NO337091B1 - Process for producing a thermoplastic material-wrapped composite strand. - Google Patents

Process for producing a thermoplastic material-wrapped composite strand. Download PDF

Info

Publication number
NO337091B1
NO337091B1 NO20051835A NO20051835A NO337091B1 NO 337091 B1 NO337091 B1 NO 337091B1 NO 20051835 A NO20051835 A NO 20051835A NO 20051835 A NO20051835 A NO 20051835A NO 337091 B1 NO337091 B1 NO 337091B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fibers
chemical treatment
strand
composite
thermoplastic
Prior art date
Application number
NO20051835A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20051835L (en
Inventor
Andrew B Woodside
Original Assignee
Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of NO20051835L publication Critical patent/NO20051835L/en
Priority claimed from US08/695,404 external-priority patent/US5789822A/en
Priority claimed from US08/695,909 external-priority patent/US6533882B1/en
Priority claimed from PCT/US1997/013915 external-priority patent/WO1998006551A2/en
Application filed by Owens Corning Fiberglass Corp filed Critical Owens Corning Fiberglass Corp
Publication of NO337091B1 publication Critical patent/NO337091B1/en

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Foreliggende søknad er avdelt fra norsk patentsøknad nr. 19990608 og angår en fremgangsmåte for fremstilling av et komposittprodukt. Mer spesielt angår søknaden en fremgangsmåte for å fremstille en termoplastisk materiale-omhyllet komposittstreng. The present application is separated from Norwegian patent application no. 19990608 and concerns a method for producing a composite product. More particularly, the application relates to a method for producing a thermoplastic material-sheathed composite string.

Fibre eller fibrøse materialer benyttes ofte som armering i komposittmaterialer. Glass-og andre keramiske fibre fremstilles vanligvis ved å tilføre keram i smeltet form til en bøssing, å trekke fibre fra bøssingen, å gjennomføre en kjemisk behandling som liming på de trukne, keramiske fibre og så å samle de limte fibre til en lunte eller en streng. Det finnes generelt tre kjente typer kjemiske behandlingssystemer, nemlig oppløsnings-middel-baserte systemer, smelte-baserte systemer og strålingsherde-baserte systemer. Fibers or fibrous materials are often used as reinforcement in composite materials. Glass and other ceramic fibers are usually produced by adding ceramic in molten form to a bushing, pulling fibers from the bushing, carrying out a chemical treatment such as gluing the drawn ceramic fibers and then collecting the glued fibers into a fuse or a string. There are generally three known types of chemical treatment systems, namely solvent-based systems, melt-based systems and radiation-curing-based systems.

Rent generelt inkluderer de oppløsningsmiddel-baserte, kjemiske behandlingssystemer organiske materialer som er vandige oppløsninger (for eksempel oppløst, suspendert eller på annen måte dispergert i vann), så vel som de som er oppløst i organiske opp-løsningsmidler. US 5 055 119, 5 034 276 og 3 473 950 er eksempler på slik kjemisk behandling. Oppløsningsmidlet (det vil si vann, organisk oppløsningsmiddel eller annet egnet oppløsningsmiddel) benyttes for å redusere viskositeten i den kjemiske behandlingsmasse for å lette fukting av glassfibrene. Oppløsningsmidlet er i det vesentlige ikke-reagerbart med de andre bestanddeler i den kjemiske behandlingsmasse og drives ut av denne etter fukting av glassfibrene. I hver prosess for påføring av oppløsnings-middel-baserte, kjemiske behandlingsmasser blir en ytre varmekilde eller en annen ytre kilde benyttet for å fordampe eller på annen måte å fjerne vann eller annet oppløsnings-middel fra den pålagte kjemiske behandlingsmasse og etterlater et belegg av organisk materiale på glassfibrene. En mangel ved en oppløsningsmiddel-basert prosess er at det tilføyde trinn som omfatter fjerning av oppløsningsmidlet, øker produksjonsomkost-ningene. I tillegg er enkelte organiske oppløsningsmidler meget brennbare i dampform og utgjør i seg selv en brannrisiko. Nok et problem med oppløsningsmiddel-baserte systemer er at det er meget vanskelig, hvis ikke helt umulig, å fjerne alt oppløsnings-middel fra en påført kjemisk behandlingsmasse. Derfor er de oppløsningsmiddel-baserte, kjemiske behandlinger begrenset av praktiske grunner til de systemer der ethvert gjenværende oppløsningsmiddel som etterlates i belegget av organisk materiale som er tilbake på fibrene, i det vesentlige ikke har noen ugunstig virkning. In general, the solvent-based chemical treatment systems include organic materials that are aqueous solutions (eg, dissolved, suspended, or otherwise dispersed in water), as well as those dissolved in organic solvents. US 5 055 119, 5 034 276 and 3 473 950 are examples of such chemical treatment. The solvent (ie water, organic solvent or other suitable solvent) is used to reduce the viscosity of the chemical treatment mass to facilitate wetting of the glass fibres. The solvent is essentially non-reactive with the other components in the chemical treatment mass and is driven out of it after wetting the glass fibres. In each process for applying solvent-based chemical treatment compounds, an external heat source or other external source is used to evaporate or otherwise remove water or other solvent from the applied chemical treatment compound, leaving a coating of organic material on the glass fibers. A shortcoming of a solvent-based process is that the added step of removing the solvent increases production costs. In addition, some organic solvents are highly flammable in vapor form and pose a fire risk in themselves. Another problem with solvent-based systems is that it is very difficult, if not completely impossible, to remove all solvent from an applied chemical treatment mass. Therefore, the solvent-based chemical treatments are limited for practical reasons to those systems where any residual solvent left in the coating of organic material left on the fibers has essentially no adverse effect.

Med tidligere, smelte-baserte kjemiske behandlinger blir organiske faststoffer av termoplasttypen smeltet og bragt på glassfibre. US 4 567 102, 4 537 610, 3 783 001 og 3 473 950 beskriver eksempler på slik kjemisk behandling. En mangel ved tidligere smelte-baserte prosesser er energiomkostningene i forbindelse med smeltingen av de kjemiske behandlingsmasser. De organiske faststoffer som benyttes med kjente, smelte-baserte systemer smeltes ved relativt høye temperaturer for at de smeltede, organiske faststoffer skal kunne bringes på glassfibrene. De høye temperaturer trenges fordi de organiske faststoffer som tidligere har vært benyttet, har relativt høye molekylvekter. Slike høye smeltetemperaturer gir også risiko for arbeidere for forbrenning på grunn av utstyret som benyttes for å smelte plastmaterialet og på grunn av det smeltede plastmaterialet per se. I tillegg er spesialisert utstyrt karakteristisk nødvendig for å legge på og på annen måte å behandle det smeltede, høytemperatur plastmaterialet. With previous, melt-based chemical treatments, organic solids of the thermoplastic type are melted and applied to glass fibres. US 4,567,102, 4,537,610, 3,783,001 and 3,473,950 describe examples of such chemical treatment. A shortcoming of previous melting-based processes is the energy costs in connection with the melting of the chemical treatment masses. The organic solids used with known melt-based systems are melted at relatively high temperatures so that the melted organic solids can be brought onto the glass fibres. The high temperatures are needed because the organic solids that have previously been used have relatively high molecular weights. Such high melting temperatures also present a risk to workers of burns due to the equipment used to melt the plastic material and due to the melted plastic material per se. In addition, specialized equipment is typically required to apply and otherwise process the molten, high-temperature plastic material.

Strålingsherdings-basert kjemisk behandling er karakteristisk gjennomført ved hjelp av akrylat-baserte, organiske kjemikalier, enten med eller uten oppløsningsmiddel, og som herdes med ultrafiolett stråling via en fotoinitiator. US 5 171 634 og 5 011 523 beskriver eksempler på slik kjemisk behandling. En vesentlig mangel ved prosesser som benytter kjemisk behandling er at bestrålingen som benyttes, for eksempel ultrafiolett stråling, og den kjemiske behandlingsmasse som benyttes, for eksempel akrylater, er relativt risikofylt og krever ofte spesiell behandling og spesielle sikkerhetsforholds-regler. Enkelte av disse prosesser, for eksempel den som er beskrevet i US 5 171 634, krever at strålingsherdingen gjentas et antall ganger for å oppnå maksimal fordel. Hvert ytterligere strålingsherdetrinn øker den involverte risiko og føyer ytterligere omkostninger til de gamle. Videre representerer strålingsherdbar, termoherdeplast og de nød-vendige fotoinitiatorer, et høyt spesialisert område for termoherdekjemien. Som et resultat er slik strålingsherdet, kjemisk behandlingsmasse kostbar og generelt ikke kompatibel med forskjellige klasser av matriksharpikser. Radiation-curing-based chemical treatment is characteristically carried out using acrylate-based, organic chemicals, either with or without solvent, and which are cured with ultraviolet radiation via a photoinitiator. US 5,171,634 and 5,011,523 describe examples of such chemical treatment. A significant shortcoming of processes that use chemical treatment is that the irradiation used, for example ultraviolet radiation, and the chemical treatment mass used, for example acrylates, are relatively risky and often require special treatment and special safety rules. Some of these processes, such as that described in US 5,171,634, require the radiation curing to be repeated a number of times to achieve maximum benefit. Each additional radiation hardening step increases the risk involved and adds additional costs to the old ones. Furthermore, radiation-curable, thermosetting plastics and the necessary photoinitiators represent a highly specialized area of thermosetting chemistry. As a result, such radiation-cured chemical curing compounds are expensive and generally not compatible with various classes of matrix resins.

EP 0657395 B og EP 0657396 B viser fremgangsmåter for fremstilling av komposittmateriale bestående av belagte glasfibre som blant annet omfatter trinn å tildanne et antall glassfibre, påføre av en kjemisk behandlingsmasse på fibrene og oppvarming av den massen for eventuell polymerisering/herding, under dannelse av belagte fibre. EP 0657395 B and EP 0657396 B show methods for the production of composite material consisting of coated glass fibers which, among other things, include the steps of forming a number of glass fibers, applying a chemical treatment mass to the fibers and heating that mass for eventual polymerization/hardening, forming coated fibers.

For å fremstille komposittdeler blir strenger av glassfibre ofte behandlet ytterligere i en off-line-impregneringsprosess med en polymerharpiks. Harpiksen kan være en termo-herder, enten en- eller todelt, eller en termoplast. I et eksempel blir tidligere tildannede og limte, kontinuerlige glassfibre impregnert med en termoherdende harpiks og så trukket gjennom en oppvarmet pultruderingsdyse for å herde harpiksen og å fremstille komposittgjenstanden som stigeskinner. I en slik off-line-prosess må de kontinuerlige glassfibre separeres på en eller annen måte for å tillate impregnering av harpiksen mellom fibrene, og så føres sammen. Dette krav resulterer så å si bestandig i bruken av ytterligere materiale som spredestenger, impregneringsbad og tørke- eller herdeovner. Disse typer prosesser har mangelen av at de føyer omkostninger og kompleksitet til prosessen. I tillegg kan ekstra behandling av glassfibrene føre til brekkasje av de individuelle glassfilamenter og derved en nedbrytning og forringelse av egenskapene i komposittgjenstanden. Mens derfor slike off-line-prosesser kan være effektive, er de tidkrevende og lite effektive (krever for eksempel ytterligere prosesstrinn), og derfor også kostbare. To produce composite parts, strands of glass fibers are often further treated in an off-line impregnation process with a polymer resin. The resin can be a thermoset, either one- or two-part, or a thermoplastic. In one example, previously formed and bonded continuous glass fibers are impregnated with a thermosetting resin and then drawn through a heated pultruding die to harden the resin and produce the composite article as ladder rails. In such an off-line process, the continuous glass fibers must be separated in some way to allow impregnation of the resin between the fibers, and then brought together. This requirement almost always results in the use of additional material such as spreading rods, impregnation baths and drying or curing ovens. These types of processes have the disadvantage that they add cost and complexity to the process. In addition, additional treatment of the glass fibers can lead to breakage of the individual glass filaments and thereby a breakdown and deterioration of the properties of the composite object. While such off-line processes can therefore be effective, they are time-consuming and inefficient (e.g. requiring additional process steps), and therefore also expensive.

I henhold til dette foreligger det et behov i denne teknikk for sikrere, mer effektive og mere kostnadseffektive prosesser for påføring av en kjemisk behandlingsmasse på glassfibre, der viskositeten for den kjemiske behandlingsmasse er lav nok til tilstrekkelig å fukte glassfibrene uten behovet for oppløsningsmiddel, der den kjemiske behandling ikke krever bestrålingsherding og viskositeten for den påførte, kjemiske behandlingsmasse øker under dannelse av meget lite, hvis overhodet, vann, flyktig organisk karbon (VOC) eller andre oppløsningsmiddeldamper, og der de resulterende, kjemisk behandlede fibre er egnet for etterfølgende bearbeiding til en komposittgjenstand. Det foreligger også et behov for en in-line-prosess for tildanning av på forhånd impregnerte glasskomposittstrenger fra et antall kontinuerlig tildannede glassfibre som kjemisk behandles på denne måte, der den resulterende prepregstreng er egnet for etterfølgende in-line- eller off-line-bearbeiding til en komposittgjenstand. Accordingly, there is a need in this technique for safer, more efficient and more cost-effective processes for applying a chemical treatment compound to glass fibers, where the viscosity of the chemical treatment compound is low enough to sufficiently wet the glass fibers without the need for a solvent, where the chemical treatment does not require radiation curing and the viscosity of the applied chemical treatment compound increases while producing very little, if any, water, volatile organic carbon (VOC) or other solvent vapors, and where the resulting chemically treated fibers are suitable for subsequent processing into a composite object. There is also a need for an in-line process for forming pre-impregnated glass composite strands from a number of continuously formed glass fibers which are chemically treated in this way, where the resulting prepreg strand is suitable for subsequent in-line or off-line processing to a composite object.

Bruken av kompositter med fiber-armerte polymermatrikser er utbredt. Fiber-armerte, polymere komposittprodukter er fremstilt ved bruk av et antall prosesser og materialer. Som nevnt ovenfor involverer en slik prosess impregnering av en eller flere av strengene eller bunter av armeringsfibre (for eksempel glassfibre, syntetiske fibre eller enkelte andre armeringsfibre) med et termoplastisk materiale, og anvendelse av den resulterende komposittstreng til støping av en komposittgjenstand. Disse komposittstrenger har vært benyttet i form av kontinuerlige tråder (det vil si lange strenglengder) og diskrete pellets (det vil si korte strenglengder). Fibrene fra komposittstrengene gir armeringen og det termoplastiske materialet utgjør i det minste en del av matriksen for komposittgj enstanden. The use of composites with fiber-reinforced polymer matrices is widespread. Fiber-reinforced polymeric composite products are manufactured using a number of processes and materials. As mentioned above, such a process involves impregnating one or more of the strands or bundles of reinforcing fibers (for example, glass fibers, synthetic fibers or some other reinforcing fibers) with a thermoplastic material, and using the resulting composite strand to mold a composite article. These composite strands have been used in the form of continuous strands (that is, long strand lengths) and discrete pellets (that is, short strand lengths). The fibers from the composite strands provide the reinforcement and the thermoplastic material forms at least part of the matrix for the composite object.

Det er ønskelig at hver fiberstreng er fullt impregnert med det termoplastiske matriksmaterialet, det vil si at det termoplastiske materialet i det vesentlige er jevnt fordelt over hver bunt av fibre og mellom fibrene. På grunn av at alle fibre starter omgitt av matriksmaterialet, kan de fullt impregnerte fiberstrenger støpes mindre kostbart og mere effek tivt og de tilsvarende komposittgjenstander kan vise forbedrede egenskaper. Imidlertid er det vanskelig og tidkrevende fullt ut å impregnere fiberstrenger med karakteristiske, termoplastiske matriksmaterialer (for eksempel konstruksjonstermoplaster). Fullt ut å impregnere strenger ved høye gjennomløpshastigheter er spesielt vanskelig, spesielt ved gjennomløpshastigheter som karakteristisk foreligger under fremstilling av kontinuerlige tildannede glassarmeringsfibre. It is desirable that each fiber strand is fully impregnated with the thermoplastic matrix material, that is to say that the thermoplastic material is essentially evenly distributed over each bundle of fibers and between the fibers. Due to the fact that all fibers start surrounded by the matrix material, the fully impregnated fiber strands can be cast less expensively and more effectively and the corresponding composite objects can show improved properties. However, it is difficult and time-consuming to fully impregnate fiber strands with characteristic thermoplastic matrix materials (for example construction thermoplastics). Fully impregnating strands at high throughput rates is particularly difficult, especially at throughput rates typically present during the manufacture of continuous formed glass reinforcing fibers.

I et forsøk på fullt ut å impregnere kontinuerlig tildannede glassfiberstrenger, har antallet fibre som har vært benyttet for å tildanne hver streng (det vil si fiberdensiteten) vært redusert fra en typisk densitet på rundt 2000 fibre pr. streng til 1200 fibre pr. streng eller mindre, for å redusere den tid det tar å impregnere hver enkelt fiberstreng. Ved imidlertid å redusere antallet fibre i hver streng som bearbeides til et gitt tidspunkt, kan fremstillingsmengden og omkostningseffektiviteten for prosessen påvirkes ugunstig. I tillegg er full impregnering selv ved slik lavere strengdensitet fremdeles tilstrekkelig tidkrevende til å forhindre at sågar strenger med den lavere densitet blir fullt impregnert og bearbeidet ved de høye gjennomløpshastigheter som karakteristisk opptrer ved fremstilling av kontinuerlige armeringsfibre av glass. In an attempt to fully impregnate continuously formed fiberglass strands, the number of fibers used to form each strand (that is, the fiber density) has been reduced from a typical density of around 2000 fibers per string to 1200 fibers per strand or less, to reduce the time it takes to impregnate each fiber strand. However, by reducing the number of fibers in each strand being processed at a given time, the production volume and cost efficiency of the process can be adversely affected. In addition, full impregnation even at such a lower strand density is still sufficiently time-consuming to prevent even strands with the lower density from being fully impregnated and processed at the high throughput rates that characteristically occur in the production of continuous reinforcing fibers of glass.

I et forsøk på å oppnå høyere gjennomløp impregnerer en kjent prosess kun partielt fiberstrengen, og belegger strengen på enhetlig måte med termoplastisk matriksmateriale og etterlater en sentral kjerne av fibre som ikke er impregnert med termoplast. Denne belegning og partiell impregnering av strengen gjennomføres ved å trekke strengen gjennom det som tidligere har vært kalt en "trådbelegnings"-innretning. Tråd-belegningsinnretninger som beskrevet i US 5 451 355 inkluderer karakteristisk en ekstruder for tilmatning av smeltet termoplastmatriksmateriale og en dyse med en innløpsåpning, en utløpsåpning og et belegningskammer mellom disse. Ekstruderen tilveiebringer smeltet, termoplastisk materiale til belegningskammeret. Strengen belegges og impregneres partielt med det termoplastiske matriksmaterialet etter hvert som det passerer gjennom belegningskammeret og belegningen omgjøres til et enhetlig sjikt når den belagte streng passerer gjennom utløpsmunningen i dysen. Den resulterende belagte streng benyttes enten i form av en tråd (det vil si i kompresjonsstøpe-anvendelser) eller kuttes til diskrete pellets (det vil si i injeksjonsstøpeanvendelser). Fordi strengen kun er partielt impregnert med det termoplastiske matriksmaterialet, kan strengen bearbeides ved relativt høye gjennomløp. In an attempt to achieve higher throughput, a known process only partially impregnates the fiber strand, uniformly coating the strand with thermoplastic matrix material and leaving a central core of fibers that is not impregnated with thermoplastic. This coating and partial impregnation of the string is accomplished by pulling the string through what has previously been called a "wire coating" device. Wire coating devices as described in US 5,451,355 typically include an extruder for feeding molten thermoplastic matrix material and a die with an inlet opening, an outlet opening and a coating chamber therebetween. The extruder supplies molten thermoplastic material to the coating chamber. The strand is coated and partially impregnated with the thermoplastic matrix material as it passes through the coating chamber and the coating is converted into a uniform layer when the coated strand passes through the outlet in the nozzle. The resulting coated strand is either used in the form of a strand (ie in compression molding applications) or cut into discrete pellets (ie in injection molding applications). Because the strand is only partially impregnated with the thermoplastic matrix material, the strand can be processed at relatively high throughputs.

Imidlertid oppviser disse partielt impregnerte, tråd-belagte strenger også et antall problemer på grunn av den sentral kjerne av ikke-impregnerte fibre. Når de foreligger i pelletform, har fibrene i den sentrale, ikke-impregnerte kjerne en tendens til å falle ut av termoplastbelegget. Når strengen foreligger i form av en tråd, er kjernefibrene mindre tilbøyelige til å falle ut, men kjernen av disse belagte tråder må fremdeles impregneres i en viss grad for å optimalisere egenskapene for den resulterende komposittgjenstand. Impregnering av den sentrale kjerne av slike tråd-belagte tråder under støping kan være vanskelig og tidkrevende hvis ikke umulig som praktisk arbeid. Således kan støping med tråd-belagte tråder forårsake en reduksjon av de totale produksjonshastigheter i stedet for en ønsket økning. However, these partially impregnated, wire-coated strands also present a number of problems due to the central core of non-impregnated fibers. When in pellet form, the fibers in the central, non-impregnated core tend to fall out of the thermoplastic coating. When the strand is in the form of a thread, the core fibers are less likely to fall out, but the core of these coated threads must still be impregnated to some extent to optimize the properties of the resulting composite article. Impregnation of the central core of such wire-coated wires during casting can be difficult and time-consuming if not impossible as a practical work. Thus, casting with wire-coated wires may cause a decrease in overall production rates rather than a desired increase.

Det foreligger derfor et behov for å kunne produsere fullt impregnert fiberstrenger ved ennå høyere gjennomløpshastigheter, selv når hver streng har en relativt høy fiber-densitet, der de resulterende komposittstrenger, enten i tråd- eller pelletform, er egnet for støping av fiber-armerte termoplastgjenstander. There is therefore a need to be able to produce fully impregnated fiber strands at even higher throughput rates, even when each strand has a relatively high fiber density, where the resulting composite strands, either in wire or pellet form, are suitable for molding fiber-reinforced thermoplastic objects .

En gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik kjemisk behandlingsmasse for fibre, for eksempel glassfibre, som i det vesentlige er fri for ikke-omsatt oppløsnings-middel. En annen gjenstand er å oppnå en oppløsningsmiddelfri, kjemisk behandlingsmasse som er i det vesentlige ikke-fotoavbindende. Nok en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik kjemisk behandlingsmasse som har en øket fukteevne. Nok en gjenstand er å tilveiebringe en oppløsningsmiddelfri, kjemisk behandlingmasse som kan herdes eller har sin viskositet redusert ved pålegging av varmeenergi på den kjemiske behandlingsmasse som er avsatt på fibre. An object of the invention is to provide such a chemical treatment mass for fibres, for example glass fibres, which is essentially free of unreacted solvent. Another object is to obtain a solvent-free chemical treatment composition which is substantially non-photosetting. Another object of the invention is to provide such a chemical treatment mass which has an increased wetting ability. Yet another object is to provide a solvent-free chemical treatment composition which can be cured or have its viscosity reduced by the application of heat energy to the chemical treatment composition deposited on fibers.

Nok en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fordelaktig prosess for påføring av en kjemisk behandlingsmasse på fibre slik at de belagte fibre kan omdannes til komposittstrenger som kan benyttes ved tildanning av komposittgjenstander. En ytterligere gjenstand er å tilveiebringe en slik prosess som gir fibre som grundig er impregnert med den kjemiske behandlingsmasse. Another object of the invention is to provide an advantageous process for applying a chemical treatment mass to fibers so that the coated fibers can be converted into composite strands which can be used in the formation of composite objects. A further object is to provide such a process which provides fibers which are thoroughly impregnated with the chemical treatment mass.

Disse mål og formål oppnås ved en fremgangsmåte for fremstilling av en termoplastisk materiale-omhyllet komposittstreng som angitt i krav 1. These aims and objectives are achieved by a method for producing a thermoplastic material-sheathed composite string as stated in claim 1.

Det kan beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av et komposittprodukt, en slik komposittstreng eller en støpt gjenstand fremstilt fra et slikt strengprodukt, generelt omfattende tilveiebringelse av et termoplast-omhyllet komposittstrengmateriale for anbringelse i et matriksmateriale. Den termoplast-omhyllede kompositt fremstilles ved trinn som omfatter: påføring av en kjemisk behandlingsmasse i en mengde tilstrekkelig til å belegge i det vesentlige alle av et antall fibre omfattende armeringsfibre for å danne preimpregnerte fibre, der den kjemiske behandlingsmasse er kompatibel med matriksmaterialet; samling av de preimpregnerte fibre til en preimpregnert streng med det kjemiske behandlingsmiddel anordnet mellom i det vesentlige alle av antallet fibre; og omhylling av den preimpregnerte streng ved en prosess inkludert trådbelegning av den preimpregnerte streng med et termoplastisk materiale for å tildanne et termoplastisk belegg og å forme det termoplastiske belegg til en termoplastisk hylse for derved å tildanne en termoplast-omhyllet komposittstreng. A method for manufacturing a composite product, such a composite string or a molded article made from such a string product may be described, generally comprising providing a thermoplastic-encased composite string material for placement in a matrix material. The thermoplastic sheathed composite is prepared by steps comprising: applying a chemical treatment compound in an amount sufficient to coat substantially all of a plurality of fibers comprising reinforcing fibers to form prepreg fibers, wherein the chemical treatment compound is compatible with the matrix material; assembling the prepreg fibers into a prepreg strand with the chemical treatment agent disposed between substantially all of the plurality of fibers; and sheathing the prepreg strand by a process including wire coating the prepreg strand with a thermoplastic material to form a thermoplastic coating and forming the thermoplastic coating into a thermoplastic sleeve to thereby form a thermoplastic sheathed composite strand.

I en utførelsesform blir den termoplast-omhyllede komposittstreng kuttes til lengder for å danne et antall pellets. Alternativt kan den termoplast-omhyllede komposittstreng pakkes som en tråd. I en utførelsesform inkluderer armeringsfibrene på forhånd tildannede armeringsfibre. Antallet fibre kan også omfatte matriksfibre. Fremgangsmåten kan også videre omfatte trinn som fremstilling av armeringsfibre ved en prosess som omfatter kontinuerlig tildanning av armeringsfibre fra smeltet glass eller på forhånd tildanning av matriksfibre fra et polymermateriale. Eventuelt kan metoden omfatte fremstilling av armeringsfibre in-line ved en prosess som inkluderer kontinuerlig tildanning av armeringsfibre fra et smeltet glassmateriale. Den kjemiske behandling som benyttes ved en slik måte kan omfatte vann og et organisk materiale i en mengde som utstyrer den på forhånd impregnerte streng med et innhold av organisk materiale fra rundt 2 til rundt 25 vekt-%, der i det vesentlige alt vann i det kjemiske behandlingsmiddel er fordampet før samlingstrinnet. Det organiske materialet kan være et faststoff eller en væske dispergert eller emulgert i vannet. Mere spesielt er innholdet av organiske materiale fra rundt 2 til rundt 15 vekt-%, og fordampingstrinnet omfatter oppvarming av den kjemiske behandlingsmasse efter påføringstrinnet og aller helst angår fremgangsmåten et innhold av organisk materiale fra rundt 6 til rundt 7 vekt-%, der oppvarmingstrinnet tilveiebringer varmeenergi til den kjemiske behandlingsmasse fra en ytre kilde eller fra et antall fibre. I en utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse termo-avbindende og fremstillingen av det termoplast-omhyllede komposittstrengmaterialet omfatter videre trinnet med partiell herding av den kjemiske behandlingsmasse etter påføringstrinnet. Den kjemiske behandlingmasse er fortrinnsvis i det vesentlige oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoavbindende og det organiske materialet omfatter en filmdanner og et koblingsmiddel. I en utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse termoplastisk, filmdanneren inkluderer en lavmolekyl-vektstermoplastpolymer og koblingsmidlet inkluderer et funksjonalisert, organisk substrat. I en ytterligere utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse termo-avbindende, filmdanneren inkluderer minst en av en multifunksjonell monomer og en lavmolekylvektsmonofunksjonell monomer og koblingsmidlet inkluderer et funksjonalisert, organisk substrat. Metoden kan videre omfatte kombinering av den termoplast-omhyllede komposittstreng med matriksmateriale for å danne en komposittformulering og støping av denne. Videre kan metoden omfatte tildanning av termoplast-omhyllet komposittstreng til pellets og støping av disse pellets kombinert med et harpiksholdig matriksmateriale for å danne en fiber-armert komposittgjenstand. In one embodiment, the thermoplastic sheathed composite strand is cut into lengths to form a number of pellets. Alternatively, the thermoplastic sheathed composite string can be wrapped as a wire. In one embodiment, the reinforcing fibers include preformed reinforcing fibers. The number of fibers may also include matrix fibers. The method can also further include steps such as the production of reinforcing fibers by a process which includes the continuous formation of reinforcing fibers from molten glass or the prior formation of matrix fibers from a polymer material. Optionally, the method may comprise the production of reinforcing fibers in-line by a process which includes continuous formation of reinforcing fibers from a molten glass material. The chemical treatment used in such a manner may comprise water and an organic material in an amount which provides the pre-impregnated strand with an organic material content of from about 2 to about 25% by weight, where essentially all water in the chemical treatment agent is evaporated before the collection step. The organic material can be a solid or a liquid dispersed or emulsified in the water. More particularly, the content of organic matter is from about 2 to about 15% by weight, and the evaporation step comprises heating the chemical treatment mass after the application step, and most preferably the method relates to a content of organic matter from about 6 to about 7% by weight, where the heating step provides heat energy to the chemical treatment mass from an external source or from a number of fibres. In one embodiment, the chemical treatment mass is thermo-setting and the production of the thermoplastic-sheathed composite string material further comprises the step of partially curing the chemical treatment mass after the application step. The chemical treatment mass is preferably essentially solvent-free and essentially non-photobinding and the organic material comprises a film former and a coupling agent. In one embodiment, the chemical treatment composition is thermoplastic, the film former includes a low molecular weight thermoplastic polymer and the coupling agent includes a functionalized organic substrate. In a further embodiment, the chemical treatment composition is thermosetting, the film former includes at least one of a multifunctional monomer and a low molecular weight monofunctional monomer and the coupling agent includes a functionalized organic substrate. The method may further comprise combining the thermoplastic-sheathed composite strand with matrix material to form a composite formulation and molding this. Furthermore, the method may comprise forming thermoplastic-sheathed composite string into pellets and molding these pellets combined with a resinous matrix material to form a fiber-reinforced composite article.

I tillegg beskrives det et komposittprodukt omfattende et antall termoplast-omhyllede komposittstrenger som kan benyttes ved tildanning av en fiber-armert komposittgjenstand inneholdende et matriksmateriale, der hver termoplast-omhyllede komposittstreng omfatter en på forhånd impregnert streng omfattende et antall samlede fibre inkludert armeringsfibre i det vesentlige belagt med en termoplast eller et termo-avbindende kjemisk behandlingsmiddel som er kompatibelt med matriksmaterialet. I en utførelsesform omfatter komposittproduktet pellets som er kuttet fra komposittstrengene der den kjemiske behandlingsmasse holder antallet av samlede fibre sammen i disse pellets. Alternativt kan komposittstrengene pakkes i trådform. Fortrinnsvis er antallet samlede fibre innen området rundt 1500 til rundt 10 000 og aller helst fra rundt 2000 til rundt 4000. Antallet samlede fibre kan eventuelt inkludere matriksfibre fremstilt fra et termplastmateriale. I en utførelsesform omfatter den kjemiske behandlingsmasse et organisk materiale og hver på forhånd impregnerte streng har et innhold av organisk materiale fra rundt 2 til 25 vekt-%, fortrinnsvis fra rundt 2 til rundt 15% og aller helst fra rundt 6 til rundt 7 vekt-%. Den kjemiske behandlingsmasse kan være termoplastisk, i det vesentlige oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoavbindende, og omfatte (i) en filmdanner inneholdende et lavmolekylvektstermoplastisk polymermateriale og In addition, there is described a composite product comprising a number of thermoplastic-encased composite strands which can be used when forming a fibre-reinforced composite object containing a matrix material, where each thermoplastic-encased composite strand comprises a pre-impregnated strand comprising a number of aggregate fibers including reinforcing fibers in the main coated with a thermoplastic or a thermosetting chemical treatment agent compatible with the matrix material. In one embodiment, the composite product comprises pellets cut from the composite strands where the chemical treatment compound holds the number of aggregate fibers together in these pellets. Alternatively, the composite strands can be wrapped in wire form. Preferably, the number of total fibers is within the range of about 1,500 to about 10,000 and most preferably from about 2,000 to about 4,000. The number of total fibers may optionally include matrix fibers made from a thermoplastic material. In one embodiment, the chemical treatment compound comprises an organic material and each pre-impregnated strand has an organic material content of from about 2 to about 25% by weight, preferably from about 2 to about 15% and most preferably from about 6 to about 7% by weight %. The chemical treatment composition may be thermoplastic, substantially solvent-free and substantially non-photosetting, and comprise (i) a film former containing a low molecular weight thermoplastic polymer material and

(ii) et koblingsmiddel inneholdende et funksjonalisert, organisk substrat. (ii) a coupling agent containing a functionalized organic substrate.

Alternativt kan den kjemiske behandlingsmasse være termo-avbindende, i det vesentlig oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoavbindende, og omfatte (i) en filmdanner inneholdende minst en av en multifunksjonell monomer og en lavmolekylvektsmonofunksjonell monomer og Alternatively, the chemical treatment composition may be thermo-setting, substantially solvent-free and substantially non-photosetting, and comprise (i) a film former containing at least one of a multifunctional monomer and a low molecular weight monofunctional monomer and

(ii) et koblingsmiddel inneholdende et funksjonalisert, organisk substrat. (ii) a coupling agent containing a functionalized organic substrate.

Antallet komposittstrenger kan støpes med et matriksmateriale. The number of composite strings can be molded with a matrix material.

Videre beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av et komposittprodukt og denne metode omfatter: påføring av en termo-avbindende eller termoplastisk, kjemisk behandlingsmasse på et antall fibre inkludert glass- eller syntetiske armeringsfibre for å danne fibre belagt med påført kjemisk behandlingsmasse, idet denne i det vesentlige er oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoavbindende; og oppvarming av den påførte, kjemiske behandlingsmasse for å redusere viskositeten i i det minste en del av den påførte masse eller herde i det minste partielt den påførte, kjemiske behandlingsmasse eller begge deler, under dannelse av belagte fibre. Den kjemiske behandlingsmasse kan påføres i en mengde fra rundt 0,1 til rundt 1 vekt-% for å lime antallet av fibre, eller i en mengde fra rundt 2% til rundt 25 vekt-% for å preimpregnere antallet fibre. Fibrene kan videre omfatte polymere matriksfibre. I en utførelsesform omfatter armeringsfibrene glassarmeringsfibre og oppvarmingstrinnet omfatter tilførsel av varmeenergi til den påførte kjemiske behandlingsmasse fra glassarmeringsfibrene der glassarmeringsfibrene har en temperatur fortrinnsvis fra rundt 150°C til rundt 350°C og fortrinnsvis fra rundt 200°C til rundt 300°C, under påføringstrinnet. Armeringsfibrene kan omfatte på forhånd dannede armeringsfibre, der fremgangsmåten videre omfatter et trinn med forvarming av de på forhånd dannede armeringsfibre. Videre kan armeringsfibrene omfatte glassfibre der metoden videre omfatter tildanning av glassfibre fra en kilde for smeltet glassarmeringsmateriale og der oppvarmingstrinnet omfatter tilførsel av varmeenergi bibeholdt i glassarmeringsfibrene fra tildanningstrinnet til den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Oppvarmingstrinnet kan inkludere tilførsel til den påførte, kjemiske behandlingsmasse av varmeenergi fra en kilde utvendig for antallet av fibre. I en utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse termoherdende og varmetrinnet herder i det minste en del av den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Alternativt er den kjemiske behandlingsmasse termoplastisk og oppvarmingstrinnet reduserer viskositeten for i det minste del av den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Metoden kan videre omfatte et trinn med samling av de belagte fibre til en komposittstreng og oppvarmingstrinnet kan inntre etter samletrinnet. Den kjemiske behandlingsmasse kan inneholde et organisk materiale og komposittstrengen ha et innhold av organiske materiale fra rundt 2 til rundt 25 vekt-%. Metoden kan også inkludere et trinn med tildanning av komposittstrengen til en komposittgjenstand med antallet av fibre anordnet i en matriks tildannet i det minste delvis ved den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Antallet av fibre inkluderer polymere matriksfibre som utgjør i det minste en del av matriksen i komposittgjenstanden. Tildanningstrinnet kan videre gjennomføres in-line med samletrinnet. I tillegg kan armeringsfibre og matriksfibre sammenfiltres for å gi antallet av fibre. Påføringstrinnet kan involvere samtidig belegning av armeringsfibrene og matriksfibrene med den kjemiske behandlingsmasse. Furthermore, a method for producing a composite product is described and this method comprises: applying a thermo-setting or thermoplastic chemical treatment compound to a number of fibers including glass or synthetic reinforcing fibers to form fibers coated with applied chemical treatment compound, this essentially is solvent-free and substantially non-photosetting; and heating the applied chemical treatment mass to reduce the viscosity of at least a portion of the applied mass or at least partially cure the applied chemical treatment mass or both, forming coated fibers. The chemical treatment compound can be applied in an amount from about 0.1 to about 1% by weight to glue the number of fibers, or in an amount from about 2% to about 25% by weight to preimpregnate the number of fibers. The fibers can further comprise polymeric matrix fibers. In one embodiment, the reinforcing fibers comprise glass reinforcing fibers and the heating step comprises supplying heat energy to the applied chemical treatment mass from the glass reinforcing fibers where the glass reinforcing fibers have a temperature preferably from about 150°C to about 350°C and preferably from about 200°C to about 300°C, during the application step . The reinforcing fibers may comprise previously formed reinforcing fibers, where the method further comprises a step of preheating the previously formed reinforcing fibers. Furthermore, the reinforcing fibers may comprise glass fibers where the method further comprises the formation of glass fibers from a source of molten glass reinforcing material and where the heating step comprises the supply of heat energy retained in the glass reinforcing fibers from the formation step to the applied chemical treatment mass. The heating step may include supplying the applied chemical treatment mass with heat energy from a source external to the number of fibers. In one embodiment, the chemical treatment compound is thermosetting and the heat step cures at least part of the applied chemical treatment compound. Alternatively, the chemical treatment compound is thermoplastic and the heating step reduces the viscosity of at least part of the applied chemical treatment compound. The method can further include a step of gathering the coated fibers into a composite strand and the heating step can occur after the gathering step. The chemical treatment mass may contain an organic material and the composite string may have an organic material content of from about 2 to about 25% by weight. The method may also include a step of forming the composite strand into a composite article with the number of fibers arranged in a matrix formed at least in part by the applied chemical treatment mass. The number of fibers includes polymeric matrix fibers which constitute at least part of the matrix in the composite article. The formation step can also be carried out in-line with the assembly step. In addition, reinforcing fibers and matrix fibers can be entangled to give the number of fibers. The application step may involve simultaneous coating of the reinforcing fibers and the matrix fibers with the chemical treatment compound.

