 형성시 개별 보강 섬유에 도포된다. 코팅 조성물의 제 2 부분은 건조되기 전 또는 건조된 후에 보강 섬유 스트랜드에 인라인 또는 오프라인 도포될 수 있다. 보강 섬유 스트랜드는 또한 이 보강 섬유 스트랜드를 보강 섬유 제품, 예를 들어 펠릿으로 형성하기 전에 열가소성 중합체의 외피에 의해 둘러싸일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 사이징 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 다수의 보강 섬유로 형성되는 2 개 이상의 보강 섬유 스트랜드로 형성되는 보강 섬유 제품을 제공하는 것이다. 보강 섬유 스트랜드 또는 보강 섬유 중 하나 또는 둘은 중합체 매트릭스에서의 보강 섬유의 분산성을 개선시키는 화학적 배합물(들)을 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된다. 본 발명의 적어도 하나의 전형적인 실시형태에 있어서, 화학적 배합물은 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올, 또는 에톡실화 지방산과 에톡실화 지방 알코올의 혼합물이다. 코팅 조성물은 섬유 스트랜드를 열가소성 수지로 와이어 코팅 또는 오버코팅하기 전에 보강 섬유 스트랜드에 도포될 수 있다. 보강 섬유 스트랜드 및/또는 보강 섬유는 섬유 보강된 열가소성 펠릿을 형성하기 전에 종래의 오븐 및/또는 무선 (RF) 건조 장비를 사용하여 부분적으로 또는 완전히 건조될 수 있다. 보강 섬유 스트랜드를 형성하는 개별 보강 섬유에는 수성 또는 비수성 사이징 조성물이 미리 도포될 수 있다. 사이징/코팅된 보강 섬유 스트랜드는 와이어 코팅 공정을 사용하여 열가소성 수지로 오버코팅될 수 있다. 열가소성 수지(들)는 보강 섬유 제품에 소망하는 특성을 부여하는 소망하는 첨가제와 선택적으로 조합될 수 있다. 열가소성 수지는 외피형 스트랜드를 형성하고, 이 스트랜드는 펠릿으로 절단될 수 있으며, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 복합물로 성형될 수 있다. 대안적으로, 코팅 조성물이 용융 상태로 수성 또는 비수성 사이징 조성물의 일부로서 포함되면, 이 코팅 조성물은 사이징 조성물과 함께 개별 보강 섬유에 도포될 수 있다. 그 후, 사이징/코팅된 보강 섬유 스트랜드는 조각으로 절단되어 펠릿으로 형성될 수 있으며, 그리고 나서 장섬유 열가소성 저 전단 성형 조건하에서도 복합물 전체에 걸쳐 유리 섬유 스트랜드가 실질적으로 균질하게 분산되어 있는 복합물로 성형될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 본원의 코팅 조성물로 실질적으로 코팅된 섬유 스트랜드를 포함하는 보강된 복합물을 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 화학적 배합물을 포함하는 코팅 조성물은 수성 또는 비수성 사이징 조성물과 함께 보강 섬유 스트랜드에 도포된다. 화학적 배합물은 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올, 또는 에톡실화 지방산과 에톡실화 지방 알코올의 혼합물인 것이 바람직하다. 보강 섬유 스트랜드를 형성하는 개별 보강 섬유는 수성 또는 비수성 사이징 조성물로 미리 코팅된 섬유일 수 있다. 대안적으로, 사이즈 조성물은 코팅 조성물을 보강 섬유 스트랜드에 도포하기 전에 섬유 스트랜드를 형성하는 개별 보강 섬유에 도포될 수 있다. 그 후, 보강 섬유가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에 코팅 조성물이 인라인 도포되어 코팅된 보강 섬유 스트랜드의 원주방향 주변에 열가소성 중합체를 실질적으로 균일하게 코팅할 수 있다. 열가소성 중합 재료와 함께 소망하는 첨가제가 섬유 스트랜드에 첨가될 수 있다. 그 후, 오버코팅된 보강 섬유 스트랜드는 펠릿화 장치를 사용하여 조각으로 절단될 수 있다. 이 펠릿은 성형 기계에 유입되어 성형된 복합물로 형성될 수 있으며, 이 복합물에서는 저 전단 성형 조건에서도 복합물 전체에 걸쳐 유리 섬유가 실질적으로 균질하게 분산된다. 다른 실시형태에 있어서, 사이즈 조성물은 수성 사이징 조성물이고, 코팅 조성물의 일부는 사이즈 조성물에 포함된다.
본 발명의 또 다른 목적은, 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 보강 섬유를 포함하는 복합물을 형성하는 방법을 제공하는 것으로, 이 코팅 조성물은 바람직하게는 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올, 또는 에톡실화 지방산과 에톡실화 지방 알코올인 화학적 배합물을 포함한다. 코팅 조성물은 수성 또는 비수성 사이징 조성물의 일부로서 포함될 수 있다. 본원의 코팅 조성물을 포함하는 수성 또는 비수성 사이징 조성물은, 부싱으로부터 인발된 후의 보강 섬유에 어떠한 종래의 도포기로도 도포될 수 있다. 비수성 사이징 조성물의 경우에, 용융된 비수성 사이징 조성물은 냉각시 보강 섬유상에서 고형화된다. 수성 사이징 조성물을 사용하면, 집속된 스트랜드는 종래의 또는 무선 건조 장비를 사용하여 건조될 수 있다. 그 결과, 비수성 사이징에는 추가의 건조가 필요없다. 사이징/코팅된 보강 섬유는 집속 기구에 의해 집속되어 코팅된 보강 섬유 스트랜드를 형성할 수 있다. 그 후, 코팅된 스트랜드는, 섬유/스트랜드가 건조되기 전에, 건조되는 중에, 또는 건조된 후에, 연속 섬유 스트랜드 패키지로 감겨지거나 소망하는 길이로 절단될 수 있다. 그 후에, (연속 또는 절단된) 코팅된 섬유는 펠릿화 장치를 사용하여 펠릿으로 펠릿화되고 장섬유 열가소성 복합물로 성형될 수 있다.
본 발명의 장점은, 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 섬유로 형성되는 복합물에서는 저 전단 장섬유 열가소성 성형 조건에서도 개선된 기계적 특성 및 우수한 섬유 분산성이 나타난다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은, 코팅 조성물이 중합체 매트릭스 및 그로 얻어진 최종 복합물내에 보강 섬유를 실질적으로 고르게 분산시키는데 도움을 준다는 것이다. 보강 섬유의 이러한 개선된 분산성으로 인해 복합물에서의 외관 결함이 적어진다.
본 발명의 다른 장점은, 복합재 부품에서의 섬유의 개선된 분산성으로 인해 복합재 부품의 품질 및 성능 일관성을 향상시켜 준다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은, 코팅 조성물로 코팅된 섬유 및/또는 스트랜드가 고속 와이어 코팅 또는 펠리화 공정을 포함하는 어떠한 종래의 또는 장섬유 열가소성 배합 및/또는 성형 공정에도 적합하다는 것이다.
또한, 본 발명의 장점은, 코팅 조성물로 코팅된 섬유 및/또는 스트랜드가 성형시 최종 복합재 부품에서의 섬유 분산성이 개선되는 펠릿을 형성한다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은, 보강 섬유에 수성 사이징 조성물이 도포되었더라도, 코팅 조성물로 코팅된 섬유 및/또는 스트랜드가 최종 복합재 부품에서의 섬유 분산성을 개선시켜 준다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은, 보강 섬유가 고분자량 말레인산 폴리프로필렌 필름 형성 유화물을 포함하는 수성 사이징 조성물로 도포되고 또한 무선 건조 장비를 사용하여 건조되었을 때, 코팅 조성물로 코팅된 섬유 및/또는 스트랜드가 개선된 기계적 성능 및 최종 복합재 부품에서의 양호한 섬유 분산성을 제공한다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은, 최종 복합재 부품으로 성형하기 전에 보강 섬유 또는 섬유 스트랜드에 코팅 조성물을 일단계 또는 다단계로 도포할 수 있다는 것이다.
