KR20190126820A - 중합체로 습윤화된 섬유상 테이프의 제조를 위한 습윤화 포켓을 갖는 습윤화 노즐, 상기 섬유상 테이프의 제조 방법, 및 습윤화된 섬유상 테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중합체로 습윤화된 섬유상 테이프의 제조를 위한 습윤화 포켓(1)을 갖는 습윤화 노즐에 관한 것이다. 습윤화 노즐은, 개구(2)가 수평으로 배향되며 섬유상 테이프의 공급 방향(4)에 대해 수직으로 진행되는 습윤화 슬롯을 갖는 수직으로 정렬된 슬롯 다이로서 구성된다. 추가로, 습윤화 노즐은, 습윤화 슬롯의 개구(2)의 2개의 측방향 (수평 방향) 말단에 연결되지만 그로부터 분리된 각각의 습윤화 포켓(1)을 갖고, 여기서 습윤화 포켓은 습윤화된 섬유상 테이프의 공급 방향(4)으로 이동한다. 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 습윤화 노즐을 사용하는 습윤화된 섬유상 테이프의 유동 방향으로 단일방향 정렬된 연속 섬유를 갖는 중합체로 습윤화된 섬유상 테이프의 연속 제조 방법에 관한 것이다.

Description

중합체로 습윤화된 섬유상 테이프의 제조를 위한 습윤화 포켓을 갖는 습윤화 노즐, 상기 섬유상 테이프의 제조 방법, 및 습윤화된 섬유상 테이프

본 발명은 중합체로 습윤화된 섬유 밴드의 제조를 위한 습윤화 포켓을 갖는 습윤화 다이를 제공한다. 습윤화 다이는, 개구가 수평으로 정렬되며 섬유 밴드의 전진 방향에 대해 수직으로 진행되는 습윤화 슬롯을 갖는 수직으로 배향된 슬롯 다이의 형태로 존재한다. 습윤화 다이는 습윤화 슬롯의 개구의 2개의 수평 측방향 말단 각각에 인접하지만 그로부터 분리된 각각의 습윤화 포켓을 갖고, 여기서 습윤화 포켓은 습윤화된 섬유 밴드의 전진 방향으로 연장된다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 습윤화 다이를 사용하는 습윤화된 섬유 밴드의 진행 방향으로 단일방향 배향된 연속 섬유를 포함하는 중합체로 습윤화된 섬유 밴드의 연속적 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 방법으로 제조가능한 함침된 섬유 밴드를 제공한다. 이 함침된 섬유 밴드는 적어도 하나의 추가의 공정 단계, 즉 하나 이상의 함침 단계를 통해 습윤화된 섬유 밴드로부터 제조된다.

섬유 밴드의 최장축은 또한 진행 방향으로서 언급된다. "연속 섬유"는, 보강 섬유의 길이가 본질적으로 섬유의 배향에서 습윤화될 섬유 밴드의 치수에 상응함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "섬유"와 관련하여 "단일방향"은, 섬유 밴드 내의 섬유가 단지 한 방향으로 배향됨을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 전진 방향은, 섬유 밴드가 습윤화된 섬유 밴드의 제조 동안 전방 이동하는 방향이다. 전진 방향 및 진행 방향은 서로 평행이지만, 전진 방향은 또한 습윤화된 섬유 밴드의 제조 동안 섬유 밴드의 전진 운동으로부터 유래되는 방향의 의미를 갖는다.

섬유-보강 물질의 사용은 이들의 뛰어난 특정 특성으로 인해 최근 수십년간 꾸준히 증가하였다. 섬유-보강 물질은 특히, 중량 감소를 가능하게 하고, 따라서 물질의 강도 또는 강성의 손실 없이 에너지 소비를 최소화하기 위해, 가속화에 적용되는 구조에서 사용된다.

섬유-보강 물질 (또한 섬유 복합체 또는 간단히 복합체라 불림)은, 섬유가 본질적으로 완전히 매립되고 캡슐화되어 있는 매트릭스 물질로 이루어진 적어도 2상의 물질이다. 매트릭스는 형상-부여 기능을 갖고, 외부 영향으로부터 섬유를 보호하도록 의도되고, 섬유들 사이에서 힘을 전달하고 외부 하중을 도입하기 위해 필수적이다. 섬유는 물질의 기계적 성능에 결정적 기여를 하며, 유리, 탄소, 중합체, 현무암 또는 천연 섬유가 종종 산업에서 사용된다. 의도된 용도에 따라, 사용되는 매트릭스 물질은 일반적으로 열경화성 또는 열가소성 중합체, 때로는 심지어 엘라스토머이다.

열경화성 중합체는 매우 많은 산업에서 이미 오랫동안 확립되어 있다. 그러나, 결정적 단점은 긴 경화 시간이고, 이는 상응하게 성분을 제공하는 가공처리 동안 긴 사이클 시간으로 이어진다. 이는 열경화성 물질 기재의 복합체가 특히 고부피 산업 응용에서 매력적이지 못하게 한다. 반면, 열가소성 물질 기재의 복합체는, 이들이 완전히 통합된 반제품, 예를 들어 연속 섬유-보강 시트 또는 프로파일의 형태인 경우, 추가의 가공처리에 적용시 종종 단지 가열되고, 성형되고, 냉각되며, 이는 요즘 1분 훨씬 미만의 사이클 시간 내에 달성될 수 있다. 가공처리는 또한 추가의 공정 단계, 예를 들어 열가소성 물질을 사용한 삽입-성형과 조합될 수 있고, 이는 매우 높은 정도의 자동화 및 기능의 통합을 달성할 수 있게 한다.

사용되는 보강 물질은 본질적으로 텍스타일 반제품, 예컨대 제직물, 다겹 비-크림프 직포 또는 부직물 (또한 배트, 랜덤-레이드 섬유 매트로서 공지됨)이다. 이들 형태의 섬유 보강의 특징은, 섬유의 배향 (또한 그에 따라 이후 성분에서의 힘 경로)이 텍스타일 반제품에서 이미 고정된다는 것이다. 이는 다중방향 보강된 복합체의 직접적 제조를 가능하게 하지만, 이는 겹 구성물의 가요성, 기계적 특성 및 경제성과 관련하여 단점을 갖는다. 열가소성 물질 기재의 시스템에서, 이들 텍스타일 반제품에는 전형적으로 압력 및 온도의 작용 하에 중합체로 함침되고, 이어서 크기에 맞춰 절단되고, 경화 시트로서 추가의 가공처리에 적용된다.

