4 53 98 A7 B7 五、發明説明(1 ) 在強化絲與複合材料領域中,本發明有關一種上漿玻 璃絲之製法及所製得之絲,並有關由該絲製得之複合材料 〇 以習知方法可自流經沖模紡口之熔融玻璃液流製造強 化玻璃絲。以連續單纖維形式拉出此等液流,然後將此等 單纖維彙編基絲,然後收集該基絲· 在彙編成絲形式之前:通常將該單纖維通過一種上漿 元件,塗覆一種上漿組成物。此等上漿沉澱作用極爲重要 .:一方面,..其可製得該絲,另一方面,其使此等絲可有效 率地.用於製造複合材料。上_漿確實具有下列常見功能:其 保護該絲不被磨損,因此使該絲於製造期間不會斷裂,也 可能於其使用期間不會斷裂;其另外可使該絲與有機及/ .或無機材料倂用,尤其是以此等材料濕潤及/或預浸該絲 .促進此作用。大部分情況中,上漿作用亦可加強該玻璃與 欲強化材料間之粘合性,可製得機械性質經改良之複合材 .料。 . 經濟部智慧紂產局具工消費合作社印製 因此有效率並且於最佳條件下進行上漿材料之沉澱作 用極爲重要,如此該上漿材料可發揮其正確功能。 最常用之上漿材料係含水上漿材料(包含多於8 5重 量%水),其易於沉澱,然後該水藉由乾燥去除之。通常 所選用之上漿組成物於室溫C貯存期間)及沖模下不會發 生化學反應(例如該上漿材料之聚合作用,如此使其無法 沉澱)。另一方面,可以選擇性選用此等材料,使其於沉 澱在單纖維後之處理效果下聚合。即,一般而言,收集該 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 絲之後以高於1 0 0 t:溫度進行熱處理。該上漿材料之聚 合作用可製得整體絲(其單纖維彼此固態粘附),而且其 可混紡,在絲會遭遇強力機械應力之紡織品應用中,此整 體性尤爲重要。 .因爲該上漿絲之每種另外處理,尤其是耗費能源之處 理會造成製絲方法的額外成本,而且易使製得之絲產生瑕 疵(例如該上漿組份在經 '熱處'理絲上移動的問題)發現降 低此等處理之重要性或次數極具經劑優勢° 然而,.在各種應用之經上獎絲_(此等絲具有均勻塗層 而且.整體長度係其特性圍內,目前沒有方法可以兼具 成本-效率(尤其是就製造期間不需要上漿絲之昂貴能源 處理而言),並獲得高產率。 經濟部智恶財產局8工消費合作社印製 因此,本發明目的係提出一種產率較佳之製造一定品 質上漿玻璃絲之方法,此方法兼具成本-效率,並提供最 佳之絲塗覆條件。本發明目的亦提洪一種可製得具有相同 優點且可m於各種應用之整體範圍玻璃絲的方法。本發明 目的亦可製得可直接混紡之絲,其可用以製備複合材料, 其全部長度具.有均勻塗層。_ 根據本發明方法可達成此目的,其中定義製備具有上 述優點的絲必要條件。此方法中,拉製熔融玻璃液流,此 等液流自位於一或多個模底部之紡口拉出,將連續單纖維 凝集成一或多個'扇(或板)形式,然後將該單纖維彙編成 一或多股絲,並將其收集在一或多個移動承載物上,此方 法包括將粘度介於0 . 5與2 5 0 c P之第一安定組成物 本紙張尺度適用中.困國家棣车(CNS ) A4规格(210X297公釐} A7 B7 五、發明説明fe ) 沉澱在該單纖維表面上,將至少一種與第一組成物分離供 應且粘度介於0 .. .5與3 0 0 c P之第二安定組成物沉澱 在該單纖維或該絲上,在第一組成物沉澱期間最初與該絲 收集期間最後,該沉澱組成物間之粘度差異小於1 5 ◦ c P,沉澱組成物之混合物此外具有上漿組成物之功能, 而且可以在室溫下聚合。 本發明方法具有數個i點首先,其可以免除常用於 聚合玻璃絲上上漿組成物之處理(熱處理或照光庳理),. 其具有相當的經濟優勢。以此方式.,其避免特定排放物之 處理.,進行聚合作用熱處理時通常亦會釋放出排放物。本 發明之方法製造效率經改良,製得之絲整體長度品質尤其 均勻。此外,其對於該絲上進行之上漿材料聚合反應控制胃 得較佳,並限制此等絲斷裂的風險。該方法亦降低上漿組 份在該絲上不規則移動的風險及/或該絲變色或該絡紗伴 隨特定處理(諸如乾燥)所致變形之風險°此外,該方法. 於製造時可賦予各種應用用不同種類上漿絲相同優點。其 亦可製得塗覆新穎組成物之絲,該組成物以因反應度與不 安定性之故而不存在現有上漿材料系統爲底質。因此,本 發明之方法可以擴展材料領域,並開啓新穎產物與新穎應 用之途徑。. 根據本發明,“玻璃絲”一辭係指以玻璃爲底質之絲,即 非僅由玻璃單纖維形成之絲,而是由玻璃單纖維與有機單 纖維(尤其是熱塑性單纖維)形成之絲。後一實例中,該 玻璃單纖維拉絲期間,同時擠製並輸送該有機單纖維(或 本紙张尺度逋用中國國家樣準(CNS > A4规格U10X297公釐) --------装-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 订I' 經濟部智.¾財產局員工消費合作社印製 4 A7 B7 五'發明説明g ) /1. 0¾. (請先W讀背面之注項再填寫本頁) 同由例如絡紗供應該有機絲),在該單纖維彙編成至少一 由機械輸送複合材料絲之前,該玻璃單纖維與該有機單纖 維(或絲)流經後之路微彼此會聚。 該玻璃單纖維可自模以扇形式拉出,或自一或多個模 以_個扇形式拉出,並將其彙編成一或多股絲。本發明方 .法之玻璃單纖維拉絲率通常介於8與7 5 m / s ,更常介 於10與6 Om/s_。一般而言,本發明組成物(尤其是 第一組成物)沉澱在冷卻至9 0 °C以下單纖維爲佳,換言 • . · · · 之此等單纖維之溫度低於9 〇 t ,低於7 5 =c爲佳,以避 免任.何沉澱組成物組份選擇性蒸發之風險,並且對於沉澱 在該單纖維上組成物提供較佳控制。 或者,使用一種噴灑冷卻流體之裝置可促進該單纖維 之冷卻作用。若情況需要,可於沉澱第一組成物之前去除 該流體。 i 經濟部智蛙財產局貝工消費合作社印製 .