본 발명의 특징은, 코팅 조성물이 종래의 사이징 조성물로 사이징된 보강 섬유에 도포되거나 섬유 형성후에 부싱 아래에서 보강 섬유에 비수성 사이징 조성물의 일성분으로서 도포될 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 특징은, 코팅 조성물이 섬유 형성 중에 또는 형성 후에 보강 섬유에 도포될 종래의 수성 또는 비수성 사이징의 일부로서 포함될 수 있다는 것이다.
본 발명의 전술한 목적과 다른 목적, 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명을 참조하면 보다 완전히 명백할 것이다.
본 발명의 장점은, 특히 첨부된 도면을 참조하여, 이하의 본 발명의 상세한 설명을 고려하면 명백할 것이다.
도 1 은 수성 또는 비수성 사이징 조성물로 코팅된 섬유를 사용하는 종래의 펠릿화 공정을 개략 설명한 도면,
도 2 는 본 발명의 적어도 일실시형태에 따라서 수성 또는 비수성 사이징 조성물로 코팅된 섬유를 사용하는 펠릿화 공정을 개략 설명한 도면,
도 3 은 본 발명의 적어도 전형적인 일실시형태에 따라서 부싱으로부터 섬유를 형성한 후 보강 섬유에 코팅 조성물을 도포하는 것을 개략 설명한 도면,
도 4 는 종래의 사이징 조성물을 갖지만 코팅 조성물이 없는 섬유를 포함하 는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 5 는 도 4 에 도시된 사진의 X-선 촬영도,
도 6 은 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 10 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 7 은 도 6 에 도시된 사진의 X-선 촬영도,
도 8 은 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 8.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 9 는 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 6.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 10 은 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 4.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 11 은 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방산 (PEG1500MS) 로 형성되며 10 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 12 는 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방산 (PEG1500MS) 로 형성되 며 7.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 13 은 종래의 사이징 조성물과, 에톡실화 지방산 (PEG1500MS) 로 형성되며 5.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 14 는 종래의 사이징 조성물과, 저분자량 말레인산 폴리프로필렌로 형성되며 8.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 15 는 종래의 사이징 조성물과, 2 종의 상이한 미세결정성 왁스와 혼합된 고분지형 (hyperbranched) 폴리에틸렌의 혼합물로 형성되며 10 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 16 은 종래의 사이징 조성물 (사이징 조성물은 무선 건조 장치에서 건조됨) 과, 에톡실화 지방 알코올 (n=9~11 및 C6 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 8.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 17 은 종래의 사이징 조성물 (사이징 조성물은 무선 건조 장치에서 건조됨) 과, 에톡실화 지방 알코올 (n=10 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 8.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소 성 성형판의 사진 설명도,
도 18a 는 비수성 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 섬유 형성 중에 부싱 아래에서 8.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 18b 는 비수성 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 섬유 형성 중에 부싱 아래에서 7.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도,
도 18c 는 비수성 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 섬유 형성 중에 부싱 아래에서 6.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도, 및
도 19 는 비수성 사이징 조성물과, 에톡실화 지방 알코올 (n=100 및 C18 지방 알코올의 에톡실화) 로 형성되며 섬유 형성 중에 부싱 아래에서 7.0 중량% 도포되는 코팅 조성물을 포함하는 펠릿으로부터 형성되는 장섬유 열가소성 성형판의 사진 설명도.
다르게 설명하지 않으면, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업계의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 말한다. 본원에 기재된 바와 유사하거나 상응하는 어떠한 방법 및 재료가 실제로 또는 본 발명의 시험에 사용될 수 있더라도, 바람직한 방법 및 재료는 본원에 기재되어 있다.
"보강 섬유 재료" 및 "보강 섬유" 라는 용어는 본원에서 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 또한, "사이즈", "사이징", "사이즈 조성물" 및 "사이즈 제형" 도 본원에서 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 추가로, "필름 형성제" 및 필름을 형성하는 작용제" 도 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 또한, "조성물" 과 "제형" 도 본원에서 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 게다가, "보강하는 섬유" 및 보강 섬유" 도 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
도면에서, 선, 층, 및 영역의 두께는 명확하게 하기 위해 확대될 수 있다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타냄을 알아야 한다. 일요소가 다른 요소 "상에" 있다고 할 때, 다른 요소상에 직접 또는 그에 접하여 있을 수 있거나 또는 다른 요소를 개재할 수 있다.
본 발명은, 중합체 매트릭스내의 섬유 분산성을 개선시키고 또한 저 전단 성형 조건하에서 중합체 보강 복합물에 기계적 특성 등의 복합재 성능 특성을 개선시킨 코팅 조성물에 관한 것이다. 스크류 속도, 압력 및 온도 등의 인자는 소망하는 전단을 얻도록 조절된다. 추가로, 수지 재료의 종류, 용융점, 점도, 유리 섬유 농도 및 배합 첨가제는 특정 또는 소망하는 전단을 얻는 방법에 영향을 줄 수 있다. 장섬유 열가소성 성형 공정시 전단은 일반적으로 단섬유 복합재 제조 공 정시 전단보다 매우 낮은데, 적어도 부분적으로 그 이유는 장섬유 열가소성 물질에 사용되는 장비의 설계, 몰드 파라미터의 설정, 높은 용융 유동 지수 (MFI) 의 폴리프로필렌 매트릭스 수지 (통상적으로 저 용융 점도를 가짐) 의 사용 때문이다. 매트릭스 수지내의 유리 섬유의 개선된 분산으로 인해, 본원의 코팅 조성물은 또한 개선된 성능의 일관성을 복합물에 부여해준다. 코팅 조성물은, 습윤제, 분산제, 유화제, 계면활성제, 상용화제, 접착 개선제 및 용융 점도 저감제로서 광범위하게 작용하는 화학적 배합물 또는 화학적 배합물의 혼합물을 포함한다. 화학적 배합물은 중합체 매트릭스내에서 섬유를 신속하게 습윤화 및 분산시키고 또한 폴리프로필렌 매트릭스 수지 등의 폴리올레핀의 점도를 저감시키는데 효과적인 것이 바람직하다. 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 코팅 조성물의 화학적 배합물(들)은 중합체 매트릭스내의 보강 섬유의 습윤성 및 분산성을 개선시키는 것으로 여겨진다.
열가소성 수지로 스트랜드를 함침, 오버코팅 또는 와이어 코팅 하기 전에, 코팅 조성물이 보강 섬유 스트랜드에 도포될 수 있다. 보강 섬유 스트랜드에는 수성 또는 비수성 사이징 조성물이 미리 도포될 수 있다. 일부 전형적인 실시형태에 있어서, 코팅 조성물은 적어도 부분적으로 사이징 조성물과 결합될 수 있다. 특히 종래의 수성 사이징이 사용되면, 종래의 오븐 및/또는 무선 (RF) 건조 장비를 사용하여 물을 부분적으로 또는 완전히 제거하기 위해 보강 섬유 스트랜드가 건조될 수 있다. 대안적으로, 보강 섬유 스트랜드는 도포된 용융 비수성 조성물의 고형 증착물을 얻도록 냉각될 수 있다.