텍스타일 반제품을 기재로 하는 이들 이미 확립된 시스템에 추가로, 열가소성 물질 기재의 테이프, 즉 열가소성 중합체로 함침된 섬유 밴드가 점점 더 중요해지고 있다. 이들은, 텍스타일 반제품 제조의 공정 단계가 생략될 수 있기 때문에 경제적 이점을 제공한다. 이들 열가소성 물질 기재의 테이프는 다겹 구성물의 제조에, 특히 또한 다중방향 구성물의 제조에 적합하다. 본원에서 "섬유 밴드"를 언급하는 경우, 이는 열가소성 물질로 습윤화된 섬유 밴드, 간단히 "습윤화된 섬유 밴드" 뿐만 아니라, 열가소성 물질로 함침된 섬유 밴드, 간단히 "함침된 섬유 밴드" 및 비-습윤화된 및 비-함침된 섬유 밴드를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명과 관련하여, "습윤화된 섬유 밴드"는, 고려되는 길이 단면에서 전체 섬유 밴드가 적어도 외부적으로 열가소성 물질에 의해 둘러싸여 있는 섬유 밴드를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 개개의 섬유 각각이 열가소성 물질에 의해 직접 둘러싸일 필요는 없고; 섬유 밴드의 표면에 배치된 섬유의 표면이 열가소성 물질로 둘러싸이는 것으로 충분하다. 본 발명과 관련하여, "함침된 섬유 밴드"는, 고려되는 길이 단면에서 모든 섬유의 표면적의 적어도 80%가 각각 사용된 열가소성 물질로 직접 둘러싸여 있는 섬유 밴드를 의미하는 것으로 이해되어야 하고; 각각의 섬유의 표면적이 적어도 80%의 정도로 열가소성 물질로 직접 둘러싸일 필요는 없고, 그보다는 모든 섬유의 표면적의 합계가 적어도 80%의 정도로 열가소성 물질로 직접 둘러싸이는 것으로 충분하다. 이러한 종방향 단면은 바람직하게는 적어도 10 mm, 보다 바람직하게는 적어도 100 mm, 특히 바람직하게는 적어도 500 mm, 특별히 바람직하게는 적어도 1000 mm의 길이를 갖는다.

단일방향 연속 섬유-보강 함침된 섬유 밴드의 제조를 위한 방법 및 장치가 예를 들어 WO 2012 123 302 A1에 기재되어 있고, 그의 개시내용은 전체적으로 본 발명의 기재에서 참조로 본원에 포함된다.

WO 2012 123 302 A1에 개시된 장치에서, 특히 도 1 및 3 및 첨부된 기재 부분에서, 참조 번호(12)는 또한 습윤화 다이를 나타내고, 이는 상기 문헌에서 적용 수단으로서 언급된다. 이 습윤화 다이는 슬롯 다이 (WO 2012 123 302 A1에서 참조 번호(14))를 갖고, 여기서 다이 채널 (WO 2012 123 302 A1에서 참조 번호(15))은 용융 부피 (WO 2012 123 302 A1에서 참조 번호(13))에 연결된다.

WO 2012 123 302 A1에 개시된 장치의 첫번째 단점은, 지나치게 많은 열가소성 중합체가 섬유 밴드의 외부 연부에 적용된다는 점이다. 이것의 이유는, 긴 연부, 즉 섬유 밴드의 진행 방향으로 외부 연부의 충분한 습윤화를 보장하기 위해 습윤화 슬롯의 폭이 섬유 밴드의 폭보다 커야 한다는 것이다. 그러나, 습윤화 슬롯의 폭 감소는 긴 연부를 따라 습윤화된 섬유 밴드의 불완전한 습윤화를 초래한다. 습윤화된 섬유 밴드의 긴 연부를 따르는 습윤화의 과잉 및 부족 둘 다 추가의 가공처리 과정에서, 추가 사용에, 예를 들어 복수의 면대면 연결된 함침된 섬유 밴드로 구성된 구성물의 제조에 부적합한 함침된 섬유 밴드를 초래한다. 이러한 부정확하게 습윤화된 섬유 밴드는, 함침된 섬유 밴드의 긴 연부 영역 내의 섬유 부피 함량이 지나치게 높은 (부족한 습윤화 및 결과적인 부족한 함침) 또는 지나치게 낮은 (과도한 습윤화 및 결과적인 과도한 함침) 함침된 섬유 밴드를 초래한다. 이는 또한, 함침된 섬유 밴드의 긴 연부 외부의 함침된 섬유 밴드의 영역에 비해, 함침된 섬유 밴드의 긴 연부의 영역 내의 열적 및 기계적 특성 둘 다에 있어 원치않는 편차를 초래한다. 따라서, 부족한 습윤화는 함침된 섬유 밴드가 연부에서 불충분한 기계적 안정성을 갖게 하고 마손되게 할 수 있다. 추가로, 부족한 및 과도한 습윤화 둘 다, 섬유 밴드의 요망되는 치수 유지 실패를 초래한다.

다겹, 다중방향 구성물의 제조에서, 함침된 섬유 밴드의 긴 연부는 구성물의 연부 뿐만 아니라 구성물의 내부에도 위치하기 때문에, 심지어 사용불가를 초래하는 이러한 다겹 구성물의 구조에서의 원치않는 결점이 발생할 것이다. 그 결과, 선행 기술에 따라 제조된 함침된 섬유 밴드는 긴 연부를 따라 트리밍되어야 한다. 이것만이 추가 사용에 적합한 함침된 섬유 밴드를 제공하는 것을 가능하게 한다. 이는 장치 복잡성을 수반하는 추가의 가공처리 단계를 구성하고, 방법의 오류 가능성을 높이고 추가적인 작업 시간을 초래한다.

본 발명과 관련하여 "섬유 부피 함량"은, 섬유 밴드의 특정 영역 내의 섬유의 부피와, 열가소성 물질의 부피와 섬유의 부피의 합계의 비율을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 여기서 각 경우에 임의의 공기 내포물의 부피는 무시된다.

따라서, 우수한 습윤화는 함침된 섬유 밴드의 보다 높은 의도된 섬유 부피 함량을 달성하기가 더 어렵다. 전형적인 섬유 부피 함량은 30% 내지 70%의 범위, 바람직하게는 35% 내지 60%의 범위, 특히 바람직하게는 40% 내지 50%의 범위이다.

90%의 함침을 달성하기 위해, 즉 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%가 고려되는 길이 단면에서 각각 사용되는 열가소성 물질로 직접 둘러싸이기 위해, 폭 단면당 요망되는 섬유 부피 함량으로부터의 편차는 5% 이하, 바람직하게는 2% 이하여야 한다. 이는 열가소성 물질로의 섬유 밴드의 매우 균일한 습윤화를 필요로 한다.

진행 방향으로 섬유 밴드의 폭 단면은, 섬유 밴드의 전체 폭의 1%, 바람직하게는 0.5%, 특히 바람직하게는 0.2%, 매우 특히 바람직하게는 0.1%이지만, 적어도 0.5 mm 및 5 mm 이하이다.

그러나, 함침된 섬유 밴드의 트리밍의 또 다른 단점은, 고가의 출발 물질, 예를 들어 열가소성 매트릭스로서의 폴리카르보네이트 및 섬유 물질로서의 탄소 섬유 사용시 특히 중요한 물질의 손실이다.

WO 2012 123 302 A1에 개시된 장치는, 섬유 밴드의 습윤화가 단지 어렵게만 조정될 수 있다는 두번째 단점을 갖는다. 이것의 이유는, 함침 동안 지배적인 온도에서 사용된 열가소성 물질의 비교적 높은 점도 및 섬유의 응집에 기인하는 본질적으로 불균질한 섬유 밴드를 포함한다. 사용된 열가소성 물질의 점도는 10 내지 300 Pa*s이다. 그러나, 습윤화 동안 온도는 요망되는 바에 따라 증가될 수 없는데, 이는 이것이 상승된 에너지 소비 뿐만 아니라 열가소성 물질의 분해를 초래하기 때문이다. 섬유 밴드의 습윤화의 조정가능성의 부재는, 섬유 밴드가 종종 불충분하게 습윤화되는, 즉 고려되는 길이 단면에서 전체 섬유 밴드가 적어도 외향적으로 열가소성 물질에 의해 둘러싸이지 않고 폭 단면당 요망되는 섬유 부피 함량으로부터의 편차가 2% 초과, 심지어 5% 초과, 종종 10% 초과인 결과를 갖는다. 이러한 결점을 갖는 습윤화된 섬유 밴드는, 함침된 섬유 밴드의 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%가 각각 사용된 열가소성 물질로 함침되어 있는 함침된 섬유 밴드의 제조를 가능하게 하지 않는다. 각각 사용된 열가소성 물질로 함침되어 있는 함침된 섬유 밴드의 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%를 갖지 않는 함침된 섬유 밴드는 추가의 가공처리에 적합하지 않고, 따라서 스크랩으로서 폐기되어야 한다. 이는 물질 손실로 인한 비용 뿐만 아니라 사용불가 물질의 폐기를 위한 비용을 수반한다.