Det beskrives også en apparatur for gjennomføring av de ovenfor beskrevne metoder. An apparatus for carrying out the methods described above is also described.

Det beskrives også en kjemisk behandlingsmasse for påføring på fibre for bearbeiding til en komposittstreng som kan benyttes for anordning i et matriksmateriale under dannelse av en fiber-armert komposittgjenstand og der den kjemiske behandlingsmasse omfatter: en filmdanner omfattende minst en av en multifunksjonell monomer og en lavmolekylvektsmonofunksjonell monomer; og et koblingsmiddel omfattende et funksjonalisert, organisk substrat. Den kjemiske behandlingsmasse er termo-avbindbar, i det minste partielt varmeherdbar, i det vesentlige oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoavbindbar. Eventuelt kan behandlingsmassen inkludere et bearbeidingshjelpemiddel, for eksempel en epoksy funksjonell viskositetsmodifiserer eller butoksyetylstearat. I en utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse varmeherdbar ved en temperatur fra rundt 150°C til rundt 350°C. Filmdanneren kan omfatte en monomer valgt blant polyesteralkyd, epoksyharpikser og forbindelser inneholdende funksjonelle glycidyletergrupper. Filmdanneren kan også omfatte minst en valgt blant uretaner, vinylestere, aminosyre, reaktive Deals Alder-specier og Cope-omarrangerings-forbindelser. Fortrinnsvis har den kjemiske behandlingsmasse en viskositet opptil 300 cPs ved en temperatur i området rundt 93°C til rundt 110°C. It also describes a chemical treatment mass for application to fibers for processing into a composite strand which can be used for arrangement in a matrix material to form a fiber-reinforced composite article and where the chemical treatment mass comprises: a film former comprising at least one of a multifunctional monomer and a low molecular weight monofunctional monomer; and a coupling agent comprising a functionalized organic substrate. The chemical treatment mass is thermo-settable, at least partially heat-curable, substantially solvent-free and substantially non-photo-settable. Optionally, the treatment mass may include a processing aid, for example an epoxy functional viscosity modifier or butoxyethyl stearate. In one embodiment, the chemical treatment compound is heat curable at a temperature of from about 150°C to about 350°C. The film former may comprise a monomer chosen from polyester alkyd, epoxy resins and compounds containing functional glycidyl ether groups. The film former may also comprise at least one selected from urethanes, vinyl esters, amino acids, reactive Deals Alder species and Cope rearrangement compounds. Preferably, the chemical treatment mass has a viscosity of up to 300 cPs at a temperature in the range of about 93°C to about 110°C.

Videre beskrives en kjemisk behandlingsmasse for påføring på fibre for bearbeiding til en komposittstreng som kan benyttes for anordning i et matriksmateriale for å danne en fiber-armert komposittgjenstand der den kjemiske behandlingsmasse omfatter en filmdanner omfattende minst et termoplastisk lavmolekylvektspolymermateriale og et koblingsmiddel omfattende et funksjonalisert, organisk substrat der den kjemiske behandlingsmasse er termoplastisk, i det vesentlige oppløsningsmiddelfri og i det vesentlige ikke foto-avbindende. Eventuelt kan behandlingshjelpemidlet omfatte et bearbeidingshjelpemiddel. Den termoplastiske lavmolekylvektspolymer kan omfatte en krakket polyester eller et polyamid der polyesteren eller polyamidet fortrinnsvis er valgt blant polyetylentereftalat, polybutylentereftalat og nylon. I en utførelsesform omfatter behandlingsmassen et bearbeidingshjelpemiddel inkludert en monomerekvivalent valgt blant di-n-butyltereftalat, dibenzoatester av 1,4-butandiol, dietyltereftalat, dibenzoatester av etylenglykol, kaprolakton, addukt av adipoylklorid og n-aminoheksan og addukt av 1,6-heksandiamin og heksanoylklorid. Fortrinnsvis har den kjemiske behandlingsmasse en viskositet opptil rundt 300 cPs ved en temperatur i området rundt 93°C til rundt 110°C. Furthermore, a chemical treatment mass is described for application to fibers for processing into a composite strand that can be used for arrangement in a matrix material to form a fiber-reinforced composite article where the chemical treatment mass comprises a film former comprising at least a thermoplastic low molecular weight polymer material and a coupling agent comprising a functionalised, organic substrate where the chemical treatment mass is thermoplastic, substantially solvent-free and substantially non-photo-binding. Optionally, the processing aid may comprise a processing aid. The thermoplastic low molecular weight polymer may comprise a cracked polyester or a polyamide where the polyester or polyamide is preferably selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and nylon. In one embodiment, the treatment composition comprises a processing aid including a monomer equivalent selected from di-n-butyl terephthalate, dibenzoate esters of 1,4-butanediol, diethyl terephthalate, dibenzoate esters of ethylene glycol, caprolactone, adduct of adipoyl chloride and n-aminohexane and adduct of 1,6-hexanediamine and hexanoyl chloride. Preferably, the chemical treatment composition has a viscosity of up to about 300 cPs at a temperature in the range of about 93°C to about 110°C.

Andre gjenstander, trekk og fordeler ved de forskjellige aspekter av fremgangsmåten vil bli åpenbare fra den følgende detaljerte beskrivelse av fremgangsmåten og dens foretrukne utførelsesformer i sammenheng med de vedlagte, illustrerende tegninger, der: Figur 1 er en perspektivskisse av en utførelsesform av en apparatur for kjemisk behandling av fibre som kontinuerlig dannes fra et smeltet materiale og er egnet for fremstilling av en komposittgjenstand; Other objects, features and advantages of the various aspects of the method will become apparent from the following detailed description of the method and its preferred embodiments in conjunction with the accompanying illustrative drawings, in which: Figure 1 is a perspective sketch of an embodiment of an apparatus for chemical treatment of fibers which are continuously formed from a molten material and are suitable for making a composite article;

figur 2 er en perspektivskisse av en annen utførelsesform av et system for kjemisk behandling av fibre der en varmegiver er anordnet mellom en fiberdannende mekanisme og en kjemikaliebehandlingsapplikator; figure 2 is a perspective view of another embodiment of a system for chemical treatment of fibers in which a heater is arranged between a fiber forming mechanism and a chemical treatment applicator;

figur 3 er en perspektivskisse av en ytterligere utførelsesform av en apparatur for kjemisk behandling av fibre som kontinuerlig dannes fra et smeltet materiale og på forhånd dannede fibre som trekkes fra fiberpakker; Figure 3 is a perspective view of a further embodiment of an apparatus for chemically treating fibers continuously formed from a molten material and preformed fibers drawn from fiber bundles;

figur 4 er en perspektivskisse av en utførelsesform av en apparatur for fremstilling og deretter hakking av en termoplast-omhyllet komposittstreng av på forhånd impregnerte armeringsfibre til et antall pellets egnet for støping til en termoplastisk, fiber-armert komposittgjenstand; Figure 4 is a perspective view of an embodiment of an apparatus for manufacturing and then chopping a thermoplastic-sheathed composite strand of pre-impregnated reinforcing fibers into a number of pellets suitable for molding into a thermoplastic fiber-reinforced composite article;

figur 5 er et planriss av en oppviklingsinnretning for oppvikling av en termoplast-omhyllet komposittstreng til en trådpakke egnet for støping til en fiber-armert, termoplastisk komposittgjenstand; og Figure 5 is a plan view of a winding device for winding a thermoplastic sheathed composite strand into a wire package suitable for molding into a fiber-reinforced thermoplastic composite article; and

figur 6 er en perspektivskisse av en ytterligere utførelsesform av en apparatur for fremstilling og så hakking av en termoplast-omhyllet komposittstreng av på forhånd impregnerte fibre til et antall pellets egnet for støping til en fiber-armert termoplastkomposittgjenstand. Figure 6 is a perspective view of a further embodiment of an apparatus for making and then chopping a thermoplastic-sheathed composite strand of pre-impregnated fibers into a number of pellets suitable for molding into a fiber-reinforced thermoplastic composite article.

Oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser. Solvent-free, chemical treatment compounds.

Et generelt trekk ved fremgangsmåten angår i det vesentlige oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser for påføring på fibre som skal bearbeides til komposittgjenstander. En eller flere kjemiske behandlingsmasser kan bringes på fibrene, for eksempel med en eller flere konvensjonelle applikatorer, for for eksempel å lime og/eller forimpregnere et tilstrekkelig antall armeringsfibre for å oppnå de ønskede komposittegenskaper. A general feature of the method concerns essentially solvent-free, chemical treatment masses for application to fibers to be processed into composite objects. One or more chemical treatment compounds can be applied to the fibers, for example with one or more conventional applicators, for example to glue and/or prepreg a sufficient number of reinforcing fibers to achieve the desired composite properties.

Mere spesielt blir fibre eller filamenter limt og/eller forimpregnert med en kjemisk behandlingsmasse. Denne har en lav viskositet, er i det vesentlige fri for ikke-reagerende oppløsningsmiddel og herdes ikke ved aktinisk stråling. Den lave viskositet kan oppnås ved å velge bestanddeler med relativt lav molekylvekt for den kjemiske behandlingsmasse. More particularly, fibers or filaments are glued and/or pre-impregnated with a chemical treatment compound. This has a low viscosity, is essentially free of non-reacting solvent and does not harden by actinic radiation. The low viscosity can be achieved by choosing components with a relatively low molecular weight for the chemical treatment mass.

Varmeenergi kan benyttes for å redusere viskositeten og å forbedre fukteevnen for den kjemiske behandlingsmasse efter at denne er bragt på fibrene. I tillegg eller alternativt kan varmeenergi benyttes for å øke molekylvekten i eller på annen måte herde (for eksempel tverrbinde eller på annen måte å øke molekylvekten for), den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Alternativt tilføres ingen varmeenergi til den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Uansett hvorvidt varme benyttes, er det liten, hvis overhodet noen generering av vanndamp, flyktig organisk karbon (VOC)-damp eller annen oppløsningsmiddeldamp. Heat energy can be used to reduce the viscosity and improve the wetting ability of the chemical treatment mass after it has been applied to the fibres. In addition or alternatively, heat energy can be used to increase the molecular weight of, or otherwise cure (for example cross-link or otherwise increase the molecular weight of), the applied chemical treatment mass. Alternatively, no heat energy is supplied to the applied chemical treatment mass. Regardless of whether or not heat is used, there is little, if any, generation of water vapor, volatile organic carbon (VOC) vapor, or other solvent vapor.

De resulterende, kjemisk behandlede fibre er egnet for tildanning av en komposittstreng, for eksempel en forimpregnert streng eller såkalt prepreg. Komposittstrengen kan deretter behandles in-line eller off-line til en komposittgjenstand med armeringsfibre anordnet i et polymert matriksmateriale. The resulting chemically treated fibers are suitable for forming a composite string, for example a prepreg or so-called prepreg. The composite strand can then be processed in-line or off-line into a composite object with reinforcing fibers arranged in a polymeric matrix material.

En apparatur egnet for fremstilling av en eller flere komposittstrenger i tråd- eller pelletform som er egnet for støping til en fiber-armert, termoplastisk komposittgjenstand inkluderer en kilde for armeringsfibre og, eventuelt, en kilde for en eller flere andre fibertyper. En slik kilde er en bøssing av smeltet armeringsmateriale (for eksempel glass) hvorfra kontinuerlige armeringsfibre kan trekkes i tilstrekkelig antall til å danne minst en andel av, hvis ikke hele strengen. Det kan også være ønskelig at kilden for armeringsfibre er en eller flere spoler eller andre pakker av på forhånd tildannede armeringsfibre. En kilde for på forhånd fremstilte armeringsfibre kan benyttes i kombinasjon med en kilde for kontinuerlig tildannede armeringsfibre. Fiberkilden kan også inkludere matriksfibre som fremstilles kontinuerlig, for eksempel fra en bøssing eller en spinner og/eller tildannes på forhånd og leveres i egnede forpakninger som spoler. An apparatus suitable for producing one or more composite strands in wire or pellet form suitable for molding into a fiber-reinforced thermoplastic composite article includes a source for reinforcing fibers and, optionally, a source for one or more other fiber types. One such source is a bushing of molten reinforcing material (eg glass) from which continuous reinforcing fibers can be drawn in sufficient numbers to form at least a proportion of, if not the entire strand. It may also be desirable for the source of reinforcing fibers to be one or more coils or other packages of previously formed reinforcing fibers. A source for previously produced reinforcing fibers can be used in combination with a source for continuously formed reinforcing fibers. The fiber source can also include matrix fibers that are produced continuously, for example from a bushing or a spinner and/or preformed and supplied in suitable packages such as spools.

Der glassarmeringsfibre tildannes, former fiber-tildanningsmekanismen fibrene fra en kilde for smeltet glassfibermateriale, for eksempel en konvensjonell glassfiberfrem-stillingsbøssing. Fiberdannelsensoperasjonen kan gjennomføres off-line fra eller in-line med resten av apparaturen. Når fibrene som tildannes er glassarmeringsfibre, tildanner fiberfremstillingsmekanismen fibrene fra en kilde for smeltet glass som armeringsfiber-materiale. I en utførelsesform tildanner fiberfremstillingmekanismen fibrene slik at de gir varmeenergi en viss tid efter at de er fremstilt. Where glass reinforcing fibers are formed, the fiber forming mechanism forms the fibers from a source of molten glass fiber material, for example a conventional glass fiber manufacturing bushing. The fiber formation operation can be carried out off-line from or in-line with the rest of the apparatus. When the fibers being formed are glass reinforcing fibers, the fiber forming mechanism forms the fibers from a source of molten glass as reinforcing fiber material. In one embodiment, the fiber manufacturing mechanism forms the fibers so that they provide heat energy for a certain time after they are manufactured.

En applikator benyttes for påføring av kjemisk behandlingsmasse på i det vesentlige alle fibre. Applikatoren kan være av en hvilken som helst konvensjonell type eller enhver annen konstruksjon som er egnet for påføring av den ønskede type av og mengde av kjemisk behandlingsmasse. Applikatoren kan være anordnet in-line med fiberfremstillingsmekanismen for påføring av kjemisk behandlingsmasse på fibrene under dannelse av et antall belagte fibre. Applikatoren legger på den kjemiske behandlingsmasse som er i det vesentlige fri for oppløsningsmiddel og i det vesentlige ikke-fotoavbindende. An applicator is used for applying chemical treatment compound to essentially all fibres. The applicator may be of any conventional type or any other construction suitable for the application of the desired type and amount of chemical treatment compound. The applicator may be arranged in-line with the fiber manufacturing mechanism for applying chemical treatment compound to the fibers while forming a number of coated fibers. The applicator applies the chemical treatment compound which is essentially solvent-free and essentially non-photo-binding.

Apparaturen ifølge beskrivelsen inkluderer et applikatorsystem som legger den kjemiske behandlingsmasse på når fibrene befinner seg ved en høyere temperatur enn den for den pålagte kjemiske behandlingsmasse. Når denne masse legges på, har fibrene en tilstrekkelig høy temperatur til å tilveiebringe nok varmeenergi til å bringe den på-førte masse til lavere viskositet eller til i det minste partiell varmeherding (hvis for eksempel den kjemiske behandlingsmasse er en varme-avbindende type) eller begge deler. Temperaturen i fibrene når den kjemiske masse bringes på, er imidlertid ikke tilstrekkelig til å forårsake signifikant dekomponering av den påførte masse. Tempe-raturdifferansen mellom påført kjemisk masse og fibrene på hvilke massen avsettes, kan oppnås ved å innarbeide en varmegiver eller "opprettholder" som en del av applikator-systemet. Denne temperaturdifferanse kan også oppnås ved å anbringe applikatoren nær nok (for eksempel ved siden av) fiberfremstillingsmekanismen slik at fibrene har en tilstrekkelig høyere temperatur enn den kjemiske masse når denne påføres. Et slikt applikatorsystem kan inkludere en varmeholder anordnet for å understøtte opprett-holdelse av temperaturen i fibrene eller for i det minste å redusere temperaturfall-hastigheten under og/eller etter at den kjemiske masse er påført. The apparatus according to the description includes an applicator system which applies the chemical treatment compound when the fibers are at a higher temperature than that of the applied chemical treatment compound. When this mass is applied, the fibers are at a sufficiently high temperature to provide enough heat energy to bring the applied mass to a lower viscosity or to at least partial heat curing (if, for example, the chemical treatment mass is a heat-setting type) or both. However, the temperature in the fibers when the chemical mass is applied is not sufficient to cause significant decomposition of the applied mass. The temperature difference between applied chemical mass and the fibers on which the mass is deposited can be achieved by incorporating a heater or "maintainer" as part of the applicator system. This temperature difference can also be achieved by placing the applicator close enough (for example next to) the fiber making mechanism so that the fibers have a sufficiently higher temperature than the chemical mass when this is applied. Such an applicator system may include a heat holder arranged to support maintenance of the temperature in the fibers or to at least reduce the rate of temperature drop during and/or after the chemical mass is applied.

En samlesko eller en hvilken som helst annen egnet innretning benyttes for å samle de belagte fibre til i det minste en streng. Strengen kan så belegges eller omhylles med et egnet polymermateriale, fortrinnsvis en termoplast, og omdannes til den ønskede komposittgj enstand. A gathering shoe or any other suitable device is used to gather the coated fibers into at least one strand. The string can then be coated or sheathed with a suitable polymer material, preferably a thermoplastic, and converted into the desired composite object.

Materialet som benyttes for å belegge eller å omhylle den kjemisk behandlede streng kan tilveiebringes fra en kilde for termoplastisk materiale, for eksempel en ekstruder. For å belegge den behandlede streng og å danne omhyllet komposittstreng, kan den behandlede streng trekkes eller på annen måte føres gjennom en egnet belegningsinnret-ning. For eksempel kan omhyllede komposittstrenger tildannes ved å trekke eller på annen måte å føre et antall strenger gjennom et tilsvarende antall dyser der hver dyse har minst en utløpsåpning dimensjonert for å forme belegget til en termoplastisk hylse med ønsket tykkelse (for eksempel for å gi et vektforhold termoplast: glass i området rundt 30:70 til rundt 70:30). The material used to coat or sheath the chemically treated strand may be provided from a source of thermoplastic material, such as an extruder. In order to coat the treated strand and to form sheathed composite strand, the treated strand can be drawn or otherwise passed through a suitable coating device. For example, sheathed composite strands may be formed by drawing or otherwise passing a number of strands through a corresponding number of dies where each die has at least one exit opening sized to form the coating into a thermoplastic sheath of desired thickness (eg to provide a weight ratio thermoplastic: glass in the range of around 30:70 to around 70:30).

Fortrinnsvis benyttes en trådbelegger for å omhylle strengene. En trådbelegger er en innretning eller en gruppe innretninger som er i stand til å belegge en eller flere strenger med plastmateriale for derved å danne en omhylling eller hylse med relativt enhetlig tykkelse, på hver streng. Fortrinnsvis omfatter trådbeleggeren en form for dyse som former hylsen til ønsket, enhetlig tykkelse og/eller tverrsnitt. Preferably, a wire coating is used to envelop the strings. A wire coater is a device or a group of devices capable of coating one or more strands with plastic material to thereby form an envelope or sleeve of relatively uniform thickness on each strand. Preferably, the wire coater comprises a form of nozzle which shapes the sleeve to the desired, uniform thickness and/or cross-section.

Strengen mates eller føres gjennom belegningsinnretningen ved bruk av egnet apparatur. For eksempel kan en trekker benyttes for å trekke strengen gjennom trådbeleggeren. Denne trekker kan være separat eller en del av trådbeleggeren. En hakker kan tilpasses til også å virke som trekker eller understøtte en slik ved trekking av strengen gjennom trådbeleggeren. The string is fed or guided through the coating device using suitable equipment. For example, a puller can be used to pull the strand through the wire coater. This puller can be separate or part of the wire coater. A chopper can be adapted to also act as a puller or to support one when pulling the string through the wire coater.

Den resulterende belagte eller omhyllede komposittstreng kan kuttes eller på annen måte separeres til diskrete lengder for å tildanne et antall omhyllede komposittpellets, eller vikles eller pakkes på annen måte for å oppnås en omhyllet komposittråd. Den kjemiske behandlingsmasse understøtter å holde fibrene sammen i hver polymer-omhyllede komposittpellet eller -tråd. The resulting coated or sheathed composite strand may be cut or otherwise separated into discrete lengths to form a number of sheathed composite pellets, or otherwise wound or packaged to obtain a sheathed composite wire. The chemical treatment compound helps hold the fibers together in each polymer-encased composite pellet or wire.

En komposittgjenstand kan fremstilles ved å støpe en eller flere av de omhyllede komposittstrenger, for eksempel i pellets, tråd eller annen form. Omhyllingen for de omhyllede komposittstrenger kan utgjøre i det minste en del av eller hele matriksen for komposittgjenstanden som skal tilformes. Eksempler på støpeprosesser som kan benyttes for å tildanne komposittgjenstanden inkluderer sprøytestøping, kompresjons-støping eller andre egnede støpeteknikker. A composite object can be produced by casting one or more of the sheathed composite strands, for example in pellets, wire or other form. The sheathing for the sheathed composite strings can form at least part of or the entire matrix for the composite object to be shaped. Examples of molding processes that can be used to form the composite article include injection molding, compression molding or other suitable molding techniques.

Figurene 1 til 3 viser en utførelsesform for kjemisk å behandle et antall fibre 10 som er egnet for fremstilling av en komposittgjenstand. En typisk komposittgjenstand omfatter et antall armeringsfibre 12 anordnet i en matriks av polymermaterialet. Figures 1 to 3 show an embodiment of chemically treating a number of fibers 10 which are suitable for the production of a composite article. A typical composite object comprises a number of reinforcing fibers 12 arranged in a matrix of the polymer material.

I tillegg til armeringsfibre 12 kan fibrene 10 også inkludere andre typer fibre som er egnet for fremstilling av komposittgjenstander, for eksempel matriksfibre 13. Matriksfibrene 13 fremstilles fortrinnsvis fra et polymert matriksmateriale og utgjør i det minste en del av matriksen. Armeringsfibrene 12 kan være glass som kontinuerlig kan trekkes fra en kilde for smeltet glassarmeringsmateriale (for eksempel en konvensjonell glass- fiberfremstillingsbøssing som vist i figurene 1 og 2). Kontinuerlig fremstilte glassarmeringsfibre er særlig fordelaktige fordi varmeenergi forblir i glassfibrene fra til-danningsprosessen og kan senere benyttes for effektivt å gi varme som videreføres til den kjemiske behandlingsmasse. I tillegg til eller i stedet for å benytte kontinuerlig fremstilte glassfibre, kan armeringsfibrene 12 inkludere på forhånd fremstilte armeringsfibre fremstilt fra glass og/eller syntetisk ameringsmateriale. In addition to reinforcing fibers 12, the fibers 10 can also include other types of fibers that are suitable for the production of composite objects, for example matrix fibers 13. The matrix fibers 13 are preferably produced from a polymeric matrix material and form at least part of the matrix. The reinforcing fibers 12 may be glass that can be continuously drawn from a source of molten glass reinforcing material (for example, a conventional glass fiber manufacturing bushing as shown in Figures 1 and 2). Continuously produced glass reinforcing fibers are particularly advantageous because heat energy remains in the glass fibers from the forming process and can later be used to efficiently provide heat which is passed on to the chemical treatment mass. In addition to or instead of using continuously produced glass fibers, the reinforcing fibers 12 may include pre-produced reinforcing fibers made from glass and/or synthetic reinforcing material.

Uttrykket "på forhånd tildannede" henviser til fibre som er fremstilt off-line før de mates til eller utstyres med kjemisk behandlingsmasse ifølge oppfinnelsen. Uttrykket "glass" betyr et uorganisk smeltet produkt som størkner til fast, ikke-krystallinsk tilstand ved avkjøling og er ment å inkludere vanlige silikatglass så vel som glassaktige mineralmaterialer som er egnet for fremstilling av armeringsfibre, for eksempel bor-silikatglass, glassull, stenull, slaggull og mineralull. I motsetning til dette er "syntetiske" armeringsmaterialer ikke-glassmaterialer som Kevlar®, karbon eller grafitt, silisium-karbid (SiC), og andre ikke-glassmaterialer som har egnede armeringskarakteristika. Når det benyttes fibre som er fremstilt fra forskjellige materialer, er det ment at den samme eller forskjellige kjemiske behandlingsmasser kan benyttes for hver fibertype. The expression "pre-formed" refers to fibers that are produced off-line before they are fed to or equipped with chemical treatment mass according to the invention. The term "glass" means an inorganic molten product which solidifies to a solid, non-crystalline state on cooling and is intended to include ordinary silicate glasses as well as glassy mineral materials suitable for the manufacture of reinforcing fibers, such as borosilicate glass, glass wool, rock wool, slag and mineral wool. In contrast, "synthetic" reinforcing materials are non-glass materials such as Kevlar®, carbon or graphite, silicon carbide (SiC), and other non-glass materials that have suitable reinforcing characteristics. When fibers made from different materials are used, it is intended that the same or different chemical treatment compounds can be used for each fiber type.

I en utførelsesform blir den kjemiske behandlingsmasse bragt på ifølge metoder og ved bruk av apparaturer som benytter varmeenergi for å bevirke i det minste en av to forandringer i de påførte kjemikalier. Varmeenergi kan benyttes for å redusere viskositeten, noe som forbedrer fukteevnen for en kjemisk behandlingsmasse som er bragt på fibrene. Alternativt eller i tillegg kan varmeenergi benyttes for å øke molekylvekten i eller på annen måte herde den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Figurene 1 og 2 viser eksempler på utførelsesformer av apparatur og metoder for påføring av kjemiske behandlingsmasser. In one embodiment, the chemical treatment mass is applied according to methods and using apparatus that use heat energy to effect at least one of two changes in the applied chemicals. Heat energy can be used to reduce the viscosity, which improves the wetting ability of a chemical treatment compound applied to the fibers. Alternatively or in addition, heat energy can be used to increase the molecular weight in or otherwise harden the applied chemical treatment mass. Figures 1 and 2 show examples of embodiments of apparatus and methods for applying chemical treatment compounds.

Den kjemiske behandlingsmasse som benyttes for å belegge fibrene 10 har en relativt lav molekylvekt og viskositet sammenlignet med matriksmaterialet og er også i det vesentlige fritt for ikke-reagerende oppløsningsmiddel. Et "ikke-reagerende oppløs-ningsmiddel" (for eksempel vann og visse organiske oppløsningsmidler) er et oppløs-ningsmiddel som fordamper ut av den kjemiske behandlingsmasse i nærvær av varmeenergi heller enn å reagere med en bestanddel i den kjemiske masse eller i matriksmaterialet. Den kjemiske behandlingsmasse er i det vesentlige "oppløsningsmiddelfri", det vil si i det vesentlige fri for et slikt i det vesentlige ikke-reagerende oppløsnings-middel. The chemical treatment mass used to coat the fibers 10 has a relatively low molecular weight and viscosity compared to the matrix material and is also essentially free of non-reacting solvent. A "non-reacting solvent" (eg water and certain organic solvents) is a solvent that evaporates from the chemical treatment mass in the presence of heat energy rather than reacting with a component of the chemical mass or matrix material. The chemical treatment mass is essentially "solvent-free", that is to say essentially free of such an essentially non-reactive solvent.

Såldes kan det foreligge spor av et ikke-reagerende oppløsningsmiddel i den kjemiske behandlingsmasse, men mengden av slikt oppløsningsmiddel som er til stede er ikke stor nok i seg selv til signifikant å redusere viskositeten i den kjemiske behandlingsmasse (det vil si påvirke evnen hos massen til å fukte fibre). I tillegg er de påførte, kjemiske behandlingsmasser i det vesentlige frie for alle ikke-omsettbare oppløsnings-midler slik at ingen vesentlig mengde vanndamp, VOC-damp eller annen oppløsnings-middeldamp genereres når den kjemiske behandlingsmasse oppvarmes, inkludert under støping av komposittgjenstanden. Med i det vesentlige oppløsningsmiddelfri kan oppfinnelsens kjemiske behandlingsmasse få sin viskositet redusert og/eller varmeherdes uten vesentlig tap av masse. Således forblir mesteparten av den kjemiske behandlingsmasse som påføres på fibrene, på disse. Thus, there may be traces of a non-reacting solvent in the chemical treatment mass, but the amount of such solvent present is not large enough by itself to significantly reduce the viscosity of the chemical treatment mass (that is, affect the ability of the mass to to wet fibers). In addition, the applied chemical treatment compounds are essentially free of all non-exchangeable solvents so that no significant amount of water vapor, VOC vapor or other solvent vapor is generated when the chemical treatment compound is heated, including during casting of the composite object. Being essentially solvent-free, the chemical treatment mass of the invention can have its viscosity reduced and/or heat-cured without significant loss of mass. Thus, most of the chemical treatment compound applied to the fibers remains on them.

At den kjemiske behandlingsmasse er oppløsningsmiddelfri, forhindrer imidlertid ikke bruken av et eller flere additiver i den kjemiske behandlingsmasse som er oppløselige eller kompatible med de andre bestanddeler (for eksempel koblingsmiddel). For eksempel kan en kompatibel viskositetsmodifiserer som Heloxy® (funksjonell epoksy-modifiserer), tilgjengelig fra Shell Chemical Company, for eksempel en diglycidyleter av 1,4-butandiol (Heloxy-modifiserer 67) eller en polyglycidyleter av ricinusolje (Heloxy-modifiserer 505), benyttes i et filmfremstillingssystem for interaksjon eller omsetning med en eller flere andre bestanddeler for å redusere viskositeten for den kjemiske behandlingsmasse i stedet for å drives av i form av en damp ved nærvær av varmeenergi. The fact that the chemical treatment mass is solvent-free does not, however, prevent the use of one or more additives in the chemical treatment mass which are soluble or compatible with the other components (for example coupling agent). For example, a compatible viscosity modifier such as Heloxy® (functional epoxy modifier), available from Shell Chemical Company, such as a diglycidyl ether of 1,4-butanediol (Heloxy modifier 67) or a polyglycidyl ether of castor oil (Heloxy modifier 505), used in a film making system to interact or react with one or more other ingredients to reduce the viscosity of the chemical treatment mass rather than being driven off as a vapor in the presence of heat energy.

Den kjemiske behandlingsmasse er heller ikke herdbar på grunn av aktinisk stråling (det vil si ikke foto-avbindende) i noen vesentlig grad. Dette betyr at den kjemiske behandlingsmasse ikke reagerer fotokjemisk for herding eller signifikant å øke viskositeten under innvirkning av aktinisk stråling. The chemical treatment compound is also not curable due to actinic radiation (that is, not photo-binding) to any significant extent. This means that the chemical treatment mass does not react photochemically to harden or significantly increase its viscosity under the influence of actinic radiation.

Den kjemiske behandlingsmasse som kan være termoherdende eller termoplastisk av natur benyttes for liming og/eller forimpregnering av antallet av armeringsfibre 12 som trenger å oppnå de ønskede komposittegenskaper. Den kjemiske behandling kan også benyttes for liming og/eller forimpregnering av andre typer av fibre, for eksempel fibre 13 fremstilt fra et polymert matriksmateriale. The chemical treatment compound, which can be thermosetting or thermoplastic in nature, is used for gluing and/or pre-impregnation of the number of reinforcing fibers 12 that need to achieve the desired composite properties. The chemical treatment can also be used for gluing and/or pre-impregnation of other types of fibres, for example fibers 13 produced from a polymeric matrix material.

Matriksfibrene kan enten tildannes kontinuerlig in-line eller tildannes på forhånd og deretter benyttes for å utgjøre en del av eller all matriks i komposittgjenstanden. Der det benyttes matriksfibre, kan trinnet med påføring av den kjemiske behandlingsmasse inkludere liming og/eller forimpregnering av matriksfibrene med den samme eller en annen kjemisk behandlingsmasse som bringes på armeringsfibrene. The matrix fibers can either be formed continuously in-line or formed in advance and then used to make up part or all of the matrix in the composite object. Where matrix fibers are used, the step of applying the chemical treatment compound may include gluing and/or pre-impregnating the matrix fibers with the same or a different chemical treatment compound applied to the reinforcing fibers.

I de fleste tilfeller er forimpregnering og også liming ønskelig og derfor er det foretrukket at den samme kjemiske behandlingsmasse benyttes både for liming og for impregnering av fibrene 10. Eventuelt kan imidlertid en kjemisk behandlingmasse benyttes for å lime armerings- og/eller matriksfibrene og en annen kjemisk behandling benyttes for å forimpregnere armerings- og/eller matriksfibrene. Hvis det benyttes forskjellige typer matriksfibre, kan det være fordelaktig at en annen kjemisk behandlingsmasse bringes på hver type matriksfiber. In most cases, pre-impregnation and also gluing is desirable and therefore it is preferred that the same chemical treatment compound is used both for gluing and for impregnation of the fibers 10. However, possibly one chemical treatment compound can be used to glue the reinforcement and/or matrix fibers and another chemical treatment is used to pre-impregnate the reinforcement and/or matrix fibres. If different types of matrix fibers are used, it may be advantageous that a different chemical treatment compound is applied to each type of matrix fiber.

Liming av fibre involverer påføring av minst et monosjikt av den kjemiske behandlingsmasse på overflaten av hver fiber. Glassarmeringsfibre 12 ansees vanligvis som limt når et innhold av kjemisk behandlingsmasse i størrelsesorden 0,1 til 1,0%, for eksempel rundt 0,5%, alt beregnet på vekten av den totale vekt av de behandlede fibre, bringes på fibrene 12. Forimpregnering involverer belegning eller på annen måte påføring av en tilstrekkelig mengde av den kjemiske behandlingsmasse på et antall fibre for i det vesentlige å fylle inn rommene mellom fibrene, når fibrene 10 tildannes til en bunt eller streng 14. En bunt eller streng 14 av glassarmeringsfibre 12 ansees vanligvis som forimpregnert når strengen 14 har et innhold av kjemisk behandlingsmasse fra rundt 2 til rundt 25 vekt-%. Bonding of fibers involves applying at least a monolayer of the chemical treatment compound to the surface of each fiber. Glass reinforcing fibers 12 are generally considered bonded when a content of chemical treatment compound in the order of 0.1 to 1.0%, for example around 0.5%, all calculated on the weight of the total weight of the treated fibers, is applied to the fibers 12. Pre-impregnation involves coating or otherwise applying a sufficient amount of the chemical treatment compound to a number of fibers to substantially fill the spaces between the fibers, when the fibers 10 are formed into a bundle or strand 14. A bundle or strand 14 of glass reinforcing fibers 12 is considered usually as prepreg when the strand 14 has a content of chemical treatment compound from about 2 to about 25% by weight.