전형적인 일실시형태에 있어서, 코팅 조성물은, 비수성 사이징 조성물의 일성분으로서 포함될 때 보강 섬유상에 도포될 수 있고 또한 비수성 사이징이 용융 상태에 있을 때 보강 섬유에 도포될 수 있다. 바람직하게는, 소망하는 양의 코팅 조성물을 포함하는 용융 비수성 사이징 조성물은 보강 섬유의 형성시 도포된다. 용융 사이징 조성물은 냉각시 보강 섬유상에서 고형화된다. 그 결과, 추가의 건조가 필요하지 않다. 사이징/코팅된 섬유는, 고속 와이어 코팅 공정 등의 펠릿화 공정을 위해 형성되는 최종 생성물 패키지 (end-product package) 로 섬유를 제조할 시 인라인 감겨질 수 있는 보강 섬유 스트랜드로 집속될 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 본원의 코팅 조성물은, 바람직하게는 섬유 형성시, 보강 섬유에 도포될 종래의 수성 사이징 조성물 (예를 들어, 윤활제, 결합제 및 필름을 형성하는 바인더 수지를 포함하는 조성물) 에 부분적으로 포함될 수 있다. 특히, 소망하는 양의 본원의 코팅 조성물은 보강 섬유에 도포될 수성 사이징 조성물의 일부로서 포함될 수 있다. 그 결과 생긴 사이징 유리 섬유는 종래의 오븐 또는 무선 건조 장비를 사용하여 건조될 수 있다. 코팅 조성물의 소망하는 제 2 부분은 집속되어 보강 섬유 스트랜드로 형성되는 사이징 보강 섬유에 (예를 들어, 인라인) 도포될 것이다 보강 섬유 스트랜드는 열가소성 수지로 섬유 스트랜드를 와이어 코팅하기 전에 건조될 것이다. 다른 실시형태에 있어서, 건조된 사이징 섬유는 패키지로 감겨지고 나중에 사용하도록 저장된다. 저장된 사이징 섬유는, 풀어질 수 있고 또한 추후에 코팅 조성물의 소망하는 제 2 부분을 도포하고, 코팅된 스트랜드를 건조 또는 고형화시키며, 및 열가소성 중합체로 사이징/코 팅된 스트랜드를 와이어 코팅함으로써 더 처리될 수 있다.
다른 전형적인 실시형태에 있어서, 코팅 조성물 또는 이 코팅 조성물의 성분이 적어도 부분적으로 첨가되어 보강 스트랜드상에 오버코팅되거나 와이어 코팅될 수 있는 열가소성 중합체 배합 제형의 일부를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 펠릿화 공정은 와이어 코팅 공정이다.
통상적으로, 코팅 조성물은 스트랜드, 실 (thread) 또는 로빙 등의 연속적인 보강 섬유를 처리하는데 사용된다. 예를 들어, 보강 섬유 재료는 실질적으로 연속적인 유리 섬유를 형성하기 위해 가열된 부싱을 통하여 용융 유리를 인발하는 등의 종래의 기술로 형성된 1 이상의 유리 스트랜드일 수 있다. 이러한 섬유는 그 후에 유리 스트랜드로 집속될 수 있다. A-형 유리, C-형 유리, E-형 유리, S-형 유리, ECR-형 유리 섬유, 무붕소 섬유 (예를 들어, Owens Corning 사로부터 상업적으로 구입가능한 Advantex
Figure 112009035909368-PCT00001
유리 섬유), 고강도 유리 또는 이들의 개질물 등의 어떠한 유형의 유리도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 보강 섬유 재료는 E-형 유리 또는 Advantex
Figure 112009035909368-PCT00002
유리이다.
대안적으로, 보강 섬유 재료는 폴리에스테르, 폴리아미드, 아라미드, 폴리아라미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물 등의 1 종 이상의 합성 중합체의 스트랜드일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 중합체 스트랜드는 보강 섬유 재료로서 단독으로 사용될 수 있거나 또는 전술한 바와 같은 유리 스트랜드와 조합하여 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, 탄소 또는 다른 천연 섬유가 보강 섬유 재료로서 사용될 수 있다. 본원과 관련하여 사용되는 "천연 섬유" 라는 용어는 줄기, 종자, 잎, 뿌리 또는 체관부를 포함하는 식물의 어떠한 부분으로부터 추출되는 식물 섬유를 말하며, 이에 한정되지 않는다. 보강 섬유 재료로서 사용하는데 적절한 천연 섬유의 예로서는, 면, 황마, 대나무, 모시풀, 바가스 (bagasse), 삼, 코이어 (coire), 린넨, 케나프 (kenaf), 사이잘초 (sisal), 아마, 헤네켄 (henequen) 및 이들의 조합물을 포함한다.
보강 섬유 재료는 약 6 마이크론 ~ 약 32 마이크론의 직경을 가진 섬유를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 섬유는 32 마이크론 이상의 직경을 가질 것이다. 바람직하게는, 섬유는 약 9 마이크론 ~ 약 28 마이크론의 직경을 가진다. 보다 바람직하게는, 섬유는 약 14 마이크론 ~ 약 24 마이크론의 직경을 가진다. 보강 섬유 스트랜드 각각은 약 500 개의 섬유 ~ 약 8,000 개의 섬유 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
보강 섬유가 형성된 후 그리고 스트랜드로 집속되기 전에, 사이징 조성물은 도포 롤러를 사용하거나 섬유에 사이즈 조성물을 직접 분사하는 등의 종래의 방법으로 도포될 수 있다. 사이즈 조성물은, 후속의 처리시 보강 섬유가 끊어지지 않도록 보호하고, 필라멘트간 마멸을 지연시키는데 도움을 주며, 보강 섬유의 스트랜드의 무결성 (integrity), 예를 들어 스트랜드를 형성하는 보강 필라멘트간의 상호 연결을 보장해준다. 보강 섬유에 도포되는 사이즈 조성물은 1 종 이상의 필름을 형성하는 작용제 (폴리우레탄 필름 형성제, 폴리에스테르 필름 형성제, 폴리올레핀 필름 형성제, 개질된 관능화된 폴리올레핀, 에폭시 수지 필름 형성제, 또는 다른 열가소성 또는 왁스질 물질 등), 적어도 1 종의 윤활제 및 적어도 1 종의 실 란 결합제 (아미노실란 또는 메타크릴록시 실란 결합제 등) 를 포함할 수 있다. 필요하다면, 아세트산, 붕산, 메타붕산, 숙신산, 구연산, 개미산 (formic acid), 인산 및/또는 폴리아크릴산 등의 약산이, 예를 들어 실란 결합제의 가수분해를 보조하도록 사이즈 조성물에 첨가될 수 있다.
본원의 코팅 조성물이 수성 사이징의 일부로서 포함되는 실시형태에 있어서, 형성중에 사이즈 조성물은 건조된 섬유상에서 약 0.05% ~ 약 2.0% 또는 그 이상의 강열 손실 (Loss on Ignition (LOI)) 로 보강 섬유에 도포될 수 있다. 이러한 도포와 관련하여 사용될 때, LOI 는 보강 섬유의 표면에 증착되는 유기 고형물의 백분율로 규정될 수 있다. 본원의 코팅 조성물이 비수성 사이징 조성물의 일부 또는 실질적으로 일부인 실시형태에 있어서, 비수성 사이징은 형성 중에 약 0.05% ~ 약 15% 의 LOI 로 유리 섬유에 도포될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 비수성 사이징은 15% 보다 큰 LOI 로 도포될 수 있다. 바람직한 LOI 는 최저의 비용으로 소망하는 취급, 처리, 복합재 특성 및 섬유 분산을 제공하는 LOI 이다. 이러한 양은 개별적인 경우에 기초하여 당업자에 의해 결정될 수 있다.
