JP2000516162A - 繊維―強化熱可塑性複合体物品を成形するための繊維およびワイヤ―被覆複合ストランドの化学処理剤 - Google Patents
繊維―強化熱可塑性複合体物品を成形するための繊維およびワイヤ―被覆複合ストランドの化学処理剤Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 強化繊維を含む複数の繊維の実質的全てを被覆するのに十分な量で、化学処 理剤を塗布して、予備含浸した繊維を形成し、ここで該化学処理剤は該マトリ ックス材料と相溶性であり、 該予備含浸した繊維を集めて、実質的に全ての該複数の繊維間に分配された 該化学処理剤を含む、予備含浸されたストランドを生成し、および ワイヤー被覆を包含する工程により、該予備含浸されたストランドを熱可塑 性材料で覆って、熱可塑性被膜を形成し、および該熱可塑性被膜を熱可塑性鞘 に成形して、熱可塑性物質で覆われた複合ストランドを形成する、 諸工程によって、マトリックス材料中に分散するための、熱可塑性物質で被覆 した複合ストランド材料を調製する工程を含むことを特徴とする、複合製品の 製造方法。 2. 更に、該熱可塑性物質で覆われた複合ストランドを所定の長さに細断して、 複数のペレットを形成する工程をも含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 3. 更に、該熱可塑性物質で覆われた複合ストランドを加工糸として包装する工 程をも含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 4. 該強化繊維が、予備成形した強化繊維を含む、請求の範囲第1項に記載の方 法。 5. 該複数の繊維が、更にマトリックス繊維をも含む、請求の範囲第1項に記載 の方法。 6. 更に、溶融ガラスから強化繊維を連続的に形成し、またはポリマー材料から マトリックス繊維を予備成形する工程を含む方法により、該強化繊維を調製す る工程を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 7. 更に、溶融ガラス材料から、強化繊維を連続的に形成する工程を含む方法に より、イン−ラインで該強化繊維を調製する工程を含む、請求の範囲第1項に 記載の方法。 8. 該化学処理剤が、水および有機物質を、有機物質の含有率約2〜25重量%を もつ該予備含浸したストランドを与えるような量で含み、かつ該熱可塑性物質 で覆った複合ストランドを調製する該工程が、更に該捕集工程前に、該化学処 理剤中に含まれる実質的全ての水を蒸発する工程を含む、請求の範囲第1項に 記載の方法。 9. 該有機物質が、該水中に分散または乳化された固体または液体である、請求 の範囲第8項に記載の方法。 10.該有機物質の含有率が、約2〜約15重量%の範囲内にあり、かつ該蒸発工程 が、該化学処理剤の塗布工程後に、該処理剤を加熱することを含む、請求の範 囲第9項に記載の方法。 11.該有機物質の含有率が、約6〜約7重量%の範囲内にあり、かつ該加熱工程 が、該化学処理剤に、外部熱源または該複数の繊維からの熱エネルギーを供給 する工程を含む、請求の範囲第10項に記載の方法。 12.該化学処理剤が、熱硬化性であり、かつ該熱可塑性物質で覆った複合ストラ ンド物質を調製する該工程が、該化学処理剤の塗布後に、該処理剤を少なくと も部分的に硬化する工程を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 13.該化学処理剤が実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非−光硬化性のもので あり、かつ該有機物質がフィルム形成剤およびカップリング剤を含む、請求の 範囲第1項に記載の方法。 14.該化学処理剤が熱可塑性であり、該フィルム形成剤が低分子量の熱可塑性ポ リマーを含み、かつ該カップリング剤が官能化された有機基質である、請求の 範囲第13項に記載の方法。 15.該化学処理剤が、熱硬化性であり、該フィルム形成剤が少なくとも1種の多 −官能性モノマーと低分子量の単−官能性のモノマーとを含み、かつ該カップ リング剤が官能化された有機基質を含む、請求の範囲第13項に記載の方法。 16.