Fibrene kan limes uten å bli forimpregnert samtidig, for eksempel når den kjemiske behandlingsmasse bringes på i liten mengde og/eller når den har tilstrekkelig lav viskositet. Viskositeten for en kjemisk behandlingsmasse kan justeres ved å justere temperaturen. For eksempel kan viskositeten i behandlingsmassen justeres på hensiktsmessig måte etter påføring ved bruk av varmen som er til stede i fibrene. The fibers can be glued without being pre-impregnated at the same time, for example when the chemical treatment compound is applied in small quantities and/or when it has a sufficiently low viscosity. The viscosity of a chemical treatment compound can be adjusted by adjusting the temperature. For example, the viscosity of the treatment mass can be appropriately adjusted after application using the heat present in the fibers.

Fortrinnsvis blir minst armeringsfibrene 12 i strengfibrene 10 belagt med kjemisk behandlingsmasse i en mengde fra rundt 2 til rundt 15 vekt-%, helt fra rundt 5 til rundt 15 vekt-% og aller helst rundt 8 vekt-%, alt beregnet på vekten av behandlede fibre. En konvensjonell branntap(LOI)metode kan benyttes for å bestemme hvor mye av den påførte kjemiske behandlingsmasse som befinner seg på fibrene 12 som fortrinnsvis er av glass. Preferably, at least the reinforcing fibers 12 in the strand fibers 10 are coated with chemical treatment compound in an amount of from about 2 to about 15% by weight, as much as from about 5 to about 15% by weight and most preferably about 8% by weight, all calculated on the weight of treated fibers. A conventional loss on fire (LOI) method can be used to determine how much of the applied chemical treatment mass is on the fibers 12 which are preferably made of glass.

Et foretrukket LOI-område eller -verdi er den som gir den ønskede komposittstreng-egenskaper til lavest mulig omkostninger. Ved en LOI-verdi på 8%, er prøvestrenger 14 funnet å være godt impregnert, men ikke fuktige ved grep. LOI-verdier som er for lave, kan forårsake forstyrrelser i strengen 14 (det vil si brekkasje av et antall individuelle glassfibre i strengen) ved etterfølgende in-line- eller off-line-behandling eller -prosessering. Jo mere kjemisk behandlingsmasse som tilsettes, jo mer vil dog sluttproduktet koste. Høyere LOI-verdier kan også tappe lawiskositetskomponenter ut av strengen 14.1 ethvert tilfelle er en LOI-verdi fra rundt 25 til rundt 40 vekt-% foretrukket for fremstilling av en komposittgjenstand der all matrikspolymer tilveiebringes fra komposittstrengen 14. A preferred LOI range or value is that which provides the desired composite string properties at the lowest possible cost. At an LOI value of 8%, sample strands 14 are found to be well impregnated but not moist to the touch. LOI values that are too low may cause disruption of the strand 14 (ie breakage of a number of individual glass fibers in the strand) during subsequent in-line or off-line treatment or processing. The more chemical treatment mass that is added, however, the more the final product will cost. Higher LOI values may also drain low-viscosity components from the strand 14. In any case, an LOI value of from about 25 to about 40% by weight is preferred for making a composite article where all the matrix polymer is provided from the composite strand 14.

Således kan fibrene 10 behandles kjemisk i henhold til den beskrevne fremgangsmåtenfor å danne en prepreg (forimpregnert komposittstreng) 14, eller en komposittstreng 14 som kun inneholder limte fibre 10. En eller flere av komposittstrengene 14 kan deretter bearbeides in-line eller off-line til et antall komposittgjenstander. For eksempel kan trinnet med tildanning av komposittstrengen gjennomføres in-line med et samletrinn. Eksempler på komposittgjenstander som strengen 14 kan omformes til, er matter, tekstiler, ark, plater, filamentviklede rør, pultruderte gjenstander eller spray-up-gjenstander (pistolroving). Strengene 14 kan også hakkes til lengder eller pellets som er egnet for bruk ved sprøyte- eller annen støping for fremstilling av komposittgjenstander. Thus, the fibers 10 can be chemically treated according to the described method to form a prepreg (pre-impregnated composite strand) 14, or a composite strand 14 containing only bonded fibers 10. One or more of the composite strands 14 can then be processed in-line or off-line to a number of composite objects. For example, the step of forming the composite strand can be carried out in-line with an assembly step. Examples of composite articles into which the strand 14 can be transformed are mats, textiles, sheets, plates, filament wound tubes, pultruded articles or spray-up articles (gun roving). The strings 14 can also be chopped into lengths or pellets which are suitable for use in injection or other molding for the production of composite objects.

Generelt omfatter en kjemisk behandlingsmasse ifølge beskrivelsen en filmdanner og et koblingsmiddel. Filmdanneren danner et sjikt av polymermaterialer rundt hver fiber som er belagt med den kjemiske behandlingsmasse. Koblingsmidlet understøtter binding eller kobler på annen måte filmdanneren til i det minste armeringsfiberen. Koblingsmidlet, hvis det benyttes, kan også velges for å understøtte filmdannerreaksjonen eller en interaksjon med det polymere matriksmaterialet. In general, a chemical treatment mass according to the description comprises a film former and a coupling agent. The film former forms a layer of polymeric materials around each fiber which is coated with the chemical treatment compound. The coupling agent supports bonding or otherwise connects the film former to at least the reinforcing fiber. The coupling agent, if used, may also be selected to support the film forming reaction or an interaction with the polymeric matrix material.

Den påførte, kjemiske behandlingsmasse oppfører seg som en termo-avbinder eller en termoplast. Videre kan behandlingsmassen både ha termo-avbindende og termoplastiske komponenter, det vil si at behandlingsmassen kan inneholde en i det vesentlige termoplastisk polymer med reaktive endegrupper som kan delta i en termo-avbindings/-herde-reaksjon. Filmdannere som benyttes i begge typer kjemiske behandlingsmasse kan være det samme polymere materialet som benyttes for komposittmatriksen. The applied chemical treatment compound behaves as a thermo-debonder or a thermoplastic. Furthermore, the treatment mass can have both thermo-setting and thermoplastic components, that is to say that the treatment mass can contain an essentially thermoplastic polymer with reactive end groups which can participate in a thermo-setting/hardening reaction. Film formers used in both types of chemical treatment compound can be the same polymeric material used for the composite matrix.

En kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type er partielt eller fullt ut varmeherdbare og i det vesentlige ikke foto-avbindende og kan benyttes med et polymert matriksmateriale som enten er termo-avbindende eller en termoplast. Hvis den kjemiske behandlingsmasse oppfører seg som en termo-avbindende masse, kan tilført varmeenergi i det minste delvis herde og forårsake en økning av viskositeten av minst en del av den påførte kjemiske behandlingsmasse som herdes. En foretrukken kjemisk behandlingsmasse er varmeherdbar ved temperaturer rundt 350°C og under. A chemical treatment compound of the thermo-setting type is partially or fully heat-curable and essentially not photo-setting and can be used with a polymeric matrix material which is either thermo-setting or a thermoplastic. If the chemical treatment compound behaves as a thermosetting compound, the applied heat energy can at least partially cure and cause an increase in the viscosity of at least a portion of the applied chemical treatment compound which is cured. A preferred chemical treatment compound is heat curable at temperatures around 350°C and below.

I eksempler på termo-avbindende kjemiske behandlingsmasser omfatter filmdanneren fortrinnsvis enten en eller flere relativt lavmolekylvektsmonofunksjonelle monomerer, en eller flere relativt lave eller høymolekylvektsmultifunksjonelle monomerer, eller en kombinasjon derav. En monofunksjonell monomer har et reaksjonssete pr. molekyl, mens en multifunksjonell monomer har to eller flere reaksjonsseter pr. molekyl. Mono-meren er varmeherdbar uten å generere noen vesentlig mengde vanndamp, flyktig organisk karbondamp eller annen oppløsningsmiddeldamp. For eksempel kan filmdanneren som benyttes i en kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type inkludere minst en funksjonell lavmolekylvektmonomer fra gruppen som for eksempel omfatter et polyesteralkyd, en epoksyharpiks og en kombinasjon av funksjonelle glycidy leter grupper tilstrekkelig til å danne en film på hver fiber uten å utgjøre en epoksyharpiks. Andre egnede, funksjonelle monomerer for anvendelse som hele eller en del av filmdanneren er uretan, vinylester, aminsyre, reaktive Diels Alder-specier (som diener eller dienofiler) og molekyler som kan undergå Cope-omleiring. Molekylvekten for de funksjonelle monomerer er hensiktsmessig lav sammenlignet med matriksmaterialet for å oppnå en kjemisk behandlingsmasse med lav viskositet. In examples of thermo-setting chemical treatment masses, the film former preferably comprises either one or more relatively low molecular weight monofunctional monomers, one or more relatively low or high molecular weight multifunctional monomers, or a combination thereof. A monofunctional monomer has one reaction site per molecule, while a multifunctional monomer has two or more reaction sites per molecule. The monomer is heat curable without generating any significant amount of water vapor, volatile organic carbon vapor, or other solvent vapor. For example, the film former used in a thermosetting type chemical treatment mass may include at least one functional low molecular weight monomer from the group comprising, for example, a polyester alkyd, an epoxy resin and a combination of functional glycidyl ether groups sufficient to form a film on each fiber without constitute an epoxy resin. Other suitable functional monomers for use as all or part of the film former are urethane, vinyl ester, amino acid, reactive Diels Alder species (such as dienes or dienophiles) and molecules capable of Cope rearrangement. The molecular weight of the functional monomers is suitably low compared to the matrix material in order to obtain a chemical treatment mass with low viscosity.

I eksempler på kjemiske behandlingsmasser av termoplasttype omfatter filmdanneren fortrinnsvis minst et termoplastisk lavmolekylvektspolymermateriale som har en relativt lav viskositet ved forhøyede temperaturer. Termoplaster har vanligvis relativt høye molekylvekter og således høye viskositeter, sammenlignet med typiske ikke-herdede termo-avbindere. Imidlertid kan slike høymolekylvektstermoplaster fremdeles benyttes i filmdanneren i en kjemisk behandlingsmasse av termoplasttypen hvis den krakkes eller på annen måte bearbeides til tilstrekkelig lav molekylvekt. Høymolekylvektstermo-plaster som for eksempel polyetylentereftalat (PET), polybutylentereftalat (PBT) og andre polyestere, og polyamider som nylon, kan krakkes for dette formål. In examples of thermoplastic type chemical treatment compounds, the film former preferably comprises at least one thermoplastic low molecular weight polymer material which has a relatively low viscosity at elevated temperatures. Thermoplastics usually have relatively high molecular weights and thus high viscosities, compared to typical non-cured thermo-separators. However, such high molecular weight thermoplastics can still be used in the film former in a chemical treatment composition of the thermoplastic type if it is cracked or otherwise processed to a sufficiently low molecular weight. High molecular weight thermoplastics such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) and other polyesters, and polyamides such as nylon, can be cracked for this purpose.

Slike termoplaster har, selv når de har krakket, en uønsket høy viskositet. I slike tilfeller kan et prosessbearbeidingsmiddel eller en viskositetsmodifiserer benyttes i filmdanner-systemet. For eksempel kan en monomerekvivalent av termoplastmateriale eller en blanding av en monomerekvivalent og en oligomer (for eksempel et krakket termoplastmateriale), benyttes som bearbeidingshjelpemiddel med en høymolekylvektstermoplast. Eksempler på termoplastiske monomerekvivalenter er di-n-butyltereftalat og dibenzoatesteren av 1,4-butandiol for PBT'er; dietyltereftalat og dibenzoatesteren av etylenglykol for PET'er; og kaprolakton, adduktet av aidpoylklorid og n-aminoheksan, og adduktet av 1,6-heksandiamin og heksanoylklorid for nylonen. I disse eksempler kan monomer-ekvivalentmolekylene virke som bearbeidingshjelpemidler for å tillate at høymolekyl-vektstermoplaster som PBT, PET og nylon utgjør minst en del av filmdanneren i den kjemiske behandlingsmasse. Such thermoplastics, even when cracked, have an undesirably high viscosity. In such cases, a processing agent or a viscosity modifier can be used in the film forming system. For example, a monomer equivalent of thermoplastic material or a mixture of a monomer equivalent and an oligomer (for example a cracked thermoplastic material), can be used as a processing aid with a high molecular weight thermoplastic. Examples of thermoplastic monomer equivalents are di-n-butyl terephthalate and the dibenzoate ester of 1,4-butanediol for PBTs; diethyl terephthalate and the dibenzoate ester of ethylene glycol for PETs; and caprolactone, the adduct of aidpoyl chloride and n-aminohexane, and the adduct of 1,6-hexanediamine and hexanoyl chloride for the nylon. In these examples, the monomer equivalent molecules can act as processing aids to allow high molecular weight thermoplastics such as PBT, PET, and nylon to form at least a portion of the film former in the chemical treatment composition.

De ovenfor nevnte eksempler på monomerekvivalente bearbeidingshjelpemidler kan benyttes med andre termoplaster og/eller de kan gjøres reaktive og benyttes med termo-avbindere eller termoplaster. Tilfredsstillende resultater har vært oppnådd ved bruk av butoksyetylstearat (BES) som bearbeidingshjelpemidler i BES-holdige behandlingsmasser som beskrevet i eksemplene nedenfor for termo-avbindende matrikser. Fortrinnsvis inneholder slike bearbeidingshjelpemidler de samme typer av funksjonelle grupper som matrikspolymeren. Det kan være myriader av molekyler og/eller kombinasjoner av molekyler som kan være brukbare som monomerekvivalente bearbeidingshjelpemidler. The above-mentioned examples of monomer-equivalent processing aids can be used with other thermoplastics and/or they can be made reactive and used with thermal binders or thermoplastics. Satisfactory results have been obtained using butoxyethyl stearate (BES) as processing aids in BES-containing treatment masses as described in the examples below for thermo-setting matrices. Preferably, such processing aids contain the same types of functional groups as the matrix polymer. There may be myriads of molecules and/or combinations of molecules that may be useful as monomer equivalent processing aids.

Hvis den kjemiske behandlingsmasse oppfører seg som en termo-avbinder, blir et opp-varmingstrinn fortrinnsvis benyttet for i det minste partielt å herde den påførte, kjemiske behandlingsmasse og å gi økning i viskositeten av i det minste en del av den påførte, kjemiske behandlingsmasse som herdes (det vil si den del som mest direkte eksponeres til varme). Viskositetsøkningen kan forårsakes av en økning i molekylvekten etter hvert som kjemiske behandlingsmasser av termo-avbindertype benyttes. Den termoherdende type av filmdannere er varmeherdbar uten å generere noen vesentlig mengde av opp-løsningsmiddeldamp ved oppvarming. Fortrinnsvis er de funksjonelle monomerer som benyttes for filmdanneren varmeherdbare ved temperaturer rundt 350°C eller derunder på grunn av at risikoen for permanent nedbrytning øker i uønsket grad for mange kjemiske behandlingsmasser ved temperaturer over rundt 350°C. If the chemical treatment compound behaves as a thermal debonder, a heating step is preferably used to at least partially cure the applied chemical treatment compound and to increase the viscosity of at least a portion of the applied chemical treatment compound which is cured (that is, the part most directly exposed to heat). The increase in viscosity can be caused by an increase in the molecular weight as chemical treatment compounds of the thermo-separator type are used. The thermosetting type of film formers are heat curable without generating any significant amount of solvent vapor upon heating. Preferably, the functional monomers used for the film former are heat curable at temperatures around 350°C or below because the risk of permanent degradation increases to an undesired degree for many chemical treatment compounds at temperatures above around 350°C.

Hvis den kjemiske behandlingsmasse oppfører seg som en termoplast, kan oppvarmingen forårsake en reduksjon av viskositeten for i det minste en del av den påførte, kjemiske behandlingsmasse som mest direkte eksponeres til varme (for eksempel nær en varm fiber). Hvis viskositeten reduseres under oppvarmingstrinnet, er det fortrinnsvis tilstrekkelig fall i viskositeten til etter ønske å forbedre evnen i den påførte termoplasttype av kjemisk behandlingsmiddel til å fukte fibrene 10 (for å belegge fibrene og interagere med fiberoverflaten). Fuktingen av den påførte, kjemiske behandlingsmasse på fibrene 10 vil mere sannsynlig forbedres når et fall i viskositeten inntrer for i det minste den del av den påførte, kjemiske behandlingsmasse som befinner seg nærmest fiberoverflaten. For å redusere sjansen for permanent nedbrytning under oppvarming, er det også foretrukket at termoplasttype-filmdannere spesielt og for termoplasttypen av kjemisk behandlingsmasse som helhet, å vise en tilstrekkelig lav viskositet ved temperaturer rundt 350°C og derunder. If the chemical treatment compound behaves as a thermoplastic, the heating may cause a reduction in viscosity for at least a portion of the applied chemical treatment compound most directly exposed to heat (eg near a hot fiber). If the viscosity is reduced during the heating step, there is preferably a sufficient drop in viscosity to desirably improve the ability of the applied thermoplastic type of chemical treatment agent to wet the fibers 10 (to coat the fibers and interact with the fiber surface). The wetting of the applied chemical treatment mass on the fibers 10 will more likely improve when a drop in viscosity occurs for at least the part of the applied chemical treatment mass which is located closest to the fiber surface. To reduce the chance of permanent degradation during heating, it is also preferred that thermoplastic type film formers in particular and for the thermoplastic type of chemical treatment mass as a whole, exhibit a sufficiently low viscosity at temperatures around 350°C and below.

Viskositeten for begge typer kjemisk behandlingsmasse er lav nok til i det minste partielt, hvis ikke fullt ut, å fukte fibrene 10 når den kjemiske behandlingsmasse bringes på til å begynne med. For å være i stand til å påføre kjemisk behandlingsmasse ved bruk av konvensjonelt utstyr (for eksempel med en standard enkelt- eller dobbeltvalse-applikator 26) uten å forårsake at fibrene 10 og særlig glassfibre, brekker vesentlig i stort antall, har den kjemiske behandlingsmasse fortrinnsvis en viskositet på rundt 1000 cPs eller mindre før påføring. Jo lavere viskositeten er i den kjemiske behandlingsmasse som påføres, jo hurtigere kan fibrene 10 bearbeides uten at dette fører til signifikant fiberbrekkasje. Fortrinnsvis har således den kjemiske behandlingsmasse før påføringen en viskositet på rundt 300 cPs eller mindre. I en utførelsesform for forelagte bearbeiding av fibrene, har den kjemiske behandlingsmasse, slik den påføres, en viskositet i størrelsesorden 50 cPs og aller helst rundt 10 cPs, målt med et konvensjonelt viskosimeter (for eksempel et Brookfield- eller ICI-viskosimeter). The viscosity of both types of chemical treatment compound is low enough to at least partially, if not fully, wet the fibers 10 when the chemical treatment compound is initially applied. In order to be able to apply chemical treatment compound using conventional equipment (for example with a standard single or double roller applicator 26) without causing the fibers 10, and especially glass fibers, to break significantly in large numbers, the chemical treatment compound preferably has a viscosity of about 1000 cPs or less before application. The lower the viscosity of the chemical treatment compound that is applied, the faster the fibers 10 can be processed without this leading to significant fiber breakage. Preferably, therefore, the chemical treatment mass before application has a viscosity of around 300 cPs or less. In one embodiment of the proposed processing of the fibers, the chemical treatment compound, as applied, has a viscosity of the order of 50 cPs and most preferably around 10 cPs, as measured by a conventional viscometer (eg a Brookfield or ICI viscometer).

Nedenfor følger spesifikke eksempler på filmdannere som er delt i to hovedkategorier, flytende og smeltbare. I den "flytende"-kategori er det tre eksempler på maleat-baserte filmdannere som er syntetisert. I tillegg er det 12 epoksy-baserte filmdannere som er fremstilt fra kommersielt tilgjengelige bestanddeler. Det er en ytterligere flytende filmdanner (allylpropoksylaturetan) som kan benyttes både i en termo-avbindende type eller en termoplasttype av kjemisk behandlingsmiddel. I den "smeltbare"-kategori er det to filmdannersystemer, hvert fremstilt fra et kommersielt tilgjengelig polykaprolakton og en av de flytende filmdannere. Eksempler på polykaprolaktonsystemet er en fast polymer ved romtemperatur. Disse eksempler på filmdannere er alle bearbeidbare ifølge oppfinnelsens tanker. Below are specific examples of film formers which are divided into two main categories, liquid and fusible. In the "liquid" category, three examples of maleate-based film formers have been synthesized. In addition, there are 12 epoxy-based film formers that are prepared from commercially available ingredients. There is a further liquid film former (allylpropoxylaurethane) which can be used both in a thermo-setting type or a thermoplastic type of chemical treatment agent. In the "meltable" category there are two film forming systems, each prepared from a commercially available polycaprolactone and one of the liquid film formers. Examples of the polycaprolactone system are a solid polymer at room temperature. These examples of film formers are all processable according to the ideas of the invention.

EKSEMPEL 1 - 6: FLYTENDE FILMDANNERE EXAMPLES 1 - 6: LIQUID FILM FORMERS

Eksempel 1 - Propylenglykolfumarat: Example 1 - Propylene glycol fumarate:

En konvensjonell 38 liters reaktor av rustfritt stål ble chargert med 17,02 kg propylen-glykol (tilgjengelig fra Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio) og 12,98 kg fumarsyre (tilgjengelig fra Huntsman Specialty Chemical, Salt Lake City, Utah). For stabilitetens skyld ble 3,62 g (120 ppm) toluhydrokinon (THQ) (tilgjengelig fra Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin) tilsatt reaktoren. Molforholdet i chargen var 2:1 PG:FA. Blandingen ble oppvarmet under en nitrogenatmosfære til 193°C i 5 timer. Sluttpunktet for reaksjonen ble bestemt ved viskositeten i PG-FA-produktet som var 360 til 450 cPs ved 49°C, bestemt ved hjelp av et kon-og-plate-viskosimeter, for eksempel som fremstilt av ICI, Wilmington, Delaware. Syreverdien for reaksjonssluttpunktet observeres karakteristisk til 10 til 36 Mekv. KOH/g alkyd (milliekvivalent kaliumhydroksyd pr. g alkyd). Dette materialet kan benyttes direkte som filmdanner. A conventional 38 liter stainless steel reactor was charged with 17.02 kg of propylene glycol (available from Ashland Chemical Company, Columbus, Ohio) and 12.98 kg of fumaric acid (available from Huntsman Specialty Chemical, Salt Lake City, Utah). For stability, 3.62 g (120 ppm) of toluhydroquinone (THQ) (available from Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin) was added to the reactor. The molar ratio in the charge was 2:1 PG:FA. The mixture was heated under a nitrogen atmosphere to 193°C for 5 hours. The end point of the reaction was determined by the viscosity of the PG-FA product which was 360 to 450 cPs at 49°C, determined using a cone and plate viscometer, for example, as manufactured by ICI, Wilmington, Delaware. The acid value for the reaction end point is characteristically observed to be 10 to 36 Meq. KOH/g alkyd (milliequivalent potassium hydroxide per g alkyd). This material can be used directly as a film former.

Eksempel 2 - Propoksylert bisfenol-A-maleat: Example 2 - Propoxylated bisphenol-A maleate:

En 198 liters reaktor av rustfritt stål ble chargert med 159,68 kg propoksylert bisfenol-A (tilgjengelig fra Milliken Chemical, Inman, South Carolina) og 20,33 kg maleinsyreanhydrid (tilgjengelig fra Huntsman Specialty Chemical). For stabilitetens skyld ble 18 g eller 100 ppm hydrokinon (HQ) (tilgjengelig fra Aldrich Chemical Company) satt til reaktoren. Blandingen ble oppvarmet under en nitrogenatmosfære til 79°C i 2 Vi time og så til 135°C i 3Vi time. Sluttpunktet for reaksjonen ble bestemt ved syretallet og reaksjonen ble ansett fullstendig når syreverdiene nådde et nivå på 63,6 Mekv. KOH/g alkyd og når ikke mere maleinsyreanhydrid ble observert ved IR-spektroskopi. Viskositeten for dette produkt lå fra 100 til 130 cPs ved 93°C, målt ved hjelp av et ICI-kon-og-plate-viskosimeter. Dette materialet kunne benyttes direkte som filmdanner. A 198 liter stainless steel reactor was charged with 159.68 kg of propoxylated bisphenol-A (available from Milliken Chemical, Inman, South Carolina) and 20.33 kg of maleic anhydride (available from Huntsman Specialty Chemical). For stability, 18 g or 100 ppm of hydroquinone (HQ) (available from Aldrich Chemical Company) was added to the reactor. The mixture was heated under a nitrogen atmosphere to 79°C for 2 hours and then to 135°C for 3 hours. The end point of the reaction was determined by the acid number and the reaction was considered complete when the acid values reached a level of 63.6 Meq. KOH/g alkyd and when no more maleic anhydride was observed by IR spectroscopy. The viscosity of this product ranged from 100 to 130 cPs at 93°C, as measured by an ICI cone and plate viscometer. This material could be used directly as a film former.

Eksempel 3 - Propoksylert allylalkoholmaleat: Example 3 - Propoxylated allyl alcohol maleate:

En reaktor av rustfritt stål med volum 57 liter ble chargert med 15,49 kg propoksylert allylalkohol (tilgjengelig fra Arco Chemical Company, New Town Square, Pennsylvania) og 9,88 kg maleinsyreanhydrid (tilgjengelig fra Huntsman Specialty Chemical). For stabilitetens skyld ble 2,53 g tilsvarende 100 ppm HQ satt til reaktoren. Blandingen ble oppvarmet under en nitrogenatmosfære til 121-149°C i 4 timer. Reaksjonssluttpunktet var når syretallet nådde et nivå på 263,4 Mekv. KOH/g alkyd og ikke mere maleinsyreanhydrid ble observert ved IR-spektroskopi. Viskositeten for dette produkt lå fra 100 til 130 cPs ved 93°C, målt ved hjelp av et ICI-kon-og-plate-viskosimeter. Dette materialet kunne benyttes direkte som filmdanner. A 57 liter volume stainless steel reactor was charged with 15.49 kg of propoxylated allyl alcohol (available from Arco Chemical Company, New Town Square, Pennsylvania) and 9.88 kg of maleic anhydride (available from Huntsman Specialty Chemical). For the sake of stability, 2.53 g corresponding to 100 ppm HQ was added to the reactor. The mixture was heated under a nitrogen atmosphere to 121-149°C for 4 hours. The reaction end point was when the acid number reached a level of 263.4 Meq. KOH/g alkyd and no more maleic anhydride was observed by IR spectroscopy. The viscosity of this product ranged from 100 to 130 cPs at 93°C, as measured by an ICI cone and plate viscometer. This material could be used directly as a film former.

Eksemplene 4A - K - Lawiskositetsepoksysystemer: Examples 4A - K - Low Viscosity Epoxy Systems:

En typisk epoksy-basert filmdanner inneholder ett eller flere epoksyforbindelser som er tilgjengelige fra Shell Chemical Company, for eksempel EPON Resin 8121, EPON Resin SU-2,5, EPON Resin 160, HELOXY Modifier 62 (kresylglycidyleter), HELOXY Modifier 67 (diglycidyleter av 1,4-butandiol) og HELOXY Modifier 505 (polyglycidyleter av ricinusolje). Alle de ovenfor angitte epoksy-baserte filmdannersystemer har en viskositet under 50 cPs ved romtemperatur. De spesifiserte prosentandeler er på vektbasis (alle prosentandeler og forhold i beskrivelsen er på vektbasis hvis ikke annet er sagt). A typical epoxy-based film former contains one or more epoxy compounds available from Shell Chemical Company, such as EPON Resin 8121, EPON Resin SU-2.5, EPON Resin 160, HELOXY Modifier 62 (cresyl glycidyl ether), HELOXY Modifier 67 (diglycidyl ether of 1,4-butanediol) and HELOXY Modifier 505 (polyglycidyl ether of castor oil). All of the above-mentioned epoxy-based film forming systems have a viscosity below 50 cPs at room temperature. The specified percentages are by weight (all percentages and ratios in the description are by weight unless otherwise stated).

(A) 100% HELOXY Modifier 67 (A) 100% HELOXY Modifier 67

(B) 98% HELOXY Modifier 67, 2% HELOXY Modifier 62 (B) 98% HELOXY Modifier 67, 2% HELOXY Modifier 62

(C) 90% HELOXY Modifier 67, 10% HELOXY Modifier 62 (C) 90% HELOXY Modifier 67, 10% HELOXY Modifier 62

(D) 98% HELOXY Modifier 67, 2% EPON Resin 160 (D) 98% HELOXY Modifier 67, 2% EPON Resin 160

(E) 90% HELOXY Modifier 67, 10% EPON Resin 160 (E) 90% HELOXY Modifier 67, 10% EPON Resin 160

(F) 98% HELOXY Modifier 67, 2% EPON Resin SU-2,5 (F) 98% HELOXY Modifier 67, 2% EPON Resin SU-2.5

(G) 90% HELOXY Modifier 67, 10% EPON Resin SU-2,5 (G) 90% HELOXY Modifier 67, 10% EPON Resin SU-2,5

(H) 97% HELOXY Modifier 67, 3% HELOXY Modifier 505 (H) 97% HELOXY Modifier 67, 3% HELOXY Modifier 505

(I) 100% HELOXY Modifier 62 (I) 100% HELOXY Modifier 62

(J) 70% HELOXY Modifier 62, 30% EPON Resin 8121 (J) 70% HELOXY Modifier 62, 30% EPON Resin 8121

(K) 65% HELOXY Modifier 62, 30% EPON Resin 8121, 5% EPON Resin SU-2,5 (K) 65% HELOXY Modifier 62, 30% EPON Resin 8121, 5% EPON Resin SU-2,5

Eksempel 5 - Høyviskositetsepoksy: Example 5 - High viscosity epoxy:

I tillegg til de ovenfor angitte epoksysystemer, er et eksempel på en høyere temperatur-, høyere viskositet-epoksyfilmdannersystem en l:l-blanding av DER 337-epoksyharpiks (tilgjengelig fra Dow Chemical) og Araldite GT7031 (tilgjengelig fra Ciba-Geigy Corp., Sveits). Denne filmdanner har en viskositet på 350-450 cPs ved 93°C, bestemt ved bruk av et Brookfield-viskosimeter. In addition to the above epoxy systems, an example of a higher temperature, higher viscosity epoxy film forming system is a 1:1 mixture of DER 337 epoxy resin (available from Dow Chemical) and Araldite GT7031 (available from Ciba-Geigy Corp., Switzerland). This film former has a viscosity of 350-450 cPs at 93°C, as determined using a Brookfield viscometer.

Eksempel 6 - AUylpropoksylaturetan: Example 6 - AUylpropoxylaturethane:

En 12-liters 3-halsrundkolbe av glass, utstyrt med kjølekappe, en Friedrich-kondensator, en 1-liters tilsetningstrakt, en elektrisk overhead-rører og en termopar-temperatursonde ble chargert med 3,63 kg (21,6 mol) Desmodur H (heksametylendiisocyanat, tilgjengelig fra Bayer Chemical, Pittsburgh, Pennsylvania). Dertil ble det satt 0,5 g (50 ppm) dibutyltinndilaurat (tilgjengelig fra Aldrich Chemical Company). Deretter ble 6,37 kg (43,6 mol) ARCAL-allylpropoksylat 1375 (propoksylert allylalkohol, tilgjengelig fra Arco Chemical Company) tilsatt via skilletrakten. Allylpropoksylatet ble dråpevis tilsatt og temperaturen ble holdt ved 80°C ved å variere tilsetningshastigheten og temperaturen for varmekappen. Etter at tilsetningen var fullstendig, ble temperaturen i reaktor-innholdet holdt ved 80°C i 3 timer eller i et tidsrom inntil 2200 bølgetalltoppen i IR-spekteret for reaksjonsblandingen, tilsvarende isocyanatgruppene i Desmodur H, forsvant. Denne filmdanner kan benyttes direkte uten ytterligere rensing eller ytterligere manipulering. A 12-liter 3-neck glass round-bottom flask, equipped with a cooling jacket, a Friedrich condenser, a 1-liter addition funnel, an electric overhead stirrer, and a thermocouple temperature probe was charged with 3.63 kg (21.6 mol) of Desmodur H (hexamethylene diisocyanate, available from Bayer Chemical, Pittsburgh, Pennsylvania). To this was added 0.5 g (50 ppm) dibutyltin dilaurate (available from Aldrich Chemical Company). Next, 6.37 kg (43.6 moles) of ARCAL allyl propoxylate 1375 (propoxylated allyl alcohol, available from Arco Chemical Company) was added via the separatory funnel. The allyl propoxylate was added dropwise and the temperature was maintained at 80°C by varying the rate of addition and the temperature of the heating jacket. After the addition was complete, the temperature of the reactor contents was maintained at 80°C for 3 hours or for a period of time until the 2200 wavenumber peak in the IR spectrum of the reaction mixture, corresponding to the isocyanate groups in Desmodur H, disappeared. This film former can be used directly without further purification or further manipulation.

Eksemplene 7 og 8: Smeltbare filmdannere: Examples 7 and 8: Fusible film formers:

Eksempel 7 - Propoksylertbisfenol- A- maleat/ TONE 0260 Example 7 - Propoxylated bisphenol A maleate/ TONE 0260

Det propoksylerte bisfenol-A-maleat fra eksempel 2 ble blandet med TONE 0260 (en polykaprolaktonpolymer tilgjengelig fra Union Carbide) i et vektforhold på 1:1. Denne blanding er fast ved romtemperatur, men har en viskositet på 50-250 cPs ved 93-110°C. The propoxylated bisphenol A maleate from Example 2 was mixed with TONE 0260 (a polycaprolactone polymer available from Union Carbide) in a 1:1 weight ratio. This mixture is solid at room temperature, but has a viscosity of 50-250 cPs at 93-110°C.

Eksempel 8 - Propoksylertallylalkoholmaleat/ TONE 0260 Example 8 - Propoxylertallyl alcohol maleate/ TONE 0260

Det propoksylerte allylalkoholmaleat fra eksempel 3 ble blandet med TONE 0260 i et vektforhold på 1:1. Denne blanding er fast ved romtemperatur, men har en viskositet på 50-250 cPs ved en temperatur på 93-110°C. The propoxylated allyl alcohol maleate from Example 3 was mixed with TONE 0260 in a 1:1 weight ratio. This mixture is solid at room temperature, but has a viscosity of 50-250 cPs at a temperature of 93-110°C.

Eventuelle bestanddeler Any constituents

I tillegg til eller i stedet for andre viskositetsmodifiserere som de som er nevnt ovenfor, kan n-butylamicsyre også benyttes som modifiserer der den er hensiktsmessig reaktiv med enten termoplastiske eller termobindende materialer for å redusere viskositeten i filmdanneren og den totale, kjemiske behandlingsmasse. En foretrukket reaktiv amicsyre-modifiserer ble fremstilt som følger: En 2-liters 3-halsrundkolbe, utstyrt med varmekappe, Friedrich-kondensator, en 1-liters tilsetningstrakt, elektrisk røreverk og termopar-temperatursonde, ble chargert med 150 g (1,53 mol) maleinsyreanhydrid (tilgjengelig fra Huntsman Specialty Chemical) og 0,02 g hydrokinon (tilgjengelig fra Aldrich Chemical Co.). Disse faststoffer ble oppløst ved tilsetning av 350 ml aceton (høyrenhetskvalitet fra Aldrich Chemical). Oppløsningen av maleinsyreanhydrid og hydrokinon ble omrørt i reaktoren. En oppløsning avlllg(l,51 mol) n-butylamin (tilgjengelig fra Aldrich Chemical) i 150 ml aceton ble satt til reaktoren, n-butylaminoppløsningen ble tilsatt dråpevis og temperatur ble holdt ved 55°C ved å variere tilsetningshastigheten og temperaturen i varmekappen. Etter at tilsetningen var ferdig, ble temperaturen i reaktoren og innholdet holdt ved 60°C i 3 timer. Acetonet ble så fjernet under redusert trykk og 60°C ved rotasjonsfordamping. Det faste n-butyl-amicsyreprodukt ble fjernet fra reaktoren som en væske ved 90°C, som så kan benyttes direkte uten ytterligere rensing eller manipulering. En liten andel av den fremstilte n-butylamicsyre ble omkrystallisert fra aceton. Smeltepunktet for det omkrystalliserte materialet var 74,9°C, målt ved differensialskanderende kalometri (DSC). In addition to or instead of other viscosity modifiers such as those mentioned above, n-butylamic acid can also be used as a modifier where it is suitably reactive with either thermoplastic or thermosetting materials to reduce the viscosity of the film former and the overall chemical treatment mass. A preferred reactive amic acid modifier was prepared as follows: A 2-liter 3-neck round-bottom flask, equipped with a heating jacket, Friedrich condenser, a 1-liter addition funnel, electric stirrer, and thermocouple temperature probe, was charged with 150 g (1.53 mol ) maleic anhydride (available from Huntsman Specialty Chemical) and 0.02 g of hydroquinone (available from Aldrich Chemical Co.). These solids were dissolved by adding 350 ml of acetone (high purity grade from Aldrich Chemical). The solution of maleic anhydride and hydroquinone was stirred in the reactor. A solution of lllg(1.51 mol) n-butylamine (available from Aldrich Chemical) in 150 ml of acetone was added to the reactor, the n-butylamine solution was added dropwise and the temperature was maintained at 55°C by varying the rate of addition and the temperature of the heating jacket. After the addition was finished, the temperature of the reactor and its contents was maintained at 60°C for 3 hours. The acetone was then removed under reduced pressure and 60°C by rotary evaporation. The solid n-butyl-amic acid product was removed from the reactor as a liquid at 90°C, which can then be used directly without further purification or manipulation. A small proportion of the n-butylamic acid produced was recrystallized from acetone. The melting point of the recrystallized material was 74.9°C, measured by differential scanning calorimetry (DSC).