필름 형성제는, 유리 섬유의 취급 및 처리를 개선시키고 또한 유리 섬유간의 접착을 개선시켜 스트랜드의 무결성을 개선시키는 작용제이다. 본 발명에 사용하기 위한 적절한 필름 형성제는 폴리우레탄 필름 형성제, 에폭시 수지 필름 형성제, 폴리올레핀, 개질된 폴리올레핀, 관능화된 폴리올레핀, 포화되거나 불포화된 폴리에스테르 수지 필름 형성제를 포함한다. 필름 형성제의 용액, 수성 분산물 및 유화물의 특정 예로서는, Neoxil 6158 (DSM 으로부터 구입가능) 등의 폴리우레 탄 분산물; Neoxil 2106 (DSM 으로부터 구입가능), Neoxil 9540 (DSM 으로부터 구입가능) 및 Neoxil PS 4759 (DSM 으로부터 구입가능) 등의 폴리에스테르 분산물; 및 PE-412 (AOC 로부터 구입가능), NX 9620 (DSM 으로부터 구입가능), Neoxil 0151 (DSM 으로부터 구입가능), Neoxil 2762 (DSM 으로부터 구입가능), NX 1143 (DSM 으로부터 구입가능), AD 502 (AOC 로부터 구입가능), Epi Rez 5520 (Hexion 으로부터 구입가능), Epi Rez 3952 (Hexion 으로부터 구입가능), Witcobond W-290 H (Chemtura 로부터 구입가능) 및 Witcobond W-296 (Chemtura 로부터 구입가능) 등의 에폭시 수지 분산물; ME 91735, ME 11340, MP 4990 (Michelman, Inc. 로부터 구입가능) 등의 폴리올레핀 및 개질된 폴리올레핀 수성 분산물; Sanjay Kashikar 에게 허여된 미국특허 제 6,818,698 호 ("고분자량 관능화된 폴리올레핀의 수성 유화", 본원에 참조됨) 에 기재된 고분자량 말레인산 폴리프로필렌계 개질된 폴리올레핀 수성 분산물을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 이러한 고분자량 관능화된 폴리올레핀의 분자량은 10,000 ~ 120,000 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 수성 사이징 조성물의 경우에, 필름 형성제(들)는 사이즈 조성물에서 사이즈 활성 고형물의 0 ~ 약 95 중량%, 바람직하게는 약 20 ~ 약 80 중량% 로 존재할 수 있다.
비수성 필름 형성제의 특정 예로서는, 열가소성물질, 산화된 열가소성물질, 관능화된 열가소성물질, 개질된 열가소성물질 및 Vybar260, Vybar825 (Baker Petrolite 로부터 구입가능) 및 Polyboost130 (S&S Chemicals 로부터 구입가능) 등의 왁스질 물질을 포함하고, 이에 한정되지 않는다. 비수성 사이징 조성물에서, 필름 형성제(들)는 사이즈 조성물에서 활성 고형물의 약 0 ~ 99 중량%, 바람직 하게는 약 20 ~ 약 98 중량% 로 존재할 수 있다.
사이즈 조성물은 또한 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 상태에서 또는 가수분해되지 않은 상태에서 1 종 이상의 실란 결합제를 포함한다. 실란 결합제는 또한 사용하기 전에, 사용시 또는 사용 후에 모노머, 올리고머 또는 중합체 형태로 있을 수 있다. 실란은, 필름을 형성하는 작용제(들) 및/또는 매트릭스 수지를 보강 섬유의 표면에 결합시키는 작용 이외에도, 또한 보강 섬유에 대한 필름 형성 공중합체 성분의 접착성을 향상시키고 또한 후속의 처리시 보풀 정도나 섬유 필라멘트의 끊어짐을 저감시키는 작용을 한다. 본원의 사이즈 조성물에 사용될 수 있는 실란 결합제의 비한정적인 예는 관능기 아미노, 에폭시, 비닐, 메타크릴옥시, 우레이도, 이소시아나토 및 아자미도 (azamido) 를 특징으로 할 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 실란 결합제는, 아민 (1 차, 2 차, 3 차 및 4 차), 아미노, 이미노, 아미도, 이미도, 우레이도, 이소시아나토 또는 아자미도 등의 1 개 이상의 관능기를 가지면서 1 개 이상의 질소 원자를 포함하는 실란을 포함한다. 실란 결합제(들)는 사이즈 조성물에서 활성 고형물의 약 0.5 ~ 30 중량%, 바람직하게는 약 2.0 ~ 약 20 중량% 로 존재할 수 있다.
적절한 실란 결합제는, 아미노실란, 실란 에스테르, 비닐 실란, 메타크릴옥시 실란, 에폭시 실란, 황 실란, 우레이도 실란 및 이소시아나토 실란을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 사용하기 위한 실란 결합제의 비한정적인 특정 예로서는, γ-아미노프로필트리에톡시실란 (A-1100), n-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란 (Y-9669), n-트리메톡시-실릴-프로필-에틸렌-디아민 (A-1120), 메틸- 트리클로로실란 (A-154), γ-클로로프로필-트리메톡시-실란 (A-143), 비닐-트리아세톡시 실란 (A-188), 메틸트리메톡시실란 (A-1630), γ-우레이도프로필트리메톡시실란 (A-1524) 을 포함한다. 적절한 실란 결합제의 다른 예는 표 1 에 나타내었다. 전술하고 또한 표 1 에 나타낸 실란 결합제 모두는 GE Silicones 으로부터 상업적으로 구입가능하다.
실란 라벨
실란 에스테르
옥틸트리에톡시실란 A-137
메틸트리에톡시실란 A-162
메틸트리메톡시실란 A-163
비닐 실란
비닐트리에톡시실란 A-151
비닐트리메톡시실란 A-171
비닐-트리스-(2-메톡시에톡시)실란 A-172
메타크릴옥시 실란
Γ-메타크릴옥시프로필-트리메톡시실란 A-174
에폭시 실란
β-(3,4-에폭시시클로헥실)-에틸트리메톡시실란 A-186
황 실란
γ-메르캡토프로필트리메톡시실란 A-189
아미노 실란
γ-아미노프로필트리에톡시실란 A-1101 A-1102
아미노알킬 실리콘 A-1106
γ-아미노프로필트리메톡시실란 A-1110
트리아미노 관능화된 실란 A-1130
비스-(γ-트리메톡시실일프로필)아민 A-1170
폴리아자미드 실일레이트 실란 A-1387
우레이도 실란
γ-우레이도프로필트리알콕시실란 A-1160
γ-우레이도프로필트리메톡시실란 Y-11542
이소시아나토 실란
γ-이소시아나토프로필트리에톡시실란 A-1310
추가로, 사이즈 조성물은 섬유 제조 및 복합재 처리 및 제조를 용이하게 하기 위해서 적어도 1 종의 윤활제를 포함할 수 있다. 윤활제는 사이즈 조성물내에서 활성 고형물의 약 0 ~ 약 20 중량% 로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 윤활제는 활성 고형물의 약 2.0 ~ 약 15 중량% 로 존재한다. 어떠한 적절한 윤활제라도 사용될 수 있지만, 사이징 조성물에 사용하기 위한 윤활제의 예로서는, 수용성 에틸렌글리콜 스테아레이트 (예를 들어, 폴리에틸렌글리콜 모노스테아레이트, 부톡시에틸 스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노올레이트 및 부톡시에틸스테아레이트), 에틸렌글리콜 올레이트, 에톡실화 지방 아민, 글리세린, 유화된 광유, 오가노폴리실록산 유화물, 카르복실화 왁스, 화학적 관능기 또는 비관능기를 가진 선형 또는 (고)분지형 왁스 또는 폴리올레핀, 관능화 또는 개질된 왁스와 폴리올레핀, 나노점토, 나노입자 및 나노분자를 포함하고, 이에 한정되지 않는다. 사이즈 조성물에 사용하는데 적절한 윤활제의 특정 예로서는, 상표명 Lubesize K-12 으로 구입가능한 스테아릭 에탄올아미드 (AOC 로부터 구입가능함); PEG 400 MO, 약 400 개의 에틸렌 옥사이드기를 가진 모노올레이트 에스테르 (Cognis 로부터 구입가능함); Emery 6760 L, 폴리에틸렌이민 폴리아미드 염류 (Cognis 로부터 구입가능함); Lutensol ON60 (BASF 로부터 구입가능함); Radiacid (Fina 로부터 구입가능한 스테아릭산); 및 Astor HP 3040 및 Astor HP 8114 (IGI International Waxes, Inc 로부터 구입가능한 미세결정성 왁스) 를 포함한다.