該第一組成物係於拉絲期間(該單纖維彙編成絲最後 階段,並且在該單纖維彙編成絲之前爲佳)沉澱,如此避 免該單纖維因摩擦該彙編元件而斷裂,並製得整體分佈第 —組成物之單纖維。例如可使用一種輥 '使用一種塗佈器 、使用一種亦可作爲彙編元件之裝置等進行塗覆作用,或 者亦可利用其他塗有第一組成物之絲或單纖維進行,將其 與該情況(例如製備複合材料絲)之玻璃絲放置在一起。 第二組成物亦於該單纖維彙編成絲期間的最後沉澱在 該單纖維爲佳。此組成物亦可使用一種輥、使用一種塗佈 器、使用一種亦可作爲彙編元件之裝置等進行塗覆作用, 本紙張尺度適用中國國家標举 ( CNS > A4規格(210X297公ft > ^53 9 8 A7 B7 經濟部智葸財產局員工消免合作社印製 五、發明説明6 ) 或者亦可利用其他塗有此組成物之絲或單纖維進行,將其 與玻璃單纖維放置在一起,該情況下,在與其他絲或單纖 維合倂之前至少將該第一組成物直接沉澱在玻璃單纖維上 爲佳。 .根據本發明,已知κ在第一組成物沉澱期間最初”意指當 組成物聯合沉澱在該單纖維之前一刻(幾秒內或者甚至是 進行沉澱作用當時)混合該組成物,或在單纖維或絲.上混. 合該組成物。後者情況下,每種組成物通常使用特定或其 專用沉澱裝置(此情況下必須使用.至少兩種分離沉澱裝置 ,此二裝置置於該單纖維或絲同側,或是在該單纖維或絲 兩側)沉澱在該單纖維或絲上,該組成物在單纖維表面互 .相擴散混合。亦可僅使用一種沉澱兩種組成物,.分別供應 雨種組成物,然後在此情況下,.選擇性在該單纖維+上,甚 至在導入該沉澱裝置前一刻(數秒內或一秒前)混合之。 此單一沉澱裝置可爲一遙控應用裝置(塗佈器)或一接觸 性裝置,後者裝置種類之優點係對於沉澱在該單纖維上之 量控制較佳得當。後者實例中,該組成物與裝置接觸後完 全沉澱在該單,纖維上是極爲重要的一點,如此尤其可選擇 沉澱組成物之用i (此等用量於下文本發明較佳具體實例 中說明).。 很明顯地,.本發明係以兩種分離組成物之描述爲基楚 做說明,但是其亦適用於沉澱大量各種組成物的情況。此 情況下,將每種另外組成物定義爲第二組成物模式爲佳, 即每種組成物係安定且分離供應,每種另外組成物之粘度 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂-- /線 本紙張尺度逋用中.國國家揉準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐)
4 5^ 9 Q 經濟_部智恁財產局員工.消资合作社印製 A7 B7 五、發明説明) 介於0.5與300cP:於第一組成物沉澱期間最初與 收集該絲期間最後沉澱每種另外組成物。此外,根據一般 定義,該組成物間之粘度差異(例如,介於第一與隨後每 種在收集前沉澱之組成物間的差異)必須小於1 5 0 c Ρ ,該組成物之混合物亦具有上漿組成物之功能,並可於室 溫下聚合。在一般定義中,値得指出的是"該組成物混合物 一辭係指收集步驟結束前沉澱在該絲上所有組成物之混合 物(在沉澱兩種以上組成物情況下,不一定指前兩種組成 物之混合物)。 ..已暸解“安定組成物"一辭主要係指“在不供應至少一種 其他組份時不會聚合之組成物_",許多實例中其可貯存數天 ,貯存溫度可高達4 0或5 0. °C » 每種沉澱組成物均可選自含水、無水或溶劑含量低之 組成物。使用包含少於5重量%溶劑(即,僅作爲溶劑之 化合物)之組成物爲佳。該選擇性溶劑主要係溶解特定化 合物所需之有機溶劑。不含.溶劑並限制溶劑存在可避免絲 上存在水(造成乾燥問題)或有機溶劑(特別是溶劑毒性 問題)帶來的問題。該組成物通常係以至少部分可互混形 式,以可互混溶液形成爲佳(不過,就特定應用而言,至 少一種形成該混合物之組成物係分散液-乳液、懸浮液-形式,或不必一定與形成該混合物的組成物之一或其他者 可互混。 該組成物之粘度必須具有粘度以確保組成物沉澱情形 良好,該組成物間之粘度有差異最佳。若粘度差異超過 本纸張尺度適用中明S家揉準(CNS ) Α4说格(210Χ297公釐) I------广:彳裝-----訂 Γ----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智葸財產局8工消背合作社印« A7 B7 五、發明説明t ) 1 5 0 c P ,製得之絲塗層不夠均勻。較佳通則係:若粘 度差異大,在沉澱組成物鄕第一沉澱組成物之粘度最小。 粘度差異小於1 3 5 c P爲佳,也可能爲零°隨著粘度差 晷等比例降低混合在一起之組成物的可互混爲佳。在該組 成物沉澱溫度下評估粘度,該溫度通常介於2 0與7 0 °C ,通常介於30與60°C\ 第一組成物粘度+(沉澱時'粘度)介於1與200cP (介於1.與1 5 0 c P尤佳),.第二耝成物(或隨後之組 成物)粘度(沉澱時粘度)介於1與2 5 0 c P.(介於1 與2.0 0 c P尤佳)。使用‘一或多種溶劑含量少於5 %之 組成物時,此等組成物中第一組成物之粘度介於1 0與 2 5 ◦ c P (介於2. 0與1 5 〇 c p爲佳),隨後組成物 介於10與3 0 0cP (介於20與2+OOcP爲佳)。 使用一或多種含水組.成物時,第一組成物之粘度介於1與 2. 5 c P ,隨後組成物粘度介於1與5 0 c P。_ : 許多實例中,沉澱之組成物用量亦爲本發明方法一其 他特性之重要因素。在特定實例中,尤其是保持特定量可 以避免絲上之.混合物控制不當及/或聚合不均勻,並避免 接觸性沉澱裝置放置其他組成物之後該組成物沉澱.裝置被 其他組成物污染現象,此等現象特別容易導致絲斷裂(諸 如拉絲率愈高長度愈長現象,以及大量製造時無法避免的 現象,例如必須直接製造預浸料胚)。因此,根據本發明 較佳通則,以重量計算而且不包含溶劑(即,若可能去除 溶劑的話)表示的話,每種沉澱組成物之用量佔該單纖維 本紙張尺度逋用中.