그러나, 열가소성 물질로의 섬유 밴드의 습윤화를 달성하기 위해 섬유 밴드 상의 열가소성 물질의 압력을 임의로 증가시키는 것 또한 불가능하다. 과도한 압력은, 과도한 열가소성 물질이 섬유 밴드의 측면으로부터 발생하는 결과를 갖고, 이는 또한 물질 손실을 통해 상승된 비용 및 습윤화된 섬유 밴드 및 함침된 섬유 밴드 둘 다의 감소된 치수 정확도를 초래한다.

이전에 설명된 바와 같이, 물질 손실의 비용은 특히 고가의 출발 물질, 예컨대 열가소성 매트릭스로서의 폴리카르보네이트 및 섬유 물질로서의 탄소 섬유 사용시 특히 중요하다.

폴리카르보네이트는, 이들의 높은 비용 뿐만 아니라, 전형적으로 사용되는 열가소성 물질에 비해, 크리핑 경향성이 거의 없고 따라서 일정한 응력 하에 균열되는 경향성을 갖는다는 추가의 단점을 갖는다. 이는 특히 연속 섬유를 포함하는 복합체에서의 사용에서 매우 문제가 되는데, 이는 플라스틱 매트릭스 내에 연속 섬유를 포함하는 복합체는 연속 섬유로 인해 일정한 응력 하에 있기 때문이다. 따라서, 지금까지, 폴리카르보네이트는 실제로, 무한 섬유를 포함하는 이러한 복합체에 대한 플라스틱 매트릭스로서 단지 부차적 역할을 했다.

그러나, 다른 전형적인 열가소성 물질, 예컨대 폴리아미드 또는 폴리프로필렌에 비해, 폴리카르보네이트는 고화 동안 감소된 부피 수축을 나타내기 때문에, 원칙적으로, 폴리카르보네이트의 응용 분야를 함침된 섬유 밴드를 또한 포함하도록 확대하는 것이 바람직하다. 폴리카르보네이트는 추가로, 다른 열가소성 물질에 비해 보다 높은 유리 전이 온도 Tg, 보다 큰 내열성 및 보다 낮은 수분 흡수를 나타낸다.

또한, 매트릭스 물질로서의 폴리카르보네이트를 포함하는 함침된 섬유 밴드는, 우수한 기계적 특성과 결합된 심미적으로 만족스런, 낮은 주름 표면을 갖는 다층 복합체를 제공하는 것을 가능하게 한다. 매트릭스 물질로서의 폴리카르보네이트를 포함하는 함침된 섬유 밴드로부터 구성된 이러한 다층 복합체는 금속-유사 촉각, 시각 및 청각 특성을 나타낸다.

이들 특성은 또한, 이러한 다층 복합체를 전자 장치, 특히 휴대용 전자 장치, 예컨대 랩탑 또는 스마트폰에 대한 하우징을 위한 하우징 물질로서, 및 자동차의 외부 및 내부 트림을 위해 적합하게 만드는데, 이는 이러한 다층 복합체가 기계적 하중을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 탁월한 외관을 제공하기 때문이다.

따라서, 폴리카르보네이트를 함침된 섬유 밴드의 제조에 적용가능하게 만들기 위해서는, 또한 섬유 밴드의 습윤화 동안 특별한 주의를 기울여야 하며, 이는 선행 기술에서는 보장되지 않은 것이다.

본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 극복하는 것이다.

본 발명의 특별한 목적은, 고려되는 길이 단면에서 전체 섬유 밴드가 적어도 외향적으로 열가소성 물질에 의해 둘러싸이도록, 또한 폭 단면당 요망되는 섬유 부피 함량으로부터의 편차가 5% 이하, 바람직하게는 2% 이하가 되도록 하는 비-습윤화된 섬유 밴드의 습윤화에 적합한 장치를 제공하는 것이다.

추가로, 이러한 습윤화를 일으키기 위해 필수적인 열가소성 물질의 과량은 바람직하게는, 비-습윤화된 섬유 밴드의 습윤화에 사용되는 모든 열가소성 물질의 양, 즉 함침된 섬유 밴드 내에서 부착되는 양 플러스 과량의 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 습윤화된 섬유 밴드로부터 제조된 이 함침된 섬유 밴드는 요망되는 정도의 함침을 달성하기 위해 트리밍을 필요로 하지 않는다.

본 발명에 따라 습윤화된 섬유 밴드로부터 제조된 함침된 섬유 밴드의 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%, 특히 바람직하게는 적어도 95%가 각각 사용된 열가소성 물질로 함침되는 것이 추가로 바람직하다. 함침된 섬유 밴드의 각각의 폭 단면에서 함침 정도가 함침된 섬유 밴드의 평균 함침 정도로부터 10% 이하만큼, 바람직하게는 5% 이하만큼, 특히 바람직하게는 2% 이하만큼 벗어나는 것이 추가로 바람직하다.

섬유 밴드가 함침 후 그의 긴 연부를 따라 트리밍되지 않을 것이라면, 이러한 함침 정도는 사용된 열가소성 물질로의 섬유 밴드의 우수한 습윤화만을 통해 달성가능하다.

본 발명의 추가의 목적은, 매트릭스 물질로서의 폴리카르보네이트를 사용하여 습윤화된 섬유 밴드를 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 이어서, 적어도 하나의 추가의 공정 단계, 특히 하나 이상의 함침 단계를 통해 이들 습윤화된 섬유 밴드로부터 함침된 섬유 밴드가 제조될 수 있다.

매트릭스 물질로서의 폴리카르보네이트를 갖는 습윤화된 섬유 밴드로부터 제조된 이들 함침된 섬유 밴드는, 그로부터 금속-유사 촉각, 시각 및 청각 특성 및 탁월한 외관 뿐만 아니라 기계적 하중을 견디는 능력을 갖는 다층 복합체의 제조를 가능하게 하기에 적합하다. 이에 따라, 이러한 다층 복합체는 전자 장치, 특히 휴대용 전자 장치, 예컨대 랩탑 또는 스마트폰에 대한 하우징을 위한 하우징 물질로서, 및 자동차의 외부 및 내부 트림을 위해 적합하다.

상기 목적은 본 발명의 주요 청구항에 따른 장치에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 장치는 열가소성 물질로 습윤화된 섬유 밴드의 제조를 위한 습윤화 포켓을 갖는 습윤화 다이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

습윤화 다이는 습윤화 슬롯의 개구의 2개의 수평 측방향 말단 각각에 각각의 습윤화 포켓을 갖는다.

이 경우, 습윤화 다이는 습윤화 슬롯의 개구의 2개의 수평 측방향 말단 각각에 인접하지만 그로부터 분리된 각각의 습윤화 포켓을 갖는다.