적어도 하나의 전형적인 실시형태에 있어서, 섬유는 사이징 조성물로 사이징될 수 있고, 보강 섬유 스트랜드로 집속되며, 와이어 코팅 전에 코팅 조성물로 인라인 코팅될 수 있다. 대안적으로, 코팅 조성물은 사이징 조성물의 일성분으로서 포함되어 섬유 형성시 보강 섬유에 도포될 수 있다. 코팅 조성물은 복합물의 형성시 매트릭스 수지내에 보강 섬유를 분산시키는 것을 도와주는데 사용된다. 코팅 조성물은 비수성 조성물로서 도포될 수 있거나 적합한 수성 형태로 변형되어 도포될 수도 있다. 코팅 조성물은 섬유 형성 공정 동안 또는 펠릿화 이전에 와이어 코팅 공정에 걸쳐 소망하는 도포 위치에서 사용될 수 있다. 코팅 조성물은 사용 온도에서 저점도를 가지며 또한 미반응 용매가 실질적으로 없다. 본원에서, 미반응 용매는 열 에너지가 존재할 시 코팅 조성물 밖으로 증발하는 용매이다 (예를 들어 물).
코팅 조성물의 화학적 배합물(들)은 본래 이온성, 비이온성 또는 양성일 수 있다. 화학적 배합물은, 지방 사슬의 탄소수 및 에틸렌 옥사이드 모노머의 단위수가 가변적인 에톡실화 지방산 및/또는 에톡실화 지방 알코올인 것이 바람직하다. 이러한 화학물질의 통상적인 예로서는, Brij 78, Brij 76 및 Brij 700 (모두 Uniquema 로부터 이용가능함) 및 PEG1500MS 및 PEG400MS (Lonza 로부터 이용가능함) 를 포함한다. 화학적 배합물은 또한 에톡실화 폴리에틸렌, 에톡실화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO), 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 공중합체, C18-폴리에틸렌 옥사이드, C16-폴리에틸렌 옥사이드, C6 ~ C40-폴리에틸렌 옥사이드, 약 C4 ~ 약 C40 에서 변하는 탄소와 약 2 ~ 약 500 에서 변하는 에틸렌 옥사이드 모노머 단위를 가진 에톡실화 지방 사슬, 분지형 폴리에틸렌 (예를 들어, Vybar 배합물 (Baker Petrolite 로부터 구입가능함), 폴리부스트 배합물 (S&S Chemicals 로부터 구입가능함)), 폴리에틸렌 분지형 왁스, 관능화 또는 비관능화 선형 마이크로-왁스나 분지형 관능화 또는 비관능화 마이크로-왁스, 관능화 또는 비관능화 선형, 분지형, (고)분지형, 또는 덴드리머형 (dendrimeric) 폴리올레핀, 개질되거나 관능화된 폴리올레핀 (예를 들어, 말레인산 폴리올레핀), 산화되거나 부분적으로 산화된 폴리올레핀 및 왁스, 카르복실화 폴리올레핀 또는 왁스, 올레핀과 아크릴산이나 메타크릴산의 공중합체 또는 그래프트 공중합체, 폴리올레핀의 공중합체, 접착 개선제, 상용화제, 및 결합제일 수 있다. 코팅 조성물은 약 0.2 ~ 약 15%, 바람직하게는 약 4.0 ~ 약 12%, 보다 바람직하게는 약 5.0 ~ 약 10% 의 강열 손실 (LOI) 로 보강 섬유에 도포될 것이다. 코팅 조성물은, 키스 롤 (kiss roll), 딥드로잉, 및 슬라이드나 분무 도포를 포함하는 어떠한 종래의 방법으로 보강 섬유에 도포되어 이 섬유상에 소망하는 양의 코팅 조성물을 얻을 수 있다.
게다가, 코팅 조성물은 선택적으로 코팅 조성물 및/또는 최종 복합 제품에 소망하는 성질 또는 특성을 부여하는 첨가제를 포함할 수 있다. 이 첨가제의 비한정적인 예로서는, pH 조절제, UV 안정제, 항산화제, 산성 또는 염기성 포획제 (capturer), 금속 비활성제, 처리 보조제, 오일, 윤활제, 소포제, 대전방지제, 증점제, 접착 개선제, 상용화제, 결합제, 안정제, 난연제, 충격 개질제, 안료, 염료, 착색제, 탈취제, 마스킹 (masking) 유체 및/또는 방향제를 포함한다. 첨가제는 코팅 조성물에 미량 (코팅 조성물의 약 0.02 중량% 미만 등) ~ 최대 약 95 중량% 로 존재할 수 있다. 그리하여, 적어도 하나의 전형적인 실시형태에 있어서, 첨가제는 코팅 조성물의 성분이고 또한 화학적 배합물과 동시에 보강 섬유에 도포된다. 다른 실시형태에 있어서, 소망하는 최종 코팅 조성물을 얻을 때까지, 소망하는 첨가제가 화학적 배합물과는 별도로 다단계로 인라인 또는 오프라인으로 첨가된다 (즉, 화학적 배합물 및 소망하는 첨가제 모두). 또 다른 실시형태에 있어서, 통상적으로 와이어 코팅 공정에 의해 열가소성 수지로 보강 섬유를 오버코팅하는데 사용되는 열가소성 중합체 배합제 (즉, 화학적 배합물(들)과는 별개로) 에 코팅 조성물의 성분 또는 소망하는 첨가제가 적어도 부분적으로 첨가된다.
도 2 에서는 복합물을 형성하는데 적합한 다수의 보강 섬유를 화학 처리하기 위한 전형적인 일실시형태를 도시하였다. 펠릿화 공정으로 생성되는 배합된 펠릿을 성형한 후, 형성된 복합물은 중합 재료의 매트릭스에 분산된 다수의 보강 섬유를 포함한다. 보강 섬유는, 전술한 바와 같이 종래의 사이징 조성물로 코팅되는 연속 형성된 유리 섬유인 것이 바람직하다. 다르게는, 보강 섬유는 종래의 사이즈 조성물로 코팅되는 미리 형성된 섬유일 수 있다. "미리 형성된" 이라는 용어는, 보강 섬유가 사이징 조성물로 오프라인으로 미리 코팅된 것을 의미한다.
도 2 에 도시된 실시형태에 있어서, 종래의 사이징 조성물로 사이징된 개별 보강 섬유로 형성되는 보강 섬유 스트랜드 (22) 는, 코팅 조성물 (21) 및 어떠한 소망하는 첨가제 (23) 로 실질적으로 균일하게 코팅되어, 코팅된 보강 섬유 스트랜드 (25) 를 형성한다. 본원에서, "실질적으로 균일하게 코팅된" 이라는 용어는, 보강 섬유 스트랜드 (22) 가 본 발명의 코팅 조성물 (21) 로 완전히 코팅되거나 거의 완전히 코팅되는 것을 말한다. 코팅 조성물 (21) 을 보강 섬유 스트랜드 (22) 에 도포하는데 도포기 (도시하지 않음) 를 사용한다. 도포기는 소망하는 펠릿 형성 속도에서 소망하는 양의 코팅 조성물 (21) 을 보강 섬유 스트랜드 (22) 에 도포하는데 적합한 어떠한 종래의 구성 또는 어떠한 다른 구성일 수 있다. 도포기는 소망하거나 적절한 양의 코팅 조성물 (21) 을 보강 섬유 (22) 에 적절하게 전달하는 것을 보장해준다. 코팅 조성물 (21) 을 정확하게 전달함으로써 도포기를 통하여 또는 도포기에 걸쳐 당겨지는 보강 섬유의 표면에 걸쳐 코팅을 균일하거나 실질적으로 균일하게 한다. 첨가제 (23) 가 있거나 없는 코팅 조성물 (21) 은 사이징된 보강 섬유 (22) 에 도포되어, 섬유상에 약 0.2 ~ 약 15 중량%, 바람직하게는 약 4 ~ 약 12 중량%, 보다 바람직하게는 약 5 ~ 약 10 중량% 을 얻게 될 수 있다.