困國家梂準(CNS > A*»規格(210X297公釐) ~ 裝 r I 訂 h 1 ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 453 9 8 / 經濟部智慧財產局員工消Φ合作社印¾ A7 B7 五、發明説明e ) 0 . 1至2重量%,佔該單纖維自0 · 2至1 . 5重量% 尤佳。此外,製.得之絲〔塗覆組成物組合)於著火損失小 於3重量%爲佳。 —般而言,使用一(或多)種包含少於5重量%溶劑 之組成物時,此等組成物(包含溶劑)沉澱在單纖維之量 ,約佔該單纖維0 . 1與2重量%之間,而在一或多種含水 組成物實例下,此等組成‘(包含溶劑)之用量介於該單 纖維1與1 5重量%之間爲佳。. · 根據本發明,,塗覆在該絲之混.合物僅由一種第一組成 物與,一種第二組成物組成/此二種單纖維或絲上之組成物 分別佔之重量用量比率(此情況下將可能存在溶劑考慮在 內以評估用量)亦介於1 / 1. 0與1 0 (即第一組成物約 佔單纖維上沉澱混合物9至9 1重量%)爲佳。較隹方式 主要係組成物包含少於5重量%溶劑之實例,其比率介於 1/3與3 (即,第一組成物佔沉澱於單纖維上之混合物 2 5至7 5重量% ),使該組成物彼此擴散良好。不論沉 澱在單纖維上之組成物有幾種,每一種組成物之沉澱量相 同爲佳。 選甩組成物,使其混合在一起之後於單纖維或絲上聚 合,所選擇組成物混合物可在室溫下於組成物沉澱且混合 後(尤其是個別組成物沉澱且混合後)之8 0小時內( 5 0小時以內爲隹)在單纖維上進行至少8 0%聚合作用 (即,預期至少8 0 %轉換率)爲佳,其中該組成物包含 易於與該混合物產生聚合反應之組份。因此,製得之絲容 ---------(',—裝-------IT------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4规格(210X 297公釐)_ _ 5 經濟部智惩財產局員工消贽合作社印製 4 ^ 9 β / A7 _B7 _ 五、發明説明6 ) 易混紡,而且沒有隨後完工之問題。 本發明中,“聚合作用”、“聚合”等辭意指“聚合作用及 /或交聯作用”、“聚合及/或交聯'’等。“可聚合混合物”或“ 混合在一起後可聚合之組成物”意指.該混合物或組成物包含. 在該混合作用可聚合之成份,而 << 該混合物之聚合作用 >>意指在該混合作用可'聚合之成份的聚合作用,但是其 不一定要聚合該混合作用所有成份。此外,本發明中“室溫” 一辭亦意指“不需要另外供應能源' 其涵括低於6 0 °C之溫 度範圍,通常自1 5至4 5 °C。 . .該混合物係於至少兩種組成物混合期間之最初及該絲 之收集最後開始聚合作用。 亦可選用混合物具有上漿組成物特性與功能(使該絲 .不被磨損、加強濕潤性及/或以強化材料預浸該絲及/或 加強玻璃對該材料之粘合性等)之組成物。至少兩種本發 明所述組成物形成之“混合物’’亦可稱爲“上.發組成物”。 .存在經上漿絲之組成物混合物包括至少一種可於室溫 聚合之基質系統。根據本發明,‘‘混合物,其包含”與"組成 物,其包含”係指“混合物(或組成物),其中起始成份之一' 係…”,分別指出該混合物(或組成物)中之成份。基質系 統”一辭係指上漿材料之必要化合物,且其可在該上漿材料 中聚合,此等化合物形成經聚合上漿材料之結構部分。一 般而言,該基質系統佔該混合物“固體”(或已去除可能存在 溶劑之混合物)至少4 0重量%,通常至少5 5重量% , 許多實例中至少6 0重量% (甚至至少6 5重量% )。該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2I0XM7公釐) (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) -12- ^53 A7 B7 五、發明説明(10 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基質系統可高達1 0 0重量%,但是通常不超過該混合物 固體的9 5重量%,許多實例中,不超過9 0重量% (甚 至8 5重量% )。當所需整體度提高時,該基質系統之比 例通常亦會提高。 該基質系統包括至少一類可在室溫下均聚之組份及/ 或包括至少兩類組成物,這兩類組份可於室溫下共聚。根 據本發明,“一類組份”一辭的衍生意義係指相同反應度的一 或多種組份。“相同反應度”意指“與該混合物或(混合物之 特定組份或(混合物之特定組份的.)特定官能基聚合之能 力相同”。具有相同反應度乏組份可細分成一或多種小群類 ,每種小群類組份通常具有至少一反應官能基(可與該混 合物進行聚合反應)。 該基質系統主要包括一類可於室溫下均聚之組_份,或 兩類可於室溫下聚合均聚或共聚)之組份,此等類別組 成物佔該系統至少6 0重量%,至少8 0重量%爲佳,大 部分實例中可高達1 0 0重量%。 經濟部智恶財產局員工消費合作社印製 該基質系統包括至少兩類組份(可均聚或共聚組份) 爲佳,這兩類.組份分別衍生自沉激在該絲上不同組成物。 此外,根據本發明較佳方法,該混合物包.括至少5重 量%溶劑,該基質系統包括至少6 0重量% (至少7 5重 量%尤佳,大部分實例七可高達1 0 0重量% )分子量少 於7 5 0 (低於5 0 0尤佳)之組份。本發明大部分實例 中,此等分子量小於7 5 0之組份係單體類(單官能基或 多官能基單體),但是該基質系統亦包括一(或多種)分 13 本紙張尺度適用中:國國家揉準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 453981 Α7 Β7 五、發明説明(11 ) 子量小於7 5 0且爲包含部分聚合官能基之寡聚物或聚合 物形式的組份。. 