Koblingsmidler Coupling means

For enten en termobindende eller termoplastisk kjemisk behandlingsmasse omfatter koblingsmidlet et funksjonalisert, organisk substrat (det vil si minst en funksjonell, organisk gruppe bundet til et organisk substrat). Eksempeltyper på funksjonaliserte, organiske substrater er alkoholer, aminer, estere, etere, hydrokarboner, siloksaner, silazaner, silaner, laktamer, laktoner, anhydrider, karbener, nitrener, ortoestere, imider, enaminer, iminer, amider, imider og olefiner. Det funksjonaliserte, organiske substrat er i stand til interaksjon og/eller reaksjon med overflaten av fibrene ved forhøyede temperatur, fortrinnsvis fra rundt 100°C til rundt 350°C), for å gi tilstrekkelig kobling eller binding mellom armeringsfibrene og matriksmaterialet for derved å oppnå de ønskede egenskaper. Interaksjon involverer binding som stammer fra en tiltrekningskraft, for eksempel en hydrogenbinding eller en Van der Waals-binding. Omsetning involverer kjemisk binding som karakteristisk er kovalent binding. Det funksjonaliserte, organiske substrat kan også være interaktivt eller reaktivt med matriksmaterialet. Eksempler på koblingsmidler er silaner som y-aminopropyltrietoksysilan (A-I 100), y-metakryloksypropyltrimetoksysilan (A-I 74) og y-glycidoksypropyltrimetoksysilan (A-I 87), alle tilgjengelige fra Witco Chemical Company, Chicago, Illinois. Ikke-silan-koblingsmidler kan også benyttes. Ved å velge ett eller flere hensiktsmessig funksjonaliserte, organiske substrater for koblingsmiddelsystemet, kan man oppnå de ønskede mekaniske egenskaper mellom armeringsfibrene og matriksmaterialet i komposittgjenstanden. For either a thermosetting or thermoplastic chemical treatment mass, the coupling agent comprises a functionalized, organic substrate (that is, at least one functional, organic group bonded to an organic substrate). Exemplary types of functionalized organic substrates are alcohols, amines, esters, ethers, hydrocarbons, siloxanes, silazanes, silanes, lactams, lactones, anhydrides, carbenes, nitrenes, orthoesters, imides, enamines, imines, amides, imides and olefins. The functionalized organic substrate is capable of interaction and/or reaction with the surface of the fibers at an elevated temperature, preferably from about 100°C to about 350°C), to provide sufficient coupling or bonding between the reinforcing fibers and the matrix material to thereby achieve the desired properties. Interaction involves bonding that originates from an attractive force, such as a hydrogen bond or a Van der Waals bond. Metabolism involves chemical bonding which is characteristically covalent bonding. The functionalized, organic substrate can also be interactive or reactive with the matrix material. Examples of coupling agents are silanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane (A-I 100), γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A-I 74) and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (A-I 87), all available from Witco Chemical Company, Chicago, Illinois. Non-silane coupling agents can also be used. By choosing one or more appropriately functionalized, organic substrates for the coupling agent system, the desired mechanical properties can be achieved between the reinforcing fibers and the matrix material in the composite object.

Uten å ønske å være bundet av noen spesiell teori med henblikk på de kjemiske behandlingsmasser, er en mulig forklaring på hvordan behandlingen kan gjennomføres, gitt nedenfor. Silantypekoblingsmidler finnes karakteristisk i vann-baserte, kjemiske bekhandlingsmasser. I henhold til dagens syn undergår, med et konvensjonelt silantype-koblingsmiddel, alkoksysilandelen av molekylet en hydrolyse og blir et hydroksysilan eller en silanol for å vannoppløseliggjøre koblingsmidlet. Enden av molekylet reagerer eller interagerer med glassoverflaten og den andre ende av molekylet reagerer eller interagerer med matriksmaterialet. Mere spesielt er koblingsmidler som typisk har vært benyttet i glassindustrien organosilaner som har en organisk del antatt å reagere eller interagere med matrikspolymeren og en silandel eller mere spesielt en silanoldel, som antas å reagere eller interagere med glassoverflaten. I enkelte tilfeller er det også generelt akseptert at den organiske del av et organosilan er i stand til reaksjon (for eksempel kovalent eller ionisk binding) eller interaksjon (for eksempel hydrogen- eller Van der Waals-binding) med glassoverflaten. Generelt antas hydrogenbinding og andre assosia-sjoner å være termodynamiske (reversible under milde betingelser) prosesser. I enkelte tilfeller som som når silanoler bindes til en glassoverflate, antas den kjemiske binding å være en termodynamisk prosess. Med tidligere koblingsmiddelteknologi inntrer bindingen av en vann-basert kjemisk behandlingsmasse til glasset som en termodynamisk prosess. Dette er fordi konvensjonelle prosesser vanligvis gjennomføres under relativt milde betingelser og vanligvis er reversible i en viss grad. I en konvensjonell prosess og etter at glassfibrene er belagt med en vannbasert, kjemisk behandlingsmasse, blir de belagte fibre pakket og tørket i en ovn. I ovnen er det mulig-heten for at noen av de organiske, funksjonelle grupper i koblingsmidlet reagerer irreversibelt med noen av de organiske, funksjonelle grupper i filmdanneren. Dette skjer ikke i stor grad, fordi ovnstemperaturen som karakteristisk benyttes er rundt 66-88°C og derved ikke høye nok. Without wishing to be bound by any particular theory with regard to the chemical treatment masses, a possible explanation of how the treatment may be carried out is given below. Silane-type coupling agents are characteristically found in water-based, chemical coating compounds. According to the current view, with a conventional silane-type coupling agent, the hydroxysilane portion of the molecule undergoes hydrolysis and becomes a hydroxysilane or a silanol to water-solubilize the coupling agent. The end of the molecule reacts or interacts with the glass surface and the other end of the molecule reacts or interacts with the matrix material. More particularly, coupling agents that have typically been used in the glass industry are organosilanes which have an organic part believed to react or interact with the matrix polymer and a silane part or more particularly a silanol part, which is believed to react or interact with the glass surface. In some cases, it is also generally accepted that the organic part of an organosilane is capable of reaction (for example covalent or ionic bonding) or interaction (for example hydrogen or Van der Waals bonding) with the glass surface. In general, hydrogen bonding and other associations are assumed to be thermodynamic (reversible under mild conditions) processes. In some cases, such as when silanols are bound to a glass surface, the chemical binding is believed to be a thermodynamic process. With previous coupling agent technology, the bonding of a water-based chemical treatment mass to the glass occurs as a thermodynamic process. This is because conventional processes are usually carried out under relatively mild conditions and are usually reversible to some extent. In a conventional process and after the glass fibers are coated with a water-based, chemical treatment compound, the coated fibers are packed and dried in an oven. In the oven, there is the possibility that some of the organic functional groups in the coupling agent react irreversibly with some of the organic functional groups in the film former. This does not happen to a large extent, because the oven temperature that is typically used is around 66-88°C and thus not high enough.

Med oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser ifølge oppfinnelsen blir i motsetning til dette bindings- eller koblingsprosessen mere kinetisk av natur. Dette betyr at bindingen kan skje under relativt robuste betingelser (for eksempel ved høyere temperaturer) og kan involvere en i det vesentlige irreversibel reaksjon. I tillegg til et koblingsmiddel som binder til fiberoverflaten kan det nu i tillegg dannes et interfaseområde mellom armeringsfibrene og matriksmaterialet i komposittgjenstanden. Interfaseområdet dannes i det minste delvis ved hjelp av den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Interfaseområdet kan også inkludere, helt eller delvis, et område rundt fiberen der den kjemiske behandlingsmasse og matriksmaterialet har interagert og/eller reagert med hverandre. Den kjemiske behandlingsmasse kan også bli fullstendig dispergert eller oppløst i det omgivende matriksmaterialet. With solvent-free, chemical treatment masses according to the invention, in contrast to this, the binding or coupling process becomes more kinetic in nature. This means that the binding can take place under relatively robust conditions (for example at higher temperatures) and can involve an essentially irreversible reaction. In addition to a coupling agent that binds to the fiber surface, an interphase area can now also be formed between the reinforcing fibers and the matrix material in the composite object. The interphase region is formed at least in part by means of the applied chemical treatment mass. The interphase area can also include, in whole or in part, an area around the fiber where the chemical treatment compound and the matrix material have interacted and/or reacted with each other. The chemical treatment mass can also be completely dispersed or dissolved in the surrounding matrix material.

Selv om konvensjonelle silankoblingsmidler kan benyttes i de herværende kjemiske behandlingsmasser, antas det at mekanismen for deres interaksjon eller reaksjon med glassoverflaten skiller seg fra det som opptrer i tidligere prosesser. Fordi det i det vesentlige ikke er vann til stede under den her beskrevne behandling, reagerer alkoksysilanene direkte med glassoverflaten og gir en siloksanbinding og setter fri alkohol. Således er det forsøksbevis (proton-NMR-data) som antyder at alkoksysilanene ikke hydrolyserer i de herværende kjemiske behandlingsmasser under de betingelser de eksponeres til, når de bearbeides ifølge oppfinnelsen. Det antas at alkoksysilangruppen av koblingsmidlet som benyttes i den herværende kjemiske behandlingsmasse omsettes eller interagerer med glassoverflaten på kinetisk måte under dannelse av siloksanbinding og en frisatt alkohol. Således er foreliggende prosess kinetisk heller enn termodynamisk slik dette påvises ved observasjoner dithen at gode komposittegenskaper er oppnådd både for termobindende og termoplastiske kompositter, når alkoksysilankoblingsmidler ble anvendt ved de kjemiske behandlingsmasser som beskrives ifølge oppfinnelsen, mens mindre ønskelige komposittegenskaper oppnås for både termobindende og termoplastkompositter når alkoksysilankoblingsmidler ikke var til stede i de kjemiske behandlingsmasser. Although conventional silane coupling agents may be used in the present chemical treatment compositions, it is believed that the mechanism of their interaction or reaction with the glass surface differs from that occurring in previous processes. Because there is essentially no water present during the treatment described here, the alkoxysilanes react directly with the glass surface and produce a siloxane bond and release alcohol. Thus, there is experimental evidence (proton NMR data) which suggests that the alkoxysilanes do not hydrolyze in the present chemical treatment masses under the conditions to which they are exposed, when they are processed according to the invention. It is believed that the alkoxysilane group of the coupling agent used in the present chemical treatment mass reacts or interacts with the glass surface in a kinetic manner, forming a siloxane bond and a released alcohol. Thus, the present process is kinetic rather than thermodynamic as demonstrated by observations that good composite properties are achieved both for thermosetting and thermoplastic composites, when alkoxysilane coupling agents were used with the chemical treatment compounds described according to the invention, while less desirable composite properties are obtained for both thermosetting and thermoplastic composites when Alkoxysilane coupling agents were not present in the chemical treatment masses.

Hvis et alkoksysilankoblingsmiddel i en herværende kjemisk behandlingsmasse reagerer eller interagerer med en nydannet glass- eller annen armeringsfiberoverflate via en kinetisk prosess, vil andre typer molekyler inneholdende tilstrekkelig reaktive, funksjonelle grupper som de som angitt ovenfor, også reagere eller interagere med glasset eller den andre armeringsfiberoverflate via en kinetisk prosess. Videre kan disse samme funksjonelle grupper som reagerer eller interagerer med glasset eller den andre fiberoverflate via en kinetisk prosess, reagere eller interagere med resten av det organiske materialet i den kjemiske behandlingsmasse og/eller matriksmateriale via en kinetisk prosess på samme måte. Dette kan så tjene til å bygge opp et interfaseområde ved eller meget nær glass- eller den andre fiberoverflate og kan også tjene til å øke den midlere molekylvekt for den kjemiske behandlingsmasse og derved gi det resulterende glass-strengprodukt ønskelige fysikalske karakteristika. Således inkluderer fordelene ved fremgangsmåten ifølge beskrivelsen fleksibiliteten ved å benytte en videre varietet av koblingsmidler og å bygge opp et interfaseområde mellom fiber og matriks. If an alkoxysilane coupling agent in a chemical treatment composition herein reacts or interacts with a newly formed glass or other reinforcing fiber surface via a kinetic process, other types of molecules containing sufficiently reactive functional groups such as those indicated above will also react or interact with the glass or other reinforcing fiber surface via a kinetic process. Furthermore, these same functional groups that react or interact with the glass or the other fiber surface via a kinetic process, can react or interact with the rest of the organic material in the chemical treatment mass and/or matrix material via a kinetic process in the same way. This can then serve to build up an interphase area at or very close to the glass or the other fiber surface and can also serve to increase the average molecular weight of the chemical treatment mass and thereby give the resulting glass strand product desirable physical characteristics. Thus, the advantages of the method according to the description include the flexibility of using a wider variety of coupling agents and building up an interphase area between fiber and matrix.

For at komposittgjenstanden skal oppvise ønskelige, mekaniske egenskaper mellom armeringsfibre og matriksmaterialet, er den kjemiske behandlingsmasse fortrinnsvis kompatibel med matriksmaterialet i komposittgjenstanden. Generelt ansees en kjemisk behandlingsmasse som kompatibel med matriksmaterialet hvis den er i stand til å interagere med og/eller reagere med matriksmaterialet. Filmdanneren av alle typer påført kjemisk behandlingsmasse kan omfatte det samme polymermaterialet som matriksmaterialet og tilveiebringes i en mengde tilstrekkelig til å utgjøre hele eller en del av matriksen i komposittgjenstanden. In order for the composite object to exhibit desirable mechanical properties between the reinforcing fibers and the matrix material, the chemical treatment compound is preferably compatible with the matrix material in the composite object. In general, a chemical treatment compound is considered compatible with the matrix material if it is capable of interacting with and/or reacting with the matrix material. The film former of all types of applied chemical treatment mass may comprise the same polymer material as the matrix material and be provided in an amount sufficient to make up all or part of the matrix in the composite object.

De kjemiske behandlingsmasser kan være blandbare i matriksmaterialet, helt eller delvis, og/eller kan utføre en separat fase fra matriksmaterialet. Hvis det dreier seg om en separat fase, kan den kjemiske behandlingsmasse som er anordnet rundt hver fiber danne et antall separate faseområder som er dispergert i matriksmaterialet og/eller et enkelt, separat faseområde som omgir sin tilsvarende fiber. The chemical treatment masses can be mixed in the matrix material, in whole or in part, and/or can perform a separate phase from the matrix material. If it is a separate phase, the chemical treatment mass arranged around each fiber can form a number of separate phase areas that are dispersed in the matrix material and/or a single, separate phase area that surrounds its corresponding fiber.

Når det er ønskelig at komposittgjenstanden fremstilles med en type kjemisk behandlingsmasse og en annen type matriksmateriale, benyttes det fortrinnsvis en termobinde-type for den kjemiske behandlingsmasse med en termoplastisk matriks. En lavmolekyl- vekts, kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindingstypen kan herde under termo-plastbearbeidingen og/eller kan reagere med kjedeendene i det termoplastiske matriksmaterialet. Som en konsekvens vil slike typer av molekyler ikke lett mykgjøre det termoplastiske matriksmaterialet. Ved valg av en egnet kjemisk behandlingsmasse skal man merke seg at visse lavmolekylvektstermoplastmaterialer kan mykgjøre termoplastiske matriksharpikser når den kjemiske struktur for den termoplastiske matriksharpiks og lavmolekylvektstermoplastmaterialet er meget forskjellige. Et eksempel på slike forskjellige termoplastiske materialer er dibutyltereftalat som en del av den kjemiske behandlingsmasse eller polypropylen som matriksmaterialet. When it is desirable for the composite object to be produced with one type of chemical treatment compound and another type of matrix material, a thermobond type is preferably used for the chemical treatment compound with a thermoplastic matrix. A low molecular weight chemical treatment mass of the thermosetting type may harden during the thermoplastic processing and/or may react with the chain ends in the thermoplastic matrix material. As a consequence, such types of molecules will not easily soften the thermoplastic matrix material. When choosing a suitable chemical treatment mass, it should be noted that certain low molecular weight thermoplastic materials can soften thermoplastic matrix resins when the chemical structure of the thermoplastic matrix resin and the low molecular weight thermoplastic material are very different. An example of such different thermoplastic materials is dibutyl terephthalate as part of the chemical treatment compound or polypropylene as the matrix material.

Eventuelt kan den kjemiske behandlingsmasse videre omfatte en kompatibilisator for å forbedre interaksjonen og/eller reaksjonen mellom den kjemiske behandlingsmasse og matriksmaterialet for derved å bringe ellers ikke-kompatible eller lite kompatible polymerkomponenter eller bestanddeler i behandlingsmassen, mere kompatible (for eksempel mere blandbare) i matriksmaterialet. Når en termo-avbindende eller en termoplastisk kjemisk behandlingsmasse benyttes med et termoplastisk matriksmateriale, er eksempler på kompatibilisatorer PBT-monomerekvivalentene di-n-butyltereftalat og dibenzoatesteren av 1,4-butandiol; PET-monomerekvivalentene dietyltereftalat og dibenzoatesteren av etylenglykol; og nylon-monomerekvivalentene kaprolakton, adduktet av adipoylklorid og n-aminoheksan og adduktet av 1,5-heksandiamin og heksanoylklorid. Optionally, the chemical treatment mass can further comprise a compatibilizer to improve the interaction and/or reaction between the chemical treatment mass and the matrix material to thereby bring otherwise non-compatible or poorly compatible polymer components or constituents in the treatment mass, more compatible (for example, more miscible) in the matrix material . When a thermosetting or a thermoplastic chemical treatment compound is used with a thermoplastic matrix material, examples of compatibilizers are the PBT monomer equivalents di-n-butyl terephthalate and the dibenzoate ester of 1,4-butanediol; The PET monomer equivalents diethyl terephthalate and the dibenzoate ester of ethylene glycol; and the nylon monomer equivalents caprolactone, the adduct of adipoyl chloride and n-aminohexane and the adduct of 1,5-hexanediamine and hexanoyl chloride.

Når disse typer kjemisk behandlingsmasse benyttes med et termo-avbindende matriksmateriale, er det foretrukket å bruke en mere reaktiv kompatibilisator. For en polyester-eller vinylester-termo-avbinder er en egnet kompatibilisator glycidylmetakrylat-ende-dekkede disyrer og estere av trimellittsyreanhydridsystemet. Spesifikke eksempler på egnede kompatibilisatorer for polyester- og vinylester-termo-avbindere omfatter diallylftalat (DAP som er kommersielt tilgjengelig), glycidylmetakrylat-dekket isoftalsyre, trimellittsyreanhdyrid-dodecinat, bis-allylalkoholadduktet av tereftalsyre og CH3CH2(OCH2CH2)„(CH2)mC02H, der n er et helt tall fra 3 til 7 og m er 16 (for eksempel CBA-60, tilgjengelig fra Witco Chemical, Chicago, Illinois). For epoksy-baserte termobindere kan estere basert på glycidol være egnede kompatibilisatorer, som glycidylmetakrylat per se, diglycidylester av adipinsyre og triglycidylisocyanurat When these types of chemical treatment mass are used with a thermo-setting matrix material, it is preferred to use a more reactive compatibilizer. For a polyester or vinyl ester thermoset, a suitable compatibilizer is glycidyl methacrylate end-capped diacids and esters of the trimellitic anhydride system. Specific examples of suitable compatibilizers for polyester and vinyl ester thermosets include diallyl phthalate (DAP which is commercially available), glycidyl methacrylate-capped isophthalic acid, trimellitic acid anhyride dodecinate, the bis-allyl alcohol adduct of terephthalic acid, and CH3CH2(OCH2CH2)„(CH2)mC02H, where n is an integer from 3 to 7 and m is 16 (eg, CBA-60, available from Witco Chemical, Chicago, Illinois). For epoxy-based thermal binders, esters based on glycidol can be suitable compatibilizers, such as glycidyl methacrylate per se, diglycidyl ester of adipic acid and triglycidyl isocyanurate

(TGIC). (TGIC).

Den kjemiske behandlingsmasse kan også inkludere ett eller flere bearbeidingshjelpemidler for å lette bruken av den kjemiske behandlingsmasse på punkter under frem stillingsprosessen og/eller for å optimalisere egenskaper ved den resulterende komposittgjenstand. For en kjemisk behandlingsmasse av termobindende type kan bearbeidingshjelpemidlet inkludere for eksempel en viskositetsreduserer for å redusere viskositeten den termobindende type av kjemisk behandlingsmiddel før den påføres på fibrene. Viskositetsredusereren er i det vesentlige oppløsningsmiddelfrie og understøtter fortrinnsvis herding av en termobindende filmdanner. Bearbeidingshjelpemidlene som benyttes i denne type kjemisk behandlingsmasse kan for eksempel inkludere styren og peroksyd. Styrenet benyttes fortrinnsvis for å fortynne filmdanneren og delta i termo-avbindingsreaksjonen. Peroksyder virker fortrinnsvis som katalysator eller herdemiddel. The chemical treatment composition may also include one or more processing aids to facilitate the use of the chemical treatment composition at points during the manufacturing process and/or to optimize properties of the resulting composite article. For a thermosetting type chemical treatment mass, the processing aid may include, for example, a viscosity reducer to reduce the viscosity of the thermosetting type of chemical treatment agent before it is applied to the fibers. The viscosity reducer is essentially solvent-free and preferably supports curing of a thermosetting film former. The processing aids used in this type of chemical treatment compound can include, for example, styrene and peroxide. Styrene is preferably used to dilute the film former and participate in the thermal debonding reaction. Peroxides preferably act as a catalyst or curing agent.

Eventuelt kan også de ikke-vandige versjoner av andre typer additiver som typisk benyttes for å lime glassfibre, også benyttes som bearbeidingshjelpemidler i de her beskrevne kjemiske behandlingsmasser. For eksempel kan prosesshjelpemidler eller additiver benyttes for å hjelpe til å kontrollere smøringen av glasstauet eller -strengen, å kontrollere den relative mengde statisk eller å kontrollere håndterbarheten av glass-strengen eller tauproduktet. Lubrisiteten kan modifiseres ved å tilsette prosesshjelpemidler eller smøremidler, for eksempel en polyetylenglykolesteremulsjon i mineralolje (for eksempel Emerlube 7440, tilgjengelig fra Henkel Textile Technologies, Charlotte, North Carolina); polyetyelenglykoler som PEG-400-MO (polyetylenglykolmonooleat) og PEG-400-monoisostearat (tilgjengelig fra Henkel Corporation); og butoksyetylstearat (BES). Disse smøremidler tjener til å øke glassets løpeevne ved å virke som smøremidler og bør ha liten, hvis overhodet, ugunstige virkninger på egenskapene for den ferdige komposittgjenstand. Dannelsen av statisk kan kontrolleres ved å tilsette bearbeidingshjelpemidler som polyetyleniminer, for eksempel Emery 6760-O og Emery 6760-U (tilgjengelig fra Henkel Corporation). Håndterbarheten kan forbedres ved hjelp av bearbeidingshjelpemidler som polyvinylpyrrolidon (for eksempel PVP K90, tilgjengelig fra GAF Corporation, Wayne, New Jersey), som kan gi en god strengintegritet og kohesivitet, samt fuktemidler eller surfaktanter som Pluronic L101 og Pluronic Pl05 (begge tilgjengelige fra BASF Corporation) som kan forbedre evnen hos matriksmaterialer til å fukte fibre. En hvilken som helst tilstedeværende bestanddel har imidlertid en formulering og tilsettes i en mengde slik at den kjemiske behandlingsmasse forblir oppløsningsmiddelfri. Optionally, the non-aqueous versions of other types of additives that are typically used to glue glass fibers can also be used as processing aids in the chemical treatment compounds described here. For example, process aids or additives may be used to help control the lubrication of the glass rope or strand, to control the relative amount of static, or to control the handleability of the glass strand or rope product. Lubricity can be modified by adding processing aids or lubricants, such as a polyethylene glycol ester emulsion in mineral oil (eg, Emerlube 7440, available from Henkel Textile Technologies, Charlotte, North Carolina); polyethylene glycols such as PEG-400-MO (polyethylene glycol monooleate) and PEG-400 monoisostearate (available from Henkel Corporation); and butoxyethyl stearate (BES). These lubricants serve to increase the flowability of the glass by acting as lubricants and should have little, if any, adverse effect on the properties of the finished composite article. The formation of static can be controlled by adding processing aids such as polyethylene imines, such as Emery 6760-O and Emery 6760-U (available from Henkel Corporation). Handleability can be improved by processing aids such as polyvinylpyrrolidone (eg, PVP K90, available from GAF Corporation, Wayne, New Jersey), which can provide good strand integrity and cohesiveness, as well as wetting agents or surfactants such as Pluronic L101 and Pluronic Pl05 (both available from BASF Corporation) which can improve the ability of matrix materials to wet fibers. Any ingredient present, however, has a formulation and is added in an amount such that the chemical treatment mass remains solvent-free.

Metoder og apparaturer for påføring av fremgangsmåtens kjemiske behandlingsmasser skal beskrives nærmere under henvisning til figurene. Methods and apparatus for applying the method's chemical treatment compounds must be described in more detail with reference to the figures.

Figur 1 viser en utførelsesform av en apparatur 20 for å bringe en kjemisk behandlingsmasse på fibre 10, benyttet ved fremstilling av komposittgjenstand, og inkluderer en fiberfremstillingsmekanisme 22, for eksempel en konvensjonell glassfiberfremstillings-bøssing 24, som operativt er tildannet i henhold til velkjent praksis for kontinuerlig fremstilling av et antall glassarmeringsfibre 12 fra en kilde for smeltet glassmateriale i en smelter over bøssingen 24.1 denne eksempel på fremgangsmåte avgir glassarmeringsfibrene 12 varmeenergi en viss tid etter at de er fremstilt. En eller flere applikatorer 26, for eksempel en standard enkelt- eller dobbelt-valsetype-applikator 28 og en tilhørende panne 30, kan benyttes for å påføre en av de ovenfor beskrevne eksempler på kjemisk behandlingsmasse på armeringsfibrene 12 for derved å tildanne et antall belagte fibre 32. For at prosessen skal fortsette å forløpe etter at den kjemiske behandlingsmasse er påført, det vil si uten at noen vesentlig mengde av fibrene 10 brekker, tildannes viskositeten for den kjemiske behandlingsmasse slik at den er tilstrekkelig lav før påføring eller synker i tilstrekkelig grad etter påføring som diskutert ovenfor. Figure 1 shows an embodiment of an apparatus 20 for applying a chemical treatment mass to fibers 10, used in the manufacture of a composite article, and includes a fiber manufacturing mechanism 22, for example a conventional glass fiber manufacturing bushing 24, which is operatively formed according to well-known practices of continuous production of a number of glass reinforcing fibers 12 from a source of molten glass material in a melter above the bushing 24.1 this example of method, the glass reinforcing fibers 12 emit heat energy a certain time after they have been produced. One or more applicators 26, for example a standard single or double roller type applicator 28 and an associated pan 30, may be used to apply one of the above described examples of chemical treatment compound to the reinforcing fibers 12 to thereby form a number of coated fibers 32. In order for the process to continue to proceed after the chemical treatment mass has been applied, i.e. without any significant amount of the fibers 10 breaking, the viscosity of the chemical treatment mass is created so that it is sufficiently low before application or drops sufficiently after application as discussed above.

To alternative prosesser for påføring av kjemisk behandlingsmasse på nyfremstilte glassfibre er beskrevet nedenfor. Eksempelprosess 1 benyttes når viskositeten i den kjemiske behandlingsmasse er relativt lav ved relativt lave temperaturer (for eksempel viskositeter på 150 cPs eller mindre ved temperaturer på 66°C eller mindre). Eksempelprosess 2 benyttes ved kjemiske behandlingsmasser med høyere viskositet. Kjemiske behandlingsmasser som inkluderer en av filmdannerne fra eksemplene 1 til 4(K) og 6 ovenfor, kan benyttes i prosess 1. Kjemiske behandlingsmasser som inkluderer en av filmdannerne fra eksemplene 5, 7 og 8 kan benyttes med prosess 2. En hvilken som helst kjemisk behandlingsmasse som benyttes i prosess 1 kan også benyttes i prosess 2. En hvilken som helst behandlingsmasse som kan benyttes i enten prosess 1 eller prosess 2 kan også benyttes i prosess 3 som er et ytterligere eksempelsystem. Two alternative processes for applying chemical treatment compound to newly manufactured glass fibers are described below. Example process 1 is used when the viscosity of the chemical treatment mass is relatively low at relatively low temperatures (for example viscosities of 150 cPs or less at temperatures of 66°C or less). Example process 2 is used for chemical treatment compounds with a higher viscosity. Chemical treatment compounds that include one of the film formers from Examples 1 to 4(K) and 6 above can be used in Process 1. Chemical treatment compounds that include one of the film formers from Examples 5, 7 and 8 can be used with Process 2. Any chemical treatment mass that is used in process 1 can also be used in process 2. Any treatment mass that can be used in either process 1 or process 2 can also be used in process 3, which is a further example system.

Prosess 1: Process 1:

Denne prosess for påføring av kjemisk behandlingsmasse benytter konvensjonelt glass-armeringsfiberfremstillingsutstyr, modifisert i området rundt applikatoren 26 slik at posisjonen for applikatoren 26 er justerbar i et plan loddrett på strømmen av glassfibre 12 (det vil si strømmen av fibre 10) så vel som planet som inneholder fibrene 10. Applikatoren 26 er festet til en vogn med hjul ved hjelp av en brakett. Vognen befinner seg på skinner slik at den lett kan posisjoneres langs aksen loddrett på bevegelsesveien for fibrene. Toppen av vognen er forbundet med hovedlegemet av vognen ved hjelp av en saksjekk og annet egnet utstyr. Dette tillater at applikatoren 26 kan heves eller senkes i forhold til bøssingen 24. Posisjonen for applikatoren 26 kan justeres langs begge akser, mens prosessen går. Den kjemiske behandlingsmasse lagres i en egnet metallbeholder, for eksempel en ca. 20 liter bøtte. This chemical treatment mass application process utilizes conventional glass-reinforcement fiber manufacturing equipment, modified in the area around the applicator 26 so that the position of the applicator 26 is adjustable in a plane perpendicular to the flow of glass fibers 12 (ie, the flow of fibers 10) as well as the plane which contains the fibers 10. The applicator 26 is attached to a cart with wheels by means of a bracket. The carriage is on rails so that it can be easily positioned along the axis perpendicular to the path of movement of the fibres. The top of the carriage is connected to the main body of the carriage by means of a case check and other suitable equipment. This allows the applicator 26 to be raised or lowered in relation to the bushing 24. The position of the applicator 26 can be adjusted along both axes, while the process is running. The chemical treatment compound is stored in a suitable metal container, for example an approx. 20 liter bucket.

Oppvarmingen av den kjemiske behandlingsmasse er eventuell. For å varme opp massen kan bøtten plasseres på en varm plate og/eller omhylles med et egnet varme-element, for eksempel en modell 5 som er tilgjengelig fra OHMTEMP Corporation, Garden City, Michigan. Temperaturen for den kjemiske behandlingsmasse holdes på det ønskede nivå ved hjelp av en variabel vekselstrøm termopar-basert oppvarmings-kontroll, for eksempel som tilgjengelig fra større leverandørhus som Fisher Scientific eller VWR Scientific. Den kjemiske behandlingsmasse pumpes til og fra applikator-pannen 30 ved hjelp av en peristaltisk pumpe, for eksempel en Masterflex, modell #7529-8, utstyrt med en Masterflex-pumpekontroll, modell #7549-50 og Masterflex rørdel #6402-73, alt tilgjengelig fra Barnant Company (en avdeling av Cole-Parmer i Barrington, Illinois). Applikatoren 26 er av standard konstruksjon for en glassfiber-fremstillingsprosess og består av en metallpanne 30 som bærer en enkelt grafittvalse 28 som har en diameter på 7,6 cm og som drives en elektrisk motor ved hastigheter i området 0,9 til 6,1 m pr. minutt. En alternativ pumpe kan benyttes for å erstatte den peristaltiske pumpe, for eksempel en Zenith-pumpe, modell #60-20000-0939-4, tilgjengelig fra Parker Hannifin Corporation, Zenith Pump Division, Sanford, NC. Denne alternative pumpe er en pumpe av gear-typen utstyrt med oppvarmet mating og returslange montering og har generelt følgende trekk: Teflon-foret, høytrykk, 0,564 cm innvendig diameter x 183 cm lengde, 83 MPa støt, 21 MPa driftstrykk, rustfritt stål, 7/16-20 gjenging JIC-hunnsveivkobling, 120 Volt, 300 watt, 100 ohm platina RTD, 183 cm lang tråd med Amphenol #3106A-14S-06P-plugg, tilgjengelig fra The Conrad Company, Inc., Columbus, Ohio (den oppvarmede slangemontering er en forskjell mellom de to alternative (peristaltisk vs. gear-type) pumpesystemer). The heating of the chemical treatment mass is possible. To heat the mass, the bucket may be placed on a hot plate and/or enveloped with a suitable heating element, such as a Model 5 available from OHMTEMP Corporation, Garden City, Michigan. The temperature of the chemical treatment mass is maintained at the desired level by means of a variable alternating current thermocouple-based heating control, for example as available from major suppliers such as Fisher Scientific or VWR Scientific. The chemical treatment mass is pumped to and from the applicator pan 30 by means of a peristaltic pump, such as a Masterflex, model #7529-8, equipped with a Masterflex pump control, model #7549-50 and Masterflex tubing part #6402-73, all available from the Barnant Company (a division of Cole-Parmer of Barrington, Illinois). Applicator 26 is of standard construction for a fiberglass manufacturing process and consists of a metal pan 30 which carries a single graphite roller 28 having a diameter of 7.6 cm and which is driven by an electric motor at speeds in the range of 0.9 to 6.1 m per minute. An alternative pump can be used to replace the peristaltic pump, such as a Zenith pump, model #60-20000-0939-4, available from Parker Hannifin Corporation, Zenith Pump Division, Sanford, NC. This alternative pump is a gear type pump equipped with a heated feed and return hose assembly and generally has the following features: Teflon lined, high pressure, 0.564 cm ID x 183 cm length, 83 MPa shock, 21 MPa operating pressure, stainless steel, 7 /16-20 Thread JIC Female Crank Connector, 120 Volt, 300 Watt, 100 Ohm Platinum RTD, 183 cm long wire with Amphenol #3106A-14S-06P Plug, available from The Conrad Company, Inc., Columbus, Ohio (the heated tubing assembly is a difference between the two alternative (peristaltic vs. gear-type) pump systems).

Prosess 2: Process 2:

I en annen eksempelprosess benyttes en to-valseapplikator for påføring av den høy-viskøse, høytemperaturkjemiske behandingsmasse i ikke-vandig form. To-valseapplikatoren er festet i posisjon i forhold til glassfremstillingsapparaturen. Posisjonen for to-valseapplikatoren er i det vesentlige den samme som det som finnes i en standard glass-fiberfremstillingsprosess, noe som er omtrent 127 cm fra bøssingen. Oppvarmings-systemet og pumpesystemet som benyttes for den kjemiske behandlingsmasse i denne prosess er den samme som beskrevet for prosess 1. In another example process, a two-roll applicator is used to apply the high-viscosity, high-temperature chemical treatment compound in non-aqueous form. The two-roll applicator is fixed in position relative to the glassmaking apparatus. The position of the two-roll applicator is essentially the same as that found in a standard fiberglass manufacturing process, which is approximately 127 cm from the bushing. The heating system and pump system used for the chemical treatment mass in this process is the same as described for process 1.