更に、該熱可塑性物質で覆った複合ストランドと、該マトリックス物質とを 組み合わせて、複合処方物を形成する工程、および該複合処方物を成形する工 程を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 17.更に、該熱可塑性物質で覆った複合ストランドをペレットに成形し、樹脂状 マトリックス物質と組み合わせた該ペレットを成形して、繊維強化複合物品を 形成する工程を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 18.該繊維−強化複合物品であることを特徴とする、請求の範囲16項に記載の方 法に従って製造した複合製品。 19.該熱可塑性物質で覆った複合ストランド物質であり、かつ該熱可塑性物質で 覆った複合ストランド物質が、ペレットまたはストランド形状にあることを特 徴とする、請求の範囲1項に記載の方法に従って製造した複合製品。 20.マトリックス物質を含む、繊維−強化複合物品を成形するのに有用な、複数 の熱可塑性物質で覆った複合ストランドを含み、該熱可塑性物質で覆った複合 ストランド各々が、複数の捕集された繊維を含む、予備含浸されたストランド を含み、該複数の繊維が該マトリックス物質と相溶性の、熱可塑性または熱硬 化性化学処理剤で実質的に被覆された強化繊維を含む、ことを特徴とする複合 製品。 21.請求の範囲第20項に定義した、複合ストランドを細断して得たペレットを含 み、該化学処理剤が、該ペレット内で、該複数の捕集された繊維を一緒に保持 していることを特徴とする、複合製品。 22.該複合ストランドが加工糸形状で包装されている、請求の範囲第20項に記載 の複合製品。 23.該複数の捕集された繊維の数が、約1500〜約10000の範囲内にある、請求の 範囲第20項に記載の複合製品。 24.該複数の捕集された繊維の数が、約2000〜約4000の範囲内にある、請求の範 囲第20項に記載の複合製品。 25.該複数の捕集された繊維が、更に熱可塑性材料から作成されたマトリックス 繊維をも含む、請求の範囲第20項に記載の複合製品。 26.該化学処理剤が、有機物質を含み、かつ該予備含浸されたストランドの各々 が、約2〜約25重量%の有機物質の含有率を有する、請求の範囲第20項に記載 の複合製品。 27.該有機物質の含有率が約2〜約15重量%である、請求の範囲第26項に記載の 複合製品。 28.該有機物質の含有率が約6〜約7重量%である、請求の範囲第27項に記載の 複合製品。 29.該化学処理剤が、熱可塑性であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非 −光硬化性であり、かつ(i)低分子量熱可塑性ポリマー物質を含有するフィル ム形成剤と、(ii)官能化された有機物質を含むカップリング剤とを含む、請求 の範囲第20項に記載の複合製品。 30.該複数の複合ストランドが、マトリックス物質と共に成形される、請求の範 囲第29項に記載の複合製品。 31.該化学処理剤が、熱硬化性であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非 −光硬化性であり、かつ(i)少なくとも1種の多官能性モノマーと、低分子量 単−官能性モノマーとを含有するフィルム形成剤と、(ii)官能化された有機物 質を含むカップリング剤とを含む、請求の範囲第20項に記載の複合製品。 32.該複数の複合ストランドが、マトリックス物質と共に成形される、請求の範 囲第31項に記載の複合製品。 33.熱硬化性または熱可塑性化学処理剤を、ガラスまたは合成強化繊維を含む複 数の繊維に塗布して、塗布された化学処理剤で被覆された繊維を形成し、該化 学処理剤は実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非−光硬化性であり、および 該塗布された化学処理剤を加熱して、該塗布された化学処理剤の少なくとも 一部の粘度を低下させ、あるいは該塗布された化学処理剤を少なくとも部分的 に硬化し、あるいは該処理剤の少なくとも一部の粘度を低下しかつ該処理剤を 少なくとも部分的に硬化させて、被覆された繊維を形成する、 工程を含むことを特徴とする、複合製品の製造方法。 34.該化学処理剤を、約0.1〜約1重量%の範囲の量で塗布して、該複数の繊維 をサイズ処理する、請求の範囲第33項に記載の方法。 35.該化学処理剤を、約2〜約25重量%の範囲の量で塗布して、該複数の繊維を 予備含浸処理する、請求の範囲第34項に記載の方法。 