根攄本發明具體實例,除基質系統之外,沉澱在該單 纖維上之組成物混合物還包括至少一種促進所有或部分基 質組份聚合作用之觸媒(.或促進劑或起始劑)。組成物混 合物中之觸媒含量通常少於該混合物之5重量%,少於混 合物之3.重量%爲佳·。 一般而言,該混合物每種反應組份係由供應可與該組 份反應或使該組份產生反應之組成.物以外的組成物所供應 。然.而.,在供應時,若一部分組份已段,相同組成物中 之組份可彼此反應或其中部分與其他部分反應,避免自發 性反應。此實例中,將至少一種使該聚合反應開始之去嵌 .段劑供應至其他組成物中。 由反應組成物之一供應之基質系統的大部分(至少. 5 0 % _)與該組成物至少可以部分互混,該組成物包括可 與組份聚合及/或促進該組份聚合作用的組份。 根據本發明較佳具體實例,該混合物包括至少一種基 .質系統,該系..統包括至少一種可於室溫下均聚的第一類組 份,及至少一種可於室溫下均聚的第二類組份,該混合物 亦包括Μ少一種第一起始劑,其促進第一類組份之均聚作 用,以及一種第二起始劑,其促進第二類組份之均聚作用 。該第一類組份係由至少一種組成物(例如第一組成物) 供應,該第二類組份係由一或多種供應第一類組份之組成 物以外的組成物所供應,例如由第二組成物所供應。同樣 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4规格(2Ι0Χ297公釐> _ 14 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝------ I訂 經濟部智葸財產局8工消贵合作社印% --,線-------- 4 53 98 A7 B7 五、發明説明(12 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 地,第一起始劑係由一或多種供應第一類組份之組成物以 外的組成物所供應、例如由第二組成物供應,第二起始劑 係由一或多種供應第二類組份之組成物以外的組成物所供 應,例如由第一組成物供應。藉 .上述具體實例之非完全槪括性實例中,該第一類組份 可由一或多種選自具有至'少一個環氧反應官能基之組份組 成,該第二類組份可由一k多種選自具有至少一個(甲基 )丙烯酸反應官能基之組份組成,該第一起始劑可由一或 多種選自路易斯酸與路易斯鹼之組.份組成,該第二起始劑 可由一或多種過氧化物組成’,可選擇反應度夠高之組份( 與其起始劑)使其可於室溫下進行聚合作用。. 經濟·部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明另一特佳具體實例,該混合物包括至少一 種基質系統,此系統包括至少—種第一類組份及至_少一種 可於室溫下與第一類組份共聚之第二類組份。第一類組份 係由至少一種組成物(例如第一組成物)供應,該第二類 組份係由一或多種供應第一類組份之組成物以外的組成物 所供應爲佳,例如由第二組成物所供應。該混合物選擇性 亦可包括至少.一種觸媒或可促進該共聚反應之起始劑,該 觸媒係由任一種組成物供應。 上述具體實例之非完全槪括性實例中,該第一類組份 可由一或多種選自具有至少一個環氧反應官能基之組份組 成,該第二類組份可由一或多種選自具有至少一個胺反應 官能基之組份或選自具有至少一個酐反應官能基之組份組 成,該選擇性觸媒可選自三級胺,可選擇反應度夠高之組 -15- 本紙張尺度適用中.西國家棣準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^3981 經濟部智恶財產局8工消費合作社印奴 A7 B7五、發明説明(13 ) 份使之於室溫下進行聚合作用。 該基質系統之選用與此組份之用量視該有機材料及應 用而定,並且必須以本發明的絲強化該有機材料。尤其是 該混合物的基質系統包括至少一種箄一類與一種第二類可 共聚之組份實例中,根據所需聚合作用之官能基選擇此等 類別組份之用量(例如,可使此等類別組份之一過量,以 使用以結合此等組份之聚¥作_用後,仍保持特定反應官能 基自由).。因此,可製得塗覆上漿組成物之絲,華組成物 部分或全部聚合。本發明方法對於.聚合過程的控制優於熱 處理.聚合作用,_因爲熱處理會促成明顯的副反應(例如, 控制不.當及不必要的氧化型皮應)。 .除了形成經聚合上漿結構之必要組份與選擇性觸媒之 外,本發明沉澱‘在絲上之混合物可包括一或多種.在混合作 用中不會攀合,但是.可與一或多種預定以塗覆該混合物之 絲強化的材料(或基質)的組份聚合,或者包括一或多種 由組成物之一或其他組成物供應之組份(下文稱爲添加劑 )>使該混合物具有特定性質。_ 尤其當偶,.合劑用之基質系統組份與該聚合反應有關及 /或僅作爲與聚合反應無關之偶合劑的添加劑時該混合 物包括一或多種偶合劑爲佳。該偶合劑之比例介於該混合 物的0與2 5重量% ,介於該混合物5與2 0重量%爲佳 °具有上漿組成物功能之混合物通常需要此等偶合劑。其 可選自,例如下列組份:矽烷類,諸如T 一縮水甘油羥基 丙基三甲氧基矽烷、r-甲基丙烯酸羥基丙基三甲氧基矽 本紙張尺度逍用中.國®家梯準(CNS ) A4規格(2.1.0X297公釐) -16- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 98 經濟 +部智慧財產局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(|4 ) 烷、聚乙氧基化-丙氧基化三甲氧基矽烷、T -丙烯基羥 基丙基三甲氧基矽烷、、乙烯基三甲氧基矽烷、苯基胺基 丙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基胺基乙基胺基丙基三甲氧基 矽烷,胺基丙基三乙氧基矽烷、第三-丁基胺基甲醯丙基 三甲氧基矽烷等;鈦酸鹽類、锆酸鹽類、矽氧.