이러한 습윤화 포켓은 수평 방향으로 측방향으로 습윤화 슬롯의 개구에 직접 인접하고 습윤화된 섬유 밴드의 전진 방향으로 연속되고, 여기서 습윤화 포켓은 습윤화 슬롯에 비해 얕은 깊이를 갖고 단지 습윤화 슬롯을 통해 열가소성 물질의 공급에 연결된다. 평면도에서, 즉 다이 슬롯의 개구 상으로 수직으로 볼 때, 습윤화 포켓은, 반-원형, 반-타원형, 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 인접한 삼각형과 120° 내지 135°의 각도 A를 갖는 부분 원의 형상일 수 있다. 평면도에서, 습윤화 포켓이 반원형 또는 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 인접한 삼각형과 120° 내지 135°의 각도 A를 갖는 부분 원의 형태, 특히 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 인접한 삼각형과 120° 내지 135°의 각도 A를 갖는 부분 원의 형상인 것이 바람직하다. 전진 방향으로 부분 원의 윤곽에 인접하는 삼각형의 변은 부분 원으로부터 접선으로 진행된다. 이렇게 형성된 습윤화 포켓은, 특히 매트릭스 물질이 그 시점까지 비-습윤화된 또는 단지 약간 습윤화된 섬유 밴드와 접촉하게 되는 경우에 습윤화를 위해 충분한 매트릭스 물질을 보유하는 것 뿐만 아니라 과도한 습윤화를 피하기 위해 습윤화 정도가 증가됨에 따라 점점 감소하는 양의 매트릭스 물질을 제공하는 것을 가능하게 한다. 또한, 한 점으로 테이퍼링되는 삼각형의 말단은 이제 습윤화된 섬유 밴드와 습윤화 포켓의 매트릭스 물질 사이의 예리한 분리를 달성한다.

습윤화 슬롯의 개구의 2개의 측방향 말단에서 2개의 습윤화 포켓은 바람직하게는 전진 방향으로 서로에 대해 거울-대칭적으로 배열되고 구성되지만, 습윤화 슬롯의 개구의 2개의 측방향 말단에서 서로에 대해 거울-대칭적으로 배열되지 않은 습윤화 포켓을 제공하는 것 또한 가능하다. 습윤화 포켓의 반경 R은 사용된 열가소성 물질의 점도에 대해 적합화된다. 반경은 바람직하게는 0.5 mm 내지 2 mm, 특히 약 1 mm이다.

습윤화 다이가 서로에 대해 이동가능한 2개 이상의 부분으로부터 구성되는 것이 본 발명에 따라 바람직하다. 이러한 방식으로, 슬롯의 폭 및 그에 따라 또한 슬롯의 개구의 폭은 매트릭스 물질의 유형 및 조성 및 함침된 섬유 밴드의 제조 조건에 대해 적합화될 수 있다. 슬롯의 개구는 일반적으로 0.1 내지 1 mm의 폭을 갖는다.

본 발명과 관련하여 함침된 섬유 밴드는 적어도 50 wt%, 바람직하게는 적어도 70 wt%, 특히 바람직하게는 적어도 90 wt%의 범위로 하나 이상의 열가소성 물질로 이루어지는 매트릭스를 갖는다. 열가소성 물질은 바람직하게는 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 술폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 케톤, 예컨대 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르에테르에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤케톤, 폴리(에테르케톤-에테르케톤케톤) 및 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 시리즈 중 하나 이상으로부터 선택된다. 열가소성 폴리카르보네이트가 특히 바람직하다.

추가로, 매트릭스 물질은 최대 50.0 wt%, 바람직하게는 최대 30 wt%, 특히 바람직하게는 최대 10 wt%의 통상적 첨가제를 함유할 수 있다.

이들 군은, 폴리카르보네이트에 대해 통상적인 양으로 난연제, 드립방지제, 열 안정화제, 탈형제, 산화방지제, UV 흡수제, IR 흡수제, 대전방지제, 형광 증백제, 광-산란제, 착색제, 예컨대 안료, 예를 들면 무기 안료, 카본 블랙 및/또는 염료, 및 무기 충전제를 포함한다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 혼합물로 첨가될 수 있다.

폴리카르보네이트의 경우에 전형적으로 첨가되는 이러한 첨가제는, 예를 들어, EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재되어 있다.

본원에서 폴리카르보네이트를 언급하는 경우, 이는 또한 상이한 폴리카르보네이트의 혼합물로 이해된다. 또한, 폴리카르보네이트는 본원에서 포괄적 용어로 사용되며, 따라서 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 둘 다를 포함한다. 폴리카르보네이트는 또한 공지된 방식으로 선형이거나 분지형일 수 있다.

폴리카르보네이트는 70 wt%, 바람직하게는 80 wt%, 특히 바람직하게는 90 wt%의 범위로 또는 본질적으로, 특히 100 wt%의 범위로 선형 폴리카르보네이트로 이루어지는 것이 바람직하다.

폴리카르보네이트는 디페놀, 탄산 유도체 및 임의로 사슬 종결제 및 분지화제로부터 공지된 방식으로 제조될 수 있다. 폴리카르보네이트의 제조에 관한 세부사항은 적어도 약 40년 동안 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 왔다. 여기서는 예를 들어 문헌 [Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964], [D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, H. Nouvertne, BAYER AG, Polycarbonates in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, pages 648-718], 또한 마지막으로 [U. Grigo, K. Kirchner and P.R. Mueller Polycarbonate in BeckerBraun, Kunststoff-Handbuch, Volume 31, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, pages 117-299]을 참조할 수 있다.

방향족 폴리카르보네이트는, 예를 들어 디페놀과 카르보닐 할라이드, 바람직하게는 포스겐, 및/또는 방향족 디카르보닐 디할라이드, 바람직하게는 벤젠디카르보닐 디할라이드의 반응에 의해, 계면 방법에 의해, 임의로 사슬 종결제를 사용하여, 또한 임의로 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 분지화제를 사용하여 제조된다. 디페놀과 예를 들어 디페닐 카르보네이트의 반응에 의한 용융 중합 방법에 의한 제조 또한 가능하다. 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 디페놀은 예를 들어 히드로퀴논, 레조르시놀, 디히드록시디페닐, 비스(히드록시페닐)알칸, 비스(히드록시페닐)시클로알칸, 비스(히드록시페닐) 술피드, 비스(히드록시페닐) 에테르, 비스(히드록시페닐) 케톤, 비스(히드록시페닐) 술폰, 비스(히드록시페닐) 술폭시드, α,α'-비스(히드록시페닐)디이소프로필벤젠, 이사틴 유도체로부터 또는 페놀프탈레인 유도체로부터 유래된 프탈이미딘, 및 또한 이들의 고리-알킬화, 고리-아릴화 및 고리-할로겐화 화합물이다.

프탈이미드 기재의 디페놀의 경우, 예를 들어 2-아르알킬-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드 또는 2-아릴-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 예컨대 2-페닐-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 2-알킬-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 예컨대 2-부틸-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 2-프로필-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 2-에틸-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드 또는 2-메틸-3,3'-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드 및 또한 질소에서 치환된 이사틴 기재의 디페놀, 예컨대 3,3-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐-1H-인돌-2-온 또는 2,2-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐-1H-인돌-3-온의 사용이 바람직하다.

바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 디메틸비스페놀 A, 비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)메탄, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐) 술폰, 2,4-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다.

특히 바람직한 디페놀은 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 디메틸비스페놀 A이다.

이들 및 다른 적합한 디페놀은 예를 들어 US-A 3 028 635, US-A 2 999 825, US-A 3 148 172, US-A 2 991 273, US-A 3 271 367, US-A 4 982 014 및 US-A 2 999 846, DE-A 1 570 703, DE-A 2063 050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 및 DE-A 3 832 396, FR-A 1 561 518, 논문 [H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964] 및 또한 JP-A 620391986, JP-A 620401986 및 JP-A 1055501986에 기재되어 있다.