To-valseapplikatoren inkluderer en sekundær applikatorvalse som er den største av de to valser, for overføring og dosering av den kjemiske behandlingsmasse til en mindre, primær påføringsvalse. Primærvalsen benyttes for direkte å påføre den kjemiske behandlingsmasse på fibrene. Den relativt lille diameteren for primærvalsen reduserer strekket mellom valse og fibre ved å gi et redusert kontaktarealet mellom disse. Strekk-spenningen i fibrene reduseres også på grunn av reduksjonen av draget. Tykkelsen for den pålagte, kjemiske behandlingsmasse kan doseres ved å kontrollere gapet mellom primær- og sekundærvalsene og ved å tilveiebringe et doktorblad på den mindre valse. En slik to-valseapplikator er beskrevet i US 3 817 728 og 3 506 419. The two-roll applicator includes a secondary applicator roll, which is the larger of the two rolls, for transferring and dosing the chemical treatment mass to a smaller, primary application roll. The primary roller is used to directly apply the chemical treatment compound to the fibres. The relatively small diameter of the primary roller reduces the stretch between roller and fibers by reducing the contact area between them. The tensile stress in the fibers is also reduced due to the reduction of the pull. The thickness of the applied chemical treatment compound can be dosed by controlling the gap between the primary and secondary rolls and by providing a doctor blade on the smaller roll. Such a two-roll applicator is described in US 3,817,728 and 3,506,419.

Prosess 3: Process 3:

I denne utførelsesformen blir en to-valseapplikator ifølge prosess 2 og den posisjonelle justeringsmulighet fra prosess 1 benyttet sammen i tillegg til de ovenfor nevnte oppvarmings- og pumpesystemer for den kjemiske behandlingsmasse. De belagte fibre 32 samles til en streng 14 ved bruk av samlemekanismer 34, for eksempel en konvensjonell samlesko. En trekkmekanisme 36, for eksempel et konvensjonelt par av motsatt roterende trekkvalser, benyttes for kontinuerlig å trekke fibrene 12 fra bøssingen 24 på i og for seg kjent måte. Strengen 14 kan vikles på en ikke-vist pakke eller kuttes til segmenter med ønsket lengde og lagres for etterfølgende behandling off-line til en komposittgjenstand. Alternativt kan komposittstrengen 14 bearbeides direkte til en komposittgjenstand in-line med samletrinnet. In this embodiment, a two-roll applicator according to process 2 and the positional adjustment option from process 1 are used together in addition to the above-mentioned heating and pumping systems for the chemical treatment mass. The coated fibers 32 are collected into a strand 14 using collection mechanisms 34, for example a conventional collection shoe. A drawing mechanism 36, for example a conventional pair of counter-rotating drawing rollers, is used to continuously draw the fibers 12 from the bushing 24 in a manner known per se. The string 14 can be wound on a package not shown or cut into segments of the desired length and stored for subsequent processing off-line into a composite object. Alternatively, the composite string 14 can be processed directly into a composite object in-line with the assembly step.

I tillegg til de kontinuerlig tildannede armeringsfibre 12, kan fibrene 10 i tillegg omfatte et antall matriksfibre 13 fremstilt fra et egnet matriksmateriale. Hvis det benyttes matriksfibre 13, kan påføringstrinnet for den kjemiske behandlingsmasse inkludere liming og/eller preimpregnering av matriksfibrene 13 med den samme eller en annen kjemisk behandingsmasse enn den som ble bragt på armeringsfibrene 12. Hvis det benyttes forskjellige typer matriksfibre 13, kan det også være fordelaktig at en annen kjemisk behandlingsmasse legges på på hver type matriksfiber 13. Hvis det benyttes forskjellige typer armeringsfibre 12, kan det på samme måte være fordelaktig at en annen kjemisk behandlingsmasse legges på hver type armeringsfiber 12. De samme teknikker og utstyr kan benyttes for kjemisk å behandle hver type armeringsfiber og matriksfiber, uansett om disse dannes kontinuerlig eller er tildannet på forhånd. In addition to the continuously formed reinforcing fibers 12, the fibers 10 may additionally comprise a number of matrix fibers 13 produced from a suitable matrix material. If matrix fibers 13 are used, the application step for the chemical treatment compound may include gluing and/or pre-impregnation of the matrix fibers 13 with the same or a different chemical treatment compound than that applied to the reinforcing fibers 12. If different types of matrix fibers 13 are used, it may also be advantageous that a different chemical treatment compound is applied to each type of matrix fiber 13. If different types of reinforcing fibers 12 are used, it can likewise be advantageous that a different chemical treatment compound is applied to each type of reinforcing fiber 12. The same techniques and equipment can be used for chemical to treat each type of reinforcing fiber and matrix fiber, regardless of whether these are continuously formed or preformed.

Eksempler på kjemisk behandlingsmasse Examples of chemical treatment compound

Nedenfor følger eksempler på kjemiske behandlingsmasser for påføring på glassarmeringsfibre og forskjellige matriksfibre og egnet for bruk med PBT, nylon og poly- propylenmatriksharpikser. De forskjellige matriksfibre er fremstilt fra det samme materialet som den tilsvarende matriksharpiks. Betegnelsene "VARME" eller "IKKE-VARME" antyder at de oppførte, kjemiske behandlingsmasser oppvarmes i en betydelig grad eller ikke, etter at de er bragt på sine angjeldende fibre. De kjemiske behandlingsmasser nedenfor for armering av fibre med "INGEN VARME" kan også benyttes på matriksfibre fremstilt fra den tilsvarende matriksharpiks. Når de kontinuerlig fremstilte glassfibre når applikatoren ved en konvensjonell lokasjon (for eksempel applikatoren befinner seg i en signifikant avstand fra kilden for smeltet glass), vil glassfibrene fremdeles avgi noe restvarme. Ved denne avstand fra bøssingen kan det imidlertid hende at mengden varme fra fibrene ikke er tilstrekkelig til å ha noen signifikant innvirkning på noen av de påførte, kjemiske behandlingsmasser. Betegnelsen "INGEN VARME" dekker derfor en slik situasjon. Below are examples of chemical treatment compounds for application to glass reinforcing fibers and various matrix fibers and suitable for use with PBT, nylon and polypropylene matrix resins. The different matrix fibers are made from the same material as the corresponding matrix resin. The designations "HEAT" or "NON-HEAT" indicate that the listed chemical treatment compounds are heated to a significant degree or not after they are applied to their respective fibers. The chemical treatment compounds below for reinforcing fibers with "NO HEAT" can also be used on matrix fibers made from the corresponding matrix resin. When the continuously produced glass fibers reach the applicator at a conventional location (for example, the applicator is at a significant distance from the source of molten glass), the glass fibers will still emit some residual heat. At this distance from the bushing, however, it may happen that the amount of heat from the fibers is not sufficient to have any significant effect on any of the applied chemical treatment compounds. The designation "NO HEAT" therefore covers such a situation.

Eksempel A Example A

Komposittmatriksharpiks: PBT Composite matrix resin: PBT

Formulering for armeringsfibre: Formulation for reinforcing fibers:

(1) For VARME: 83% HELOXY Modifier 67, 10% EPON SU-2,5, 5% maleinsyreanhydrid og 2% A-I 100; (2) For IKKE-V ARME: 95% HELOXY Modifier 67, 3% HELOXY Modifier 505 og 2% A-1100. (1) For HEAT: 83% HELOXY Modifier 67, 10% EPON SU-2.5, 5% Maleic Anhydride and 2% A-I 100; (2) For NON-V ARME: 95% HELOXY Modifier 67, 3% HELOXY Modifier 505 and 2% A-1100.

Formulering for matriksfibre: Formulation for matrix fibers:

(1) For VARME: 83% HELOXY Modifier 67, 10% EPON 160 og 7% DICY; (2) For IKKE-V ARME: 83% HELOXY Modifier 67, 10% HELOXY Modifier 62 og 7% TGIC. (1) For WARM: 83% HELOXY Modifier 67, 10% EPON 160 and 7% DICY; (2) For NON-V ARME: 83% HELOXY Modifier 67, 10% HELOXY Modifier 62 and 7% TGIC.

Eksempel B Example B

Komposittmatriksharpiks: nylon Composite matrix resin: nylon

Formulering for armeringsfibre: Formulation for reinforcing fibers:

(1) For VARME: 44,5% PG-fumarat med hydroksy-endegrupper, 44,5% TONE 0260, 5% DESMODUR N-100, 5% BES og 1% A-1100; (1) For HEAT: 44.5% PG fumarate with hydroxy end groups, 44.5% TONE 0260, 5% DESMODUR N-100, 5% BES and 1% A-1100;

(2) For IKKE-V ARME: (2) For NON-V ARMS:

(a) 47% propoksylert bis-A-maleat, 47% TONE 0260, 5% BES og 1% A-1100; (a) 47% propoxylated bis-A-maleate, 47% TONE 0260, 5% BES and 1% A-1100;

eller or

(b) 99% allylpropoksylaturetan og 1% A-I 100. (b) 99% allylpropoxylaurethane and 1% A-I 100.

Formulering for matriksfibre: Formulation for matrix fibers:

(1) For VARME: (1) For HEAT:

(a) 90% allylpropoksylaturetan og 10% amicsyre; eller (a) 90% allylpropoxylaturethane and 10% amic acid; or

(b) 90% allylpropoksylaturetan, 5% PG-fumarat (hydroksy-avsluttet) og 5% (b) 90% allylpropoxylaturethane, 5% PG fumarate (hydroxy-terminated) and 5%

DESMODUR N-l 00; DESMODUR N-l 00;

(2) For IKKE-VARME: 47,5% propoksylert bis-A-maleat, 47,5% TONE 0260 og 5% (2) For NON-HEAT: 47.5% propoxylated bis-A-maleate, 47.5% TONE 0260 and 5%

BES. BES.

Eksempel C Example C

Komposittmatriksharpiks: polypropylen Composite matrix resin: polypropylene

Formulering for armeringsfibre: Formulation for reinforcing fibers:

(1) For VARME: (1) For HEAT:

(a) 68% PG-fumarat, 20% propoksylert allylalkohol, 5% maleinsyreanhydrid, 5% (a) 68% PG fumarate, 20% propoxylated allyl alcohol, 5% maleic anhydride, 5%

TBPB og 2% A-I 100 eller A-I74; eller TBPB and 2% A-I 100 or A-I74; or

(b) 83% PG-fumarat (hydroksy-avsluttet), 5% DESMODUR N-l00, 5% maleinsyreanhydrid, 5% TBPB og 2% A-I 100 eller A-174; (b) 83% PG fumarate (hydroxy terminated), 5% DESMODUR N-100, 5% maleic anhydride, 5% TBPB and 2% A-I 100 or A-174;

(2) For IKKE-V ARME: (2) For NON-V ARMS:

(a) 88% allylpropoksylaturetan, 10% EPON 8121 og 2% A-I 100; eller (b) 90% allylpropoksylaturetan, 5% diallylftalat, 2% maleinsyreanhydrid, 2% BPO (a) 88% allylpropoxylaturethane, 10% EPON 8121 and 2% A-I 100; or (b) 90% allylpropoxylaturethane, 5% diallyl phthalate, 2% maleic anhydride, 2% BPO

og 1% A-I 100. and 1% A-I 100.

Formulering for matriksfibre: Formulation for matrix fibers:

(1) For VARME: 91% allylpropoksylaturetan, 5% diallylftalat, 2% maleinsyreanhydrid og 2% TBPB; (1) For HEAT: 91% allylpropoxylaturethane, 5% diallyl phthalate, 2% maleic anhydride and 2% TBPB;

(2) For IKKE-V ARME: (2) For NON-V ARMS:

(a) 90% allylpropoksylaturetan og 10% EPON 8121; eller (b) 91% allylpropoksylaturetan, 5% diallylftalat, 2% maleinsyreanhydrid og 2% (a) 90% allylpropoxylaturethane and 10% EPON 8121; or (b) 91% allylpropoxylaturethane, 5% diallyl phthalate, 2% maleic anhydride and 2%

BPO. BPO.

Forkortelsen DICY betyr dicyandiimid som er et høytemperatur, amin-basert herdemiddel for epoksyharpikser. Både DICY-herdemidlet og den reaktive modifiserer diallylftalat (for å redusere viskositeten) er tilgjengelige fra Aldrich Chemical Company. DESMODUR N-l00 er et polyisocyanat som er tilgjengelig fra Witco Chemical Company. PG-fumarat, propoksylert bis-A-maleat propoksylert bisfenol-A-maleat), allylpropoksylaturetan, propoksylert allylalkohol og amicsyre (det vil si n-butyl-amicsyre) kan alle fremstilles som beskrevet ovenfor. BES betyr butoksyetylstearat som i de ovenfor angitte kjemiske behandlingsmasser helt eller delvis kan erstattes med forbindelser som adduktet av adipoylklorid og n-aminoheksan eller adduktet av 1,6-diaminoheksan og heksanoylklorid, kaprolakton (tilgjengelig fra Aldrich Chemical Co.) og amicsyrer som n-butyl-amicsyre, og disse alternative forbindelser kan oppfylle andre funksjoner i tillegg til de som tilveiebringes av BES. TPBP og BPO er peroksydene t-butylperoksybenzoat henholdsvis benzoylperoksyd og er tilgjengelige fra Akzo-Nobel Chemical Company, Chicago, Illinois. EPON 8121 er en bisfenol-A-type epoksyharpiks som er tilgjengelig fra Shell Chemical Company. The abbreviation DICY stands for dicyandiimide which is a high temperature, amine-based curing agent for epoxy resins. Both the DICY curing agent and the reactive modifier diallyl phthalate (to reduce viscosity) are available from Aldrich Chemical Company. DESMODUR N-100 is a polyisocyanate available from Witco Chemical Company. PG fumarate, propoxylated bis-A-maleate, propoxylated bisphenol-A-maleate), allyl propoxylaturethane, propoxylated allyl alcohol and amic acid (ie n-butyl amic acid) can all be prepared as described above. BES means butoxyethyl stearate, which in the above-mentioned chemical treatment compounds can be completely or partially replaced by compounds such as the adduct of adipoyl chloride and n-aminohexane or the adduct of 1,6-diaminohexane and hexanoyl chloride, caprolactone (available from Aldrich Chemical Co.) and amic acids such as n- butyl-amic acid, and these alternative compounds may fulfill other functions in addition to those provided by BES. TPBP and BPO are the peroxides t-butyl peroxybenzoate and benzoyl peroxide, respectively, and are available from Akzo-Nobel Chemical Company, Chicago, Illinois. EPON 8121 is a bisphenol-A type epoxy resin available from Shell Chemical Company.

Den kjemiske behandlingsmasse av 99% allylpropoksylaturetan og 1% A-I 100 ble bragt på glassfibre, de belagte glassfibre ble omdannet til en komposittstreng, denne ble trådbelagt eller omhyllet med en hylse av termoplastisk nylonmatriksmateriale og den omhyllede komposittstreng ble hakket til pellets, hvoretter disse ble sprøytestøpt til kompositt-teststykker. De omhyllede komposittpellets ble dannet ved bruk av oppfinnelsens trådbehandlingsprosess som beskrevet nærmere nedenfor. Glassfibrene i disse kompositt-teststykker ble ikke fullstendig dispergert i matriksmaterialet. Denne mangel på fullstendig dispergering av glassfibrene fra de individuelle strenger i de ferdige komposittgjenstander antyder at i det minste en del av den kjemiske behandlingsmasse reagerte tilstrekkelig, på et visst tidspunkt under fremstillingsprosessen, til å forhindre at fibrene skilte seg fra hverandre og ble dispergert i det smeltede matriksmaterialet i formen for komposittgjenstanden (det vil si for å opprettholde strengkohesjon). For å redusere aktiviteten (det vil si å redusere fiberkohesjonen i hver komposittstreng under komposittgjenstandsstøpeprosessen) og derved oppnå mere dispergering av armeringsfibrene i matriksmaterialet, kan allylpropoksylatureatanet fortynnes med en annen filmdanner, for eksempel for et nylonsystem, for et nylonsystem kan det for eksempel benyttes TONE 0260 (et polykaprolakton, tilgjengelig fra Union Carbide Corp.). The chemical treatment compound of 99% allylpropoxylaurethane and 1% A-I 100 was applied to glass fibers, the coated glass fibers were converted into a composite strand, this was wire coated or sheathed with a sleeve of thermoplastic nylon matrix material and the sheathed composite strand was chopped into pellets, after which these were injection molded for composite test pieces. The sheathed composite pellets were formed using the wire processing process of the invention as described in more detail below. The glass fibers in these composite test pieces were not completely dispersed in the matrix material. This lack of complete dispersion of the glass fibers from the individual strands in the finished composite articles suggests that at least a portion of the chemical treatment compound reacted sufficiently, at some point during the manufacturing process, to prevent the fibers from separating from each other and becoming dispersed in the melted the matrix material into the mold of the composite article (that is, to maintain strand cohesion). In order to reduce the activity (that is, to reduce the fiber cohesion in each composite strand during the composite object casting process) and thereby achieve more dispersion of the reinforcing fibers in the matrix material, the allylpropoxylethane can be diluted with another film former, for example for a nylon system, for a nylon system TONE can be used for example 0260 (a polycaprolactone, available from Union Carbide Corp.).

Nedenfor følger ytterligere eksempler på termo-avbindingstyper og termoplastiske typer av kjemiske behandlingsmasser ifølge fremgangsmåten. Below are further examples of thermo-bonding types and thermoplastic types of chemical treatment compounds according to the method.

Nylon-basert kjemisk behandlingsmasse: Nylon-based chemical treatment compound:

En spesielt foretrukket, nylon-basert kjemisk behandlingsmasse av termoplastisk type ble fremstilt ved å avsette ca. 9 kg polykaprolakton og særlig TONE 0260 (tilgjengelig fra Union Carbide Corporation) og rundt 9 kg av en polyesteralkyd, særlig propoksylert bisfenol-A-maleat, i separate 19-liters metallkanner. Etter ferdig smelting eller flytende-gj øring av disse to materialer, ble de kombinert i en oppvarmet 19-liters kanne og om-rørt inntil blandingen ble homogen. Temperaturen ble holdt ved eller over 93°C under konstant omrøring inntil det ble oppnådd fullstendig blanding, etter ca. 30 minutter. Oppvarmingen ble så avbrutt og blandingen tillatt avkjøling til 88°C. Mens temperaturen ble holdt ved 88°C, ble ca. 360 g aminsilankoblingsmiddel A-I 100 (y-aminopropyltrietoksysilan) satt til blandingen under konstant omrøring. Den resulterende, kjemiske behandlingsmasse inneholdt på vektbasis 49-49,5% TONE 0260, 49-49,5% propoksylert bisfenol-A-maleat og 1-2% A-I 100. Denne kjemiske behandlingsmasse var fast ved ca. 25°C og hadde en viskositet på 6600 cPs ved 75°C, 260 cPs ved 100°C, 120 cPs ved 125°C og 60 cPs ved 150°C. A particularly preferred nylon-based chemical treatment compound of the thermoplastic type was prepared by depositing approx. 9 kg of polycaprolactone and particularly TONE 0260 (available from Union Carbide Corporation) and about 9 kg of a polyester alkyd, particularly propoxylated bisphenol-A maleate, in separate 19-gallon metal cans. After complete melting or liquefaction of these two materials, they were combined in a heated 19 liter jug and stirred until the mixture became homogeneous. The temperature was maintained at or above 93°C with constant stirring until complete mixing was achieved, after approx. 30 minutes. The heating was then discontinued and the mixture allowed to cool to 88°C. While the temperature was maintained at 88°C, approx. 360 g of aminosilane coupling agent A-I 100 (γ-aminopropyltriethoxysilane) was added to the mixture with constant stirring. The resulting chemical treatment mass contained on a weight basis 49-49.5% TONE 0260, 49-49.5% propoxylated bisphenol-A maleate and 1-2% A-I 100. This chemical treatment mass was solid at approx. 25°C and had a viscosity of 6600 cPs at 75°C, 260 cPs at 100°C, 120 cPs at 125°C and 60 cPs at 150°C.

Den kjemiske behandlingsmasse ble så overført med sin beholder til en bøtteoppvarmer som beskrevet i prosess 2 ovenfor og pumpet til en egnet applikator. Glassfibre 12 ble trukket og tillatt kontakt med applikatorvalsen 28. Den kjemiske behandlingsmasse ble så, ved en temperatur rundt 115°C, overført på glassfibrene 12. Fibrene 12 ble samlet i en konvensjonell sko 34 og viklet på en oppsamler under fremstilling av en firkantet pakke og tillatt avkjøling. The chemical treatment mass was then transferred with its container to a bucket heater as described in process 2 above and pumped to a suitable applicator. Glass fibers 12 were drawn and allowed to contact the applicator roll 28. The chemical treatment compound was then, at a temperature of about 115°C, transferred onto the glass fibers 12. The fibers 12 were collected in a conventional shoe 34 and wound on a collector to produce a square package and allowed cooling.

Den resulterende pakke er stabil og kan fraktes og lunten løper ut uten problemer. Den resulterende komposittstreng 14 kan trådbelegges og hakkes til pellets for eventuell anvendelse ved sprøytestøpeanvendelser. The resulting package is stable and transportable and the fuse runs out without problems. The resulting composite strand 14 can be wire coated and chopped into pellets for possible use in injection molding applications.

PBT-basert kjemisk behandlingsmasse: PBT-based chemical treatment compound:

En spesielt foretrukket PBT-basert kjemisk behandlingsmasse av termoplastisk type ble fremstilt ved å bringe 17,28 kg diglycidyleter av 1,4-butandiol (HELOXY 67) i en 19-liters metallkanne. Dertil ble det satt 540 g polyglycidyleter av castorolje (HELOXY 505). Til denne blanding ble det satt 180 g A-1100 (y-aminopropyltrietoksysilan) som koblingsmiddel. Den resulterende, kjemiske behandlingsmasse inneholdt på vektbasis 96% HELOXY 67, 3% HELOXY 505 og 1% A-I 100. Denne blanding ble omrørt inntil den ble homogen. Deretter ble den overført med sin beholder til en bøttevarmer som beskrevet i prosess 1 (selv om det ikke er nødvendig å oppvarme denne kjemiske behandlingsmasse for å bearbeide den). For påføring av denne kjemiske behandlingsmasse ble applikatoren 26 hevet til innen 20,32 til 25,4 cm fra bøssingen 24. A particularly preferred thermoplastic-type PBT-based chemical treatment compound was prepared by placing 17.28 kg of diglycidyl ether of 1,4-butanediol (HELOXY 67) in a 19 liter metal can. To this was added 540 g of polyglycidyl ether of castor oil (HELOXY 505). To this mixture was added 180 g of A-1100 (γ-aminopropyltriethoxysilane) as coupling agent. The resulting chemical treatment composition contained by weight 96% HELOXY 67, 3% HELOXY 505 and 1% A-I 100. This mixture was stirred until homogeneous. It was then transferred with its container to a bucket heater as described in process 1 (although it is not necessary to heat this chemical treatment mass to process it). To apply this chemical treatment compound, the applicator 26 was raised to within 20.32 to 25.4 cm of the bushing 24.

Polyester- eller vinylester-basert kjemisk behandlingsmasse: Polyester or vinyl ester-based chemical treatment compound:

En spesielt foretrukken polyester- eller vinylester-basert kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type ble fremstilt ved å bringe 6,75 kg DER 337-epoksy (en bisfenol-A-epoksyharpiks, tilgjengelig fra Dow Chemical Company) i 19-liters metallkanne. Dette materialet ble varmet opp til 104°C og omrørt inntil alle faststoffene var full stendig flytende. Til denne væske ble det satt 6,75 kg Aradite GT7013-epoksy (en bisfenol-A-epoksyharpiks, tilgjengelig fra Ciba-Geigy Corporation). Aralditten ble tilsatt langsomt med heftig agitering i løpet av 2 timer. Etter ferdig oppløsning av araditt-epoksyforbindelsen ble blandingen tillatt avkjøling i luft til 93°C og 0,76 kg Pluronic L101 (en etylenoksyd/propylenoksyd-kopolymersurfaktant, tilgjengelig fra BASF) og 2,21 kg Pluronic Pl05 (en etylenoksyd/propylenoksyd-kopolymersurfaktant, også tilgjengelig fra BASF) tilsettes. På dette tidspunkt tilsettes også 1 kg PEG 400 MO (polyetylenglykolmonooleat, tilgjengelig fra Henkel Corporation) og 0,5 kg butoksyetylstearat (BES) (tilgjengelig fra Stepan Company, Northfield, Illinois). Blandingen tillates ytterligere avkjøling under kontinuerlig omrøring til 61-77°C, på hvilket tidspunkt 2 kg A-174 (y-metakryloksypropyltrimetoksysilan, tilgjengelig fra Witco Chemical Corporation) tilsettes. Til slutt settes 20 g Uvitex OB (et fluorescent lys-gjøringsmiddel, tilgjengelig fra Ciba-Geigy, Hawthorne, New York) til blandingen under omrøring for å lette god dispersjon. Den resulterende, kjemiske behandlingsmasse inneholder på vektbasis 33,78% DER 337-epoksy, 33,78% Aradite GT7013-epoksy, 3,79% Pluronic L101, 11,05% Pluronic P105, 5% PEG 400 MO, 2,5% BES, 0,10% Uvitex OB og 10% A-174. Denne kjemiske behandlingsmasse overføres så med sin beholder til en bøtteoppvarmer som beskrevet under prosess 2. A particularly preferred polyester or vinyl ester based chemical curing compound of the thermosetting type was prepared by placing 6.75 kg of DER 337 epoxy (a bisphenol-A epoxy resin, available from Dow Chemical Company) in a 19 liter metal can. This material was heated to 104°C and stirred until all the solids were completely liquid. To this liquid was added 6.75 kg of Aradite GT7013 epoxy (a bisphenol-A epoxy resin, available from Ciba-Geigy Corporation). The araldite was added slowly with vigorous agitation over 2 hours. After complete dissolution of the aradite-epoxy compound, the mixture was allowed to cool in air to 93°C and 0.76 kg of Pluronic L101 (an ethylene oxide/propylene oxide copolymer surfactant, available from BASF) and 2.21 kg of Pluronic Pl05 (an ethylene oxide/propylene oxide copolymer surfactant , also available from BASF) is added. At this point, 1 kg of PEG 400 MO (polyethylene glycol monooleate, available from Henkel Corporation) and 0.5 kg of butoxyethyl stearate (BES) (available from Stepan Company, Northfield, Illinois) are also added. The mixture is allowed to further cool with continuous stirring to 61-77°C, at which time 2 kg of A-174 (γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, available from Witco Chemical Corporation) is added. Finally, 20 g of Uvitex OB (a fluorescent brightener, available from Ciba-Geigy, Hawthorne, New York) is added to the mixture with stirring to facilitate good dispersion. The resulting chemical treatment compound contains, by weight, 33.78% DER 337 epoxy, 33.78% Aradite GT7013 epoxy, 3.79% Pluronic L101, 11.05% Pluronic P105, 5% PEG 400 MO, 2.5% BES, 0.10% Uvitex OB and 10% A-174. This chemical treatment mass is then transferred with its container to a bucket heater as described under process 2.

Epoksy-basert kjemisk behandlingsmasse: Epoxy-based chemical treatment compound:

Formuleringen i dette eksempel av en kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type er som beskrevet ovenfor for polyester- og vinylester-baserte, kjemiske behandlingsmasser av termo-avbindende type, bortsett fra at A-187 (y-glycidoksypropyltrimetoksysilan, tilgjengelig fra Witco Chemical Company) benyttes i stedet for A-174. The formulation in this example of a thermoset type chemical treatment compound is as described above for polyester and vinyl ester based thermoset type chemical treatment compounds, except that A-187 (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, available from Witco Chemical Company) is used instead of A-174.

To-silan, polyester- eller vinylester-basert kjemisk behandlingsmasse: Formuleringen for dette eksempel av en behandlingsmasse av termo-avbindende type og som har multi-kompatibilitet (kompatibilitet med polyester, vinylester eller epoksy) er som beskrevet for den ovenfor beskrevne polyester- eller vinylester-baserte, kjemiske behandlingsmasse av termo-avbindende type, bortsett fra at silankoblingssystemet består av 1,25 kg (5 vekt-%) A-187 og 1,25 kg (5 vekt-%) A-174, i stedet for A-174 alene. Two-silane, polyester or vinyl ester-based chemical treatment compound: The formulation for this example of a treatment compound of the thermo-setting type and which has multi-compatibility (compatibility with polyester, vinyl ester or epoxy) is as described for the above-described polyester or vinyl ester-based, thermosetting type chemical treatment compounds, except that the silane coupling system consists of 1.25 kg (5 wt%) A-187 and 1.25 kg (5 wt%) A-174, instead of A -174 alone.

I utførelsesformen som er vist i figur 3, blir matriksfibre 13 fremstilt på forhånd og så blandet med armeringsfibrene 12 før de samles til en komposittstreng 14. Alternativt kan matriksfibrene 13 dannes kontinuerlig in-line med armeringsfibrene 12. Matriksfibrene 13 utgjør til slutt en del av eller all matriks i en resulterende kompositt gjenstand. Fibrene 10 kan omfatte både kontinuerlig fremstilte og på forhånd tildannede armeringsfibre 12 eller kun på forhånd tildannede armeringsfibre. Hvis på forhånd tildannede armeringsfibre 12 benyttes, kan disse bearbeides direkte til en streng 14 inneholdende kun de på forhånd dannede armeringsfibre 12. Slike på forhånd dannede armeringsfibre 12 kan også blandes med en hvilken som helst annen type fibre på samme eller på en annen måte enn de på forhånd dannede matriksfibre 13 som vist i figur 3. Mens kun to spoler eller pakker av på forhånd dannede fibre er vist, skal det være klart at et hvilket som helst antall pakker av på forhånd dannede fibre kan mates til på den viste måte eller på en annen egnet måte. In the embodiment shown in Figure 3, matrix fibers 13 are prepared in advance and then mixed with the reinforcing fibers 12 before being assembled into a composite strand 14. Alternatively, the matrix fibers 13 can be formed continuously in-line with the reinforcing fibers 12. The matrix fibers 13 ultimately form part of or all matrix in a resulting composite object. The fibers 10 can comprise both continuously produced and previously formed reinforcing fibers 12 or only previously formed reinforcing fibers. If preformed reinforcing fibers 12 are used, these can be processed directly into a strand 14 containing only the preformed reinforcing fibers 12. Such preformed reinforcing fibers 12 can also be mixed with any other type of fibers in the same or a different way than the preformed matrix fibers 13 as shown in Figure 3. While only two spools or bundles of preformed fibers are shown, it should be understood that any number of bundles of preformed fibers may be fed in the manner shown or in another suitable way.

Den samme applikator 26 kan benyttes for kjemisk å behandle både de på forhånd tildannede fibre (for eksempel på forhånd dannede matriksfibre som antydet ved de stiplede linjer 13') og kontinuerlig tildannede fibre (for eksempel de kontinuerlig tildannede armeringsfibre 12) før fibrene samles til en streng 14. Alternativt kan en separat applikator 26' benyttes for kjemisk å behandle de på forhånd dannede fibre (for eksempel de på forhånd dannede matriksfibre 13). Hvis det benyttes en separat applikator 26', kan samlemekanismen 34 inkludere en stav eller valse 39 for å understøtte sammenblanding av fibrene 12 og 13 før de samles til en streng 14. På forhånd tildannede fibre og kontinuerlig tildannede fibre kan behandles kjemisk enten sammen ved bruk av den samme applikator eller separat ved bruk av forskjellige applikatorer, for eksempel som beskrevet i US-SN 08/527 601, hvor til det henvises når det gjelder detaljer. Alternativt kan noen av fibrene 10, for eksempel matriksfibrene 13, samles sammen med de belagte fibre 32 uten at kjemisk behandlingsmasse først er påført. The same applicator 26 can be used to chemically treat both the preformed fibers (for example, preformed matrix fibers as indicated by the dashed lines 13') and continuously formed fibers (for example, the continuously formed reinforcing fibers 12) before the fibers are collected into a strand 14. Alternatively, a separate applicator 26' may be used to chemically treat the preformed fibers (eg the preformed matrix fibers 13). If a separate applicator 26' is used, the collection mechanism 34 may include a rod or roller 39 to assist in intermingling the fibers 12 and 13 before they are collected into a strand 14. Preformed fibers and continuously formed fibers may be chemically treated either together in use by the same applicator or separately using different applicators, for example as described in US-SN 08/527 601, to which reference is made for details. Alternatively, some of the fibers 10, for example the matrix fibers 13, can be collected together with the coated fibers 32 without chemical treatment compound being applied first.

Den påførte, kjemiske behandlingsmasse kan oppvarmes før, under og/eller etter samletrinnet for fibrene. Hvis den oppfører seg som termo-bindende, kan den pålagte kjemiske behandlingsmasse varmeherdes helt eller delvis på et hvilket som helst tidspunkt under dannelsen av komposittstrengen 14. Hvor mye og når en slik kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type som er påført, blir varmeherdet, avhenger av typen komposittgjenstand man ønsker å fremstille fra strengen 14. For eksempel kan en komposittstreng 14 med full, partiell eller uten varmeherding av den påførte, kjemiske behandlingsmasse, hakkes til et antall korte, diskrete lengder, blandes i en støpeblanding og sprøytestøpes til en komposittgjenstand. The applied chemical treatment mass can be heated before, during and/or after the gathering step for the fibers. If it behaves as thermosetting, the applied chemical curing compound may be heat cured in whole or in part at any time during the formation of the composite strand 14. How much and when such applied thermosetting chemical curing compound is heat cured, depends on the type of composite object one wishes to produce from the strand 14. For example, a composite strand 14 with full, partial or no heat curing of the applied chemical treatment mass, can be chopped into a number of short, discrete lengths, mixed in a casting mixture and injection molded into a composite object .

For hakkede lengder av streng 14, blir en påført kjemisk behandlingsmasse herdet tilstrekkelig hvis overhodet, til å sikre at de korte lengder av komposittstrengen 14 forblir kohesive (det vil si at fibrene 10 forblir sammen) under etterfølgende opparbeiding. Der den oppfører seg som en termobinder eller på annen måte er varmeherdbar, blir den påførte, kjemiske behandlingsmasse på de belagte fibre fortrinnsvis kun herdet partielt under tildannelsen av komposittstrengen 14. Herding av den påførte, kjemiske behandlingsmasse fullføres fortrinnsvis i en etterfølgende in-line- eller off-line-opparbeiding (for eksempel pultrudering, filamentvikling, overføringssprøytestøping, presstøping, og så videre) av komposittstrengen 14 til en komposittgjenstand. En kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type forblir fortrinnsvis kun partielt herdet inntil dannelsen av komposittgjenstanden fordi hvis molekylvekten i den kjemiske behandlingsmasse nærmer seg uendelig (det vil si maksimaliseres) under tildannelsen av komposittstrengen 14 kan man oppleve at strengen 14 ikke lenger kan bearbeides i nedstrøms-komposittfremstillingsinnretninger. En slik partiell herding kan gjennomføres ved å velge bestanddeler som ikke fullt ut reagerer med hverandre under de betingelser som er til stede under fremstillingsprosessen for komposittstrengen. Det kan også oppnås ved å velge de relative mengder av de reaktive bestanddeler av den kjemiske behandlingsmasse slik at minst en av de termobindende bestanddeler i den kjemiske masse (for eksempel en harpiks) forblir kun partielt omsatt eller herdet inntil dannelsen av komposittgjenstanden (for eksempel ved kontrollere støkiometrien i den kjemiske behandlingsmasse). Et eksempel på en kjemisk behandlingsmasse som har minst en reaktiv bestanddel som kan forbli kun partielt omsatt eller herdet under strengfremstillings-prosessen omfatter rundt 85 vekt-% PG-fumarat, rundt 10 vekt-% styren og rundt 5 vekt-% t-butylperoksybenzoat. For chopped lengths of strand 14, an applied chemical treatment compound is cured sufficiently, if at all, to ensure that the short lengths of composite strand 14 remain cohesive (ie, the fibers 10 stay together) during subsequent processing. Where it behaves as a thermobinder or is otherwise heat curable, the applied chemical treatment compound on the coated fibers is preferably only partially cured during the formation of the composite strand 14. Curing of the applied chemical treatment compound is preferably completed in a subsequent in-line or off-line processing (eg, pultruding, filament winding, transfer injection molding, compression molding, and so on) of the composite strand 14 into a composite article. A chemical treatment mass of the thermosetting type preferably remains only partially cured until the formation of the composite article because if the molecular weight in the chemical treatment mass approaches infinity (that is, is maximized) during the formation of the composite strand 14, it may be found that the strand 14 can no longer be processed downstream -composite manufacturing facilities. Such partial curing can be accomplished by selecting components that do not fully react with each other under the conditions present during the manufacturing process for the composite strand. It can also be achieved by choosing the relative amounts of the reactive components of the chemical treatment mass so that at least one of the thermosetting components in the chemical mass (for example a resin) remains only partially reacted or hardened until the formation of the composite article (for example by control the stoichiometry in the chemical treatment mass). An example of a chemical treatment composition having at least one reactive component that may remain only partially reacted or cured during the strand making process comprises about 85 wt% PG fumarate, about 10 wt% styrene and about 5 wt% t-butyl peroxybenzoate.