院類等。 該混合物亦可包括通常不與該聚合反應有關之添加劑 、至少一種主要作爲潤滑細之織物完工劑,其比例介於該 混合物0與2 5重量%間,少於或等於2 0重量%爲佳。 許多實例中該混合物必須具有織物.潤滑劑,使該混合物具 有上漿組成物功能。其可選自例如下列組份:脂肪酯類、 二醇衍生物.(尤其是乙二醇或丙二醇衍生物),.諸如棕櫚 酸異丙酯或棕櫚酸十六酯、硬脂酸異丁酯、月桂酸癸酯、 己二酸乙二醇酯、分子量小於2. 〇 0 0之聚乙二醇或聚丙 二醇或硬脂.酸,異丙酯筹。 該混合物亦包括至少一種通常作爲滑脫猊Μ且促使形 成纖維之成膜劑,其比例介於該混合物〇與1 〇重量%間 ,少於或等5重量%爲佳。存在此等藥劑可以避免高速一 大於4 0 m /.s —拉絲該單孅維時及/或該單纖維極薄時 可能產生的任何摩擦(例如在上漿裝置內時),不過此等 藥劑較昂貴,並且可能導致該複合材料的機械性質下降。 該成膜劑可選自例如下列組份:聚矽氧類、矽氧烷類或聚 砂氧院類,諸如縮水甘油(正)聚二甲基砂氧院、— ω -丙烯酸羥基聚二甲基矽氧烷等,聚矽氧衍生物,諸如聚 矽氧油等。 本紙乐尺度进用中..困國家標準(CNS ) Α4規格(21〇Χ297公釐) I fr、裝 -1 訂 ,.:v線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本—) 453 98 1 經濟部智.¾財產局員工消«合作社印製 A7 B7 五、發明説明(15 ) 該混合物亦可包括至少一種適應該欲強化材料的藥劑 ,在接合劑材料實例尤其如此。 本發明方法製得之玻璃絲係塗覆包括至少一種於室溫 下可聚合基質系統之上漿組成物,該棊質系統包括至少一. 類可於室溫下均聚之組份及/或包括至少兩類於室溫下可 共聚之組份,若情況需要,該上漿組成物亦可包括至少一 種觸媒及/或至少一種使該聚'合反應開始之去嵌段劑。 如上述,製得之絲具有部分或完全聚合之塗朦,該辇 層通常均句分佈在該絲整售長度上。不過,在特定實例及 使用適用沉澱裝置實例中.,可能面臨僅特定厚度塗層(例 如兩種沉澱組成物之界面)才具有聚合作用之情況。 此等絲通常以絡紗或旋轉承載物收集。不論該聚合反 應迅速爲何,觀察到即使在以小於1 5 °低交錯角度下, 絡紗機上的絲不會過度膠粘在一起。本發明製得之絲容易 .自絡紗機上拆下,.而且容易混紡。 _ 該絲亦可以一個平行移動的收集承載物收集。事實上 ,其可由亦用於拉絲之元件朝與該絲反方向之收集表面進 行,以製得一個已知爲“墊"之連續絲交織板。其亦可於收集 前以亦用以拉絲之元件切碎。 因此,.本發明製得之絲於收集後呈數種不同形式,尤 其是連續絲(粗紗、絲餅、管紗等)之梭子形式,切碎絲 形式,其可彙編成編帶、紗條、墊或網形式,其可經或不 經機織.。該形成此等絲之玻璃單纖維直徑介於.5與3 0微 米,用以此等單纖維之玻璃可爲已知用以製備強化絲之任 本紙張尺度適用中.國國家揉芈(CNS > A4規格(210X297公釐) _ _ --------裝-------訂^-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45^981 A7 ___B7 五、發明説明(16 ) 何種類玻璃:E玻璃、a R (耐鹼性)玻璃等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之絲可與各種欲強化材料倂用,製得具有良好 機械I生質之複口材料物件。該複合材料係由倂用至少部分 本發明玻璃絲與至少一種有機及/寧無機材料製得,此等 複合材料中之玻璃含量通常介於3 0與7 5重量%。 以下列實施例說明本發明,不過其不限制本發明s 實施例Ί. 在溶融玻璃液流製得直徑1 4微米之單纖維上塗覆下 列第.一安定組成物,其以相對於經沉澱第—與第二組成物 .混合物之.重量百分比表示: :具有分子量小於7 5 0基質系統·之組份(第一類組.份): •三羥甲基丙院三縮.水甘油醚(1 ) 20. 0 % .環己烷二甲醇之二縮水甘油醚(2 ) 15.0% •甲苯基縮冰甘油醚[:ί ) 18-0% 經濟,部智慧財產局S工消費合作社印製 以Sofraser公司所售之Sofraser型機器(Mivi 4000 ) 測量該組成物(及隨後組成物)之粘度。 該組成物於2 0°C粘度爲4 4 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 5至3 0 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至 6 0 °C )。 然後在該單纖維上塗覆隨後之第二安定組成物,其以 相對於經沉澱第一與第二組成物混合物之重量百分比表示 本紙張尺度適用中國國家搮牟(CNS > Μ规格(2HJX297公釐) ^53 98 A7 B7 經濟·部智恶財產局貝工消费合作杜印製 五、發明説明(17 ) 具有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第二類組份): •異佛爾酮二胺 20.5% 觸媒: •有機金屬胺(4 ) ' 0.5% 添加劑: •以.脂肪酸酯類與界面活性劑爲底質之織物 10.0% 潤滑劑(5 ) _ r -甲基丙烯酸羥基丙基三甲氧基矽烷偶 8.0% 合劑(6 ) . ‘ 3 _ - 4 , 5.—二羥基咪唑-1 —基—(丙 8.0% 基三乙氧基矽烷)偶合劑(7 ) 該組成物於2 0 °C粘度爲5 8 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 3..