그 후, 코팅된 보강 섬유 스트랜드 (25) 는 와이어 코팅 장치 (24) 를 통하여 당겨지거나 그렇지 않으면 통과하게 된다. 와이어 코팅기 (24) 는 사이징된 보강 섬유 스트랜드 (25) 의 원주방향 주변에 열가소성 중합체 (26) 를 실질적으로 균일하게 코팅하여 사이징/코팅된 섬유 스트랜드 (28) 를 형성한다. 와이어 코팅기 (24) 는 섬유 스트랜드상에 비교적 균일한 두께의 외피를 형성하도록 중합 재료 (26) 로 1 개 이상의 섬유 스트랜드를 코팅할 수 있는 장치 또는 장치 그룹일 수 있다. 와이어 코팅기 (24) 는, 외피를 소망하는 균일한 두께 또는 단면으로 성형하는 다이 또는 다른 적절한 장치를 포함한다. 습윤제, 분산제, 유화제, 계면활성제, 상용화제, 접착 개선제, 용융 점도 저감제, pH 조절제, UV 안정제, 항산화제, 산성 또는 염기성 포획제, 금속 비활성제, 처리 보조제, 오일, 윤활제, 소포제, 대전방지제, 증점제, 접착 개선제, 결합제, 안정제, 난연제, 충격 개질제, 안료, 염료, 착색제, 탈취제, 마스킹 유체 및/또는 방향제 등의 추가의 코팅 성분 (도 2 에서는 도시되지 않음) 이 중합 재료 (26) 와 함께 적어도 부분적으로 첨가될 수 있다.
적절한 열가소성 중합체 (26) 의 예로서는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS), 폴리페닐렌 에테르 (PPE), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에테르이미드 (PEI), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 에틸렌 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 (EVA/VC), 저급 알킬 아크릴레이트 중합체, 아크릴로니트릴 중합체, 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 스티렌 아크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리설파이드, 폴리카보네이트, 레이온, 나일론, 페놀 수지 및 에폭시 수지를 포함한다. 중합체 (26) 는 사이징/코팅된 보강 섬유 (25) 에 도포되어 유리 보강 배합된 펠릿의 전체 중량에 대하여 약 5.0 ~ 약 95 중량%, 바람직하게는 약 15.0 ~ 약 90 중량%, 가장 바람직하게는 약 20.0 ~ 약 85 중량% 을 얻게 된다.
열가소성 중합체 (26) 및 어떠한 소망하거나 도포가능한 첨가제 (23) 를 사이징/코팅된 보강 섬유 (25) 에 도포한 후에, 섬유 (28) 는 냉각 장치 (30) (예를 들어, 수조) 에 의해 냉각되어 열가소성 중합체 (26) 를 보강 섬유 (28) 상에서 고형화시킬 수 있다. 사이징/코팅된 보강 섬유 (28) 는 또한 (또는 대아적으로) 공냉 및/또는 공기 건조될 수 있다. 적어도 하나의 전형적인 실시형태에 있어서, 사이징/코팅된 보강 섬유 (25) 는 미리 건조되거나 또는 열가소성 중합체 (26) 는 와이어 코팅 장치 (24) 에 유입되기 전에 종래의 오븐 또는 무선 (RF) 장치 (도시하지 않음) 내에서 고형화된다. 섬유 (25) 및/또는 섬유 (28) 는 어떠한 방법에 의해 상태조절 (가열 또는 냉각) 되어 개선된 절단성, 펠릿의 품질 및/또는 개선된 복합재 특성을 얻게 된다. 코팅/사이징된 보강 섬유 (28) 는 조각으로 절단되어 펠릿 장치 (32) 를 사용하여 펠릿 (20) 으로 형성될 수 있다. 절단된 스트랜드 조각은 약 3 ㎜ ~ 약 50 ㎜ 의 길이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 이 조각은 약 6 ㎜ ~ 약 25 ㎜ 의 길이를 가진다. 유리 섬유 스트랜드 또는 와이어 코팅된 섬유 스트랜드를 조각으로 절단하기 위한 당업계에 알려진 어떠한 적절한 방법 및 장치가 사용될 수 있다.
펠릿 (20) 은 스크린 또는 다른 적절한 장치를 사용하여 크기별로 분류될 수 있다. 펠릿 (20) 은, 성형 기계에 공급되어, 저 전단 성형 조건하에서도 복합물 전체에 걸쳐 유리 섬유 스트랜가 실질적으로 균질하게 분산되어 있는 성형된 복합물로 형성될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "섬유가 실질적으로 균질하게 분산된다" 라는 말은, 섬유가 최종 복합물의 전체에 걸쳐 균일하게 또는 고르게 분포되거나 거의 균일하게 또는 고르게 분포되는 것을 말한다. 복합 제품을 제조하는 공정은 인라인, 즉 연속적으로 또는 개별 단계로 실시될 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 코팅 조성물은 보강 섬유를 형성한 후에 부싱 아래에서 보강 섬유에 도포된다. 코팅 조성물의 이러한 도포 예는 도 3 에 도시되어 있다. 이 실시형태에 있어서, 보강 섬유 (40) (예를 들어, 유리 섬유) 는 당김 기구 (도시하지 않음) 의 도움으로 부싱 (42) 으로부터 인발된다. 이 실시형태에 있어서, 본원의 코팅 조성물은 보강 섬유가 형성될 때 이 보강 섬유에 도포되는 비수성 사이징 조성물의 성분으로서 포함된다. 통상적으로, 비수성 사이징 조성물은 섬유의 제조 및 보강 섬유를 복합물로 후처리할 시 필요한 실란 결합제, 필름을 형성하는 작용제, 윤활제 및 다른 특정 첨가제 등의 성분을 포함할 수 있다. 비수성 사이징 조성물의 특징은, 성분들이 사용 중에 또한 보강 섬유 또는 보강 섬유 스트랜드에 도포되는 중에, 실질적인 비수성 특성 또는 상태를 갖는 것일 수 있다. 코팅 조성물은 수성 사이징 조성물의 성분으로 포함되어 유사한 방식으로 도포될 수 있음에 주의해야 한다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물 (21) 을 포함하는 비수성 사이징 조성물은, 보강 섬유 (40) 가 도 3 에 도시된 롤 도포기 등의 어떠한 종래의 도포기 (46) 에 의해 부싱 (42) 으로부터 인발된 후에 그 보강 섬유상에서 도포될 수 있다. 용융된 비수성 사이징 조성물은 냉각시 보강 섬유 (40) 로 고형화된다. 따라서, 보강 섬유를 추가로 건조할 필요가 없다. 코팅된 보강 섬유 (49) 는 집속 기구 (48) 에 의해 집속되어 코팅된 보강 섬유 스트랜드 (50) 를 형성할 수 있다. 그 후, 코팅된 스트랜드 (50) 는 연속 섬유 스트랜드 패키지로 감겨지거나 소망하는 길이로 절단될 수 있다 (도시하지 않음). 유리 섬유 스트랜드를 조각으로 절단하기 위한 당업계에 알려진 어떠한 적절한 방법 또는 장치를 사용할 수 있다. 그 후에, (연속 또는 절단된) 코팅된 섬유는 펠릿 장치를 사용하여 펠릿으로 펠릿화되고 저 전단 조건하에서 보강 복합물로 성형될 수 있다 (도 3 에 도시하지 않음).
코팅된 스트랜드는 직접적인 장섬유 열가소성 (D-LFT) 기계내로 바로 유입되어 복합재 부품 전체에 걸쳐 섬유가 양호하게 분산되어 있는 장섬유 열가소성 복합물을 형성할 수 있다. 장섬유 열가소성 처리, 특히 와이어 코팅 펠릿화는 처리 및 경제적인 면에서 유리하다. 이런 유리한 특성은, 주로 단섬유 펠릿화 공정에 비하여, 펠릿 내부에 장섬유의 유지, 처리 및 제조시의 스트랜드 손상 저감, 및 더 높은 라인 속도 때문이다. 복합 제품의 제조 공정은 인라인 또는 개별 단계로 실시될 수 있다. 사이징/코팅 조성물 (21) 이 적어도 약 2.0%, 바람직하게는 적어도 약 4.0%, 가장 바람직하게는 적어도 약 6.0% 의 강열 손실로 보강 섬유 (40) 에 도포되는 것이 바람직하다.