호모폴리카르보네이트의 경우에는 단지 하나의 디페놀이 사용되고, 코폴리카르보네이트의 경우에는 둘 이상의 디페놀이 사용된다.

적합한 탄산 유도체는, 예를 들어 포스겐 및 디페닐 카르보네이트이다. 폴리카르보네이트의 제조에서 사용될 수 있는 적합한 사슬 종결제는 모노페놀이다. 적합한 모노페놀은 예를 들어 페놀 자체, 알킬페놀, 예컨대 크레졸, p-tert-부틸페놀, 쿠밀페놀 및 이들의 혼합물이다.

바람직한 사슬 종결제는 선형 또는 분지형, 바람직하게는 비-치환된 C1- 내지 C30-알킬 라디칼로 또는 tert-부틸로 단일- 또는 다치환된 페놀이다. 특히 바람직한 사슬 종결제는 페놀, 쿠밀페놀 및/또는 p-tert-부틸페놀이다. 사용되는 사슬 종결제의 양은, 각 경우에 사용되는 디페놀의 몰 기준으로, 바람직하게는 0.1 내지 5 mol%이다. 사슬 종결제의 첨가는, 탄산 유도체와의 반응 전에, 반응 동안 또는 반응 후에 수행될 수 있다.

적합한 분지화제는 폴리카르보네이트 화학에서 공지되어 있는 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 화합물, 특히 3개 또는 3개 초과의 페놀성 OH 기를 갖는 것들이다.

적합한 분지화제는 예를 들어 1,3,5-트리(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄, 트리(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,4-비스(4-히드록시페닐이소프로필)페놀, 2,6-비스(2-히드록시-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)프로판, 테트라(4-히드록시페닐)메탄, 테트라(4-(4-히드록시페닐이소프로필)페녹시)메탄 및 1,4-비스((4',4-디히드록시트리페닐)메틸)벤젠 및 3,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.

임의적 사용을 위한 분지화제의 양은 바람직하게는 각 경우에 사용되는 디페놀의 몰 기준으로 0.05 mol% 내지 3.00 mol%이다. 분지화제는 수성 알칼리 상 중에서 디페놀 및 사슬 종결제와 함께 초기에 충전될 수 있거나, 또는 포스겐화 전에 유기 용매 중에 용해되어 첨가될 수 있다. 에스테르교환 방법의 경우, 분지화제는 디페놀과 함께 사용된다.

특히 바람직한 폴리카르보네이트는 비스페놀 A 기재의 호모폴리카르보네이트, 1,3-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 기재의 호모폴리카르보네이트 및 두 단량체 비스페놀 A 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 기재의 코폴리카르보네이트이다.

코폴리카르보네이트가 또한 사용될 수도 있다. 이들 코폴리카르보네이트를 제조하기 위해, 사용되는 디페놀의 총량 기준으로, 1 wt% 내지 25 wt%, 바람직하게는 2.5 wt% 내지 25 wt%, 특히 바람직하게는 2.5 wt% 내지 10 wt%의, 히드록시아릴옥시 말단 기를 갖는 폴리디오르가노실록산이 사용될 수 있다. 이들은 공지되어 있고 (US 3 419 634, US-PS 3 189 662, EP 0 122 535, US 5 227 449), 문헌 방법에 의해 제조가능하다. 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트가 또한 적합하고; 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트의 제조는 예를 들어 DE-A 3 334 782에 기재되어 있다.

폴리카르보네이트는 단독으로 또는 폴리카르보네이트의 혼합물로서 존재할 수 있다. 폴리카르보네이트 또는 블렌드 파트너로서 폴리카르보네이트 이외의 하나 이상의 플라스틱과 함께 폴리카르보네이트의 혼합물을 사용할 수도 있다.

사용될 수 있는 블렌드 파트너는 폴리아미드, 폴리에스테르, 특히 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락티드, 폴리에테르, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아세탈, 플루오로중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에테르 술폰, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 특히 폴리(메틸)메타크릴레이트, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤, 스티렌 중합체, 특히 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 특히 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 폴리비닐 클로라이드를 포함한다.

본 발명에 따라 적합한 폴리아미드 또한 공지되어 있거나, 문헌 방법에 의해 제조가능하다.

본 발명에 따라 적합한 폴리아미드는 공지된 호모폴리아미드, 코폴리아미드 및 이들 폴리아미드의 혼합물이다. 이들은 반결정질 및/또는 비정질 폴리아미드일 수 있다. 적합한 반결정질 폴리아미드는 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6 및 이들 성분의 혼합물 및 상응하는 공중합체를 포함한다. 또한, 산 성분이 전적으로 또는 부분적으로 테레프탈산 및/또는 이소프탈산 및/또는 수베르산 및/또는 세바스산 및/또는 아젤라산 및/또는 아디프산 및/또는 시클로헥산 디카르복실산으로 이루어진, 디아민 성분이 전적으로 또는 부분적으로 m- 및/또는 p-크실릴렌디아민 및/또는 헥사메틸렌디아민 및/또는 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디아민 및/또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민 및/또는 이소포론디아민으로 이루어진, 또한 그의 조성이 원칙적으로 공지되어 있는 반결정질 폴리아미드가 고려된다.

또한, 임의로 상기 언급된 출발 성분 중 하나 이상의 공동-사용과 함께, 전적으로 또는 부분적으로 고리 내에 7 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 락탐으로부터 제조된 폴리아미드를 언급할 수 있다.

특히 바람직한 반결정질 폴리아미드는 폴리아미드-6 및 폴리아미드-6,6 및 이들의 혼합물이다. 사용될 수 있는 비정질 폴리아미드는 공지된 생성물을 포함한다. 이들은 디아민, 예컨대 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, m- 및/또는 p-크실릴렌디아민, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 비스(4-아미노시클로헥실)프로판, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄, 3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실아민, 2,5- 및/또는 2,6-비스(아미노메틸)노르보르난 및/또는 1,4-디아미노메틸시클로헥산과 디카르복실산, 예컨대 옥살산, 아디프산, 아젤라산, 데칸디카르복실산, 헵타데칸디카르복실산, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸아디프산, 이소프탈산 및 테레프탈산의 중축합에 의해 얻어진다.

아미노카르복실산, 예컨대 e-아미노카프로산, w-아미노운데칸산 또는 w-아미노라우르산 또는 그의 락탐의 부가에 의해 제조된 공중합체와 같은, 둘 이상의 단량체의 중축합에 의해 얻어진 공중합체가 또한 적합하다.

특히 적합한 비정질 폴리아미드는, 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민 및 추가의 디아민, 예컨대 4,4-디아미노디시클로헥실메탄, 이소포론디아민, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2,5- 및/또는 2,6-비스(아미노메틸)노르보르넨으로부터; 또는 이소프탈산, 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 및 ε-카프로락탐으로부터; 또는 이소프탈산, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 및 라우로락탐으로부터; 또는 테레프탈산 및 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민으로 구성된 이성질체 혼합물로부터 제조된 폴리아미드이다.

순수 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 대신에, 하기로 구성된 기하 이성질체 디아민디시클로헥실메탄의 혼합물을 사용할 수도 있다:

70 내지 99 mol%의 4,4'-디아미노 이성질체,

1 내지 30 mol%의 2,4'-디아미노 이성질체 및

0 내지 2 mol%의 2,2'-디아미노 이성질체,

임의로 기술-등급 디아미노디페닐메탄의 수소화에 의해 얻어진 상응하게 보다 고도로 축합된 디아민. 이소프탈산의 30%까지 테레프탈산으로 대체될 수 있다.