至2 5 c P —致,本賓施例中該溫度約4 0 至6 Q t )。然後將該單纖維彙編成絲,其以粗紗.形式纏_ 繞。製得之絲的絲支數(單位長度質量)約爲3 0 0號數 (g/km),點火損失爲0.6%。 製得之絲容易混紡,而且其整體長度上具有均勻塗層 ,聚合作用(此實例中係共聚作用)約在組成物於單纖維 上混合1 8 h後進行。此等絲具有良好耐磨性,並且可以 ---------!',、;— 裝---------- 訂 f-----、線 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙伕尺度遑用中國國家揉準(CNS ) A4現格(210X297公釐) -20 A7 B7 五、發明説明(18 ) 有效強化有機材料。 _ (請先閲请背面之注意事項再填寫本頁) 實施例2 在熔融玻璃液流製得直徑1 4微米之單纖維上塗覆下 列第一安定組成物,其以相對於經沉澱第一與第二組成物 混合物之重量百分比表示: 具有分子·暈小於7 5 0基質系統之組份(第一類組份): •環己烷二甲醇之二縮水甘油醚(2 5 -18 · 0 % .甲.苯基縮水甘油醚(3) — 18.0% • r —縮水甘油羥基丙基三甲氧基矽烷偶合 .10.0½ ..齊jJ' ( 9 ) 觸媒(第二類組份所使用者): •二過氧化苄醯(6 > 4-0% 經濟部智葸財產局8工消費合作社印製 該組成物於2 0 °C粘度爲3 2 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 5至2 5 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至 6 0 °C )。 然後在該單纖維上塗覆隨後之第二安定組成物(以相 對於經沉澱第一與第二組成物混合物之重量百分比表示) 具有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第二類組份) 本紙張尺度適用中.國國家樣準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 經濟部智祛財產局員工消^合作社印製 ] A7 ___B7 _ 五、發明説明(19 ) •乙氧基化三羥甲基甲烷三丙烯酸酯15-0% •二丙烯酸己二醇酯(1 1 ) 16.0% • 7 —甲基丙烯酸羥基丙基三甲氧基矽烷偶 10.0% 合劑(s ) 具有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第二類組份)與 觸媒(第一類組份所使用者)_ : • 2 —4,6 —二甲基胺基甲基)酚(1 2 ) 9.0% ..該組成物於2 0 °C站度爲2 4 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 2至2 0 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至6 0 °C )。然後將該單纖維彙編成絲,其以粗紗形式纏 .繞。製得之綠的絲支數(單位長度質量)約爲1 5 0號數 (2/匕111).,點火_損失爲〇.5?0。_ 製得之絲容易混紡,而且其整體長度上具有均勻塗層 ,聚合作用(此實例中係共聚作用與交叉均聚作用)約在 組成物於單纖維上混合7 2 h後進行。 由包裝拉.出此等絲以測量其耐磨性。該絲通過一組升 降桿後稱量所形成纖維屑重量評估其耐磨性。就本發明製 得各種不同絲而言,每k g試驗絲測得之纖維屑重量約爲 1 m g »此顯示該絲具有良好耐磨性。 亦於IS ◦標準3341定義之條件下測量該織物的 抗拉強度與製得的絲韌度。在8至1 0個試樣上測得之抗 拉斷裂強度約爲5 k g f (標準差爲〇 . 4 k g 0 ,而 尺度逋用中因國家橾举(CNS ) Α4规格(210X2974^釐、 ---n - I - n A ,— -----—訂 I I —I.: '>.1 . , ί ν' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5398 Α7 Β7 五、發明説明h ) 抗拉斷裂韌度約爲3 4 g/號數(標準差3 g/號數)。 此等絲可以有效強化有機材料。 實施例3 .在熔融坡璃液流製得直徑1 4微米之單纖維上塗覆下 列第一安定組成物,其以相對於經沉澱第一與第二組成物 混合物之重量百分比表示+ 具有分子量小於7 5 ◦基質系統 >組份(第一類組份)z ---------裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁吣 三徑甲基丙院三縮水甘油‘.醚(1 > 1,4 一丁二醇之二縮水甘油醚 C 1
C 烷基單縮水甘油醚 0.0% 5-0% 5-0% 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該組成物於2 0 °C粘度爲3 2 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 5至2 5 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至 6 0。。)> 然後在該單纖維上塗覆隨後之第二安定組成物(以相 對於經沉澱第.一與第二組成.物混合物之重量百分比表示) 異有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第二類組份): 三甲氧基矽烷丙基胺基丙基三甲氧基矽烷 偶合劑U 5 > 苯—1 , 3 —二甲烷胺 甲基己烷伸乙 本紙張尺度逋用中.國國家揉準(CNS ) A4規格(2!0Χ297公釐) 〇.