본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 섬유로부터 형성되는 복합물에서는, 저 전단 조건하에서 성형되더라도, 개선된 기계적 특성 (예를 들어, 인장 강도 및 충격 강도) 및 우수한 섬유 분산성을 나타내었다. 본 발명의 코팅 제형의 다른 장점은, 코팅 조성물이 최종 복합물내에 보강 섬유를 실질적으로 균일하게 분산시키는데 도움을 준다는 것이다. 보강 섬유의 이러한 개선된 분산성으로 인해 복합물에서 외관 결함이 더 적어지게 된다. 코팅 조성물의 다른 장점은, 섬유의 개선된 분산성으로 인해 복합재 부품의 품질 및 성능의 일관성이 개선된다는 것이다.
본 발명을 일반적으로 설명하였지만, 이하에 설명된 어떠한 특정 실시예를 참조하여 더 이해될 것이며, 이하의 실시예는 단지 설명을 위해 제공되는 것으로 다르게 언급하지 않는 한 모두 포함하거나 제한하고자 하는 것이 아니다.
이하에 기재된 실시예에서, 와이어 코팅 공정에 호모폴리프로필렌 (MFI=40) 을 사용하였다. 호모폴리프로필렌은 표준 말레인산 결합제 (Exxelor 1020) 및 안정제 패키지와 미리 혼합되어 배합제를 형성하였다. 이러한 배합제는 이하 기재된 실시예 각각에 사용되었다. 추가로, 실시예에서 유리 함량은 최종 유리 섬유 보강 배합된 펠릿의 30 중량% 로 유지되었다. 펠릿의 성형은, 장섬유 열가소성 (LFT) 저 전단 성형 조건에서 작동하는 Battenfeld 성형 기계에서 실시하였다. 복합재 성형판에서의 섬유 분산질은 미분산된 섬유 다발을 수작업으로 세어서 하는 외관 검사를 기초로 하여 평가되고, 미분산된 섬유 다발은 성형판 표면, 사진 및 X-선에서 백색점으로 나타났다.
실시예 1:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 종래의 오븐에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 입력 섬유 재료는 도 1 에 도시된 와이어 코팅 공정을 사용하여 코팅된 와이어이다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 의 길이와 30 중량% 의 유리 함량을 가진 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 성형판은 이 성형판의 전체 표면에 다수의 미분산된 섬유 다발 (성형판에 백색점으로 나타남) 을 포함하고 있다. 성형판의 X-선이 얻어졌다 (도 5 참조). X-선에서는 성형판의 전체에 미분산된 섬유 다발이 백색점으로 명확하게 나타났다. 이 실시예에는 본원의 코팅 조성물이 사용되지 않았음을 이해해야 한다.
실시예 2:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 10 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 6 에 도시되었다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 미분산된 섬유 다발의 저감은 도 6 의 성형판으로부터 얻은 X-선에서도 볼 수 있다 (도 7 참조). 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 크게 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
도 4 의 성형판 (코팅 조성물이 없음) 및 도 6 의 성형판 (유리 섬유 스트랜드에 코팅 조성물이 도포됨) 의 시험 샘플을 취하여 인장 강도 시험을 하였다. 도 4 의 성형판의 샘플에서 측정된 인장 강도는 110 MPa 로 결정되었고, 도 6 의 성형판의 시험 샘플에서 측정된 인장 강도는 123 MPa 로 결정되었다. 따라서, 본원의 코팅 조성물을 포함하는 RF 건조된 유리 섬유 스트랜드에서는 성형 부품에서 인장 강도가 개선되는 것으로 나타났다.
실시예 3:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 8.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 8 에 도시되었다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 상당히 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 유리 섬유 스트랜드에서는 유리 섬유의 분산성이 상당히 개선되는 것으로 나타났다.
실시예 4:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 6.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 9 에 도시되었다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 상당히 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 유리 섬유 스트랜드에서는 유리 섬유의 분산성이 상당히 개선되는 것으로 나타났다.
실시예 5:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 4.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 10 에 도시되었다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 상당히 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 유리 섬유 스트랜드에서는 낮은 농도에서도 유리 섬유의 분산성이 상당히 개선되는 것으로 나타났다.
실시예 6:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (PEG1500MS) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 10 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 11 에 도시되었다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 크게 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 7:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (PEG1500MS) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 7.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 12 에 도시되었다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 낮은 농도에서도 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 크게 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 8:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (PEG1500MS) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 5.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 13 에 도시되었다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 낮은 농도에서도 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 크게 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 9:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 저분자량 말레인산 폴리프로필렌 (Licoene 1332) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 8.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 14 에 도시되었다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 크게 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 10:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 2 종의 상이한 미세결정성 왁스와 혼합된 고분지형 폴리에틸렌 (Vybar 260) 의 혼합물로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 10 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 15 에 도시되었다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 11:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=9~11 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C6 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 8.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 16 에 도시되었다. 도 16 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 12:
종래의 수성 사이징 조성물 (즉, 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제를 포함) 로 미리 도포하여 무선 건조 장치에서 건조한 연속 유리 섬유를 와이어 코팅 공정의 입력 섬유 재료로서 사용하였다. 코팅된 유리 섬유 스트랜드가 와이어 코팅 장치를 통과하기 전에, 에톡실화 지방 알코올 (n=10 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물이 도 2 에 도시된 바와 같이 인라인으로 8.0 중량% 도포되었다. 그 후, 와이어 코팅된 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 이 성형판의 사진이 도 17 에 도시되었다. 도 17 에 도시된 바와 같이, 본원의 코팅 조성물로 코팅된 섬유 스트랜드를 사용하여 형성된 성형판은, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 미분산된 섬유 다발이 적음을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 13:
도 3 에 도시된 바와 같이 유리 섬유의 제조 (예를 들어, 성형) 시, 에톡실화 지방 알코올 (n=20 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물과 비수성 사이징 조성물을 연속 유리 섬유에 함침시켰다. 이 전체 조성물 (즉, 비수성 사이징 조성물과 코팅 조성물) 을 유리 섬유의 중량에 대하여 8.0% (도 18a), 7.0% (도 18b) 및 6.0% (도 18c) 로 유리 섬유에 도포하였고, 코팅 조성물은 비수성 사이징 조성물의 실질적인 부분이 되었다. 이 용융 조성물 (사이징 조성물과 코팅 조성물) 을 유리 섬유에 도포하여 유리 섬유에서 냉각 및 고형화시켰다. 유리 섬유는 연속 섬유 권취 패키지로 감겨진 후 와이어 코팅에 사용되었다. 그 후, 사이징/코팅된 섬유 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기계를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 도 18a ~ 도 18c 에 도시된 바와 같이, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 섬유 다발의 분산성이 상당히 개선되었다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
실시예 14:
도 3 에 도시된 바와 같이 유리 섬유의 제조 (예를 들어, 성형) 시, 에톡실화 지방 알코올 (n=100 에틸렌 옥사이드 모노머 및 C18 지방 알코올로 에톡실화) 로 형성된 코팅 조성물과 비수성 사이징 조성물을 연속 유리 섬유에 함침시켰다. 이 전체 조성물 (즉, 비수성 사이징 조성물과 코팅 조성물) 을 유리 섬유의 중량에 대하여 7.0% 로 유리 섬유에 도포하였고, 코팅 조성물은 비수성 사이징 조성물의 실질적인 부분이 되었다. 유리 섬유에 도포된 용융 조성물은 유리 섬유에서 냉각 및 고형화되었다. 유리 섬유는 연속 섬유 권취 패키지로 감겨진 후 와이어 코팅에 사용되었다. 그 후, 사이징/코팅된 섬유 스트랜드는 냉각조를 통과하고 대략 12 ㎜ 길이의 펠릿으로 절단되었다. 그리고 나서, 이 펠릿은 장섬유 열가소성 (LFT) 성형판을 생성하는데 사용되는 성형 기구를 사용하여 성형판으로 성형되었다. 도 19 에 도시된 바와 같이, 도 4 및 도 5 에 나타낸 비교 실시예 (즉, 코팅 조성물이 없는 경우) 보다 섬유 다발의 분산성이 상당히 개선되었다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용함으로써 최종 복합재 부품의 미분산된 섬유 다발의 개수를 줄일 수 있다고 결론지을 수 있다.