폴리아미드는 바람직하게는 2.0 내지 5.0, 특히 바람직하게는 2.5 내지 4.0의 상대 점도 (25℃에서 m-크레졸 중 1 wt% 용액을 사용하여 측정됨)를 갖는다.

본 발명에 따라 적합한 열가소성 폴리우레탄 또한 공지되어 있거나, 문헌 방법에 의해 제조가능하다.

열가소성 폴리우레탄 (TPU)의 제조, 특성 및 응용의 개요는, 예를 들어 문헌 [Kunststoff Handbuch [G. Becker, D. Braun], volume 7 "Polyurethane", Munich, Vienna, Carl Hanser Verlag, 1983]에서 찾아볼 수 있다.

TPU는 통상적으로 선형 폴리올 (매크로디올), 예컨대 폴리에스테르, 폴리에테르 또는 폴리카르보네이트 디올, 유기 디이소시아네이트 및 단쇄, 거의 2관능성 알콜 (사슬 연장제)로부터 구성된다. 상기 TPU는 연속 또는 배치 방식으로 제조될 수 있다. 가장 널리 공지된 제조 방법은 벨트 방법 (GB-A 1 057 018) 및 압출기 방법 (DE-A 19 64 834)이다.

사용되는 열가소성 폴리우레탄은 하기의 반응 생성물이다:

I) 유기 디이소시아네이트

II) 폴리올

III) 사슬 연장제.

사용될 수 있는 디이소시아네이트 (I)는, 방향족, 지방족, 방향지방족, 헤테로시클릭 및 시클로지방족 디이소시아네이트 또는 이들 디이소시아네이트의 혼합물을 포함한다 (문헌 [HOUBEN-WEYL "Methoden der organischen Chemie", Volume E20 "Makromolekulare Stoffe", Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York 1987, pp. 1587-1593] 또는 [Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 to 136] 참조).

구체적 예는, 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 시클로지방족 디이소시아네이트, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 1-메틸-2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 또한 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 또한 상응하는 이성질체 혼합물, 방향족 디이소시아네이트, 예컨대 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트의 혼합물, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물, 우레탄-개질된 액체 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이토-1,2-디페닐에탄 및 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트를 포함한다. 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, > 96 wt%의 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 함량을 갖는 디페닐메탄 디이소시아네이트 이성질체 혼합물, 또한 특히 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트의 사용이 바람직하다. 언급된 디이소시아네이트는 단독으로 또는 서로와의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이들은 또한 최대 15 wt% (디이소시아네이트의 총량 기준)의 폴리이소시아네이트, 예를 들어 트리페닐메탄 4,4',4"-트리이소시아네이트 또는 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트와 함께 사용될 수 있다.

제레비티노프(Zerewitinoff)-활성 폴리올 (II)은 평균 1.8개 이상 내지 3.0개 이하의 제레비티노프-활성 수소 원자 및 500 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 500 내지 6000 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖는 것들이다.

이는, 아미노 기, 티올 기 또는 카르복실 기를 포함하는 화합물에 추가로, 특히 2 내지 3개, 바람직하게는 2개의 히드록실 기를 포함하는 화합물, 구체적으로 500 내지 10,000 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖는 것들, 특히 바람직하게는 500 내지 6000 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖는 것들, 예를 들어 히드록실-함유 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르아미드 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

적합한 폴리에테르 디올은, 알킬렌 라디칼 내에 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알킬렌 옥시드를 결합된 형태의 2개의 활성 수소 원자를 포함하는 출발물 분자와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 알킬렌 옥시드의 예는, 에틸렌 옥시드, 1,2-프로필렌 옥시드, 에피클로로히드린 및 1,2-부틸렌 옥시드 및 2,3-부틸렌 옥시드를 포함한다. 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 및 1,2-프로필렌 옥시드 및 에틸렌 옥시드의 혼합물의 사용이 바람직하다. 알킬렌 옥시드는 단독으로, 연속 교호로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 고려되는 출발물 분자는 예를 들어, 물, 아미노 알콜, 예컨대 N-알킬디에탄올아민, 예를 들어 N-메틸디에탄올아민, 및 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올을 포함한다. 임의로 출발물 분자의 혼합물을 사용할 수도 있다. 적합한 폴리에테롤은 추가로 테트라히드로푸란의 히드록실-함유 중합 생성물을 포함한다. 또한 삼관능성 폴리에테르가, 이관능성 폴리에테르 기준으로 0 내지 30 wt%의 비율로, 그러나 여전히 열가소성 가공처리가능한 생성물을 제공하는 양 이하로 사용될 수 있다. 본질적으로 선형인 폴리에테르 디올은 바람직하게는 500 내지 10,000 g/mol, 특히 바람직하게는 500 내지 6000 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖는다. 이들은 개별적으로 또는 서로와의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

적합한 폴리에스테르 디올은, 예를 들어, 2 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 디카르복실산, 및 다가 알콜로부터 제조될 수 있다. 고려되는 디카르복실산은 예를 들어, 지방족 디카르복실산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산 및 세바스산, 또는 방향족 디카르복실산, 예컨대 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산을 포함한다. 디카르복실산은 개별적으로 또는 혼합물로서, 예를 들어 숙신산, 글루타르산 및 아디프산 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 폴리에스테르 디올을 제조하기 위해, 디카르복실산 대신에 상응하는 디카르복실산 유도체, 예컨대 알콜 라디칼 내에 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산 디에스테르, 카르복실산 무수물 또는 카르복실산 클로라이드를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 다가 알콜의 예는, 2 내지 10개, 또한 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 글리콜, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 부탄-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올, 헥산-1,6-디올, 데칸-1,10-디올, 2,2-디메틸프로판-1,3-디올, 프로판-1,3-디올 및 디프로필렌 글리콜이다. 요망되는 특성에 따라, 다가 알콜은 단독으로 또는 서로와의 혼합물로 사용될 수 있다. 언급된 디올, 특히 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 부탄-1,4-디올 또는 헥산-1,6-디올과 탄산의 에스테르, ω-히드록시카르복실산, 예컨대 ω-히드록시카프로산의 축합 생성물 또는 락톤, 예를 들어 임의로 치환된 ω-카프로락톤의 중합 생성물이 또한 적합하다. 사용되는 폴리에스테르 디올은 바람직하게는 에탄디올 폴리아디페이트, 부탄-1,4-디올 폴리아디페이트, 에탄디올 부탄-1,4-디올 폴리아디페이트, 헥산-1,6-디올 네오펜틸 글리콜 폴리아디페이트, 헥산-1,6-디올 부탄-1,4-디올 폴리아디페이트, 및 폴리카프로락톤이다. 폴리에스테르 디올은 500 내지 10,000 g/mol, 특히 바람직하게는 600 내지 6000 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖고, 개별적으로 또는 서로와의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

제레비티노프-활성 폴리올 (III)은 소위 사슬 연장제이며, 평균 1.8 내지 3.0개의 제레비티노프-활성 수소 원자를 갖고 60 내지 500 g/mol의 수-평균 분자량

을 갖는 것이다. 이는, 아미노 기, 티올 기 또는 카르복실 기를 갖는 화합물 뿐만 아니라 2 내지 3개, 바람직하게는 2개의 히드록실 기를 갖는 것들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