〇% 0 % 453 98 1 A7 B7 玉、發明説明h ) 基二胺與對—第三—丁基酚之混合物(1 6) 良加劑 •苯基胺基丙基三甲氧基矽烷偶合劑(17) 8-0% .以脂肪酸酯類與界面活性劑爲底質之織物 10.0% 潤滑劑。) 該組成物於2 0 °C粘度爲56〇?(其與於沉澱溫度 時粘度約1..5至3 0 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至6.0 °C _)'。然後將該單纖‘維彙編成絲,其以粗紗形式纏 繞。製得之絲的絲支數(單位長度質量).約爲.3 〇 7號數 g / k m :),點火損失爲 Q - 6 製得之絲容易混紡,而且其整體長度上具有均+句塗層 ,聚:合作用(此實例中係共聚作用)約在組成物於單纖維 上混合3 6 h後進行。 如實施例2測量該絲之耐磨性。就本發明製得各種不 同絲而言,每k g試驗絲測得之纖維層重量約爲8 m g。 此顯示該絲具.有良好耐磨性。 亦如實施例2測量該織物的抗拉強度與製得的絲韌度 。抗拉斷裂強度約爲1 6 k g f (標準差爲0 · 9 k g f ),而抗拉斷裂韌度約爲5 0 g/號數(標準差3 g/號 數)。此等絲可以有效強化有機材料。 實施例4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝.
1T 經濟'部智M財產局負工消脅合作社印焚 本紙張尺度逍用中國Η家榡率(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) -24- 4 一0 5
Ssj A7 —___ B7__ 五、發明説明h ) 在熔融玻璃液流製得直徑1 4微米之單纖維上塗覆下 列第一安定組成物,其以相對於經沉澱第一與第二組成物 混合物之重量百分比表示: 具有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第一類組份): •三羥甲基丙烷三縮水甘油醚〔1 ) 30.0% .1 , 4 - 丁二醇之二縮k甘油醚(1 3 5 10.0% • ( C ! 2 — C Η )烷基單縮水甘油醚(1 4 } 10 0 % .該組成物於2 0 °C粘度爲6 8 C Ρ (其與於沉澱溫度 時粘度約2 0至4 0 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至 6 Q °C )。 然後在該單纖維上塗覆隨後之第二安定組成物以相 對於經沉澱第.一與第二組成物混合物之重量百分比表示.) 具有分子量小於7 5 0基質系統之組份(第二類組份): •三甲氧基矽院丙基胺基丙基三甲氧基矽烷 6.0% 偶合劑(1 5 > •苯—1, 3 -二甲烷胺、三甲基己烷仲乙 12.0% 基二胺與對1第三-丁基酚之混合物(1 6 3 • N -胺基乙基哀氫比啶 10.0% 觸媒:. 本紙張尺度通用中周國家標隼(CNS ) A4洗格(210 X297公釐〉 -—....... Ill-· (^^1 ^^^1 L· VI - i - - n Λ hn nn nn ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消费合作社印製 453 98 A7 B7 經濟,.部智慧財產局KK工消費合作社印製 五、發明説明h ) .2 -(4, 6 —二甲基胺基甲基)酚1125 2.0% 添加劑: • T —甲基丙烯酸羥基丙基 12.0% 三甲氧基矽烷偶合劑1 6「 .以脂肪酸酯類輿界面活:丨生'8-0% 劑爲底質之織物潤滑劑(1 9 5 .. .該組成物於2 0..X粘度爲3 6 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 5至2 5 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至6 0 °C )。然後將該單纖維彙編成絲,其以粗紗形式纏 繞。.製得之絲的絲支數(單位長度質量)約爲3 0 _0號數 (g / k m ),點火損失爲0 · 6 %。 製得之絲容易混紡,而且其整體長度上具有均勻塗層 ,聚合作用(此實例中係共聚作用)約在組成物於單纖維 上混合1 2 h後進行。 如實施例·2測量該絲之耐磨性。就本發明製得各種不 同絲而言,每k g試驗絲測得之纖維屑重量約,爲3 m g。 此顯示該絲具有良好耐磨性a 亦如實施例2測量該織物的抗拉強度與製得的絲韌度 。抗拉斷裂強度約爲1 1 k g f (標準差爲〇 . 8 k g f ),而杭拉斷裂靭度約爲3 8 g. /號數(標準差3 g /號 數)9此等絲可以有效強化有機材料。 . 本纸張尺度逋用t因圓家梯率(CNS ) A4規格(110X297公釐) ---------../1.,.....1 裝-----itr-·-----'/Lx 線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 9q .濟 部 智 慧 財 產 局 A7 B7 五、發明説明“) 實施例5 在熔融玻璃液流製得直徑1 4微米之單纖維上塗覆下 列第一安定組成物,其以相對於經沉澱第一與第二組成物 混合物之重量百分比表示: 具有分子量小於7 5 〇基~質系統之組份(第一類組份):. • 1,4. 一丁二醇之二縮水甘油醚(1 3 ) 40.0% • ( C ! 2. - C i 4 )烷基單縮水甘油醚(14) .15.0% 該組成物於2 0 °C粘度爲4 0 c P (其與於沉澱溫度 時粘度約1 5至3 0 c P —致,本實施例中該溫度約4 ◦ 至 6. 0 .°C )。 .然後在該單纖維上塗覆隨後之第二安定組成物(以相 對於經沉澱第一與第二組成物混合物之重量百分比表示) 具有分子量小.