본 발명은 일반적으로 그리고 특정 실시형태를 참고하여 전술하였다. 본 발명을 바람직한 실시형태로 여겨질 수 있는 것으로 하였지만, 일반적인 기재내에서 당업계에 알려진 다양한 다른 방법을 선택할 수 있다. 본 발명은 이하 기재된 청구항을 인용하는 것을 제외하고 다르게 한정되지 않는다.

Claims (20)

  1. 사이징 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 다수의 개별 보강 섬유로 형성되는 보강 섬유 스트랜드를 포함하는 보강 섬유 스트랜드로서,
    상기 개별 보강 섬유 및 상기 보강 섬유 스트랜드 중 적어도 하나는, 중합체 매트릭스에서의 다수의 보강 섬유의 분산성을 개선시키는 1 종 이상의 화학적 배합물을 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 보강 섬유 스트랜드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사이징 조성물은 상기 개별 보강 섬유상에 위치되고, 상기 코팅 조성물은 상기 보강 섬유 스트랜드상에 외부 코팅을 형성하며, 상기 사이징 조성물은 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함하는 보강 섬유 스트랜드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 사이징 조성물은 비수성 사이징 조성물이고, 상기 코팅 조성물은 상기 비수성 사이징 조성물의 성분으로서 포함되며, 상기 코팅 조성물을 포함하는 비수성 사이징 조성물은 상기 개별 보강 섬유상에 위치되는 보강 섬유 스트랜드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 사이징 조성물은 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함하는 수성 사이징 조성물이 고, 상기 사이징 조성물은 상기 개별 보강 섬유상에 위치되며, 상기 코팅 조성물의 제 1 부분은 수성 사이징 조성물의 성분으로서 포함되는 보강 섬유 스트랜드.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 코팅 조성물의 제 2 부분은 상기 보강 섬유 스트랜드에 도포되는 보강 섬유 스트랜드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 섬유 스트랜드는 열가소성 중합체에 의해 적어도 부분적으로 원주방향으로 봉입되는 보강 섬유 스트랜드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 1 종 이상의 화학적 배합물은, 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올, 폴리에틸렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이이드 공중합체, C6 ~ C15-폴리에틸렌 옥사이드, C16-폴리에틸렌 옥사이드, C17-폴리에틸렌 옥사이드, C18-폴리에틸렌 옥사이드, C19 ~ C40-폴리에틸렌 옥사이드, 에톡실화 지방 사슬, 에톡실화 폴리에틸렌, 에톡실화 폴리프로필렌, 분지형 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 분지형 왁스, 관능화된 선형 마이크로-왁스, 비관능화된 선형 마이크로-왁스, 분지형 관능화된 마이크로-왁스, 비관능화된 마이크로-왁스, 관능화된 선형 폴리올레핀, 관능화된 분지형 폴리올레핀, 관능화된 고분지형 폴리올레핀, 관능화된 덴드리머형 폴리올레핀, 비관능화된 선형 폴리올레핀, 비관능화된 분지형 폴리올레핀, 비관능화된 고분지형 폴리올레핀, 비관능화된 덴드리머형 폴리올레핀, 말레인산 폴 리올레핀, 산화된 폴리올레핀, 부분적으로 산화된 폴리올레핀, 산화된 왁스, 부분적으로 산화된 왁스, 카르복실화 폴리올레핀, 카르복실화 왁스, 폴리올레핀의 공중합체, 올레핀과 아크릴산의 공중합체, 올레핀과 메타크릴산의 공중합체, 올레핀과 아크릴산의 그래프트 공중합체, 올레핀과 메타크릴산의 그래프트 공중합체, 접착 개선제, 상용화제, 및 결합제로부터 선택되는 보강 섬유 스트랜드.
  8. 다수의 보강 섬유로 형성되는 2 개 이상의 보강 섬유 스트랜드를 포함하는 보강 섬유 제품으로서, 상기 보강 섬유 스트랜드 및 상기 보강 섬유 중 하나 또는 둘은, 중합체 매트릭스에서의 다수의 보강 섬유의 분산성을 개선시키는 1 종 이상의 화학적 배합물을 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 보강 섬유 제품.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 다수의 보강 섬유 상에는 윤활제, 결합제 및 필름을 형성하는 바인더 수지로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함하는 수성 사이징 조성물의 층이 있고, 상기 코팅 조성물은 상기 2 이상의 보강 섬유 스트랜드에 외부 코팅을 형성하는 보강 섬유 제품.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 사이징 조성물은 비수성 사이징 조성물이고, 상기 코팅 조성물은 비수성 사이징 조성물의 성분으로서 포함되며, 상기 코팅 조성물을 포함하는 비수성 사이징 조성물은 보강 섬유상에 위치되는 보강 섬유 제품.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 사이징 조성물은 필름을 형성하는 작용제, 결합제 및 윤활제로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함하는 수성 사이징 조성물이고, 상기 사이징 조성물은 상기 보강 섬유상에 위치되며, 상기 코팅 조성물의 일부는 수성 사이징 조성물의 성분으로서 포함되는 보강 섬유 제품.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 상기 보강 섬유 제품에 소망하는 성질이나 특성을 부여하는 첨가제를 더 포함하는 보강 섬유 제품.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 화학적 배합물은 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 보강 섬유 제품.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 2 개 이상의 보강 섬유 스트랜드는 열가소성 수지에 의해 적어도 부분적으로 봉입되는 보강 섬유 제품.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 보강 섬유 제품은 펠릿 형태인 보강 섬유 제품.
  16. 보강된 복합물을 형성하는 방법으로서,
    사이징 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되는 다수의 개별 보강 섬유로 형성되는 보강 섬유 스트랜드를 적어도 부분적으로 코팅하는 단계로서, 상기 개별 보강 섬유 및 상기 보강 섬유 스트랜드 중 하나 또는 둘은, 중합체 매트릭스에서의 다수의 개별 보강 섬유의 분산성을 개선시키는 1 종 이상의 화학적 배합물을 포함하는 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅되어 코팅된 섬유 스트랜드를 형성하는 단계,
    상기 코팅된 섬유 스트랜드를 열가소성 중합체로 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계,
    중합체 코팅된 섬유 스트랜드를 펠릿으로 펠릿화하는 단계, 및
    종래의 장섬유 열가소성 처리시보다 낮은 전단의 성형 조건하에서 상기 펠릿을 성형하여 보강된 복합물을 형성하는 단계를 포함하는 보강된 복합물을 형성하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 코팅 조성물의 일부를 상기 사이징 조성물에 포함시키는 단계를 더 포함하고, 상기 사이징 조성물은 수성 사이징 조성물인 보강된 복합물을 형성하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 코팅된 섬유 스트랜드를 펠릿화하기 전에 무선 건조 장비로 상기 보강 섬유 및 상기 보강 섬유 스트랜드 중 하나 또는 둘을 건조시키는 단계를 더 포함하는 보강된 복합물을 형성하는 방법.
  19. 보강된 복합물을 형성하는 방법으로서,
    중합체 매트릭스에서의 보강 섬유의 분산성을 개선시키는 적어도 1 종의 화학적 배합물을 가진 코팅 조성물을 포함하는 비수성 사이징 조성물로 보강 섬유를 적어도 부분적으로 코팅하는 단계,
    코팅된 보강 섬유를 집속하여 코팅된 보강 섬유 스트랜드를 형성하는 단계,
    코팅된 보강 섬유 스트랜드를 열가소성 중합체로 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계,
    중합체 코팅된 섬유 스트랜드를 펠릿으로 펠릿화하는 단계, 및
    종래의 성형 처리시보다 낮은 전단의 성형 조건하에서 상기 펠릿을 성형하여 보강된 복합물을 형성하는 단계를 포함하는 보강된 복합물을 형성하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 적어도 1 종의 화학적 배합물은 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 알코올 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 보강된 복합물을 형성하는 방법.
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