36.該複数の繊維が、更にポリマーマトリックス繊維をも含む、請求の範囲第33 項に記載の方法。 37.該強化繊維が、ガラス強化繊維を含み、かつ該加熱工程が、該塗布された化 学処理剤に、該ガラス強化繊維から放出される熱エネルギーを供給することを 含む、請求の範囲第33項に記載の方法。 38.該塗布工程中に、該ガラス強化繊維が、約150〜約350℃の範囲の温度下にあ る、請求の範囲第37項に記載の方法。 39.該温度が約200〜約300℃の範囲にある、請求の範囲第38項記載の方法。 40.該強化繊維が予備成形した繊維を含み、かつ該方法が、更に該予備成形した 強化繊維を予備加熱する工程を含む、請求の範囲第33項に記載の方法。 41.該強化繊維がガラス繊維を含み、該方法が、更に溶融ガラス強化材料源から 該ガラス繊維を形成する工程を含み、該加熱工程が、該形成工程からの該ガラ ス強化繊維内に保持されている熱エネルギーを、該塗布された化学処理剤に供 給することを含む、請求の範囲第33項に記載の方法。 42.該加熱工程が、該塗布された化学処理剤に、該複数の繊維に対して、外部熱 源から熱エネルギーを供給する工程を含む、請求の範囲第33項に記載の方法。 43.該化学処理剤が熱硬化性であり、かつ該加熱工程が、該塗布された化学処理 剤の一部を少なくとも部分的に硬化する、請求の範囲第33項に記載の方法。 44.該化学処理剤が、熱可塑性であり、かつ該加熱工程が、該塗布された化学処 理剤の少なくとも一部の粘度を低下する、請求の範囲第33項に記載の方法。 45.更に、該被覆された繊維を一緒に集めて、複合ストランドとする工程をも含 む、請求の範囲第33項に記載の方法。 46.該加熱工程を、該繊維を集める捕集工程の後に実施する、請求の範囲第45項 に記載の方法。 47.該化学処理剤が、有機物質を含み、かつ該複合ストランドが、約2〜約25重 量%の範囲の有機物質の含有率を有する、請求の範囲第45項に記載の方法。 48.更に、該複合ストランドを成形して、少なくとも部分的に該塗布された化学 処理剤により形成される、マトリックス中に分散した該複数の繊維を含む、複 合物品を作成する、請求の範囲第45項に記載の方法。 49.該複数の繊維が、更に該複合物品の該マトリックスの少なくとも一部を構成 する、ポリマーマトリックス繊維をも含む、請求の範囲第48項に記載の方法。 50.該形成工程を、該捕集工程とのイン−ラインで実施する、請求の範囲第48項 に記載の方法。 51.更に、強化繊維とマトリックス繊維とを混合して、該複数の繊維を生成する 工程をも含む、請求の範囲第33項に記載の方法。 52.該塗布工程が、該強化繊維および該マトリックス繊維を、該化学処理剤で同 時に被覆する工程をも含む、請求の範囲第51項に記載の方法。 53.加工して、マトリックス物質中に配置するのに有用な、複合ストランドを作 成するための繊維に塗布して、繊維−強化複合物品を形成するための化学処理 剤であって、 少なくとも1種の多−官能性モノマーと、低分子量の単−官能性モノマーと を含むフィルム形成剤と、 官能化された有機基質を含むカップリング剤と、 を含み、該化学処理剤が熱硬化性であり、少なくとも部分的に加熱により硬化 可能であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非−光硬化性である、こと を特徴とする、上記化学処理剤。 54.更に、加工助剤をも含む、請求の範囲第53項に記載の化学処理剤。 55.該加工助剤が、エポキシ−官能性粘度調節剤を含む、請求の範囲第54項に記 載の化学処理剤。 56.該加工助剤がブトキシエチルステアレートを含む、請求の範囲第54項に記載 の化学処理剤。 57.約150〜約350℃の範囲の温度にて熱硬化性である、請求の範囲第53項に記載 の化学処理剤。 58.該フィルム形成剤が、ポリエステルアルキド、エポキシ樹脂およびグリシジ ルエーテル官能基を含む化合物からなる群から選択されるモノマーを含む、請 求の範囲第53項に記載の化学処理剤。 59.該フィルム形成剤が、ウレタン、ビニルエステル、アミック酸、ディールス アルダー反応性種、およびコープ−転位性化合物からなる群から選択される少 なくとも1種を含む、請求の範囲第53項に記載の化学処理剤。 60.該化学処理剤が、約93〜約110℃の範囲の温度にて、約300cpsまでの粘度を 有する、請求の範囲第53項に記載の化学処理剤。 