於7 5 0基質系統之組份(第二類組份): 苯-1, 3_二甲烷胺、三甲基己烷伸乙 基二胺與對-第三—丁基酚之混合物(1 6 0 % (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 消 费 合 作 社 印 製 觸媒: 2—(4, 6_二甲基胺基甲基)酚 2.0% -27- 本纸張尺度適用中.國國家標準(CMS ) A4现格(210X297公釐) 453981 A7 B7 經濟,部智慧財產局員工消貪合作社印製 -28- 克、發明説明如) .了 -甲基丙烯酸羥基丙基三甲氧基矽烷偶 19.0% 合劑1 e) .以脂肪酸酯類與界面活性劑爲底質之織物 8.0% 潤滑劑(1 3 ) .以石蠘衍生物與界面活性劑爲底質之織物 6.0% 潤滑劑(2。)..、. 該組成物於2 0 °C粘度爲3 8 c P (其與於沉澱溫莩 時粘.度約2 5至3 5 c P —致,本實施例中該溫度約4 0 至.6 0 °C )。然後將該單纖維彙編成絲,其以粗紗形式纏 繞。製得之絲的絲支數(單位長度質量)約爲3 1 6號數 • · . .(g, /.k. m ),點火損失爲 0 . 5_5 %。 製得之絲容易混紡,而且其整體長度上具有均勻塗層 ,聚合作用(此實例中係共聚作用)約在組成物於單纖維_ 上混合4 8 h後進行- 如實施例2測量該絲之耐磨性。就本發明製得各種不 同絲而言,每.k g試驗絲測得之纖維屑重量約爲0 m g。 此顯示該絲具有良好耐磨性。 亦如實施例2測量該織物的抗拉強度與製得的絲韌度 。抗拉斷裂強度約爲1 4 k g f (標準差爲0 . 4 k g ί ),而抗拉斷裂初度約爲4 2 g /號數(標準差1 g /號 數)。此等絲可以有效強化有機材料。 根據N F 5 7 1 5 2標準由該絲製造具有平行絲之 本紙張尺度適用中.國國家揉準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ^u' — in 1^11 nn η .1 ml nn I »frm VI^I^ nn ^^^1 m 1^1'. US. i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 經濟+部智恶財產局肖工消費合作社印3*? A7 B7 五、發明説明b ) 複合材料板。該經強化樹脂係聚酯樹脂。於熟成作用與該 板浸於9 8 °C水中2 4小時之前,分別根據I S 〇標準 1 7 S與4 5 8 5測量此等板之撓性與剪切應力等機械性 質。就玻璃含量約6 9重量%之複合材料而言,熟成前之 • _ , 彎曲斷裂應力約1256Mpa (標準差44Mpa) f 熟成後之彎曲斷裂應力約_ 7 8 5 Μ P a (標準差2 7 Mp a ).,就坡璃含量約1 00重量%之複合材料而言; 熟成前之彎曲斷裂應力約2 3 4 6Mp a (標準差8 2 M p :a· ),·熟成後之彎曲斷裂應力.約1 465Mpa (標 準差.5 Γ M p a ),就玻璃‘含量約6 9重量%之複合材料 而言,熟成前之剪切斷裂應力約67 . 5Mpa (標準差 1 .5Mpa),熟成後之彎曲斷裂應力約3 3iMpa ( 標準差1, M p a )。此等機械性質極佳。 本發明玻璃絲可用於各種應用,例如用於製造包裝& 鏈的織物應用,或直接用於強化諸如有機材料或無機材料 之強化應用(例如用以製造複合材料產物之粘合材料)。 (1 )商標爲 “Heloxy 5048”,由 Shell 所售 (2 )商標爲 “Heloxy 107'由 Shell 所售 (3 )商標爲“He丨oxy 62”,由Shell所售 (4 )商標爲"DY 07Γ,由 Ciba-Geigy 所售 (+.5 )商標爲 “Nopcostat FT 504”,由 H.enkel 所售 (6 )商標爲“Silquest A 174”,由〇Si所售 I----------、裝------^訂 ------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適.用中,國囷家橾準.(.CNS ) A4規格(21ΌΧ297公釐) 29 B7 五、發明説明) .(7 )商標爲 “Dynasilan IMEO”,由 Huls 所售 (8 )商標爲 “Lucidol CH 50'由 Azko 所售 (9)商標爲3丨1(51165〖八18711,由03丨所售 (1 0 )商標爲 “SR 454”,由 Cray-Valley 所售 .(1 1 )商標爲‘‘^^0六”,由1[.:8.(:.所售 (1 .2 )商標爲 “Actiron NX 3”,由 Protex所售 (1 3 )商標爲"Helo'xy 67”,由 Shell 所售 (1 4 )商標爲“DY 039厂/由Ciba-Geigy所售 (1 5 )商標爲 “Silquest A 1L70”,由 OSi 所售 ..(1 6 商標爲KAnc.amine 2089 Μ”,由 Air Products 所 (1.7 )商標爲 “SUquest. Y 9669 M,由〇Si 所售 ..(1 8 )商標爲 “DY 0396",由 Ciba-Geigy 所售· .1 "9 )..商標爲..".Lubronyl GF’’,由 R’hone-Poulenc Bevaloid 所售 (2 ◦)商標爲 “Rocoll 80”,由 Lamberti 所售 經濟部智慧財產局®κ工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中.國闽家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐)-30 -