I de kjemiske behandlingsmasser som er anført i eksemplene A-C ovenfor, er det forskjellige reaktive specier som er representert. Mens det i de fleste tilfeller er foretrukket at noen ikke-omsatte, kjemiske specier forblir på strengen 14 ved slutten av streng-fremstillingsprosessen, kan det i enkelte tilfeller være fordelaktig, for eksempel i de ovenfor angitte kjemiske behandlingsmasser som inneholder isocyanater eller amicsyrer, at de kjemiske specier omsettes fullt når de er i strengform. Hvis det, når det gjelder isocyanatene, er til stede en diol og i tilstrekkelig mengde (for eksempel ca. 20 ganger antallet isocyanatgrupper) og hvis den kjemiske behandlingsmasse legges på ved en tilstrekkelig høy fiberoverflatetemperatur, vil isocyanatgruppene omsettes fullt ut i komposittstrengen 14. Hvis på samme måte reaksjonsbetingelsene er rette (for eksempel høy temperatur og relativt lav konsentrasjon), vil amicsyren i den kjemiske behandlingsmasse på samme måte fullstendig omdannes til imid. In the chemical treatment compositions listed in Examples A-C above, different reactive species are represented. While in most cases it is preferred that some unreacted chemical species remain on the strand 14 at the end of the strand making process, in some cases it may be advantageous, for example in the above-mentioned chemical treatment compositions containing isocyanates or amic acids, that the chemical species are fully converted when they are in string form. If, in the case of the isocyanates, a diol is present and in sufficient quantity (for example, about 20 times the number of isocyanate groups) and if the chemical treatment compound is applied at a sufficiently high fiber surface temperature, the isocyanate groups will be fully reacted in the composite strand 14. If in the same way the reaction conditions are right (for example high temperature and relatively low concentration), the amic acid in the chemical treatment mass will in the same way be completely converted to imide.

En kjemisk behandlingsmasse kan fremstilles omfattende rundt 45 vekt-% PG-fumarat, rundt 50 vekt-% styren og rundt 5 vekt-% t-butylperoksybenzoat. Dette representerer en polyesterharpiksformulering som kan legges på glassfibre ved bruk av et applikatorutstyr som beskrevet ovenfor i prosessene 1 til 3, og som kan herde til en hård masse på en glassfiberstreng 14 etter tilsetning av varme som stammer fra de nyfremstilte glassfibre. Ved å fjerne ca. 90% av styrenet, kan denne kjemiske polyesterharpiksbehand-lingsmasse gjøres kun partielt herdbar når den legges på fibrene. En ytterligere kjemisk behandlingsmasse kan fremstilles omfattende 35 vekt-% epoksyharpiks Epon 828, tilgjengelig fra Shell Chemical Company, rundt 35 vekt-% av den reaktive epoksy-modifiserer HELOXY 505, rundt 28 vekt-% maleinsyreanhydrid og rundt 2 vekt-% A-I 100. Denne epoksyharpiksformulering kan legges på glassfibrene ved bruk av et hvilket som helst av de applikatorutstyr som er beskrevet ovenfor, og herder til en hård masse på en glassfiberstreng 14 ved hjelp av varmen som stammer fra de nydannede glassfibre. Ved å fjerne rundt 90% og opptil all maleinsyreanhydrid, kan denne kjemiske epoksyharpiksbehandlingsmasse gjøres kun partielt herdbar når den legges på fibrene. A chemical treatment composition can be prepared comprising about 45% by weight PG fumarate, about 50% by weight styrene and about 5% by weight t-butyl peroxybenzoate. This represents a polyester resin formulation which can be applied to glass fibers using an applicator device as described above in processes 1 to 3, and which can harden to a hard mass on a glass fiber strand 14 after the addition of heat originating from the newly produced glass fibers. By removing approx. 90% of styrene, this chemical polyester resin treatment compound can be made only partially curable when placed on the fibers. An additional chemical treatment composition may be prepared comprising 35% by weight of epoxy resin Epon 828, available from Shell Chemical Company, about 35% by weight of the reactive epoxy modifier HELOXY 505, about 28% by weight of maleic anhydride and about 2% by weight of A-I 100. This epoxy resin formulation can be applied to the glass fibers using any of the applicator equipment described above, and cures to a hard mass on a glass fiber strand 14 by the heat emanating from the newly formed glass fibers. By removing about 90% and up to all of the maleic anhydride, this chemical epoxy resin curing compound can be made only partially curable when applied to the fibers.

Ved å heve applikatoren 26 til en posisjon nærmere varmen som stammer fra det smeltede glass (for eksempel bøssingen 24), har man observert at viskositeten for en kjemisk termoplasttypebehandlingsmasse på overflaten av applikatorvalsene 28 (det vil si der valsen 28 kommer i kontakt med glassfibrene 10) har sunket, så vel som den på overflaten av glassfibrene 12. En kjemisk behandlingsmasse av termobindende type som oppfører seg som en termoplast på dette prosesstrinn vil også undergå en slik viskositetsreduksjon. Gradienter i viskositeten for den kjemisk behandlingsmasse er observert langs overflaten av applikatorvalsen 28. Viskositeten er funnet å være lavest bak viften av glassfibre 10 og synes å øke mot hver ende av valsen 28. By elevating the applicator 26 to a position closer to the heat emanating from the molten glass (eg bushing 24), it has been observed that the viscosity of a chemical thermoplastic type treatment compound on the surface of the applicator rollers 28 (ie, where the roller 28 contacts the glass fibers 10 ) has decreased, as well as that on the surface of the glass fibers 12. A thermosetting type chemical treatment compound that behaves as a thermoplastic at this process step will also undergo such a viscosity reduction. Gradients in the viscosity of the chemical treatment compound are observed along the surface of the applicator roll 28. The viscosity is found to be lowest behind the fan of glass fibers 10 and appears to increase towards each end of the roll 28.

For utførelsesformen i figur 1 av apparaturen 20, er applikatoren 26 posisjonert ved siden av eller tilstrekkelig nær bøssingen 24 til at den kjemiske behandlingsmasse legges på når fibrene 12 har tilstrekkelig høy temperatur (det vil si når fibrene 12 avgir tilstrekkelig varmeenergi) til å forårsake det ønskede viskositetsfall og/eller den ønskede grad av varmeherding ved fornetning eller på annen måte å øke molekylvekten for den pålagte, kjemisk behandlingsmasse. Samtidig blir applikatoren 26 fortrinnsvis posisjonert tilstrekkelig langt borte fra bøssingen 24 slik at den kjemisk behandlingsmasse legges på mens fibrene 12 befinner seg ved en temperatur som ikke vil forårsake signifikant skade på den kjemisk behandlingsmasse (for eksempel dekomponering av tilstedeværende organiske kjemikalier eller forbindelser). På denne måte kan det tilveiebringes en resulterende streng 14 med de egenskaper som er ønsket for den etter-følgende opparbeiding til en komposittgjenstand. For the Figure 1 embodiment of the apparatus 20, the applicator 26 is positioned next to or sufficiently close to the bushing 24 that the chemical treatment compound is applied when the fibers 12 are at a sufficiently high temperature (that is, when the fibers 12 emit sufficient heat energy) to cause the desired viscosity drop and/or the desired degree of heat curing by cross-linking or otherwise increasing the molecular weight of the applied chemical treatment mass. At the same time, the applicator 26 is preferably positioned sufficiently far away from the bushing 24 so that the chemical treatment compound is applied while the fibers 12 are at a temperature that will not cause significant damage to the chemical treatment compound (for example decomposition of organic chemicals or compounds present). In this way, a resulting string 14 can be provided with the properties that are desired for the subsequent processing into a composite object.

Eksempler på fibertemperaturer for pål egging av de kjemiske behandlingsmasser er temperaturer opptil rundt 350°C, idet det er mulig å legge på noe behandlingsmasse også ved høyere temperaturer uten at den skades eller nedbrytes i vesentlig grad. Fibertemperaturer helt ned til 150°C eller sogar lavere, kan benyttes. For å beskytte den pålagte, kjemisk behandlingsmasse og for å tilveiebringe minst en av de to ovenfor nevnte ønskede forandringer i massen, befinner fibrene 12 seg fortrinnsvis ved en temperatur rundt 200°C til rundt 300°C. Tilfredsstillende resultater er oppnådd når viskositeten i den kjemisk behandlingsmasse av enhver type synker ned til fra rundt 200 cPs til rundt 400 cPs ved en temperatur fra rundt 200°C til rundt 300°C. Examples of fiber temperatures for laying on the chemical treatment compounds are temperatures up to around 350°C, as it is possible to apply some treatment compound even at higher temperatures without it being damaged or degraded to a significant extent. Fiber temperatures as low as 150°C or even lower can be used. In order to protect the applied chemical treatment mass and to provide at least one of the two above-mentioned desired changes in the mass, the fibers 12 are preferably at a temperature of around 200°C to around 300°C. Satisfactory results have been obtained when the viscosity of the chemical treatment compound of any type drops to from about 200 cPs to about 400 cPs at a temperature of from about 200°C to about 300°C.

For glassarmeringsfibre som trekkes fra en konvensjonell bøssing 24 med et normalt gjennomløp, er applikatoren 28 fortrinnsvis anordnet slik at den kjemisk behandlingsmasse legges på glassfibrene 12 minst 7,62 cm og helt 15,24 cm eller mer fra bøssingen 24 (det vil si fra der fibrene 12 trer ut av bøssingen). Den kjemisk behandlingsmasse kan legges på glassarmeringsfibrene 12 i en avstand på rundt 20,32 til 25,4 cm fra bøssingen 24. Den nøyaktige lokasjon av applikatoren 26 relativt bøssingen 24 avhenger for eksempel av den type bøssing som benyttes (antallet fibre som trekkes fra bøssingen), temperaturen i det smeltede glassmaterialet, typen kjemisk behandlingsmasse som anvendes, de ønskede egenskaper for interfaseområdet rundt armeringsfibrene 12 samt de egenskaper som er ønsket for den resulterende streng 14 og senere fra komposittgjenstanden. For glass reinforcing fibers drawn from a conventional bushing 24 with a normal passage, the applicator 28 is preferably arranged so that the chemical treatment compound is placed on the glass fibers 12 at least 7.62 cm and as much as 15.24 cm or more from the bushing 24 (that is, from there the fibers 12 emerge from the bushing). The chemical treatment compound can be placed on the glass reinforcing fibers 12 at a distance of about 20.32 to 25.4 cm from the bushing 24. The exact location of the applicator 26 relative to the bushing 24 depends, for example, on the type of bushing used (the number of fibers pulled from the bushing ), the temperature in the molten glass material, the type of chemical treatment compound used, the desired properties of the interphase region around the reinforcing fibers 12 as well as the properties desired for the resulting strand 14 and later from the composite article.

Under henvisning til utførelsesformen i figur 2, inkluderer en apparatur 38 komponentene i den tidligere beskrevne apparatur 20 og en varmebeholder 40.1 henhold til dette er komponenter i apparaturen 38 med de samme eller tilsvarende funksjoner til komponenter til apparaturen 20 gitt de samme referansetall. Varmebeholderen 40 er helt eller delvis anordnet i det minste rundt fibrene 12 og er tilpasset for bruk ved konvensjonelle teknikker for å bibeholde varmeenergien som stammer fra overflaten av fibrene 12 i et lengere tidsrom og i en lengere avstand fra fiberfremstillingsmekanismen 22. Tilfredsstillende resultater er oppnådd med en fiberbøssing 24 med lav glass-gjennomgang ved bruk av en varmebeholder 40 laget av platemetall tildannet til en åpen-endet, rektangulær boks med en lengde rundt 38,1 cm en bredde rundt 7,6 cm og en høyde rundt 40,64 cm. En glassfiberbøssing 24 med lavt gjennomløp danner karakteristisk armeringsglassfibre i en hastighet lik mindre enn rundt 13,6 til 18,2 kg/time. Den boks-formede varmebeholder 40 er anordnet mellom den fiber dannende mekanisme 22 og applikatoren 26 slik at i det minste fibrene 12 trekkes gjennom de åpne ender 42 og 44. Fortrinnsvis er varmebeholderen 40 tilstrekkelig isolerende til å holde overflaten av hver fiber 12 ved en temperatur fra rundt 150°C til rundt 350°C på det tidspunkt applikatoren 26 legger den kjemiske behandlingsmasse på fibrene 12. With reference to the embodiment in Figure 2, an apparatus 38 includes the components of the previously described apparatus 20 and a heat container 40.1 accordingly, components of the apparatus 38 with the same or similar functions to components of the apparatus 20 are given the same reference numbers. The heat container 40 is arranged in whole or in part at least around the fibers 12 and is adapted for use by conventional techniques to retain the heat energy originating from the surface of the fibers 12 for a longer period of time and at a longer distance from the fiber making mechanism 22. Satisfactory results have been obtained with a fiber bushing 24 with low glass penetration using a heat container 40 made of sheet metal formed into an open-ended rectangular box about 38.1 cm long, about 7.6 cm wide, and about 40.64 cm high. A low throughput fiberglass bushing 24 typically forms reinforcing fiberglass at a rate less than about 13.6 to 18.2 kg/hour. The box-shaped heating container 40 is arranged between the fiber forming mechanism 22 and the applicator 26 so that at least the fibers 12 are drawn through the open ends 42 and 44. Preferably, the heating container 40 is sufficiently insulating to maintain the surface of each fiber 12 at a temperature from about 150°C to about 350°C at which time the applicator 26 applies the chemical treatment compound to the fibers 12.

Bruken av en slik varmebeholder 40 er særlig fordelaktig når det benyttes en bøssing for fremstilling av kontinuerlige glassfibre med lavt gjennomløp. Den mengde varmeenergi som lagres av fibrene 12 ved bruk av en slik bøssing 24 er mindre enn det som lagres av fibrene 12 ved bruk av en bøssing ved normalt eller høyt gjennomløp. Således tillater varmebeholderen 40 at fibre 12 som dannes ved bruk av lav-gjennomløpsbøssing kan holdes ved den temperatur som er nødvendig for å tilveiebringe den ønskede reaksjon (viskositetstap og/eller minst partiell varmeherding) i de pålagte kjemiske behandlingsmasser. Varmebeholderen 40 kan modifiseres til å være anordnet opptil eller sogar lengere nedstrøms forbi applikatoren 26 for å holde fibrene 12 ved en ønsket, forhøyet overflatetemperatur ved et punkt opptil eller nedstrøms fra applikatoren 26. For eksempel kan en ytterligere varmebehandler med en tilsvarende konstruksjon til beholderen 40 anordnes partielt eller fullstendig rundt de belagte fibre 32 og mellom applikatoren 26 og samlemekanismen 34. Bruken av en slik ytterligere varmebeholder kan være ønskelig når ytterligere herding av den kjemiske behandlingsmasse er nødven-dig før strengen 14 samles, for eksempel på en spole, eller bearbeides på annen måte etterpå. Et eksempel på midler som kan være brukbare som slike varmebeholdere ifølge oppfinnelsen og særlig etter at den kjemiske behandlingsmasse er bragt på fibrene, er beskrevet i US 5 055 119. The use of such a heating container 40 is particularly advantageous when a bushing is used for the production of continuous glass fibers with a low throughput. The amount of heat energy that is stored by the fibers 12 when using such a bushing 24 is less than what is stored by the fibers 12 when using a bushing at normal or high throughput. Thus, the heater 40 allows fibers 12 formed using low-flow bushing to be kept at the temperature necessary to provide the desired reaction (viscosity loss and/or at least partial heat hardening) in the applied chemical treatment compounds. The heat container 40 can be modified to be arranged up to or even further downstream past the applicator 26 to maintain the fibers 12 at a desired, elevated surface temperature at a point up to or downstream from the applicator 26. For example, a further heat treater with a similar construction to the container 40 can is arranged partially or completely around the coated fibers 32 and between the applicator 26 and the collection mechanism 34. The use of such an additional heating container may be desirable when further hardening of the chemical treatment mass is necessary before the strand 14 is collected, for example on a spool, or processed in a different way afterwards. An example of agents that can be used as such heat containers according to the invention and especially after the chemical treatment mass has been applied to the fibers, is described in US 5 055 119.

Energien som benyttes ved oppvarming av den pålagte, kjemiske behandlingsmasse kan i det minste delvis, hvis ikke fullstendig, tilveiebringes av varmeenergien som stammer fra de belagte fibre 32. For eksempel kan restvarme fra eller som er forblitt i de kontinuerlige tildannede glassfibre tilveiebringe en vesentlig mengde av varmeenergien. Restvarme fra kontinuerlig tildannet polymermatriksfibre 13 kan likeledes benyttes for å bevirke ønskede endringer i påført kjemisk behandlingsmasse. The energy used in heating the applied chemical treatment mass can be at least partially, if not completely, provided by the heat energy originating from the coated fibers 32. For example, residual heat from or remaining in the continuously formed glass fibers can provide a significant amount of the heat energy. Residual heat from continuously formed polymer matrix fibers 13 can likewise be used to effect desired changes in applied chemical treatment mass.

Hvis det ikke er tilgjengelig restvarme fra fiberfremstillingsprosessen eller hvis dette er utilstrekkelig, slik som når fibrene 10 er forfremstilt, er avkjølt eller på annen måte ikke befinner seg ved den ønskede temperatur, kan fibrene 10 forvarmes for å tilveiebringe den varmeenergi som er ønsket i forbindelse med påføring av den kjemiske behandlingsmasse. Slik forvarming kan gjennomføres ved bruk av et konvensjonelt opp-varmingssystem. Under henvisning til figur 2 kan det for eksempel benyttes en konvensjonell, åpen-endet, ikke vist ovn i stedet for varmebeholderen 40 for å forvarme i det minste fibrene 12 til den ønskede temperatur før den kjemiske behandlingsmasse legges på. If residual heat from the fiber manufacturing process is not available or if this is insufficient, such as when the fibers 10 are pre-manufactured, have cooled or are otherwise not at the desired temperature, the fibers 10 can be preheated to provide the heat energy desired in connection with the application of the chemical treatment compound. Such preheating can be carried out using a conventional heating system. With reference to Figure 2, a conventional, open-ended, not shown oven can for example be used instead of the heating container 40 to preheat at least the fibers 12 to the desired temperature before the chemical treatment compound is applied.

Ved å benytte varmeenergi fra fibrene 32 for å tilveiebringe i det minste en del av den nødvendige varmeenergi, får den påførte, kjemiske behandlingsmasse en redusert viskositet og/eller den blir i det minste partielt varmeherdet fra overflaten av de belagte fibre 32 utover gjennom i det minste en del av den pålagte behandlingsmasse. Varme fra fiberoverflaten og utover er spesielt foretrukket og en effektiv måte for oppvarming av den pålagte behandlingsmasse og å understøtte en optimalisering av bindingen mellom den kjemiske behandlingsmasse og overflaten av de belagte fibre 32.1 tillegg tillater oppvarming fra overflaten av de belagte fibre 32 og utover, en større versatilitet med henblikk på tilveiebringelse av et interfaseområde dannet av den pålagte, kjemiske behandlingsmasse, mellom hver av de belagte fibre 32, og matriksmaterialet i komposittgj enstanden. By using heat energy from the fibers 32 to provide at least part of the necessary heat energy, the applied chemical treatment mass has a reduced viscosity and/or it is at least partially heat-cured from the surface of the coated fibers 32 outwards through into the at least a part of the prescribed treatment mass. Heat from the fiber surface outwards is particularly preferred and an effective way of heating the applied treatment mass and supporting an optimization of the bond between the chemical treatment mass and the surface of the coated fibers 32.1 additionally allows heating from the surface of the coated fibers 32 outwards, a greater versatility with a view to providing an interphase area formed by the applied, chemical treatment mass, between each of the coated fibers 32, and the matrix material in the composite object.

Oppvarming av en påført, kjemisk behandlingsmasse av termoplasttypen fra det indre og utover understøtter at viskositeten ved overflaten av fibrene vil være lav nok til å oppnå tilstrekkelig fukting av fiberoverflaten. Oppvarming av en pålagt, varmeherdbar kjemisk behandlingsmasse på denne måte tillater i tillegg at massen fullt ut herdes kun ved interfasen med fiberoverflaten og derved bibeholder et ytre område med kun partielt herdet eller ikke-herdet kjemisk behandlingsmasse som så kan herdes fullt ut når og der det er ønsket under den etterfølgende opparbeiding. For eksempel kan det være ønskelig for dette ytre området at det kun herdes partielt eller ikke herdes i det hele tatt for å lette binding mellom kjemisk behandlingsmasse og etterfølgende pålagt matriksmateriale eller mellom sjikt i kontakt av pålagt behandlingsmasse på nabofibre. Heating an applied chemical treatment compound of the thermoplastic type from the inside outwards supports that the viscosity at the surface of the fibers will be low enough to achieve sufficient wetting of the fiber surface. Heating an applied heat-curable chemical treatment compound in this manner additionally allows the compound to be fully cured only at the interface with the fiber surface, thereby retaining an outer area of only partially cured or uncured chemical treatment compound which can then be fully cured when and where is desired during the subsequent processing. For example, it may be desirable for this outer area that it is only partially cured or not cured at all to facilitate bonding between chemical treatment compound and subsequently applied matrix material or between layers in contact of applied treatment compound on neighboring fibers.

Fortrinnsvis benyttes varmen fra fibrene 12 til å oppvarme den pålagte kjemiske behandlingsmasse. Eventuelt kan energien som benyttes for å oppvarme den pålagte behandlingsmasse være partielt, i det vesentlige eller fullstendig tilveiebragt ved varmeenergi fra en kilde utvendig for de belagte fibre. Etter at den kjemiske behandlingsmasse er påført, kan for eksempel de belagte fibre føres gjennom en konvensjonell, åpen-endet, ikke vist ovn enten før, under eller etter at de belagte fibre 32 er samlet til strengen 14. Den pålagte behandlingsmasse kan også oppvarmes eksternt under tildannelse av strengen 14 til en komposittgjenstand. Ved ekstern oppvarming blir viskositeten i den pålagte behandlingsmasse redusert og/eller den blir i det minste partielt varmeherdet fra den ytre overflate inn i den pålagte, kjemiske masse mot overflaten av de belagte fibre 32. Således er det altså tatt sikte på at energien som benyttes for å oppvarme den pålagte behandlingsmasse kan tilveiebringes ved en kombinasjon av varme fra de belagte fibre 32 og en eller flere ytre varmekilder anbragt slik at i det minste armeringsfibrene 12 oppvarmes før og/eller etter at den kjemiske behandlingsmasse legges på. Preferably, the heat from the fibers 12 is used to heat the applied chemical treatment mass. Optionally, the energy used to heat the applied treatment mass can be partially, substantially or completely provided by heat energy from a source external to the coated fibres. After the chemical treatment compound is applied, for example, the coated fibers may be passed through a conventional, open-ended, not shown oven either before, during, or after the coated fibers 32 are assembled into the strand 14. The applied treatment compound may also be heated externally while forming the strand 14 into a composite article. With external heating, the viscosity of the applied treatment mass is reduced and/or it is at least partially heat-set from the outer surface into the applied, chemical mass towards the surface of the coated fibers 32. Thus, it is aimed that the energy used to heat the applied treatment compound can be provided by a combination of heat from the coated fibers 32 and one or more external heat sources arranged so that at least the reinforcing fibers 12 are heated before and/or after the chemical treatment compound is applied.

Den kjemiske behandlingsmasse kan holdes avkjølt før den legges på fibrene for å tillate bruken av meget reaktive bestanddeler og for å redusere risikoen for varmeforårsaket nedbrytning av den kjemiske behandlingsmasse. Temperaturen i den kjemiske behandlingsmasse før den legges på kan holdes under eller lik romtemperatur av de samme grunner. Den kjemiske behandlingsmasse kan holdes ved den ønskede temperatur på en hvilken som helst måte. For eksempel kan en ikke-vist kjølevikling senkes i den kjemiske behandlingsmasse. Når det tildannes kontinuerlig fremstilte glassfibre, kan apparaturen også tilpasses slik at man omgir glassfibrene 12 med en inert atmosfære før den kjemiske behandlingsmasse legges på. Inertatmosfæren vil hjelpe til å forhindre at fuktighet akkumuleres på overflaten av fibrene 12 og vil derved inhibere fuktighets-indusert oppsprekking og fuktighetsforårsaket passivering av potensielle, reaktive specier på glassfiberoverflaten. En inertatmosfære kan være uønsket, når det benyttes en bøssing med høy utløpsmengde eller på et hvilket som helst tidspunkt temperaturen i glassfibrene er tilstrekkelig høy. Glassfibrene 12 kan omgis med en inert atmosfære ved å benytte varmebeholdere (se figur 2) eller en tilsvarende struktur for å omgi glassfibrene der man leder den inerte atmosfære inn i varmebeholderen 40 etter hvert som fibrene 12 passerer gjennom. Egnede inertatmosfærer er for eksempel en kombinasjon av nitrogen og argon. The chemical treatment compound can be kept chilled before it is applied to the fibers to allow the use of highly reactive ingredients and to reduce the risk of heat-induced degradation of the chemical treatment compound. The temperature in the chemical treatment mass before it is applied can be kept below or equal to room temperature for the same reasons. The chemical treatment mass can be kept at the desired temperature in any way. For example, a cooling coil not shown can be immersed in the chemical treatment mass. When continuously produced glass fibers are formed, the apparatus can also be adapted so that the glass fibers 12 are surrounded by an inert atmosphere before the chemical treatment compound is applied. The inert atmosphere will help prevent moisture from accumulating on the surface of the fibers 12 and will thereby inhibit moisture-induced cracking and moisture-induced passivation of potential reactive species on the glass fiber surface. An inert atmosphere may be undesirable when a bushing with a high outlet quantity is used or at any time the temperature in the glass fibers is sufficiently high. The glass fibers 12 can be surrounded with an inert atmosphere by using heating containers (see Figure 2) or a similar structure to surround the glass fibers where the inert atmosphere is led into the heating container 40 as the fibers 12 pass through. Suitable inert atmospheres are, for example, a combination of nitrogen and argon.

En fordel ved de kjemiske behandlingsmasser ifølge beskrivelsen er at de kan gjennomføres ved bruk av kjent utstyr for fremstilling av fibre, strenger og komposittgjenstander. I en utførelsesform blir de oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmidler fortrinnsvis benyttet i et trådbelegningssystem som beskrevet nedenfor. An advantage of the chemical treatment compounds according to the description is that they can be carried out using known equipment for the production of fibres, strings and composite objects. In one embodiment, the solvent-free, chemical treatment agents are preferably used in a wire coating system as described below.

FREMSTILLING AV OMHYLLEDE STRENGER MANUFACTURE OF COVERED STRINGS

Et generelt aspekt ved oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av en eller flere plastomhyllede komposittstrenger som kan støpes til en komposittgjenstand med en polymer eller harpiksmatriks armert med fibre fremstilt fra et egnet armeringsmateriale, for eksempel et glassmateriale, et syntetisk eller polymermateriale, eller et hvilket som helst annet egnet ikke-glassmateriale. De omhyllede komposittstrenger kan være i trådform (det vil si lange lengder) eller pelletform (det vil si korte lengder). A general aspect of the invention relates to a method for producing one or more plastic-encased composite strands which can be molded into a composite object with a polymer or resin matrix reinforced with fibers produced from a suitable reinforcing material, for example a glass material, a synthetic or polymer material, or any preferably other suitable non-glass material. The sheathed composite strings can be in wire form (that is, long lengths) or pellet form (that is, short lengths).

Mere spesielt har hver omhyllede komposittstreng et antall fibre inkludert minst armeringsfibre og eventuelt fibre fremstilt fra termoplastmatriksmaterialet som skal benyttes i komposittgjenstanden. Fibrene bearbeides til strenger eller bunter der hver streng fortrinnsvis inneholder rundt 1500 til rundt 10 000 fibre, helt rundt 2000 til rundt 4000 fibre. Strengen forimpregneres med en kjemisk behandlingsmasse før strengen tildannes. More particularly, each sheathed composite strand has a number of fibers including at least reinforcing fibers and possibly fibers produced from the thermoplastic matrix material to be used in the composite article. The fibers are processed into strands or bundles where each strand preferably contains about 1,500 to about 10,000 fibers, fully about 2,000 to about 4,000 fibers. The string is pre-impregnated with a chemical treatment compound before the string is formed.

Den på forhånd impregnerte komposittstreng omhylles i en hylse av termoplastmateriale. Når den omhyllede komposittstreng skal omdannes til pellets, legges den kjemiske behandlingsmasse på i tilstrekkelig mengde og mellom tilstrekkelig mange av fibrene til å sikre at fibrene ikke faller ut av pelleten. Når den omhyllede komposittstreng skal omdannes til tråd, blir den kjemiske behandlingsmasse anordnet mellom i det vesentlige alle fibre. The pre-impregnated composite string is encased in a sleeve of thermoplastic material. When the sheathed composite strand is to be converted into pellets, the chemical treatment compound is applied in sufficient quantity and between a sufficient number of the fibers to ensure that the fibers do not fall out of the pellet. When the sheathed composite strand is to be converted into thread, the chemical treatment compound is arranged between essentially all fibers.

I en foretrukken utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse et polymermateriale av termoplasttypen. Alternativt kan den kjemiske behandlingsmasse som impregnerer komposittstrengen være et polymermateriale av termobindende type som herdes fullt ut, partielt eller ikke herdes. Strengen av fibre kan eventuelt impregneres fullt ut med et fremstillingstermoplastmatriksmateriale som det som benyttes for å omhylle eller å belegge komposittstrengen. Selv om noen termoplastiske fremstillingsmaterialer har relativt høye smeltepunkter og høye viskositeter, som kan gjøre det meget vanskelig eller upraktisk å legge på denne termoplast på fibrene ved bruk av konvensjonelle applikatorer, vil fagmannen lett kunne modifisere slike plaster for bruk som kjemisk behandlingsmasse ifølge oppfinnelsen. In a preferred embodiment, the chemical treatment compound is a polymer material of the thermoplastic type. Alternatively, the chemical treatment compound that impregnates the composite string can be a polymer material of the thermosetting type which is fully, partially or not cured. The strand of fibers may optionally be fully impregnated with a manufacturing thermoplastic matrix material such as that used to wrap or coat the composite strand. Although some thermoplastic manufacturing materials have relatively high melting points and high viscosities, which can make it very difficult or impractical to apply this thermoplastic to the fibers using conventional applicators, the person skilled in the art will easily be able to modify such plasters for use as chemical treatment mass according to the invention.

Fortrinnsvis er hylsen som omhyller komposittstrengen fremstilt fra det samme termo-plastmaterialet som benyttes for å tildanne matriksen i komposittgjenstanden. Det termoplastiske hylsematerialet kan utgjøre en del av eller all matriks i komposittgjenstanden, avhengig av hylsens tykkelse. Fortrinnsvis vil den kjemiske behandlingsmasse binde tilstrekkelig eller på annen måte understøtte at hylsen holder fibrene sammen i forimpregnert tilstand, i det minste inntil forming av komposittgjenstanden. I tillegg er den kjemiske behandlingsmasse i det minste kompatibel med det termoplastiske matriksmaterialet i komposittgjenstanden. Preferably, the sleeve that envelops the composite string is made from the same thermoplastic material that is used to form the matrix in the composite article. The thermoplastic sleeve material can form part or all of the matrix in the composite article, depending on the thickness of the sleeve. Preferably, the chemical treatment compound will sufficiently bind or otherwise support that the sleeve holds the fibers together in a pre-impregnated state, at least until the composite article is formed. In addition, the chemical treatment compound is at least compatible with the thermoplastic matrix material in the composite article.

I henhold til en foretrukken prosess for fremstilling av en eller flere av de termoplast-omhyllede komposittstrenger, benyttes det en trådbelegnings- eller ekstruderings-belegningsprosess. Prosessen omfatter trinnene: å tilveiebringe et antall fibre omfattende minst armeringsfibre; pålegning av en kjemisk behandlingsmasse for å belegge i det vesentlige alle fibre og derved danne forimpregnerte fibre; samling eller på annen måte å kombinere de belagte fibre til minst en forimpregnert streng ved den kjemiske behandlingsmasse anordnet mellom i det vesentlige alle fibre som danner på forhånd impregnerte streng; belegning av minst det utvendige av den på forhånd impregnerte streng med et termoplastmateriale for å tildanne minst en belagt streng; og omdanne den belagte streng til minst en trådbelagt eller på annen måte omhyllet komposittstreng. According to a preferred process for manufacturing one or more of the thermoplastic sheathed composite strands, a wire coating or extrusion coating process is used. The process comprises the steps of: providing a number of fibers comprising at least reinforcing fibers; applying a chemical treatment compound to coat substantially all fibers thereby forming prepregs; gathering or otherwise combining the coated fibers into at least one pre-impregnated strand by the chemical treatment mass disposed between substantially all fibers forming the pre-impregnated strand; coating at least the exterior of the pre-impregnated strand with a thermoplastic material to form at least one coated strand; and converting the coated strand into at least one wire-coated or otherwise sheathed composite strand.

Fibrene kan tilveiebringes ved bruk av en in-line-prosess som inkluderer kontinuerlig fremstilling av armeringsfibre fra en kilde av smeltet armeringsmateriale som glass. I tillegg til kontinuerlig fremstilte armeringsfibre, kan fibrene som tilveiebringes omfatte på forhånd fremstilte armeringsfibre, på forhånd fremstilte matriksfibre, kontinuerlig fremstilte matriksfibre eller kombinasjoner derav. I et vandig system blir den kjemiske behandlingsmasse på fibrene oppvarmet for å fordampe en vesentlig mengde av fuktigheten før de belagte fibre samles til en på forhånd impregnert streng. Når den er av termobindende type, blir den kjemiske behandlingsmasse bragt på fibrene enten i uherdet eller partielt herdet tilstand. Den uherdede eller partielt herdede kjemiske behandlingsmasse som ender opp med å impregnere den innhyllede komposittstreng kan videre bearbeides (for eksempel ved oppvarming) for å indusere ytterligere partiell eller full herding, avhengig av den ønskede tilstand for den omhyllede komposittstreng under støping av komposittgjenstanden. I en foretrukken utførelsesform benyttes det en oppløsningsmiddelfri, kjemisk behandlingsmasse som beskrevet ovenfor. Alternativt kan det benyttes en ikke-vandig, to-komponent kjemisk behandlingsmasse som beskrevet i US-SN 08/487 948. The fibers can be provided using an in-line process that includes the continuous production of reinforcing fibers from a source of molten reinforcing material such as glass. In addition to continuously produced reinforcing fibers, the fibers provided may include preformed reinforcing fibers, preformed matrix fibers, continuously produced matrix fibers, or combinations thereof. In an aqueous system, the chemical treatment compound on the fibers is heated to evaporate a significant amount of the moisture before the coated fibers are assembled into a pre-impregnated strand. When it is of the thermosetting type, the chemical treatment compound is applied to the fibers either in an uncured or partially cured state. The uncured or partially cured chemical treatment mass that ends up impregnating the sheathed composite strand may be further processed (eg, by heating) to induce further partial or full cure, depending on the desired condition of the sheathed composite strand during casting of the composite article. In a preferred embodiment, a solvent-free, chemical treatment mass as described above is used. Alternatively, a non-aqueous, two-component chemical treatment mass can be used as described in US-SN 08/487 948.

Eksempler på systemer for tildanning av polymer-omhyllede strenger er vist i tegningene og særlig i figurene 4 til 6. Figur 4 viser en utførelsesform av en apparatur 110 inkludert en kilde 112 for fibre 113 som i denne utførelsesform består av armeringsfibre 114. Et eksempel på en kilde 112 er en konvensjonell bøssing 115 for smeltet armeringsmateriale (for eksempel glass) hvorfra de kontinuerlige armeringsfibre 114 trekkes. Examples of systems for forming polymer-sheathed strands are shown in the drawings and particularly in Figures 4 to 6. Figure 4 shows an embodiment of an apparatus 110 including a source 112 for fibers 113 which in this embodiment consists of reinforcing fibers 114. An example of a source 112 is a conventional bushing 115 for molten reinforcing material (eg glass) from which the continuous reinforcing fibers 114 are drawn.