61.加工して、マトリックス物質中に配置するのに有用な、複合ストランドを作 成するための繊維に塗布して、繊維−強化複合物品を形成するための化学処理 剤であって、 少なくとも1種の低分子量熱可塑性ポリマー物質を含むフィルム形成剤と、 官能化された有機基質を含むカップリング剤と、 を含み、該化学処理剤が熱可塑性であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的 に非−光硬化性である、ことを特徴とする、上記化学処理剤。 62.更に、加工助剤をも含む、請求の範囲第61項に記載の化学処理剤。 63.該低分子量熱可塑性ポリマーが、分解ポリエステルまたはポリアミドを含む 請求の範囲第61項に記載の化学処理剤。 64.該ポリエステルまたはポリアミドが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ チレンテレフタレート、およびナイロンからなる群から選択される、請求の範 囲第63項に記載の化学処理剤。 65.更に、加工助剤を含み、該助剤が、ジ-n-ブチルテレフタレート、1,4-ブタ ンジオールのジベンゾエートエステル、ジエチルテレフタレート、エチレング リコールのジベンゾエートエステル、カプロラクトン、アジポイルクロリドと n-アミノヘキサンとの付加生成物、および1,6-ヘキサンジアミンとヘキサノイ ルクロリドとの付加生成物からなる群から選択されるモノマー等価物質を含む 、請求の範囲第64項に記載の化学処理剤。 66.該化学処理剤が、約93〜約110℃の範囲の温度にて、約300cpsまでの粘度を 有する、請求の範囲第61項に記載の化学処理剤。 67.熱硬化性または熱可塑性化学処理剤を、ガラスまたは合成強化繊維を含む複 数の繊維に塗布して、塗布された化学処理剤で被覆された繊維を形成し、該化 学処理剤は実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非−光硬化性であり、および 該塗布された化学処理剤を加熱して、該塗布された化学処理剤の少なくとも 一部の粘度を低下し、あるいは該塗布された化学処理剤を少なくとも部分的に 硬化し、あるいは該処理剤の少なくとも一部の粘度を低下し、かつ該処理剤を 少なくとも部分的に硬化させて、被覆された繊維を形成する、 工程を含むことを特徴とする、複合製品の製造方法。 68.該化学処理剤を、約0.1〜約1重量%の範囲の量で塗布して、該複数の繊維 をサイズ処理する、請求の範囲第67項に記載の方法。 69.該化学処理剤を、約2〜約25重量%の範囲の量で塗布して、該複数の繊維を 予備含浸処理する、請求の範囲第68項に記載の方法。 70.該複数の繊維が、更にポリマーマトリックス繊維をも含む、請求の範囲第67 項に記載の方法。 71.該強化繊維が、ガラス強化繊維を含み、かつ該加熱工程が、該塗布された化 学処理剤に、該ガラス強化繊維から放出される熱エネルギーを供給することを 含む、請求の範囲第67項に記載の方法。 72.該塗布工程中に、該ガラス強化繊維が、約150〜約350℃の範囲の温度下にあ る、請求の範囲第71項に記載の方法。 73.該温度が約200〜約300℃の範囲にある、請求の範囲第72項記載の方法。 74.該強化繊維が予備成形した繊維を含み、かつ該方法が、更に該予備成形した 強化繊維を予備加熱する工程を含む、請求の範囲第67項に記載の方法。 75.該強化繊維がガラス繊維を含み、該方法が、更に溶融ガラス強化材料源から 該ガラス繊維を形成する工程を含み、該加熱工程が、該形成工程からの該ガラ ス強化繊維内に保持されている熱エネルギーを、該塗布された化学処理剤に供 給することを含む、請求の範囲第67項に記載の方法。 76.該加熱工程が、該塗布された化学処理剤に、該複数の繊維に対して、外部熱 源から熱エネルギーを供給する工程を含む、請求の範囲第67項に記載の方法。 77.該化学処理剤が熱硬化性であり、かつ該加熱工程が、該塗布された化学処理 剤の一部を少なくとも部分的に硬化する、請求の範囲第67項に記載の方法。 78.該化学処理剤が、熱可塑性であり、かつ該加熱工程が、該塗布された化学処 理剤の少なくとも一部の粘度を低下する、請求の範囲第67項に記載の方法。 79.更に、該被覆された繊維を一緒に集めて、複合ストランドとする工程をも含 む、請求の範囲第67項に記載の方法。 80.