사용되는 사슬 연장제는 60 내지 495 g/mol의 분자량을 갖는 디올 또는 디아민, 바람직하게는 2 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디올, 예를 들어 에탄디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜이다. 그러나, 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 글리콜과 테레프탈산의 디에스테르, 예를 들어 테레프탈산 비스-에틸렌 글리콜 또는 테레프탈산 비스-부탄-1,4-디올, 히드로퀴논의 히드록시알킬렌 에테르, 예를 들어 1,4-디(β-히드록시에틸)히드로퀴논, 에톡실화 비스페놀, 예를 들어 1,4-디(β-히드록시에틸)비스페놀 A, (시클로)지방족 디아민, 예컨대 이소포론디아민, 에틸렌디아민, 프로필렌-1,2-디아민, 프로필렌-1,3-디아민, N-메틸프로필렌-1,3-디아민, N,N'-디메틸에틸렌디아민 및 방향족 디아민, 예컨대 톨릴렌-2,4-디아민, 톨릴렌-2,6-디아민, 3,5-디에틸톨릴렌-2,4-디아민 또는 3,5-디에틸톨릴렌-2,6-디아민 또는 1급 모노-, 디-, 트리- 또는 테트라알킬-치환된 4,4'-디아미노디페닐메탄 또한 적합하다. 특히 바람직하게 사용되는 사슬 연장제는 에탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-디(β-히드록시에틸)히드로퀴논 또는 1,4-디(β-히드록시에틸)비스페놀 A이다. 상기 언급된 사슬 연장제의 혼합물을 사용할 수도 있다. 추가로, 비교적 소량의 트리올이 또한 첨가될 수 있다.

소위 사슬 종결제 또는 탈형 조제로서, 이소시아네이트에 대하여 일관능성인 화합물이, 열가소성 폴리우레탄 기준으로 최대 2 wt%의 비율로 사용될 수 있다. 적합한 화합물의 예는, 모노아민, 예컨대 부틸- 및 디부틸아민, 옥틸아민, 스테아릴아민, N-메틸스테아릴아민, 피롤리딘, 피페리딘 또는 시클로헥실아민, 모노알콜, 예컨대 부탄올, 2-에틸헥산올, 옥탄올, 도데칸올, 스테아릴 알콜, 다양한 아밀 알콜, 시클로헥산올 및 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르이다.

화합물 (II) 및 (III)의 상대적 양은 바람직하게는, (I)에서 이소시아네이트 기의 합계 대 (II) 및 (III)에서 제레비티노프-활성 수소 원자의 합계의 비율이 0.85:1 내지 1.2:1, 바람직하게는 0.95:1 내지 1.1:1이 되도록 선택된다.

본 발명에 따라 사용되는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 (TPU)는, 보조제 및 첨가제 물질로서, TPU의 총량 기준으로, 최대 20 wt%까지의 통상적 보조제 및 첨가제 물질을 포함할 수 있다. 전형적인 보조제 및 첨가제 물질은 촉매, 안료, 착색제, 난연제, 노화 및 풍화 영향에 대한 안정화제, 가소제, 활택제 및 탈형제, 정진균 및 정균 물질 및 충전제 및 이들의 혼합물이다.

적합한 촉매는, 선행 기술로부터 공지된 통상적 3급 아민, 예를 들어 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에톡시)에탄올, 디아자비시클로[2.2.2]옥탄 및 유사물, 및 또한 특히 유기 금속 화합물, 예컨대 티탄산 에스테르, 철 화합물 또는 주석 화합물, 예컨대 주석 디아세테이트, 주석 디옥토에이트, 주석 디라우레이트 또는 지방족 카르복실산의 디알킬주석 염, 예컨대 디부틸주석 디아세테이트 또는 디부틸주석 디라우레이트 또는 유사물이다. 바람직한 촉매는 유기 금속 화합물, 특히 티타네이트 에스테르, 철 화합물 및 주석 화합물이다. TPU 중의 촉매의 총량은 일반적으로 TPU의 총량 기준으로 약 0 내지 5 wt%, 바람직하게는 0 내지 2 wt%이다.

추가의 첨가 물질의 예는, 활택제, 예컨대 지방산 에스테르, 그의 금속 비누, 지방산 아미드, 지방산 에스테르 아미드 및 실리콘 화합물, 블록킹방지제, 억제제, 가수분해, 광, 열 및 변색에 대한 안정화제, 난연제, 염료, 안료, 무기 및/또는 유기 충전제 및 보강제이다. 보강제는 특히 섬유상 보강 물질, 예컨대 선행 기술 방법에 의해 제조되고 또한 크기조절될 수 있는 무기 섬유이다. 언급된 보조제 및 첨가제 물질에 대한 추가 정보는 전공 문헌, 예를 들어 논문 [J.H. Saunders and K.C. Frisch "High Polymers", Volume XVI, Polyurethane, Part 1 and 2, Interscience Publishers 1962/1964], ["Taschenbuch fuer Kunststoff-Additive", R. Gaechter and H. Mueller (Hanser Verlag Munich 1990)] 또는 DE-A 29 01 774에서 찾아볼 수 있다.

TPU 내로 혼입될 수 있는 추가의 첨가제는, 열가소성 물질, 예를 들어 폴리카르보네이트 및 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 삼원공중합체, 특히 ABS이다. 다른 엘라스토머, 예컨대 고무, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 및 다른 TPU가 또한 사용될 수 있다.

또한 혼입에 적합한 것은 상업적으로 입수가능한 가소제, 예컨대 포스페이트, 프탈레이트, 아디페이트, 세바케이트 및 알킬술폰산 에스테르이다.

본 발명에 따라 적합한 폴리에틸렌 또한 공지되어 있거나, 문헌 방법에 의해 제조가능하다. 폴리에틸렌은 PE-HD (HDPE), PE-LD (LDPE), PE-LLD (LLDPE), PE-HMW 뿐만 아니라 PE-UHMW일 수 있다.

본 발명에 따라 적합한 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 술폰, 폴리에테르이미드 및 폴리에테르 케톤 또한 공지되어 있거나, 문헌 방법에 의해 제조가능하다.

매트릭스에 사용되는 열가소성 물질에 열 안정화제 및 유동 개선제를 첨가하는 것이 일반적으로 유리할 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 섬유는 특히 천연 섬유 또는 인조 섬유 또는 둘의 혼합물이다. 천연 섬유는 바람직하게는 섬유상 광물 또는 식물성 섬유이고, 인조 섬유는 바람직하게는 무기 합성 섬유 또는 유기 합성 섬유이다. 유리, 탄소 또는 중합체 섬유가 본 발명에 따라 바람직하고, 또한 유리 또는 탄소 섬유가 바람직하다.

특히 50 GPa 초과, 바람직하게는 70 GPa 초과의 탄성률을 갖는 유리 섬유, 또는 특히 200 GPa 초과, 바람직하게는 230 GPa 초과의 탄성률을 갖는 탄소 섬유의 사용이 매우 특히 바람직하다. 이들 특성을 갖는 탄소 섬유가 특히 바람직하다. 이러한 탄소 섬유는, 예를 들어, 미츠비시 레이온 컴파니, 리미티드(Mitsubishi Rayon CO., LtD.)로부터 상표명 피로필(Pyrofil)로 상업적으로 입수가능하다.

습윤화된 섬유 밴드에서의 섬유 부피 함량은 30% 내지 70%, 바람직하게는 35% 내지 60%, 특히 바람직하게는 40 내지 50 vol%이다.

본 발명에 따라 습윤화된 섬유 밴드는, 고려되는 길이 단면에서 상기 섬유 밴드가 적어도 외향적으로 열가소성 물질에 의해 둘러싸인다는, 또한 폭 단면당 요망되는 섬유 부피 함량으로부터의 편차가 5% 이하, 바람직하게는 2% 이하라는 특징을 갖는다.

이러한 습윤화를 일으키기 위해 필수적인 열가소성 물질의 과량은, 비-습윤화된 섬유 밴드의 습윤화에 사용되는 모든 열가소성 물질의 양, 즉 함침된 섬유 밴드 내에서 부착되는 양 플러스 과량의 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 따라서, 습윤화된 섬유 밴드로부터 제조된 함침된 섬유 밴드를 요망되는 정도의 함침을 달성하기 위해 트리밍할 필요가 없다.

습윤화 다이에 적합한 물질은 특히 용이하게 기계처리가능한 템퍼링된 공구 강철, 예를 들어 강철 1.2311 또는 1.2312를 포함한다.

본 발명에 따른 방법은 WO 2012 123 302 A1에 기재된 방법, 특히 페이지 1 라인 26 내지 페이지 2 라인 22에 기재된 방법에 상응하며, 여기서 본 발명에 따른 방법에서는 본 발명에 따른 습윤화 다이가 사용된다.

함침된 섬유 밴드는 습윤화된 섬유 밴드로부터, 예를 들어 압력의 적용, 또한 예를 들어 롤 상의 섬유 밴드의 편향에 의해 얻어질 수 있다. 함침된 섬유 밴드는 바람직하게는 WO 2012 123 302 A1에 기재된 방법, 특히 페이지 11, 라인 23 내지 페이지 21, 라인 2 및 첨부 도에 기재된 방법에 따라 압력-전단 진동의 적용에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 방법으로 제조될 수 있는 함침된 섬유 밴드를 제공한다.

전형적인 함침된 섬유 밴드는 일반적으로 진행 방향으로 100 내지 3000 m의 길이, 60 내지 2100 mm, 바람직하게는 500 내지 1000 mm, 특히 바람직하게는 600 내지 800 mm의 폭, 및 100 내지 350 μm, 바람직하게는 120 내지 200 μm의 두께를 갖는다. 그러나, 상이한 치수를 갖는 함침된 섬유 밴드 또한 본 발명에 따른 장치에서 가공처리될 수 있다.

본 발명에 따른 함침된 섬유 밴드는, 함침된 섬유의 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%, 특히 바람직하게는 적어도 95%가 각각 사용된 열가소성 물질로 함침된다는 특징을 갖는다. 함침된 섬유 밴드의 각각의 폭 단면에서 함침 정도가 함침된 섬유 밴드의 평균 함침 정도로부터 10% 이하만큼, 바람직하게는 5% 이하만큼, 특히 바람직하게는 2% 이하만큼 벗어나는 것이 추가로 바람직하다.

본 발명에 따른 이러한 함침된 섬유 밴드는, 우수한 기계적 특성과 결합된 심미적으로 만족스런, 낮은 주름 표면을 갖는 다층 복합체를 제공하기에 특히 적합하다. 매트릭스 물질로서의 폴리카르보네이트를 포함하는 함침된 섬유 밴드로부터 구성된 이러한 다층 복합체는 금속-유사 촉각, 시각 및 청각 특성을 나타낸다.

이들 특성은 또한, 이러한 다층 복합체를 전자 장치, 특히 휴대용 전자 장치, 예컨대 랩탑 또는 스마트폰에 대한 하우징을 위한 하우징 물질로서, 또한 자동차의 외부 및 내부 트림을 위해 적합하게 만드는데, 이는 이러한 다층 복합체가 기계적 하중을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 탁월한 외관을 제공하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 또한 추가로, 본 발명에 따른 함침된 섬유 밴드로부터 제조된 다층 복합체를 제공한다.

도 1은, 간략화된 형태의, 반원형 습윤화 포켓을 갖는 본 발명에 따른 함침 다이의 단면을 나타내며, 여기서는 본 발명을 나타낸 실시양태로 제한하려는 어떠한 의도도 없다.

도 2는, 간략화된 형태의, 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 인접한 삼각형과 120° 부분 원의 형태의 습윤화 포켓을 갖는 본 발명에 따른 함침 다이의 단면을 나타내며, 여기서는 본 발명을 나타낸 실시양태로 제한하려는 어떠한 의도도 없다.

참조 번호는 하기 의미를 갖는다:

1 습윤화 포켓

2 습윤화 슬롯의 개구

3 습윤화 슬롯의 개구의 폭 w

4 전진 방향

5 각도 A

6 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 삼각형의 하나의 변을 나타내기 위한 개념적 라인

7 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 삼각형의 밑변을 나타내기 위한 개념적 라인

8 반경 R

Claims (11)

1. 열가소성 물질로 습윤화된 섬유 밴드의 제조를 위한 습윤화 슬롯(2)을 갖는 습윤화 다이로서, 습윤화 다이는 2개의 습윤화 포켓(1)을 포함하며, 여기서 습윤화 다이는 습윤화 슬롯의 개구(2)의 2개의 수평 측방향 말단 각각에 각각의 습윤화 포켓(1)을 갖는 것을 특징으로 하는, 습윤화 다이.
2. 제1항에 있어서, 평면도에서, 습윤화 포켓(1)이, 반-원형, 반-타원형, 또는 전진 방향으로 한 점으로 테이퍼링되는 인접한 삼각형과 120° 내지 135°의 각도 A를 갖는 부분 원의 형상인 것을 특징으로 하는, 습윤화 다이.
3. 제2항에 있어서, 습윤화 포켓(1)의 반경 R이 0.5 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 약 1 mm인 것을 특징으로 하는, 습윤화 다이.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 습윤화 다이가 템퍼링된 공구 강철로 제조된 것을 특징으로 하는, 습윤화 다이.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 습윤화 다이가 서로에 대해 이동가능한 2개 이상의 부분으로부터 구성되는 것을 특징으로 하는, 습윤화 다이.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 물질로 습윤화된 섬유 밴드의 제조 방법.
7. 제1 단계에서 제6항에 따라 열가소성 물질로 습윤화된 섬유 밴드를 제조하고, 추가의 단계에서 압력의 적용에 의해 또는 압력-전단 진동의 적용에 의해 함침을 수행하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 물질로 함침된 섬유 밴드의 제조 방법.
8. 중합체로 함침된 섬유 밴드로서, 열가소성 물질로 함침된 섬유 밴드의 모든 섬유의 표면적의 적어도 90%, 특히 바람직하게는 적어도 95%가 각각 사용된 열가소성 물질로 함침되는 것을 특징으로 하는, 함침된 섬유 밴드.
9. 제8항에 있어서, 함침된 섬유 밴드의 각각의 폭 단면에서 함침 정도가 함침된 섬유 밴드의 평균 함침 정도로부터 10% 이하만큼, 바람직하게는 5% 이하만큼, 특히 바람직하게는 2% 이하만큼 벗어나는 것을 특징으로 하는, 열가소성 물질로 함침된 섬유 밴드.
10. 제8항 또는 제9항에 청구된 바와 같은 함침된 섬유 밴드로부터 제조된 다층 복합체.
11. 자동차의 외부 및 내부 트림을 위한 및 전자 장치, 바람직하게는 휴대용 전자 장치, 특히 바람직하게는 랩탑 또는 스마트폰에 대한 하우징을 위한 하우징 물질로서의 제10항에 청구된 바와 같은 다층 복합체의 용도.

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