En applikator 116 legger en kjemisk behandlingsmasse på i det vesentlige alle fibre 114. I et eksempel på en utførelsesform er den kjemiske behandlingsmasse som legges på vandig og applikatoren 116 er en konvensjonell type som er egnet for påføring av vann-baserte, kjemiske behandlingsmasser. Applikatoreksemplet 116 inkluderer en bakover-vendende applikatorvalse 118 som legger kjemisk behandlingsmasse på armeringsfibrene 114 og derved danner forimpregnerte eller belagte fibre 120. Den kjemiske behandlingsmasse legges på når fibrene 114 kommer i kontakt med valsen 118 når de passerer over den. Et trau 122 inneholdende den kjemiske behandlingsmasse befinner seg under valsen 118. Valsen 118 løper ned i trauet 122 og overfører behandlingsmasse fra trauet 122 til fibrene 114 hvor valsen 118 dreies av en konvensjonell innretning, for eksempel en ikke-vist motor. Andre egnede innretninger eller teknikker for påføring av lim eller andre kjemiske behandlingsmasser kan benyttes i stedet for applikatorvalse-enheten 116 for å legge den kjemiske behandlingsmasse på armeringsfibrene 114. An applicator 116 applies a chemical treatment compound to substantially all fibers 114. In one example embodiment, the chemical treatment compound applied is aqueous and the applicator 116 is a conventional type suitable for applying water-based chemical treatment compounds. The applicator example 116 includes a rear facing applicator roller 118 which applies chemical treatment compound to the reinforcing fibers 114 thereby forming prepreg or coated fibers 120. The chemical treatment compound is applied when the fibers 114 contact the roller 118 as they pass over it. A trough 122 containing the chemical treatment mass is located below the roller 118. The roller 118 runs down into the trough 122 and transfers treatment mass from the trough 122 to the fibers 114 where the roller 118 is turned by a conventional device, for example a motor not shown. Other suitable devices or techniques for applying glue or other chemical treatment compounds can be used instead of the applicator roller unit 116 to apply the chemical treatment compound to the reinforcing fibers 114.

Den vann-baserte, kjemiske behandlingsmasse som legges på de forimpregnerte eller belagte fibre 120 oppvarmes for å fordampe en vesentlig mengde av fuktigheten og deretter blir de belagte fibre 120 samlet til en forimpregnert komposittstreng 124. Fuktigheten kan drives ut av den pålagte, vann-baserte, kjemiske behandlingsmasse ved bruk av en hvilken som helst egnet oppvarmingsinnretning 125. For eksempel kan de belagte fibre 120 føres over og bringes i kontakt med en oppvarmingsinnretning 125 som i det vesentlige ligner en av de oppvarmingsplater som er beskrevet i US-SN 08/291 801 og 08/311 817. The water-based chemical treatment compound applied to the prepreg or coated fibers 120 is heated to evaporate a substantial amount of the moisture and then the coated fibers 120 are assembled into a prepreg composite strand 124. The moisture can be driven out of the applied water-based , chemical treatment compound using any suitable heating device 125. For example, the coated fibers 120 may be passed over and brought into contact with a heating device 125 substantially similar to one of the heating plates described in US-SN 08/291 801 and 08/311 817.

En konvensjonell samlesko eller en hvilken som helst annen form for samleinnretning 127 kan benyttes for å samle de tørkede fibre 120 til minst en forimpregnert streng 124. Denne forimpregnerte streng 124 belegges eller omhylles med et sjikt av polymermateriale og omdannes derved til en omhyllet komposittstreng 126 ved trekking eller på annen måte å føre den forimpregnerte streng 124 gjennom en trådbelegger 128. En trådbelegger er en innretning eller innretninger som er i stand til, eller midler for belegning av en eller flere forimpregnerte fiberstrenger med et polymermateriale for derved å danne en polymerhylse på hver forimpregnerte streng 124. Fortrinnsvis inneholder hver streng fra rundt 1500 til rundt 10 000 fibre og helst fra rundt 2000 til rundt 4000 fibre. A conventional collection shoe or any other form of collection device 127 can be used to collect the dried fibers 120 into at least one prepreg strand 124. This prepreg strand 124 is coated or sheathed with a layer of polymer material and thereby converted into a sheathed composite strand 126 by drawing or otherwise passing the prepreg strand 124 through a thread coater 128. A thread coater is a device or devices capable of, or means for coating one or more prepreg fiber strands with a polymer material to thereby form a polymer sleeve on each prepreg strand 124. Preferably, each strand contains from about 1,500 to about 10,000 fibers and more preferably from about 2,000 to about 4,000 fibers.

Fibrene 113 som benyttes ved tildanning av en omhyllet komposittstreng 126 kan fremstilles ved bruk av en in-line-prosess som den som er vist i figur 4, der armeringsfibre 114 kontinuerlig trekkes fra en bøssing 115 fra et smeltet armeringsmateriale som glass. I tillegg til eller i stedet for kontinuerlig dannede armeringsfibre 114 kan fibrene 113 omfatte forfremstilte armeringsfibre. Videre kan fibrene 113 inkludere forfremstilte matriksfibre og også kontinuerlig fremstilte matriksfibre, eller kombinasjoner derav. Et eksempel på et system for påføring av en vandig, kjemisk behandlingsmasse til kontinuerlige og på forhånd tildannede fibre for å danne en forimpregnert streng er beskrevet i US-SN 08/311 817, supra. The fibers 113 used in forming a sheathed composite strand 126 can be produced using an in-line process such as that shown in Figure 4, where reinforcing fibers 114 are continuously drawn from a bushing 115 from a molten reinforcing material such as glass. In addition to or instead of continuously formed reinforcing fibers 114, the fibers 113 may comprise prefabricated reinforcing fibers. Furthermore, the fibers 113 may include pre-produced matrix fibers and also continuously produced matrix fibers, or combinations thereof. An example of a system for applying an aqueous chemical treatment composition to continuous and preformed fibers to form a prepreg strand is described in US-SN 08/311,817, supra.

Matriksfibrene utgjør til slutt en del av eller hele matriksen i den resulterende komposittgjenstand eller -produkt, for eksempel pellets 132. Eksempler på egnede polymermaterialer for matriksfibrene er polyestere, polyamider, polypropylener og polyfenylen-sulfider. De kontinuerlige og forfremstilte armeringsfibre kan være av glassfibre, syntetiske fibre og/eller hvilke som helst egnede armeringsfibre, for eksempel fibre av tradi-sjonell silikatglass, stenull, slaggull, karbon, og så videre. Når forskjellige fibre som er fremstilt fra forskjellige materialer benyttes, kan man benytte de samme eller forskjellige kjemiske behandlingsmasser for hver type fiber. The matrix fibers ultimately form part or all of the matrix in the resulting composite article or product, for example pellets 132. Examples of suitable polymer materials for the matrix fibers are polyesters, polyamides, polypropylenes and polyphenylene sulphides. The continuous and prefabricated reinforcing fibers can be of glass fibers, synthetic fibers and/or any suitable reinforcing fibers, for example fibers of traditional silicate glass, rock wool, beaten gold, carbon, and so on. When different fibers made from different materials are used, the same or different chemical treatment compounds can be used for each type of fiber.

Fortrinnsvis omfatter trådbeleggeren 128 en kilde for smeltet polymermateriale, for eksempel en konvensjonell ekstruder, for å tilveiebringe det materiale som benyttes for å omhylle den forimpregnerte streng 124. Trådbeleggeren inkluderer fortrinnsvis også en dyse eller andre egnede innretninger med minst et utløp eller en utløpsåpning for å forme hylsen til ønsket tykkelse og/eller tverrsnitt, fortrinnsvis til en tykkelse og et tverrsnitt som opprettholdes relativt enhetlig langs lengden. Eksempler på trådbeleggere 128 fremstilles av Killion i Cedar Grove, New Jersey og inkluderer en KN200 5 cm ekstruder utstyrt med en krysshode-belegningsdyse. En eller flere omhyllede komposittstrenger 126 kan tildannes ved å trekke eller på annen måte å føre en eller flere av de belagte strenger 124 gjennom en eller flere slike dyser. Hylsematerialet er fortrinnsvis termoplastisk og kan utgjøre en del av eller hele matriksen i komposittgjenstanden, for eksempel avhengig av hylsens tykkelse. I en foretrukken utførelsesform er hylsen som omhyller komposittstrengen 124 fremstilt fra det samme termoplastiske materialet som benyttes for å fremstille matriksen i komposittgjenstanden. Preferably, the wire coater 128 includes a source of molten polymer material, such as a conventional extruder, to provide the material used to coat the prepreg strand 124. The wire coater preferably also includes a nozzle or other suitable means with at least one outlet or outlet opening to shape the sleeve to the desired thickness and/or cross-section, preferably to a thickness and a cross-section which is maintained relatively uniformly along the length. Exemplary wire coaters 128 are manufactured by Killion of Cedar Grove, New Jersey and include a KN200 5 cm extruder equipped with a crosshead coating die. One or more sheathed composite strands 126 may be formed by drawing or otherwise passing one or more of the coated strands 124 through one or more such dies. The sleeve material is preferably thermoplastic and can form part or all of the matrix in the composite object, for example depending on the thickness of the sleeve. In a preferred embodiment, the sleeve that envelops the composite string 124 is made from the same thermoplastic material that is used to make the matrix in the composite article.

Når det er ønskelig at den omhyllede komposittstreng 126 er levert i korte lengder, kan apparaturen 110 inkludere midler som en hakker 130 for å kutte eller på annen måte å separere den omhyllede komposittstreng 126 til et antall omhyllede komposittpellets When it is desired that the sheathed composite strand 126 be supplied in short lengths, the apparatus 110 may include means such as a chopper 130 to cut or otherwise separate the sheathed composite strand 126 into a number of sheathed composite pellets

132. Et eksempel på en hakker 132 er modell 204T Chopper, fremstilt av Conair-Jettro, Bay City, Michigan. Når det dannes pellets 132, under den kjemiske behandlingsmasse å holde fibrene 114 sammen i hver omhyllede pellet 132 (bidrar til å avholde et signifikant antall fibre 114 fra å falle ut av en pellet 132). 132. An example of a chopper 132 is the Model 204T Chopper, manufactured by Conair-Jettro, Bay City, Michigan. When pellets 132 are formed, during the chemical treatment mass to hold the fibers 114 together in each sheathed pellet 132 (helps to keep a significant number of fibers 114 from falling out of a pellet 132).

De omhyllede komposittpellets har fortrinnsvis lengder fra rundt 0,476 cm til rundt 3,8 cm, selv om de kan være lengere eller kortere etter ønske. I en eksempelutførelsesform har disse pellets en lengde på rundt 1,27 cm. Selvfølgelig kan lengden for hver pellet variere fra en anvendelse til en annen. Videre kan formen av den omhyllede komposittstreng variere som følge av den spesielle anvendelse. The coated composite pellets preferably have lengths from about 0.476 cm to about 3.8 cm, although they may be longer or shorter as desired. In an example embodiment, these pellets have a length of about 1.27 cm. Of course, the length of each pellet can vary from one application to another. Furthermore, the shape of the sheathed composite strand may vary as a result of the particular application.

Fibrene 114 kan trekkes gjennom apparaturen 110 ved bruk av en trekker 134 som for eksempel bevirker trekking av armeringsfibrene 114 fra bøssingen 115 og å trekke den forimpregnerte streng gjennom trådbeleggeren 128. Et eksempel på en trådbelegger 134 som med hell har vært benyttet in-line med den ovenfor beskrevne Killion-trådbelegger 128 er en 4/24 High Speed Puller, også fremstilt av Killion. Alternativt kan trådbeleggeren 128 og/eller hakkeren 130 være tilpasset for å oppfylle funksjonen som trekker eller å understøtte trekkeren i å trekke den forimpregnerte streng gjennom trådbeleggeren 128. The fibers 114 can be pulled through the apparatus 110 using a puller 134 which, for example, causes the reinforcement fibers 114 to be pulled from the bushing 115 and to pull the pre-impregnated strand through the wire coater 128. An example of a wire coater 134 that has been successfully used in-line with the Killion wire coater 128 described above is a 4/24 High Speed Puller, also manufactured by Killion. Alternatively, the wire coater 128 and/or the chopper 130 may be adapted to fulfill the function of pulling or supporting the puller in pulling the prepreg strand through the wire coater 128.

Når det er ønskelig at det omhyllede komposittstrengprodukt foreligger i trådform, kan kutteren 130 erstattes med en oppviklingsinnretning 136 for å trekke armeringsfibrene 114 fra bøssingen 115, å trekke den forimpregnerte streng 124 gjennom trådbeleggeren 128 og vikling av den omhyllede komposittstreng 126 på en spole eller en annen pakke 128 av omhyllet komposittråd 140. Når den foreligger i trådform, er strengen 124 i det minste i det vesentlige, hvis ikke helt impregnert med den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Det vil si at strengen 24 er impregnert tilstrekkelig til å gi tilfredsstillende egenskap for den derved dannede komposittgjenstand. When it is desired that the sheathed composite strand product is in wire form, the cutter 130 can be replaced with a winding device 136 for pulling the reinforcing fibers 114 from the bushing 115, drawing the prepreg strand 124 through the wire coater 128 and winding the sheathed composite strand 126 on a spool or a second bundle 128 of sheathed composite wire 140. When in wire form, strand 124 is at least substantially, if not completely, impregnated with the applied chemical treatment compound. That is to say that the strand 24 is sufficiently impregnated to provide satisfactory properties for the composite object thus formed.

Eventuelt kan oppviklingsinnretningen 136 inkludere en trekker som understøtter av fibre 114 og/eller trekker strengen 124. Det eksempel på oppviklingsinnretning 136 som er vist i figur 5 omfatter en roterbar del eller en spindel 142 på hvilken det er anordnet en fjernbar spole 144 med stor diameter. Oppviklingsinnretningen 136 inkluderer også en traverseringsmekanisme 146 for å fordele den kontinuerlige komposittstreng 126 langs lengden av spolen 144 for å danne en pakke 138. En ikke-vist lufttilførselsinnret-ning kan tilveiebringes for å mate til strømmer av luft som støter mot strengen 126 for å avkjøle den før oppvikling. Optionally, the winding device 136 may include a puller that supports fibers 114 and/or pulls the strand 124. The example of winding device 136 shown in Figure 5 comprises a rotatable part or a spindle 142 on which a large diameter removable coil 144 is arranged . The winder 136 also includes a traversing mechanism 146 for distributing the continuous composite strand 126 along the length of the coil 144 to form a bundle 138. An air supply device, not shown, may be provided to feed streams of air impinging on the strand 126 for cooling. the one before winding.

Eksempler på oppviklingsinnretninger 136 som kan benyttes i forbindelse med en off-line-trådbelegningsoperasjon kombinerer en Hall Capstan-maskin nr. 634 (en trekker) og en Hall Winder-maskin nr. 633, begge fremstilt av Hall Industries, Branford, Connecticut. I en slik off-line-trådbelegningsoperasjon blir den forimpregnerte streng 124 først formet og pakket, deretter blir den pakkede streng 124 viklet av off-line og trukket gjennom trådbeleggeren 128 og den resulterende, omhyllede komposittstreng 126 oppvikles igjen til en pakke. Hvis hensiktsmessig kan den ovenfor nevnte Hall-tråd-oppviklingsinnretning tilpasses ved bruk av teknikker som er kjent i tråd- og kabel - håndteringsindustrien for å håndtere de høye bearbeidingshastigheter man forbinder med en in-line-trådbelegningsprosess. For eksempel kan spolen 144 på hvilken den omhyllede komposittråd 140 er viklet, tildannes med større diameter. Examples of winding devices 136 that can be used in connection with an off-line wire coating operation combine a Hall Capstan machine No. 634 (a puller) and a Hall Winder machine No. 633, both manufactured by Hall Industries, Branford, Connecticut. In such an off-line wire coating operation, the prepreg strand 124 is first formed and wrapped, then the wrapped strand 124 is unwound off-line and pulled through the wire coater 128 and the resulting sheathed composite strand 126 is rewound into a package. If appropriate, the aforementioned Hall wire winder may be adapted using techniques known in the wire and cable handling industry to handle the high processing speeds associated with an in-line wire coating process. For example, the coil 144 on which the sheathed composite wire 140 is wound can be formed with a larger diameter.

Et eksempel på et prosedyreoppsett for apparaturen 110 og generelt for en trådbelegger 128, inkluderer treing eller på annen måte å føre den frie ende av den forimpregnerte streng 124 gjennom trådbeleggeren 128 og å trekke tilstrekkelig streng 124 gjennom for så å tillate prosessen å fortsette på egenhånd (det vil si å tillate at strengen trekkes auto-matisk). Et slikt oppsett kan inkludere temporær trekking av den frie ende av en på forhånd impregnert streng 124 (antydet ved den stiplede linje 124'), for eksempel ved hjelp av et par konvensjonelle trekkhjul 137 anordnet ved siden av trådbeleggeren 128, inntil en tilstrekkelig lengde av den forimpregnerte streng 124 er tilgjengelig for føring gjennom trådbeleggeren 128. Denne lengde av den forimpregnerte streng 124 føres gjennom trådbeleggeren 128 og trekkes gjennom denne ved hjelp av trekkeren 134, kutteren 130, vikleren 136 eller en kombinasjon derav. Med den ovenfor beskrevne trådbelegger 128 benyttes fortrinnsvis en matesnor for å trekke den frie ende av den forimpregnerte streng 124 gjennom trådbelegningsdysen. En slik matesnor har en ende i stand til å kunne festes til den frie ende av strengen 128. For eksempel kan det benyttes en trådlengde med en krok i den ene ende som matesnor. Matesnoren kan forposisjo-neres gjennom trådbelegger dysen og den frie ende av strengen 124 dobles over, hukes opp av matesnoren og så trekkes gjennom trådbeleggeren 128. Det er foretrukket å implementere en slik oppsettprosedyre ved begynnelsen av prosessen og i tilfelle brudd (det vil si streng- eller fiberbrudd). An example of a procedural setup for the apparatus 110 and generally for a wire coater 128 includes threading or otherwise passing the free end of the prepreg strand 124 through the wire coater 128 and pulling sufficient strand 124 through to allow the process to continue on its own (that is, allowing the string to be pulled automatically). Such an arrangement may include temporarily drawing the free end of a pre-impregnated strand 124 (indicated by the dashed line 124'), for example by means of a pair of conventional drawing wheels 137 arranged adjacent to the wire coater 128, until a sufficient length of the prepreg strand 124 is available for feeding through the wire coater 128. This length of the prepreg strand 124 is passed through the wire coater 128 and drawn through it by means of the puller 134, the cutter 130, the winder 136 or a combination thereof. With the wire coater 128 described above, a feed line is preferably used to pull the free end of the pre-impregnated string 124 through the wire coating die. Such a feeding cord has one end capable of being attached to the free end of the string 128. For example, a length of wire with a hook at one end can be used as a feeding cord. The feed line can be pre-positioned through the wire coater die and the free end of the string 124 is doubled over, hooked up by the feed line and then pulled through the wire coater 128. It is preferred to implement such a setup procedure at the beginning of the process and in case of breakage (that is, string - or fiber breakage).

Fortrinnsvis har den dyse som benyttes i trådbeleggeren 128 en konfigurasjon som kan åpnes og som tillater at den på forhånd impregnerte streng 124 kan legges inn i dysen fra en ende til den andre i stedet for å benytte en langsgående gjennomtreing gjennom dysen. En slik dyse som kan åpnes, kan eliminere behovet for den ovenfor beskrevne matesnor. Et eksempel på en slik dyse som kan åpnes omfatter to dysehalvdeler som passer sammen ved bruk av føringsstenger eller pinner gjennom tilpassede hull som er anordnet på motsatte flater av dysehalvdelene. Alternativt kan de to dysehalvdeler være hengslet langs sammenstøtende kanter og tilpasset til festing sammen langs de motsatte kantene når halvdelene er hengslet mot hverandre. Flatene av hver dysehalvdel definerer halvparten av dysehulrommet gjennom hvilken den forimpregnert streng trekkes. Når dysehalvdelene passes sammen, har dysehulrommet en inngangsåpning og en utgangs-åpning. Det er foretrukket at inngangsåpningen er overdimensjonert for å minimalisere fiberslitasje og at utløpet er dimensjonert for å definere den ønskede sluttdiameter, og hylsetykkelse, for den omhyllede komposittstreng 126. Preferably, the die used in the wire coater 128 has an openable configuration that allows the pre-impregnated strand 124 to be inserted into the die from one end to the other instead of using a longitudinal thread through the die. Such a nozzle that can be opened can eliminate the need for the feed line described above. An example of such an openable nozzle comprises two nozzle halves that fit together using guide rods or pins through matching holes provided on opposite surfaces of the nozzle halves. Alternatively, the two nozzle halves may be hinged along abutting edges and adapted to be fastened together along the opposite edges when the halves are hinged against each other. The faces of each nozzle half define one half of the nozzle cavity through which the prepreg strand is drawn. When the nozzle halves are fitted together, the nozzle cavity has an inlet opening and an outlet opening. It is preferred that the inlet opening is oversized to minimize fiber wear and that the outlet is sized to define the desired end diameter, and sleeve thickness, for the sheathed composite strand 126.

Når dysehalvdelene er skilt fra hverandre, kan strengen 124 hurtig anordnes mellom dysehalvdelene og strengen 124 fanges mellom disse i dysehulrommet ved å lukke dysehalvdelen. En høytemperaturpakning kan anordnes mellom de ovenfor hverandre liggende flater av de to dysehalvdeler langs lengden av hulrommet. Hver dysehalvdel har en eller flere porter (det vil si gjennomløpende hull) gjennom hvilke en eller flere strømmer av smeltet, termoplastisk omhyllingsmateriale, for eksempel fra ekstruderen, leveres til hulrommet for å omhylle den på forhånd impregnerte streng 124 når den trekkes gjennom. Hver dysehalvdel kan være tilpasset for å motta et antall skredder-sydde innlegg med forskjellige dysehulrom for å variere tverrsnittsprofilen (for eksempel rund, rektangulær, oval, irregulær, og så videre) av den omhyllede streng 126. Med slike erstattbare innlegg kan samme dyse håndtere en varietet av fiberdiametre med mindre ikke-produktiv tid forårsaket av nødvendigheten av å erstatte hele dysen. When the nozzle halves are separated from each other, the string 124 can be quickly arranged between the nozzle halves and the string 124 caught between these in the nozzle cavity by closing the nozzle half. A high-temperature gasket can be arranged between the surfaces lying above each other of the two nozzle halves along the length of the cavity. Each die half has one or more ports (ie, through-holes) through which one or more streams of molten thermoplastic sheath material, for example from the extruder, are delivered to the cavity to sheath the pre-impregnated strand 124 as it is drawn through. Each nozzle half can be adapted to receive a number of tailor-made inserts with different nozzle cavities to vary the cross-sectional profile (eg, round, rectangular, oval, irregular, and so on) of the sheathed strand 126. With such replaceable inserts, the same nozzle can handle a variety of fiber diameters with less non-productive time caused by the need to replace the entire die.

Fortrinnsvis er den kjemiske behandlingsmasse valgt for å binde eller på annen måte å understøtte at hylsen holder fibrene 113 sammen i den omhyllede komposittstreng 126 og minst inntil støping av komposittgjenstanden. For å sikre at komposittgjenstanden viser optimale mekaniske egenskaper mellom armeringsfibrene og matriksen, bør den kjemiske behandlingsmasse være kompatibel med det termoplastiske matriksmaterialet i komposittgjenstanden. En kjemisk behandlingsmasse ansees kompatibel med matriksmaterialet hvis det ikke forårsaker at viktige egenskaper som strekkstyrke, strekkmodul, bøyestyrke eller bøyemodul, for det resulterende komposittmateriale, er utilstrekkelig. Slik kompatibilitet kan oppnås ved å formulere den kjemiske behandlingsmasse til å være i stand til interagering med og/eller reaksjon med det termoplastiske matriksmaterialet. Interaksjonen og/eller reaksjonen mellom den kjemiske behandlingsmasse (for eksempel av termoplast- eller termo-avbindende type) og matriksmaterialet, kan skje under fremstillingen av den omhyllede komposittstreng og under støpingen av komposittgjenstanden, eller under begge prosesser. Preferably, the chemical treatment compound is selected to bind or otherwise support that the sleeve holds the fibers 113 together in the sheathed composite strand 126 and at least until casting of the composite article. To ensure that the composite object exhibits optimal mechanical properties between the reinforcing fibers and the matrix, the chemical treatment compound should be compatible with the thermoplastic matrix material in the composite object. A chemical treatment mass is considered compatible with the matrix material if it does not cause important properties such as tensile strength, tensile modulus, flexural strength or flexural modulus, for the resulting composite material, to be inadequate. Such compatibility can be achieved by formulating the chemical treatment mass to be capable of interaction with and/or reaction with the thermoplastic matrix material. The interaction and/or reaction between the chemical treatment mass (for example of the thermoplastic or thermosetting type) and the matrix material can take place during the production of the sheathed composite string and during the casting of the composite object, or during both processes.

De kjemiske behandlingsmasser kan være blandbare med matriksmaterialet, helt eller delvis, eller kan utgjøre en separat fase fra matriksmaterialet. Der det dannes en separat fase, kan den kjemiske behandlingsmasse som anordnes rundt hver fiber danne et antall separate faseområder dispergert i matriksmaterialet og/eller et enkelt separat faseområde som omgir sine tilsvarende fibre. En kjemisk behandlingsmasse som en av de som er beskrevet nedenfor, kan velges for å forbedre egenskapene for komposittgjenstanden. The chemical treatment masses can be mixed with the matrix material, in whole or in part, or can form a separate phase from the matrix material. Where a separate phase is formed, the chemical treatment mass arranged around each fiber can form a number of separate phase areas dispersed in the matrix material and/or a single separate phase area surrounding its corresponding fibers. A chemical treatment compound such as one of those described below may be selected to improve the properties of the composite article.

Vandige, kjemiske behandlingsmasser Aqueous, chemical treatment compounds

Den vandige, kjemiske behandlingsmasse som legges på, for eksempel ved bruk av apparaturen 110, kan omfatte en eller flere polymerfilmdannere i form av et fast pulver eller andre partikler som er dispergert i et vandig medium. Den partikkelformige filmdanner kan være en polymer av termoplasttypen, av termo-avbindende type eller en kombinasjon. Faste, lav- og/eller høymolekylvektspolymerer av termoplastisk eller termo-avbindende type kan benyttes for å danne en spesiell filmdanner. Den vandige, kjemiske behandlingsmasse kan også inkludere ett eller flere bindemidler anordnet i vannmediet sammen med den partikkelformige filmdanner. Bindemidlet kan inkludere en termoplastisk og/eller termo-avbindende væske, termoplastiske partikler med lavt smeltepunkt eller en kombinasjon derav. The aqueous, chemical treatment mass that is applied, for example when using the apparatus 110, may comprise one or more polymer film formers in the form of a solid powder or other particles that are dispersed in an aqueous medium. The particulate film former may be a polymer of the thermoplastic type, of the thermosetting type or a combination. Solid, low and/or high molecular weight polymers of the thermoplastic or thermosetting type can be used to form a special film former. The aqueous chemical treatment mass may also include one or more binders arranged in the aqueous medium together with the particulate film former. The binder may include a thermoplastic and/or thermosetting liquid, low melting point thermoplastic particles, or a combination thereof.

Fortrinnsvis forhindrer bindemidlet at de faste partikler i filmdanneren faller ut av den omhyllede komposittstreng og forhindrer at fibrene faller ut av komposittstrengen, selv når strengen foreligger i form av en pellet. For å oppnå dette, er de termoplastiske bindemiddelpartikler i det minste partielt smeltet eller smeltbare på grunn av den varmeenergi som benyttes for å fordampe vannet ut av den kjemiske behandlingsmasse. I tillegg har det flytende bindemiddel den nødvendig grad av klebrighet eller adhesivitet til på tilstrekkelig måte å opprettholde kohesiviteten i filmdannerpartiklene og fibrene. Fortrinnsvis blir et termoplastisk filmdannerpulver med høyere smeltepunkt modifisert eller kombinert med et termoplastisk bindemiddelpulver med lavere smeltepunkt, for eksempel partikler av polyvinylacetat (PVAc), vandig uretan, og så videre. Preferably, the binder prevents the solid particles in the film former from falling out of the sheathed composite strand and prevents the fibers from falling out of the composite strand, even when the strand is in the form of a pellet. To achieve this, the thermoplastic binder particles are at least partially melted or fusible due to the heat energy used to evaporate the water out of the chemical treatment mass. In addition, the liquid binder has the necessary degree of stickiness or adhesiveness to sufficiently maintain the cohesiveness of the film-forming particles and fibers. Preferably, a thermoplastic film former powder with a higher melting point is modified or combined with a thermoplastic binder powder with a lower melting point, for example particles of polyvinyl acetate (PVAc), aqueous urethane, and so on.

Den vandige, kjemiske behandlingsmasse kan også inneholde en flytende filmdanner som er dispergert i det vandige medium (for eksempel som en emulsjon). Den flytende filmdanner kan omfatte en eller flere termoplastiske polymerer med lav molekylvekt, en eller flere termo-avbindende polymerer og/eller en kombinasjon derav. Med en vandig, kjemisk behandlingsmasse-emulsjon virker fortrinnsvis filmdanneren også som bindemiddel. Den vandige, kjemiske behandlingsmasse kan også være en kombinasjon av en væske-faststoff-dispersjon og en væske-væske-emulsj on. The aqueous chemical treatment mass may also contain a liquid film former which is dispersed in the aqueous medium (for example as an emulsion). The liquid film former may comprise one or more low molecular weight thermoplastic polymers, one or more thermosetting polymers and/or a combination thereof. With an aqueous, chemical treatment compound emulsion, the film former preferably also acts as a binder. The aqueous chemical treatment mass can also be a combination of a liquid-solid dispersion and a liquid-liquid emulsion.

Filmdannere og bindemidler av termo-avbindende type som benyttes i den vandige, kjemiske behandlingsmasse legges fortrinnsvis på fibrene i ikke-herdet tilstand, selv om de også kan legges på i partielt herdet tilstand. Mengden av avbinding eller herding av en kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type kan kontrolleres ved å velge et termo-avbindende materiale med en egnet herdetemperatur, som vil herde til ønsket grad ved de temperaturer man ser under bearbeidingen ifølge oppfinnelsen. Den ikke-herdede eller partielt herdede kjemiske behandlingsmasse av termo-avbindende type som impregnerer den omhyllede komposittstreng kan bearbeides (for eksempel ved oppvarming) for å indusere ytterligere eller full herding, avhengig av den ønskede tilstand for den omhyllede komposittstreng under opphakkingsoperasjonen, oppvikingen eller støpingen av komposittgjenstanden. Den grad med hvilken en påført, kjemisk behandlingsmasse av termo-avbindende type herdes, uansett hvorvidt den er vandig eller ikke- kan kontrolleres ved bruk av en oppvarmingsinnretning (for eksempel en oppvarmer 125). Film formers and binders of the thermo-setting type used in the aqueous, chemical treatment mass are preferably applied to the fibers in an uncured state, although they can also be applied in a partially cured state. The amount of debonding or hardening of a chemical treatment mass of thermo-debonding type can be controlled by choosing a thermo-debonding material with a suitable curing temperature, which will harden to the desired degree at the temperatures seen during the processing according to the invention. The uncured or partially cured thermosetting type chemical treatment compound impregnating the sheathed composite strand may be processed (eg, by heating) to induce further or full cure, depending on the desired condition of the sheathed composite strand during the cutting operation, folding, or molding. of the composite object. The degree to which an applied chemical treatment compound of the thermosetting type cures, regardless of whether it is aqueous or not, can be controlled by the use of a heating device (for example, a heater 125).

Derfor kan den kjemiske behandlingsmasse av termo-avbindende type skreddersyes for å tillate kun tilstrekkelig herding, hvis overhodet noen, til å opprettholde kohesiviteten og/eller graden av impregnering for den omhylle komposittstreng inntil støpingen av komposittgjenstanden. De individuelle fibre som utgjør strengen behøver ikke å separeres i det termoplastiske matriksmaterialet for å danne en ønsket komposittgjenstand. Den termo-avbindende, kjemiske behandlingsmasse kan så tilpasses for full utherding slik at fibrene i det vesentlige forblir permanent sammen, eller også under støping av komposittgj enstanden. Therefore, the thermosetting type chemical curing compound can be tailored to allow only sufficient curing, if any, to maintain the cohesiveness and/or degree of impregnation for the sheathed composite strand until the casting of the composite article. The individual fibers that make up the strand do not need to be separated in the thermoplastic matrix material to form a desired composite article. The thermo-setting, chemical treatment compound can then be adapted for full curing so that the fibers essentially remain permanently together, or also during casting of the composite object.

Behandlingsmassen i form av vandig oppløsning inneholder en mengde av en eller flere kjemiske behandlingspolymerer eller andre organiske forbindelser eller materialer (for eksempel filmdannere, bindemidler) for i tilstrekkelig grad å forimpregnere fibrene. For eksempel inneholder den vandige, kjemiske behandlingsmasse nok av filmdannere og, hvis de er til stede, bindemiddelpolymerer for å impregnere fibrene i ønsket grad. Det er foretrukket at den vandige, kjemiske behandlingsmasse inneholder en eller flere filmdannere, bindemiddelpolymerer og/eller andre organiske materialer i tilstrekkelige konsentrasjoner til å tilveiebringe den forimpregnerte streng med et innhold av organisk materiale på opptil rundt 25 vekt-%, helst opptil rundt 15 vekt-% og aller helst rundt 6-7 vekt-%, beregnet på den totale vekt av den kjemiske behandlingsmasse pluss fibre, etter at den ønskede mengde fuktighet er fjernet fra den påførte, kjemiske behandlingsmasse. Denne grad av oppfylling av organisk materiale kan også være brukbar for ikke-vandige, kjemiske behandlingsmasser slik de her diskuteres. Metode med bestemmelse av verdien ved tap ved brenning (LOI) kan benyttes for å bestemme mengden påført kjemisk behandlingsmasse som er bragt på fibrene. Tilfredsstillende resultater er opp nådd med en kjemisk behandlingsoppløsning med et innhold av organisk materiale på rundt 30 vekt-%. En slik konsentrasjon av organisk materiale gir strenger som er forimpregnert med 5-15 vekt-% organiske forbindelser til stede i den kjemiske behandlingsmasse. The treatment mass in the form of an aqueous solution contains an amount of one or more chemical treatment polymers or other organic compounds or materials (for example film formers, binders) to sufficiently pre-impregnat the fibres. For example, the aqueous chemical treatment stock contains enough film formers and, if present, binder polymers to impregnate the fibers to the desired degree. It is preferred that the aqueous chemical treatment composition contains one or more film formers, binder polymers and/or other organic materials in sufficient concentrations to provide the prepreg with an organic material content of up to about 25% by weight, preferably up to about 15% by weight -% and most preferably around 6-7% by weight, calculated on the total weight of the chemical treatment mass plus fibres, after the desired amount of moisture has been removed from the applied chemical treatment mass. This degree of replenishment of organic material can also be used for non-aqueous, chemical treatment masses as discussed here. The method of determining the value of loss on burning (LOI) can be used to determine the amount of applied chemical treatment compound that has been applied to the fibres. Satisfactory results have been achieved with a chemical treatment solution with an organic material content of around 30% by weight. Such a concentration of organic material gives strands which are pre-impregnated with 5-15% by weight of organic compounds present in the chemical treatment mass.

En egnet konsentrasjon av organisk materiale i den vandige, kjemiske behandlingsmasse kan generelt velges uavhengig av formen av kjemiske behandlingsmasser (det vil si dispersjon, emulsjon eller lignende). I tillegg kan konsentrasjonen av organiske materialer i den på forhånd impregnerte streng variere for en gitt konsentrasjon, avhengig av et antall faktorer som for eksempel hvor hurtig fibrene beveger seg, temperaturen i oppvarmingsinnretningen, temperaturen i den kjemiske behandlingsmasse når den påføres, denne masses tendens til å forbli impregnert på fibrene (for eksempel viskositeten), hastigheten (omdr./min.) for applikatorvalsen og hvorvidt det benyttes prepadvannspray. A suitable concentration of organic material in the aqueous chemical treatment mass can generally be chosen regardless of the form of the chemical treatment mass (ie dispersion, emulsion or the like). In addition, the concentration of organic materials in the pre-impregnated strand can vary for a given concentration, depending on a number of factors such as how fast the fibers move, the temperature of the heating device, the temperature of the chemical treatment mass when it is applied, the tendency of this mass to to remain impregnated on the fibers (for example the viscosity), the speed (rpm) of the applicator roll and whether a prepad water spray is used.