該加熱工程を、該繊維を集める捕集工程の後に実施する、請求の範囲第79項 に記載の方法。 81.該化学処理剤が、有機物質を含み、かつ該複合ストランドが、約2〜約25重 量%の範囲の有機物質の含有率を有する、請求の範囲第79項に記載の方法。 82.更に、該複合ストランドを成形して、少なくとも部分的に該塗布された化学 処理剤により形成される、マトリックス中に分散した該複数の繊維を含む、複 合物品を作成する、請求の範囲第79項に記載の方法。 83.該複数の繊維が、更に該複合物品の該マトリックスの少なくとも一部を構成 する、ポリマーマトリックス繊維をも含む、請求の範囲第82項に記載の方法。 84.該形成工程を、該捕集工程とのイン−ラインで実施する、請求の範囲第82項 に記載の方法。 85.更に、強化繊維とマトリックス繊維とを混合して、該複数の繊維を生成する 工程をも含む、請求の範囲第67項に記載の方法。 86.該塗布工程が、該強化繊維および該マトリックス繊維を、該化学処理剤で同 時に被覆する工程をも含む、請求の範囲第85項に記載の方法。 87.加工して、マトリックス物質中に配置するのに有用な、複合ストランドを作 成するための繊維に塗布して、繊維−強化複合物品を形成するための化学処理 剤であって、 少なくとも1種の多−官能性モノマーと、低分子量の単−官能性モノマーと を含むフィルム形成剤と、 官能化された有機基質を含むカップリング剤と、 を含み、該化学処理剤が熱硬化性であり、少なくとも部分的に加熱により硬化 可能であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的に非−光硬化性である、こと を特徴とする、上記化学処理剤。 88.更に、加工助剤をも含む、請求の範囲第87項に記載の化学処理剤。 89.該加工助剤が、エポキシ−官能性粘度調節剤を含む、請求の範囲第88項に記 載の化学処理剤。 90.該加工助剤がブトキシエチルステアレートを含む、請求の範囲第88項に記載 の化学処理剤。 91.約150〜約350℃の範囲の温度にて熱硬化性である、請求の範囲第87項に記載 の化学処理剤。 92.該フィルム形成剤が、ポリエステルアルキド、エポキシ樹脂およびグリシジ ルエーテル官能基を含む化合物からなる群から選択されるモノマーを含む、請 求の範囲第87項に記載の化学処理剤。 93.該フィルム形成剤が、ウレタン、ビニルエステル、アミック酸、ディールス アルダー反応性種、およびコープ−転位性化合物からなる群から選択される少 なくとも1種を含む、請求の範囲第87項に記載の化学処理剤。 94.該化学処理剤が、約93〜約110℃の範囲の温度にて、約300cpsまでの粘度を 有する、請求の範囲第87項に記載の化学処理剤。 95.加工して、マトリックス物質中に配置するのに有用な、複合ストランドを作 成するための繊維に塗布して、繊維−強化複合物品を形成するための化学処理 剤であって、 少なくとも1種の低分子量熱可塑性ポリマー物質を含むフィルム形成剤と、 官能化された有機基質を含むカップリング剤と、 を含み、該化学処理剤が熱可塑性であり、実質的に溶剤を含まず、かつ実質的 に非−光硬化性である、ことを特徴とする、上記化学処理剤。 96.更に、加工助剤をも含む、請求の範囲第95項に記載の化学処理剤。 97.該低分子量熱可塑性ポリマーが、分解ポリエステルまたはポリアミドを含む 請求の範囲第95項に記載の化学処理剤。 98.該ポリエステルまたはポリアミドが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ チレンテレフタレート、およびナイロンからなる群から選択される、請求の範 囲第95項に記載の化学処理剤。 99.更に、加工助剤を含み、該助剤が、ジ-n-ブチルテレフタレート、1,4-ブタ ンジオールのジベンゾエートエステル、ジエチルテレフタレート、エチレング リコールのジベンゾエートエステル、カプロラクトン、アジポイルクロリドと n-アミノヘキサンとの付加生成物、および1,6-ヘキサンジアミンとヘキサノイ ルクロリドとの付加生成物からなる群から選択されるモノマー等価物質を含む 、請求の範囲第98項に記載の化学処理剤。 100.該化学処理剤が、約93〜約110℃の範囲の温度にて、約300cpsまでの粘度を 有する、請求の範囲第95項に記載の化学処理剤。
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