Oppfinnelsen skal illustreres ytterligere ved eksempler på vandige, kjemiske behandlingsmasser som kan påføres, for eksempel ved bruk av apparaturen 110, for å forimpregnere fibre. The invention shall be further illustrated by examples of aqueous, chemical treatment masses which can be applied, for example using the apparatus 110, to pre-impregnate fibres.

Eksempel I Example I

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble oppnådd ved følgende prosedyre. 15 g (0,25 vekt-% som mottatt) aminsilankoblingsmiddel A-I 100 ble satt til 2345 g deionisert vann. 6000 g of chemical treatment mass was obtained by the following procedure. 15 g (0.25% by weight as received) of amine silane coupling agent A-I 100 was added to 2345 g of deionized water.

Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 1875 g (31,25%) filmdanner Covinax 201 og 1500 g (25,0%) filmdanner Covinax 225 kombinert i en 7,6 1 beholder. Silanoppløs-ningen ble så blandet med blandingen av filmdannere under moderat omrøring. Deretter ble 480 g (8,0%) Maldene 286 satt til blandingen av silan og filmdannere. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES-homogenat (fettsyreesteren KESSCO BES som er emulgert i et homogenat) satt til under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse i den resulterende behandlingsoppløsning var 30 vekt-%. Den resulterende masse er egnet for påføring på polyamidfibre så vel som glassfibre. This was stirred for several minutes. Next, 1875 g (31.25%) film former Covinax 201 and 1500 g (25.0%) film former Covinax 225 were combined in a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the mixture of film formers with moderate stirring. Next, 480 g (8.0%) of Maldene 286 was added to the mixture of silane and film formers. Finally, 200 g (3.3%) of BES homogenate (the fatty acid ester KESSCO BES which is emulsified in a homogenate) was added with continuous stirring. The concentration of organic compound in the resulting treatment solution was 30% by weight. The resulting mass is suitable for application to polyamide fibers as well as glass fibers.

Eksempel II Example II

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble oppnådd som følger. 15 g (0,25%) A-I 100 silan ble satt til 1870 g deionisert vann. Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 3450 g (57,5%) filmdanner Synthemul 97903-00 helt i en beholder på 7,6 1. Silanoppløsningen ble så blandet med filmdanneren under moderat omrøring. Deretter ble 480 g (8,0%) Maldene 286 satt til blandingen av silan og filmdanner. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES- 6000 g of chemical treatment pulp was obtained as follows. 15 g (0.25%) of A-I 100 silane was added to 1870 g of deionized water. This was stirred for several minutes. Next, 3450 g (57.5%) film former Synthemul 97903-00 was poured into a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the film former under moderate stirring. Next, 480 g (8.0%) of Maldene 286 was added to the mixture of silane and film former. Finally, 200 g (3.3%) of BES-

homogenat tilsatt under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse av den resulterende behandlingsoppløsning var 30%. Denne oppløsning var egnet for påføring på polyamidfibre så vel som glassfibre. homogenate added with continuous stirring. The organic compound concentration of the resulting treatment solution was 30%. This solution was suitable for application to polyamide fibers as well as glass fibers.

Eksempel III Example III

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble dannet ved følgende prosedyre. 15 g (0,25%) A-I 100 ble satt til 2325 g deionisert vann. Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 1875 g (31,25%) Covinax 201 og 1500 g (25,0%) Covinax 225 kombinert i en beholder på 7,6 1. Silanoppløsningen ble så blandet med blandingen av Covinax-filmdannere under moderat omrøring. En tereftalsyreoppløsning ble fremstilt ved å oppløse 30 g (0,5%) tereftalsyre i 30 ml konsentrert ammoniumhydroksyd. Tereftalsyreoppløsningen ble satt til blandingen av silan og filmdannere. Deretter ble 300 g (5,0%) Polyemulsion 43N40 satt til blandingen. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES-homogenat tilsatt under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse i den resulterende behandlingsoppløsning av 30%. Den resulterende masse er egnet for påføring på polypropylenfibre så vel som glassfibre. 6000 g of chemical treatment mass was formed by the following procedure. 15 g (0.25%) of A-I 100 was added to 2325 g of deionized water. This was stirred for several minutes. Next, 1875 g (31.25%) Covinax 201 and 1500 g (25.0%) Covinax 225 were combined in a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the mixture of Covinax film formers with moderate agitation. A terephthalic acid solution was prepared by dissolving 30 g (0.5%) of terephthalic acid in 30 ml of concentrated ammonium hydroxide. The terephthalic acid solution was added to the mixture of silane and film formers. Then 300 g (5.0%) Polyemulsion 43N40 was added to the mixture. Finally, 200 g (3.3%) BES homogenate was added with continuous stirring. The concentration of organic compound in the resulting treatment solution of 30%. The resulting mass is suitable for application to polypropylene fibers as well as glass fibers.

Eksempel IV Example IV

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble oppnådd på følgende måte. 15 g (0,25%) A-1100 (silan) ble satt til 2020 g deionisert vann. Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 3450 g (57,5%) Synthemul 97903-00 (filmdanner) helt i en beholder på 7,6 1. Silan-oppløsningen ble så blandet med filmdanneren ved bruk av moderat omrøring. En tereftalsyreoppløsning ble fremstilt ved oppløsning av 30 g (0,5%) tereftalsyre i 30 ml konsentrert ammoniumhydroksyd. Tereftalsyreoppløsningen ble satt til blandingen av silan og filmdanner. Deretter ble 300 g (5,0%) Polyemulsion 43N40 satt til blandingen. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES-homogenat tilsatt under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse i den resulterende behandlingsoppløsning var 30%. Den resulterende, kjemiske behandlingsoppløsning kunne påføres på polypropylenfibre så vel som glassfibre. 6000 g of chemical treatment mass was obtained in the following way. 15 g (0.25%) of A-1100 (silane) was added to 2020 g of deionized water. This was stirred for several minutes. Next, 3450 g (57.5%) of Synthemul 97903-00 (film former) was poured into a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the film former using moderate agitation. A terephthalic acid solution was prepared by dissolving 30 g (0.5%) of terephthalic acid in 30 ml of concentrated ammonium hydroxide. The terephthalic acid solution was added to the mixture of silane and film former. Then 300 g (5.0%) Polyemulsion 43N40 was added to the mixture. Finally, 200 g (3.3%) BES homogenate was added with continuous stirring. The concentration of organic compound in the resulting treatment solution was 30%. The resulting chemical treatment solution could be applied to polypropylene fibers as well as glass fibers.

Eksempel V Example V

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble oppnådd på følgende måte. 15 g (0,25%) A-1100 ble satt til 1870 g deionisert vann. Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 3450 g (57,5%) Synthemul 97903-00 helt i en beholder på 7,6 1. Silanoppløsningen ble så blandet med filmdanneren under moderat omrøring. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES-homogenat tilsatt under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse i den resulterende kjemiske oppløsning var 30%. Den resulterende oppløsning kunne 6000 g of chemical treatment mass was obtained in the following way. 15 g (0.25%) of A-1100 was added to 1870 g of deionized water. This was stirred for several minutes. Next, 3450 g (57.5%) Synthemul 97903-00 was poured into a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the film former with moderate stirring. Finally, 200 g (3.3%) BES homogenate was added with continuous stirring. The concentration of organic compound in the resulting chemical solution was 30%. The resulting resolution could

påføres på fibre fremstilt et vidt spektrum av materialer inkludert polyfenylensulfid og uorganiske fibre. applied to fibers made from a wide range of materials including polyphenylene sulphide and inorganic fibres.

Eksempel VI Example VI

6000 g kjemisk behandlingsmasse ble fremstilt på følgende måte. 15 g (0,25%) A-I 100 ble satt til 2345 g deionisert vann. Dette ble omrørt i flere minutter. Deretter ble 1875 g (31,25) Covinax 201 og 1500 g (25,0%) Covinax 225 kombinert i en beholder på 7,6 1. Silanoppløsningen ble så blandet med blandingen av filmdannere under moderat om-røring. Til slutt ble 200 g (3,3%) BES-homogenat tilsatt under kontinuerlig omrøring. Konsentrasjonen av organisk forbindelse i den resulterende behandlingsoppløsning var 30%. Den resulterende behandlingsoppløsning kunne påføres på fibre fremstilt fra et vidt spektrum av materialer inkludert polyfenylensulfid og uorganiske fibre. 6000 g of chemical treatment mass was prepared in the following way. 15 g (0.25%) of A-I 100 was added to 2345 g of deionized water. This was stirred for several minutes. Next, 1875 g (31.25) of Covinax 201 and 1500 g (25.0%) of Covinax 225 were combined in a 7.6 L container. The silane solution was then mixed with the mixture of film formers with moderate agitation. Finally, 200 g (3.3%) BES homogenate was added with continuous stirring. The concentration of organic compound in the resulting treatment solution was 30%. The resulting treatment solution could be applied to fibers made from a wide range of materials including polyphenylene sulfide and inorganic fibers.

Under henvisning til eksemplene I-VI ovenfor er Covinax 201 og Covinax 225 termoplastiske vinylakrylforbindelser som virker som filmdannere og som er kommersielt tilgjengelige fra Franklin International, Columbus, Ohio. Synthemul 97903-00 er en termoplastisk uretanfilmdanner og er kommersielt tilgjengelig fra Reichold Chemicals Inc., Research Triangle Park, North Carolina. Epoksyer, polyvinylacetater og polyestere kan også benyttes som filmdannere. A-I 100 er et silan-basert koblingsmiddel som er kommersielt tilgjengelig fra Witco Chemical Company, Chicago, Illinois. KESSCO BES er en fettsyreester som virker som smøremiddel og er kommersielt tilgjengelig fra Stepan Co., Northfield, Illinois. Andre smøremidler som kan benyttes er en blanding av stearinsyre og eddiksyre, kommersielt tilgjengelig fra Owens Corning under produkt-betegnelsen Kl 2. Polyemulsion 43N40 er en maleinsyreanhydrid-modifisert poly-propylenvoks som er dispergert i vann og som er kommersielt tilgjengelig fra Chemical Corporation of America, East Rutherford, New Jersey. Polyemulsion 43N40 virker som en interfase-modifiserer for å forbedre interfaseområdet (adhesjonen) mellom glassfibre og et polypropylenmatrikmateriale ved kjemisk reaksjon med koblingsmidlet. Tereftal-syren er kommersielt tilgjengelig fra Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, og virker også som en interfase-modifiserer for å forbedre adhesjonen mellom glass og polypropylenmatriksmaterialet ved å indusere polypropylenet til å krystallisere nær glassoverflaten. Maldene 286 er et partielt ammoniumsalt av butadien-maleinsyrekopolymer som er kommersielt tilgjengelig fra Lindau Chemical Inc., Columbia, South Carolina. Maldene 286 virker som en interfase-modifiserer for å forbedre adhesjonen mellom glassfibre og nylonmatriksmateriale. Referring to Examples I-VI above, Covinax 201 and Covinax 225 are thermoplastic vinyl acrylic compounds that act as film formers and are commercially available from Franklin International, Columbus, Ohio. Synthemul 97903-00 is a thermoplastic urethane film former and is commercially available from Reichold Chemicals Inc., Research Triangle Park, North Carolina. Epoxies, polyvinyl acetates and polyesters can also be used as film formers. A-I 100 is a silane-based coupling agent commercially available from Witco Chemical Company, Chicago, Illinois. KESSCO BES is a fatty acid ester that acts as a lubricant and is commercially available from Stepan Co., Northfield, Illinois. Other lubricants that can be used are a mixture of stearic acid and acetic acid, commercially available from Owens Corning under the product designation Kl 2. Polyemulsion 43N40 is a maleic anhydride-modified polypropylene wax that is dispersed in water and is commercially available from Chemical Corporation of America , East Rutherford, New Jersey. Polyemulsion 43N40 acts as an interphase modifier to improve the interphase area (adhesion) between glass fibers and a polypropylene matrix material by chemical reaction with the coupling agent. The terephthalic acid is commercially available from Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, and also acts as an interphase modifier to improve the adhesion between the glass and the polypropylene matrix material by inducing the polypropylene to crystallize near the glass surface. Maldene 286 is a partial ammonium salt of butadiene-maleic acid copolymer commercially available from Lindau Chemical Inc., Columbia, South Carolina. The templates 286 act as an interphase modifier to improve adhesion between glass fibers and nylon matrix material.

Oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser Solvent-free, chemical treatment compounds

Oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser som de som er beskrevet ovenfor, kan også benyttes for å fremstille omhyllede strenger. Bruken av slike kjemiske behandlingsmasser har fordeler, for eksempel er det ingen vesentlige mengder vanndamp, flyktig, organiske karbon eller andre oppløsningsmiddeldamper som oppstår ved bearbeiding (for eksempel oppvarming) i henhold til den ovenfor beskrevne tråd-belegningsmetode, heller ikke under støping av komposittgjenstanden. Ved å være i det vesentlige oppløsningsmiddelfrie, kan den kjemiske behandlingsmasse få viskositeten redusert og/eller varmeherdet uten å erfare noe vesentlig massetap og tillater derved at mesteparten av den kjemiske masse som bringes på fibrene, forblir på fibrene. Slike kjemiske behandlingsmasser er fortrinnsvis også i det vesentlige ikke-foto-avbindende. Solvent-free chemical treatment compounds such as those described above can also be used to produce sheathed strands. The use of such chemical treatment compounds has advantages, for example, there are no significant amounts of water vapor, volatile organic carbon or other solvent vapors generated during processing (eg heating) according to the above-described wire-coating method, even during casting of the composite article. By being essentially solvent free, the chemical treatment mass can be viscosity reduced and/or heat cured without experiencing any significant mass loss thereby allowing most of the chemical mass brought onto the fibers to remain on the fibers. Such chemical treatment masses are preferably also substantially non-photo-binding.

I figur 6 vises en utførelsesform av en apparatur 150 som er i stand til å fremstille en eller polymer-omhyllede komposittstrenger 126 ved bruk av oppløsningsmiddelfrie, kjemiske behandlingsmasser. De resulterende, omhyllede komposittstrenger 126 som kan omdannes til pellets eller tråder, er også egnet for støping til fiber-armerte komposittgjenstander. Konstruksjonselementer og komponenter av apparaturen 150 som er identiske eller like det som er beskrevet tidligere i apparaturen 110, er antydet med samme henvisningstall som ovenfor. Apparaturen 150 omfatter en applikator 116 med en forovervendt applikatorvalse 118 som legger kjemisk behandlingsmasse på armeringsfibrene 114 og derved danner belagte fibre 120. En konvensjonell to-valseapplikator kan også benyttes i stedet for den enkelte valse 118. Figure 6 shows an embodiment of an apparatus 150 capable of producing one or more polymer-encased composite strands 126 using solvent-free, chemical treatment compounds. The resulting sheathed composite strands 126 which can be converted into pellets or threads are also suitable for molding into fiber-reinforced composite articles. Construction elements and components of the apparatus 150 which are identical or similar to what has been described previously in the apparatus 110 are indicated with the same reference numbers as above. The apparatus 150 comprises an applicator 116 with a forward-facing applicator roller 118 which places chemical treatment compound on the reinforcing fibers 114 and thereby forms coated fibers 120. A conventional two-roll applicator can also be used instead of the individual roller 118.

Når det er ønskelig at den påførte kjemiske behandlingsmasse på fibrene oppvarmes før samling av fibrene 113, har apparateksemplet 150 en applikator 116 anordnet nær under siden av bøssingen 115. Applikatoren 116 er posisjonert slik at den kjemiske behandlingsmasse påføres, mens fibrene 114 befinner seg ved en tilstrekkelig høy temperatur (for eksempel avgitt fibrene 114 tilstrekkelig varmeenergi) til å forårsake det ønskede viskositetsfall og/eller den ønskede grad av varmeherding (fornetning eller annen økning av molekylvekten) av den pålagte, kjemiske behandlingsmasse avhengig av den type som påføres. Samtidig er applikatoren 116 posisjonert langt nok vekk fra bøssingen 115 til at den kjemiske behandlingsmasse påføres, mens fibrene 114 befinner ved en temperatur som ikke forårsaker vesentlig skade på massen (for eksempel dekomponering av eventuelt tilstedeværende kjemikalier eller forbindelser). På denne måte kan den resulterende streng 126 tilveiebringes med de ønskede egenskaper for etterfølgende bearbeiding til en komposittgjenstand. When it is desired that the applied chemical treatment compound on the fibers is heated before gathering the fibers 113, the device example 150 has an applicator 116 arranged close to the side of the bushing 115. The applicator 116 is positioned so that the chemical treatment compound is applied, while the fibers 114 are located at a sufficiently high temperature (for example, sufficient heat energy given off to the fibers 114) to cause the desired drop in viscosity and/or the desired degree of heat curing (cross-linking or other increase in molecular weight) of the applied chemical treatment mass depending on the type applied. At the same time, the applicator 116 is positioned far enough away from the bushing 115 for the chemical treatment mass to be applied, while the fibers 114 are at a temperature that does not cause significant damage to the mass (for example decomposition of any chemicals or compounds present). In this way, the resulting strand 126 can be provided with the desired properties for subsequent processing into a composite article.

For glassarmeringsfibre 114 som trekkes fra en konvensjonell bøssing 115 med normal produksjonshastighet, er applikatoren 116 fortrinnsvis anordnet slik at den kjemiske behandlingsmasse legges på glassfibrene 114 minst 7,62 cm og fortrinnsvis rundt 15,24 cm fra bøssingen 115 (fra det punkt der fibrene trer ut av bøssingen). Tilfredsstillende resultater kan oppnås når den kjemiske behandlingsmasse bringes på glassarmeringsfibrene 114 i området fra rundt 20,32 cm til 25,4 cm fra bøssingen 115. Den optimale lokasjon for applikatoren 116 i forhold til bøssingen 115 avhenger for eksempel av den type bøssing som benyttes (for eksempel antallet fibre som trekkes fra bøssingen 115), temperaturen i det smeltede glassmateriale, typen kjemisk behandlingsmasse som påføres, de ønskede andeler i interfaseområdet rundt i det minste armeringsfibrene 14 og de egenskaper som ønskes for den resulterende streng 124 og den endelige komposittgj enstand. For glass reinforcing fibers 114 pulled from a conventional bushing 115 at normal production speed, the applicator 116 is preferably arranged so that the chemical treatment compound is placed on the glass fibers 114 at least 7.62 cm and preferably about 15.24 cm from the bushing 115 (from the point where the fibers penetrate out of the bushing). Satisfactory results can be obtained when the chemical treatment compound is applied to the glass reinforcing fibers 114 in the range from about 20.32 cm to 25.4 cm from the bushing 115. The optimal location of the applicator 116 in relation to the bushing 115 depends, for example, on the type of bushing used ( for example, the number of fibers pulled from the bushing 115), the temperature of the molten glass material, the type of chemical treatment compound applied, the desired proportions of the interphase region around at least the reinforcing fibers 14, and the properties desired for the resulting strand 124 and the final composite object.

Det kan være ønskelig at den kjemiske behandlingsmasse holdes avkjølt før den påføres på fibrene 14 for å tillate at meget reaktive bestanddeler kan benyttes i massen og for å redusere risikoen for varmeforårsaket nedbrytning av den kjemiske behandlingsmasse. Det kan også være ønskelig at temperaturen i den kjemiske behandlingsmasse, før den påføres, holdes lik mindre enn rundt romtemperatur, av samme grunn. Den kjemiske behandlingsmasse kan holdes ved den ønskede temperatur på egnet måte. For eksempel kan en kjølevikling senkes ned i den kjemiske behandlingsmasse. Når det tildannes kontinuerlige glassfibre, kan det også være ønskelig at apparaturen tilpasses slik at man omgir glassfibrene 114 med en inert atmosfære før den kjemiske masse påføres. Den inerte atmosfære vil bidra til at fuktighet hindres fra akkumulering på overflaten av fibrene 114 og derved å inhibere fuktighetsindusert sprekking og fuktighetsforårsaket passivering av potensielt reaktive specier på fiberoverflatene slik dette er diskutert ovenfor. En inert atmosfære benyttes imidlertid fortrinnsvis ikke, når man ønsker høy produksjonsgrad fra bøssingen eller på et hvilket som helst tidspunkt når temperaturen i glassfibrene er tilstrekkelig høy. It may be desirable for the chemical treatment mass to be kept cooled before it is applied to the fibers 14 to allow highly reactive components to be used in the mass and to reduce the risk of heat-induced degradation of the chemical treatment mass. It may also be desirable that the temperature in the chemical treatment mass, before it is applied, is kept equal to less than around room temperature, for the same reason. The chemical treatment mass can be kept at the desired temperature in a suitable manner. For example, a cooling coil can be immersed in the chemical treatment mass. When continuous glass fibers are formed, it may also be desirable for the apparatus to be adapted so that the glass fibers 114 are surrounded by an inert atmosphere before the chemical mass is applied. The inert atmosphere will help prevent moisture from accumulating on the surface of the fibers 114 and thereby inhibit moisture-induced cracking and moisture-induced passivation of potentially reactive species on the fiber surfaces as discussed above. However, an inert atmosphere is preferably not used when a high production rate from the bushing is desired or at any time when the temperature in the glass fibers is sufficiently high.

På samme måte som med det vann-baserte system som er vist i figur 4, kan fibrene 113 som er belagt med oppløsningsmiddelfri, kjemisk behandlingsmasse inkludere andre fibre enn de kontinuerlige trukne armeringsfibre 114. Således kan fibrene 113 omfatte på forhånd fremstilte armerings- og/eller matriksfibre 152. Som vist i figur 6 blir de på forhånd fremstilte fibre 152 trukket av fra spoler eller andre pakker og så blandet inn i de kontinuerlig fremstilte armeringsfibre 114 før alle fibre 113 samles til en komposittstreng 124. Før sammenfiltring kan de forfremstilte fibre 152 belegges med den samme eller en annen kjemisk behandlingsmasse enn den som ble benyttet på armeringsfibrene In the same way as with the water-based system shown in Figure 4, the fibers 113 which are coated with solvent-free, chemical treatment mass may include fibers other than the continuous drawn reinforcing fibers 114. Thus, the fibers 113 may comprise pre-manufactured reinforcing and/or or matrix fibers 152. As shown in Figure 6, the pre-manufactured fibers 152 are pulled off from coils or other packages and then mixed into the continuously manufactured reinforcing fibers 114 before all fibers 113 are collected into a composite strand 124. Prior to entanglement, the pre-manufactured fibers 152 coated with the same or a different chemical treatment compound than that which was used on the reinforcing fibres

114. Avhengig av typen fibre 152, behøver man ikke bringe kjemisk behandlingsmasse på fibrene 152 før fibrene 113 er sammenfiltret. De samme teknikker og utstyr kan benyttes for kjemisk å behandle hver type armeringsfiber og matriksfiber uansett om de tildannes kontinuerlig eller fremstilles på forhånd. 114. Depending on the type of fibers 152, it is not necessary to apply a chemical treatment compound to the fibers 152 before the fibers 113 are tangled. The same techniques and equipment can be used to chemically treat each type of reinforcing fiber and matrix fiber regardless of whether they are continuously formed or pre-fabricated.

Den samme applikator 116 kan benyttes for kjemisk å behandle både de på forhånd fremstilte fibre 152 og de kontinuerlig fremstilte fibre 114 før fibrene 113 samles i en streng 124. Alternativt kan en separat applikator 116' benyttes for kjemisk å behandle de på forhånd dannede fibre 152 (som antydet i stiplede linjer 152'). Hvis en separat applikator 116' benyttes, kan samlemekanismen 127 inkludere en stav eller valse 154 for å bidra til sammenfiltring av fibrene 114 og 152 før de samles til strengen 124. US-SN 08/527 601 supra, beskriver andre metoder og apparaturer for kjemisk behandling av forfremstilte fibre og kontinuerlig fremstilte fibre sammen ved bruk av den samme applikator eller ved separat å benytte forskjellige applikatorer. Alternativt kan noen av fibrene 113, for eksempel matriksfibrene 152, samles med de belagte fibre 120 uten at noen kjemiske behandlingsmasse først påføres. The same applicator 116 can be used to chemically treat both the preformed fibers 152 and the continuously produced fibers 114 before the fibers 113 are collected into a strand 124. Alternatively, a separate applicator 116' can be used to chemically treat the preformed fibers 152 (as indicated in dashed lines 152'). If a separate applicator 116' is used, the collection mechanism 127 may include a rod or roller 154 to assist in entangling the fibers 114 and 152 before they are collected into the strand 124. US-SN 08/527 601 supra, describes other methods and apparatus for chemical treatment of pre-manufactured fibers and continuously manufactured fibers together using the same applicator or separately using different applicators. Alternatively, some of the fibers 113, for example the matrix fibers 152, can be assembled with the coated fibers 120 without any chemical treatment compound being applied first.

Man kan så fremstille en komposittgjenstand ved bruk av konvensjonelle teknikker, for eksempel ved støping av en eller flere omhyllede komposittstrenger 116, i form av pellets 132, tråder 140 eller begge deler. Den resulterende komposittgjenstand kan oppnås ved bruk av sprøytestøping, kompresjonsstøping, overføringsstøping eller en hvilken som helst annen støpeteknikk. De omhyllede komposittråder 140 kan omdannes til en tekstil, for eksempel ved en veve- eller strikkeprosess, og deretter kompresjons-eller overføringsstøpes inn i den ønskede komposittgjenstand. Et eksempel på en slik tekstilfremstillingsmetode og -apparatur er beskrevet i US-SN 08/527 601. One can then produce a composite object using conventional techniques, for example by casting one or more sheathed composite strings 116, in the form of pellets 132, threads 140 or both. The resulting composite article can be obtained using injection molding, compression molding, transfer molding, or any other molding technique. The sheathed composite threads 140 can be converted into a textile, for example by a weaving or knitting process, and then compression or transfer molded into the desired composite object. An example of such a textile production method and apparatus is described in US-SN 08/527 601.

Ved betraktning av beskrivelsen ovenfor og gjennomføring av oppfinnelsen vil modifi-kasjoner være åpenbare for fagmannen og oppfinnelsens ramme skal derfor ikke være begrenset av den detaljerte beskrivelse ovenfor eller hentydningen til foretrukne utførelsesformer, men skal defineres av kravene og deres ekvivalenter. Upon consideration of the above description and implementation of the invention, modifications will be obvious to the person skilled in the art and the scope of the invention shall therefore not be limited by the detailed description above or the allusion to preferred embodiments, but shall be defined by the claims and their equivalents.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en termoplastisk materiale-omhyllet komposittstreng (126),karakterisert vedat den omfatter tilførsel til et flertall av individuelle armerende fibre (114) av en polymersammensetning omfattende en første polymer, idet den første polymeren omfatter en termoplastisk harpiks i en mengde tilstrekkelig til å dekke i det vesentlig alle fibrene (114), for derved å danne forimpregnerte fibre (120); samling av de forimpregnerte fibrene (120) til en streng (124) som har polymersammensetningen anbrakt mellom i det vesentlig alle fibrene; og omslutning av strengen (124) av forimpregnerte fibere med en andre polymer omfattende en termoplastisk harpiks for å danne en termoplastisk materiale-omsluttet komposittstreng (126).1. Method for manufacturing a thermoplastic material-sheathed composite strand (126), characterized in that it comprises supplying to a plurality of individual reinforcing fibers (114) a polymer composition comprising a first polymer, the first polymer comprising a thermoplastic resin in an amount sufficient to cover substantially all of the fibers (114), thereby forming prepregs ( 120); assembling the prepreg fibers (120) into a strand (124) having the polymer composition interposed between substantially all of the fibers; and wrapping the strand (124) of prepreg fibers with a second polymer comprising a thermoplastic resin to form a thermoplastic material-encased composite strand (126). 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den videre omfatter kutting av nevnte termoplastisk materiale-innesluttede komposittstrengen (126) i lengder.2. Method according to claim 1, wherein it further comprises cutting said thermoplastic material-enclosed composite strand (126) into lengths. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den polymere sammensetningen videre omfatter vann, og nevnte fremstilling av den termoplastisk materiale-omsluttede komposittstrengen (126) omfatter videre trinnet med å avdampe i det vesentlige alt vannet i den kjemiske behandlingen før samlingstrinnet.3. Method according to claim 1, wherein the polymeric composition further comprises water, and said preparation of the thermoplastic material-enclosed composite strand (126) further comprises the step of evaporating substantially all the water in the chemical treatment prior to the assembly step. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor den polymere sammensetningen er i fast eller flytende form dispergert eller emulgert i vann.4. Method according to claim 3, where the polymeric composition is in solid or liquid form dispersed or emulsified in water. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor beleggingen på fibrene er fra ca. 2% til ca 15%, uttrykt ved vekt, og fremgangsmåten omfatter videre et avdampningstrinn som omfatter oppvarming av den polymere sammensetningen etter nevnte påføringstrinn.5. Method according to claim 1, where the coating on the fibers is from approx. 2% to about 15%, expressed by weight, and the method further comprises an evaporation step which comprises heating the polymeric composition after said application step. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor belegget på fibrene er fra ca. 6% til ca. 7%, uttrykt ved vekt, og oppvarmingen omfatter tilførsel av varmeenergi til den polymere sammensetningen fra en ytre kilde eller fra nevnte fibre.6. Method according to claim 5, where the coating on the fibers is from approx. 6% to approx. 7%, expressed by weight, and the heating comprises supplying heat energy to the polymeric composition from an external source or from said fibres. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den polymere sammensetningen omfatter et termoherdende materiale, og omslutningstrinnet omfatter videre trinnet med i det minste delvis å herde polymeren etter nevnte påføringstrinn.7. Method according to claim 1, where the polymeric composition comprises a thermosetting material, and the enclosing step further comprises the step of at least partially curing the polymer after said application step. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den polymere sammensetningen er i det vesentlige løsningmiddelfri og i det vesentlige ikke-fotoherdende, og omfatter en filmdanner og et koplingsmiddel.8. Method according to claim 1, wherein the polymeric composition is substantially solvent-free and substantially non-photocuring, and comprises a film former and a coupling agent. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor nevnte filmdanner er termoplastisk og nevnte koplingsmiddel omfatter et funksjonalisert organisk substrat.9. Method according to claim 8, where said film former is thermoplastic and said coupling agent comprises a functionalized organic substrate. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor nevnte filmdanner er termoherdende, og koplingsmidlet omfatter et funksjonalisert organisk substrat.10. Method according to claim 8, where said film former is thermosetting, and the coupling agent comprises a functionalized organic substrate. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den videre omfatter kombinering av nevnte termoplastisk materiale-innesluttede komposittstreng med et matriksmateriale for å danne en komposittformulering og støping av nevnte komposittformulering.11. Method according to claim 1, wherein it further comprises combining said thermoplastic material-enclosed composite strand with a matrix material to form a composite formulation and molding said composite formulation. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den videre omfatter forming av den termoplastisk materiale-innesluttede komposittstrengen (126) til pellets (132), kombinering av nevnte pellets med et harpiksholdig materiale for å danne en støpbar sammensetning, og støping av sammensetningen for å danne en fiberarmert komposittgjenstand.12. The method of claim 1, further comprising forming the thermoplastic material-enclosed composite strand (126) into pellets (132), combining said pellets with a resinous material to form a castable composition, and molding the composition to form a fiber-reinforced composite object. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor armeringsfibrene (114) omfatter glassfibre.13. Method according to claim 1, where the reinforcing fibers (114) comprise glass fibers. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor armeringsfibrene (114) blir kontinuerlig dannet fra et smeltet glassmateriale og mottar nevnte polymere sammensetning før nevnte fibre avkjøles til romtemperatur.14. Method according to claim 1, where the reinforcing fibers (114) are continuously formed from a molten glass material and receive said polymeric composition before said fibers are cooled to room temperature. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fibrene i tillegg inkluderer matriksfibre (152) som sammenfiltres med nevnte armeringsfibre (114) før de mottar belegget av nevnte polymermateriale.15. Method according to claim 1, where the fibers additionally include matrix fibers (152) which are entangled with said reinforcing fibers (114) before they receive the coating of said polymer material. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fibrene i tillegg inkluderer matriksfibre (152), og nevnte matriksfibre (152) mottar et belegg av en polymersammensetning som er forskjellig fra den påført på armeringsfibrene (114), og sammenfiltres med nevnte armeringsfibre (114) før samlingen av nevnte fibre til en streng (124).16. Method according to claim 1, where the fibers additionally include matrix fibers (152), and said matrix fibers (152) receive a coating of a polymer composition that is different from that applied to the reinforcing fibers (114), and are entangled with said reinforcing fibers (114) before the collection of said fibers into a strand (124). 17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor polymersammensetningen påføres på fibrene i en mengde tilstrekkelig til å tilveiebringe den resulterende forimpregnerte strengen med et belegginnhold fra ca. 2% til ca. 25%, uttrykt ved vekt.17. A method according to claim 16, wherein the polymer composition is applied to the fibers in an amount sufficient to provide the resulting prepreg strand with a coating content of from about 2% to approx. 25%, expressed by weight. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor polymersammensetningen blir i det minste delvis herdet ved oppvarming til en temperatur under ca. 350°C.18. Method according to claim 16, where the polymer composition is at least partially cured by heating to a temperature below approx. 350°C. 19. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor polymersammensetningen har en viskositet på mindre enn 1000 eps ved en temperatur på under ca. 350°C.19. Method according to claim 16, where the polymer composition has a viscosity of less than 1000 eps at a temperature of below approx. 350°C. 20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de termoplastisk materiale-innhyllede strengene anbringes i nevnte matriksmateriale, for derved å danne en komposittgjenstand.20. Method according to claim 1, where the thermoplastic material-wrapped strings are placed in said matrix material, thereby forming a composite object. 21. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor nevnte termoplastisk materiale-innhyllede streng omfatter fibre som er i stand til å utgjøre minst del av et matriksmateriale av en komposittgj enstand.21. Method according to claim 1, where said thermoplastic material-wrapped strand comprises fibers which are able to form at least part of a matrix material of a composite object.
NO20051835A 1996-08-12 2005-04-15 Process for producing a thermoplastic material-wrapped composite strand. NO337091B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/695,404 US5789822A (en) 1996-08-12 1996-08-12 Speed control system for a prime mover
US08/695,909 US6533882B1 (en) 1996-08-12 1996-08-12 Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
PCT/US1997/013915 WO1998006551A2 (en) 1996-08-12 1997-08-07 Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20051835L NO20051835L (en) 1996-04-10
NO337091B1 true NO337091B1 (en) 2016-01-18

Family

ID=35267045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20051835A NO337091B1 (en) 1996-08-12 2005-04-15 Process for producing a thermoplastic material-wrapped composite strand.

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO337091B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB706832A (en) * 1951-07-31 1954-04-07 Bataafsche Petroleum A process for producing glass filaments coated with resinous material and the resulting coated filaments
US4530860A (en) * 1980-06-25 1985-07-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Migration-free size for glass fibers
EP0657396A1 (en) * 1993-12-09 1995-06-14 Vetrotex France Process for the production of sized glass fibers and thus produced glass fibers
EP0657395B1 (en) * 1993-12-09 1999-05-12 Vetrotex France Process for the production of sized glass fibres and thus produced glass fibres

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB706832A (en) * 1951-07-31 1954-04-07 Bataafsche Petroleum A process for producing glass filaments coated with resinous material and the resulting coated filaments
US4530860A (en) * 1980-06-25 1985-07-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Migration-free size for glass fibers
EP0657396A1 (en) * 1993-12-09 1995-06-14 Vetrotex France Process for the production of sized glass fibers and thus produced glass fibers
EP0657395B1 (en) * 1993-12-09 1999-05-12 Vetrotex France Process for the production of sized glass fibres and thus produced glass fibres

Also Published As

Publication number Publication date
NO20051835L (en) 1996-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO319981B1 (en) Process for preparing a composite product and a composite product manufactured
US6533882B1 (en) Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
US6099910A (en) Chemical treatments for fibers
US5998029A (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
EP0784716B1 (en) Method and apparatus for forming composite strands
RU2155169C2 (en) Lubricating composition for glass fibers, method of preparing thereof, and composites based thereon
TW472080B (en) Sizing composition for glass yarns, process using this composition and products resulting therefrom
NO337091B1 (en) Process for producing a thermoplastic material-wrapped composite strand.
AU765900B2 (en) Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
CA2512483C (en) Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
EP0768158B1 (en) Method and apparatus for the in-line production and conversion of composite strand material into a composite product
US3578426A (en) Method for making glass fiber strand for resin reinforcement
MXPA99001476A (en) Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles
JP2006523269A (en) Sizing formulation for phenolic resin pultrusion and method for forming the same
MXPA00000271A (en) Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired