KR19990044611A - 복합직물 성형 방법 및 장치 - Google Patents

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앤드류 벤키츠 우드사이드
마가렛 메리 우드사이드
더글라스 브라이언 맨
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휴스톤 로버트 엘
오웬스 코닝
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Abstract

하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 최종 복합제품의 제조에 적합한 직물 (18) 을 성형하기 위한 방법 및 장치 (10) 가 제공된다. 일 실시예에 따른 장치 (10) 는 보강섬유 (14) 들을 형성하기 위한 하나 이상의 부싱 (12); 기지섬유 (66a) 들을 공급하는 공급기 (60); 접착 아교제(즉, 접착 화학 처리제)를 섬유들에 가하기 위한 하나 이상의 어플리케이터 (30); 처리된 섬유들을 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 로 집결시키기 위한 집결기 (50); 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 당기기 위한 인발기 (54) 및; 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 직물 (18) 을 성형하기 위한 직물 성형기 (52) 를 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 다수의 보강섬유 (14) 들을 인출하는 단계; 미리 형성된 다수의 기지섬유 (66a) 들을 공급하는 단계; 상기 보강섬유 (14) 들이 스트랜드 (16) 로 집결되기 전에, 하나 이상의 어플리케이터 (30) 를 사용하여 접착 아교제를 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 에 직접 가하는 단계; 섬유들을 서로 집결시켜 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 으로 만드는 단계; 상기 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 일방향 직물 (18) 로 성형하는 단계를 포함한다. 최종 일방향 직물 (18) 은 다수의 스팃칭 실 (19) 및, 다수의 가로루프 (17) 형태로 되어 있는 연속적인 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 구성되어 있다. 루프 (17) 들은 실 (19) 에 의해 서로 묶인다. 복합 스트랜드 (16) 는 용융유리를 담고 있는 부싱 (12) 으로부터 인출된 다수의 제 1 보강섬유 (14) 와, 폴리머 기지재료로 미리 만들어진 기지섬유 (66a) 및 상기 복합 스트랜드 (16) 의 섬유들을 서로 결합시키는 접착 아교제를 포함한다.

Description

복합직물 성형 방법 및 장치
유리/폴리머 복합 스트랜드 - 이로부터 최종 복합제품이 만들어지게 된다 - 를 제조하는 다양한 장치와 알려져 있다. 솔루션 프로세싱, 슬러리 프로세싱 및 용융 침지와 같은 방법은 최종 유리섬유 토우(tow) 또는 얀(yarn) 을 폴리머 함유 용액에 통과시키는 단계를 포함한다. 폴리머가 토우에 부착함으로써 복합 예비침지("prepreg") 토우가 된다. 건조분말침지라고 불리는 다른 방법에서는, 열가소성 분말을 유리섬유 토우에 가하고, 이어서 분말입자들을 유리섬유로 소결시키기 위해 열을 가하게 된다.
이상의 방법들은 많은 단점이 있다. 이들 방법이 갖는 공통적인 단점은, 적절한 복합 스트랜드를 만들기 위해 유리를 늘이고 폴리머를 유리 토우에 가하는 하나 이상의 오프라인(off-line) 공정이 필요하다는 것이다. 이러한 오프라인 공정으로 인해, 복합 스트랜드의 복잡성과 가격이 증대하게 되어 그로부터 제조되는 최종 제품의 단가도 높아지게 된다.
유리/폴리머 복합 스트랜드를 제조하기 위한 다른 방법에서는, 인라인 공정을 사용하여 유리와 폴리머 섬유들을 혼합하게 된다. 이러한 공정은 미국특허 제 5,011,523 호 및 5,425,796 호에 소개되어 있다. 상기 특허 제 5,011,523 호에서서 소개된 방법은 몇가지 단점을 갖고 있다. 특히 관심이 가는 문제는 최종 스트랜드내에서 폴리머 섬유의 위치이다. 구체적으로 말하면, 상기 특허에 의한 스트랜드에서는 폴리머와 유리섬유가 스트랜드 단면에서 균일하게 분포하지 않는다. 결국에는 최종 복합 제품의 열가소성 기지(matrix)를 이루게 될 폴리머 섬유는 유리섬유의 단일 토우 또는 다갈래 토우를 둘러싸게 된다. 이리하여, 복합 스트랜드는, 폴리머 섬유(즉, 열가소성 기지재료)가 실질적으로 부족한 비교적 다량의 유리섬유를 함유하게 된다.
상기 미국특허 제 5,425,796 호에서 소개된 방법도 몇가지 단점을 갖는다. 유리 섬유와 폴리머 섬유들이 결합되기 전에 유리섬들만이 아교로 피복되기 때문에, 폴리머 섬유들은 서로 또는 인접한 유리섬유와 잘 결합이 되지 않는다. 또한, 사용되는 아교의 양은 일반적으로 매우 적다. 다시 말해, 최종 복합 스트랜드에서 아교의 건조 중량비는 1.0% 이하가 되는 것으로 생각된다. 따라서, 상기 특허에 따라 형성된 복합 스트랜드는 서로 결합이 잘 안된 유리섬유 및 폴리머 섬유들을 함유할 가능성이 더욱 높아지게 된다. 이러한 단점 또는 일부 영역에서는 섬유들이 결합되어 있지 않기 때문에, 위와 같은 복합 스트랜드는 최종 복합제품으로 되는 다음 공정에서 부착성이 부족하게 된다.
따라서, 최종 복합 스트랜드가 최적의 특성을 갖는 최종 복합제품으로 계속 처리될 수 있도록 충분한 탄력성과 부착성을 갖도록, 복합 스트랜드의 단면 전체에 걸쳐 더욱 균일하게 분포하고 서로 완전히 결합되는 유리 보강섬유와 기지 폴리머 섬유들을 함유하는 유리/폴리머 복합 스트랜드를 제조하기 위한 개선된 방법이 요구되고 있다. 또한, 유리/폴리머 복합 스트랜드로 일방향 직물을 만들고 이어서 최종 유리/폴리머 복합 일방향 직물을 사용하여 최종 복합제품을 만들기 위한 더욱 경제적이고 효율적인 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 복합제품 제조, 구체적으로 말하면, 복합제품을 만드는데 적합한 복합 직물을 성형하기 위한 방법과 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 말하면, 서로 혼합된 보강유리와 기지 폴리머 섬유로 되어 탄성과 접착성을 지니는 하나 이상의 복합 스트랜드로 일방향 복합 직물을 만드는 방법과 장치에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구성된 복합 스트랜드 성형장치의 사시도.
도 1a 는 인라인 직물 성형기의 측면도.
도 2 은 도 1 에 예시된 장치의 측면도.
도 3 는 도 2 에서 선 3-3 을 따라 취한 단면도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 복합 스트랜드 성형장치의 측면도.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 복합 스트랜드 성형장치의 정면도.
도 6 은 저장부재로서 역할하는 홀더부재 및 얀공급기를 구비한 실저장장치를 보여주는 Raschel 편물기계의 부분 사시도.
위와 같은 요구사항들은 본 발명에 따른 장치와 방법으로 충족된다. 본 발명에 따르면, 최적의 특성을 갖는 복합제품이 얻어지도록, 하나 이상의 일방향 직물로 형성되기에 충분한 탄력성, 부착성 및 균일성을 가지며 또한 최종 복합제품으로 계속 처리되는 단계시에도 이와 같은 성질을 유지하는 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드가 만들어진다. 또한, 위의 요구사항은 상기 복합 스트랜드로부터 하나 이상의 일방향 직물을 형성하는 인라인 장치 및 방법으로 충족된다.
본 발명의 일 태양에 따라 하나 이상의 복합 스트랜드로 직물을 만드는 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 다수의 유리섬유를 만들기 위해 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 부싱; 상기 부싱으로부터 유리섬유를 인출하기 위한 인발기; 폴리머 기지재료를 상기 유리섬유에 공급하기 위한 공급기; 상기 유리섬유들을 하나 이상의 복합 스트랜드로 집결시키기 위한 집결기 및; 상기 집결기와 인라인으로 설치되어 상기 하나 이상의 복합 스트랜드를 사용하여 직물을 만들기 위한 직물 성형기를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 다수의 유리섬유를 만들기 위헤 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 부싱; 상기 부싱으로부터 유리섬유를 인출하기 위한 인발기; 폴리머 기지재료를 상기 유리섬유에 공급하기 위한 공급기; 상기 유리섬유들을 하나 이상의 복합 스트랜드로 집결시키기 위한 집결기 및; 상기 하나 이상의 복합 스트랜드를 사용하여 일방향 직물을 만들기 위한 직물 성형기를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예예 따른 장치는, 유리로 만들어지는 다수의 제 1 보강섬유를 만들기 위해 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 섬유형성 부싱; 폴리머 기지재료로 만들어진 다수의 기지섬유들을 공급하기 위한 공급기; 접착 아교제(접착 화학 처리제)를 상기 보강섬유와 기지섬유에 가하기 위한 하나 이상의 어플리케이터; 상기 처리된 섬유들을 집결시켜 하나 이상의 복합 스트랜드로 만들기 위한 집결기; 상기 하나 이상의 유리/폴리머 스트랜드를 인출하기 위한 인발기 및; 상기 하나 이상의 복합 스트랜드를 사용하여 일방향 직물을 만들기 위한 직물 성형기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치에서, 상기 섬유형성 부싱은 유리로 만들어진 다수의 제 1 보강섬유를 형성하기 위한 용융유리를 담고 있다. 상기 인발기는 부싱으로부터 다수의 제 1 유리 보강섬유들을 인출하게 된다. 섬유공급장치는 미리 형성된(즉, 미리 제조 및 집결된) 다수의 기지섬유들을 제공한다. 미리 형성된 기지섬유들은 본 장치에서 쉽게 처리될 수 있도록 스풀(spool)에 배치되거나 또는 패키지화되는 것이 바람직하다. 기지섬유들은, 일방향 직물로 만들어진 최종 복합제품의 기지의 일부를 이루는데 적합한 폴리머 기지재료로 만들어진다. 하나 이상의 어플리케이터는 상기 유리보강섬유가 집결되어 스트랜드로 되기 전에, 접착 아교제(즉, 접착 화학 처리제)를 상기 보강섬유와 기지섬유에 가하여 화학처리된 섬학유들을 만들게 된다. 접착 아교제는 보강섬유와 기지섬유가 서로 혼합되기 전에 가해지는 것이 좋다. 일부 적용에 있어서는, 기지섬유들이 보강섬유들과 서로 혼합되기 전에 미리 화학적으로 처리되어 토우 형태로 되는 것이 바람직하다.
보강섬유와 기지섬유들은 접착 아교제로 피복되기 전에 분리된 상태로 늘어져 있는 것이 바람직하다. 접착 아교제가 가해지기 전에 섬유들을 분리시킴으로써, 각 섬유를 접착 아교제로 더욱 완전히 피복할 수 있는 것이다. 본 발명의 원리에 따라 만들어진 유리/폴리머 복합 스트랜드는 종래의 유리/폴리머 복합 스트랜드 보다 더 많은 부착성과 탄력성을 갖게 되는데, 왜냐하면, 각 섬유는 화학 처리제로 더욱 완전히 피복되고 섬유들에 가해진 화학 처리제가 많이 존재하며 (즉, 최종 복합 스트랜드에 화학 처리제가 더욱 많이 존재하게 된다), 그리고/또는 유리보강섬유들이 스트랜드로 집결되기 전에 보강섬유 및 기지섬유들이 화학적으로 처리되기 때문이다. 본 발명의 복합 스트랜드는 부착성과 탄력성이 풍부하기 때문에 일방향 직물로 더욱 성공적으로 성형된다.
상기 집결기구(예컨데, 집결슈우)는 보강섬유와 기지섬유들을 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드로 집결하기 위해 사용된다. 하나 이상의 직물성형기(예컨데, 하나 이상의 날실 편물기계)는 하나 이상의 복합 스트랜드를 일방향 직물로 편물(knitting)한다. 하나 이상의 복합 스트랜드는 패키지화되고 이어서 오프라인으로 일방향 직물로 니팅되거나, 또는 편물기계를 집결기와 인라인으로 연결시켜 복합 스트랜드가 형성됨에 따라 직물을 연속적으로 성형할 수 있다. 인라인 설치가 더욱 효율적이고 제조비도 줄일 수 있으므로 많이 선호되고 있다.
인발기는 스트랜드 인발기(예컨데, 인발휠)로 이루어질 수 있으며 또한 직물 성형기를 포함할 수도 있다. 인라인 설치의 경우에, 상기 스트랜드 인발기는 적어도 장치의 셋업단계시 하나 이상의 복합 스트랜드를 당겨서 유리보강섬유를 인발하게 된다. 장치가 셋업이 된 후에는, 하나 이상의 복합 스트랜드를 연속적으로 성형하는데 필요한 인발력을 제공하기 위해, 스트랜드 인발기를 직물성형기로 대체하거나 보완하게 된다.
제 1 또는 인출된 유리보강섬유 이외에 하나 이상의 미리 형성된 제 2 보강섬유를 제공하기 위해 공급기를 사용할 수 있다. 제 1 보강섬유 및/또는 기지섬유들을 피복하기 위한 개별 어플리케이티터 또는 이와 동일한 어플리케이터를 사용하여 접착 아교제를 제 2 보강섬유에 가할 수 있다.
하나 이상의 어플리케이는 수성기 접착 아교제를 섬유에 가하는 것이 바람직하다. 또는, 원파트 또는 투파트의 비수성기 접착 아교제를 사용하는 것도 좋다. 수성기 접착 아교제를 사용하는 경우에는, 화학처리된 섬유들이 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드로 집결되기 전에, 상기 화학처리된 섬유들과 접촉하여 열에너지를 전달하여 수성기 접착 아교제를 건조시키기 위해 건조기를 사용하게 된다. 비수성기 접착 아교제를 사용하는 경우에는, 상기 화학처리된 섬유들은 집결되기 전에 건조될 필요가 없다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다수의 유리/폴리머 복합 스트랜드가 형성되며, 사용되는 직물성형기는 다수의 편물기계로 되어 있으며, 각 편물기계는 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드를 사용하여 일방향 직물을 만들게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나 이상의 복합 스트랜드를 사용하여 일방향 직물을 만드는 방법이 제공된다. 본 방법은, 용융유리 공급원으로부터 다수의 제 1 보강섬유들을 인출하는 단계; 다수의 기지섬유들을 공급하는 단계; 상기 보강섬유들이 스트랜드로 집결되기 전에, 하나 이상의 어플리케이터를 사용하여 접착 아교제를 보강섬유와 기지섬유에 직접 가하는 단계; 상기 보강섬유와 기지섬유를 서로 집결시켜 하나 이상의 복합 스트랜드로 만드는 단계 및; 상기 하나 이상의 복합 스트랜드를 사용하여 일방향 직물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용융유리 공급원으로부터 다수의 제 1 보강섬유들이 인출되며, 폴리머 기지재료로 미리 형성된(즉, 미리 제조 및 집결된) 기지섬유들이 제공된다. 미리 형성된 하나 이상의 제 2 보강섬유들을 제공할 수도 있다. 보강섬유와 기지섬유들이 서로 혼합되어 스트랜드로 되기 전에, 하나 이상의 어플리케이터를 사용하여 접착 아교제를 상기 보강섬유와 기지섬유애 직접 가하게 된다. 어떤 경우에는, 기지섬유들이 보강섬유들과 서로 혼합 및 집결되기 전에 여러 섬유들로 된 하나 이상의 토우(또는 얀) 형태로 되는 것이 바람직하다. 또 어떤 경우에는, 섬유들이 보강섬유와 혼합 및 집결되기 전에 개별적인 형태로 있는 것이 좋을 때도 있다.
기지섬유들이 서로 혼합 및 집결되기 전에 어떤 형태를 취하든 간에, 화학적으로 처리되는 섬유들을 늘여 분리하면서, 복합 스트랜드에 사용되는 각 형태의 섬유에 접착 아교제를 가하는 것이 바람직함이 밝혀졌다. 섬유들이 분리된 상태에서 또한 스트랜드로 집결되기 전에 접착 아교제를 가함으로써, 각 섬유들은 더욱 적절히 접착 아교제로 피복된다. 연속적으로 형성된 유리보강섬유에 대해서는, 섬유들이 부싱으로부터 인출되면서 자연적으로 원하는 대로 늘어져 분리가 된다. 미리 형성된 섬유에 대해서는, 섬유들을 늘이기 위한 개별적인 단계들이 있다 (예컨데, 섬유를 스프레딩 바아 위로 진행시키기, 개별 안내구멍으로 각 섬유를 안내하기 것 등). 매우 작은 직경의 섬유로 된 토우 또는 얀을 미리 형성된 각 섬유를 위해 대용할 수 있다. 이 경우, 접착 아교제가 가해지고 얀들이 서로 집결되기 전에는, 각 얀을 형성하는 소경 섬유의 다발은 분리되어 늘어지지 않는다.
보강섬유와 기지섬유들이 화학적으로 처리되어 서로 집결된 후에는, 집결 단계와는 오프라인으로 또는 이 단계와 온라인으로 하나 이상의 최종 유리/폴리머 복합 스트랜드는 일방향 직물로 성형된다. 보강섬유 및 기지섬유들이 서로 집결되어 다수의 유리/폴리머 복합 스트랜드로 될 때는, 이 복합 스트랜드를 여러 편의 일방향 직물로 성형할 수 있다(예컨데, 다중 직물 성형기를 사용하여).
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 다수의 스팃칭 실과, 씨실이라 하는 다수의 가로루프 형태로 된 연속적인 유리/폴리머 복합 스트랜드로 구성되는 일방향 직물이 성형된다. 씨실의 루프는 상기 실에 의해 서로 묶인다. 상기 복합 스트랜드는 용융유리를 담고 있는 부싱으로부터 인출된 다수의 제 1 보강섬유와, 폴리머 기지재료로 미리 만들어진 기지섬유 및 상기 복합 스트랜드의 섬유들을 서로 결합시키는 접착 아교제로 이루어진다. 또한, 상기 복합 스트랜드는 미리 형성된 제 2 보강섬유를 하나 이상 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 보강 섬유들은 제 1 접착 아교제로 피복하는 것이 좋고 기지섬유들은 제 2 접착 아교제로 피복하는 것이 좋다.
일반적으로, 복합 스트랜드에서 접착 아교제의 바람직한 건조 중량비는 3∼20% 이다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 접착 아교제의 건조 중량비는 5∼13% 이고, 더더욱 바람직하게는 6∼8% 이다. 본 발명의 원리에 따라 높은 함량의 접착 아교제를 사용함으로써, 최종 복합 스트랜드는 예컨데 날실 편물기계로 니팅하여 형성된 일방향 직물의 씨실로 성형되는데 필요한 충분한 부착성을 지니며 (즉, 섬유들간에 충분한 결합력이 존재하며) 또한 탄력성을 갖게 된다.
본 발명의 목적과 이점은 첨부된 도면을 참고로 한 이하의 상세한 설명으로부터 잘 알 수 있을 것이다.
비록, 지금부터 발명을 특정 실시예를 가지고 설명하겠지만, 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 상태에서 다양한 변형이 가능한 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되는 것이다.
도 1 을 참고하면, 본 발명에 따라 일방향 직물 (18) 를 만드는데 적합한 유리/폴리머 복합 스트랜드 (strand: 16) 를 제조하기 위한 장치 (10) 는 종래와 같은 부싱 (12) 을 구비하고 있는데, 이 부싱에는, 다수의 용융유리 스트림(stream)이 방출될 때 통과하게 되는 많은 오리피스(도시 안됨)들이 마련되어 있다. 일방향 직물 (18) 에서, 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 는, 씨실(weft)이라고 하며 다수의 실 (19) 에 의해 서로 짜여 있는 다수의 가로루프 (17) 형태로 되어 있다 (도 6 참고). 부싱 (12) 에 있는 오리피스는 종래와 같은 방식으로 중공 스터드 또는 팁(도시 안됨) 으로 연장될 수 있다. 도 1 의 실시예에서, 유리 스트림은 기계적으로 인출되어 권선기 (20) 를 지나 제 1 보강섬유 (14) 를 연속적으로 형성하게 된다.
상기 보강섬유 (14) 는 전향의 제 1 어플리케이터 롤러 (30) 위를 지나게 되며, 이 롤러는 접착 아교제(size) 합성물 또는 접착 화학처리제(이하, 아교/바인더라고 한다) 으로 된 제 1 액체 코팅을 섬유 (14) 에 부여하게 된다. 부싱 (12) 과 제 1 어플리케이터(applicator) 롤러 (30) 사이에 있는 프리패드(prepad) 스프레이(도시 안됨)를 써서 유리 보강섬유 (14) 에 물을 분무할 수 있다. 접착 아교제 합성물은 일반적으로 수성기이지만, 비수성기이거나 섬유들을 서로 적절히 결합시킬 수 있는 다른 종류의 화학 처리제일 수 있다. 투파트(two-part) 비수성기 접착 아교제가 사용될 수도 있지만, 원파트 수성기 접착 아교제가 더 좋다. 투파트 비수성기 접착 아교제의 예로는, 1995년 6월 7일에 출원되어 공동 계류중이며 발명의 명칭이 METHOD AND APPARATUS FOR THE IN-LINE IMPREGNATION OF FIBERS WITH A NON-AQUEOUS CHEMICAL TREATMENT 인 미국 특허출원 제 08/487,948 호에 제시되어 있다. 이 특허출원은 참고적으로 본 발명과 관련되어 있다. 접착 아교 합성물을 담고 있는 통 (32) 은 롤러 (30) 밑에 위치한다. 이 롤러 (30) 는 상기 통 (32) 안으로 진입해 있고, 롤러 (30) 가 모터 (30a) 와 같은 일반적인 구동수단에 의해 회전함에 따라 이 롤러 (30) 는 상기 통 (32) 으로부터 접착 아교 합성물을 섬유 (14) 에 전달하게 된다. 접착 아교제를 유리섬유 (14) 에 가하기 위해, 상기 어플리케이터 롤러 (30) 대신에 아교제 또는 다른 화학 처리제를 가하기 위한 다른 장치 또는 기술도 사용할 수 있다.
제 2 섬유 (66) 를 위한 하나 이상의 패키지 또는 스풀 (62) 이 패키지 공급랙 (60) 상에 설치되어 있다. 각 스풀 (62) 은 하나 이상의 제 2 섬유 (66) 를 제공하게 된다. 각 섬유 (66) 는 섬유 (14) 를 제조하는데 사용되는 것과는 다른 재료로 되어 있다. 섬유 (66) 를 위해 단지 두 개의 스풀 (62) 이 제공되어 있지만, 위와 같은 방법으로 다른 적절한 개수의 스풀 (62) 도 제공할 수 있다. 제 2 섬유 (66) 는 패키지 (62) 로부터 권선기 (20) 를 지나 인출된다. 섬유 (66) 는 적절한 개수의 안내구멍 (64) (도시된 실시예에서는 4개) 을 통해 뻗어 나가서, 후향의 제 2 어플리케이터 롤러 (35) 위를 지나게 된다. 상기 안내구멍 (64) 은, 제 2 섬유 (66) 들이 어플리케이터 롤러 (35) 와 접촉을 잘 할 수 있도록 이 섬유들의 위치를 지정해 주고 또한 섬유 (66) 들이 가열기 (41) 와 만나는 위치를 조절하는 역할을 하게 된다. 상기 가열기는 이하 더욱 상세히 설명하도록 한다. 상기 안내구멍 (64) 의 위치는, 어플리케이터 (35) 로부터 나온 접착 아교 제가 가해지기 전에 섬유 (66) 들을 분리되어 늘어진 상태로 유지시킬 수 있도록 설정할 수 있다.
후향의 제 2 어플리케이터 롤러 (35) 는 접착 아교 합성물(이하, 아교/바인더 라고 한다)의 제 2 액체 코팅을 제 2 섬유 (66) 에 부여하게 된다. 제 2 섬유 (66) 에 가해진 상기 접착 아교 함성물은 제 1 섬유 (14) 에 가해지는 접착 아교 접착제와 동일하거나 다를 수 있다. 사용되는 접착 아교제의 종류는 직물 (18) 로 만들어진 최종 복합제품의 특성에 크게 영향을 받음은 물론, 섬유 원료의 종류에 따라서도 다르게 된다. 접착 아교 합성물을 담고 있는 통 (36) 은 롤러 (35) 밑에 위치한다. 이 롤러 (35) 는 상기 통 (36) 안으로 진입해 있고, 일반적인 구동장치 (35a) 에 의해 회전함에 따라 통 (36) 으로부터 접착 아교 합성물을 제 2 섬유 (66) 에 전달하게 된다. 접착 아교제를 제 2 섬유 (66) 에 가하기 위해, 상기 어플리케이터 롤러 (35) 대신에 아교제 또는 다른 화학 처리제를 가하기 위한 다른 장치 또는 기술도 사용할 수 있다.
제 2 섬유 (66) 는 다양한 종류의 합성물중에서 선택할 수 있다. 일부 적용에 대해서는, 제 2 섬유 (66) 의 상당 부분은 폴리머 기지섬유 (66a) 로 이루어진 군(group)중에서 선댁하는 것이 바람직하며, 이 기지섬유는 폴리머 기지재료 (즉, 일방향 직물 (18) 로 만들어지는 최종 복합제품의 기지의 적어도 일부분을 형성하는데 적합한 재료) 로 만들어지며 또한 미리 형성될 수도 있고(즉,미리 제조 및 집결될 수 있고) 그렇지 않을 수도 있다. 기지섬유 (66a) 를 위한 적절한 폴리머 재료는 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리페닐렌 황화물을 포함한 군중에서 선택할 수 있다. 또한, 제 2 섬유 (66) 의 일부는, 미리 형성되고 일방향 직물 (18) 로 만들어진 최종 복합제품(도시 안됨)에 사용되는 보강요소를 형성하는데 적합한 보강섬유 (66b) 로 이루어진 군에서 선택하는 것도 좋다. 미리 형성된 보강섬유 (66b) 용으로 적합한 재료는 S-유리, Kevlar(등록상표) 및 흑연을 포함하는 군중에서 선택할 수 있다. 또한, 여기서 구체적으로 언급하지 않은 다른 적절한 무기질 또는 유기질 섬유도 사용할 수 있다.
기지 섬유 (66a) 는 미리 형성된 보강섬유 (66b) 에 사용되는 것과는 다른 접착 아교제로 피복할 수 있다. 미리 형성된 보강섬유 (66b) 가 예컨데 S-유리 섬유이면, 부싱 (12) 으로부터 인출된 제 1 유리섬유 (14) 에 사용되는 것과 동일한 접착 아교제로 피복하는 것이 좋다. 이들 섬유들이 개별적으로 화학처리를 받게 될 때는, 미리 형성된 보강섬유 (66b) 는 제 1 어플리케이터 (30) 를 써서 처리할 수 있고 또는 어플리케이터 (30 또는 35) 와 유사한 제 3 어플리케이터를 사용하여 처리할 수도 있다. 또한, 섬유 (66b) 를 위한 하나 이상의 패키지는 랙 (60) 과는 유사하지만 이와는 떨어져 있는 랙상에서 지지될 수 있으며, 섬유 (66b) 는 적절히 배치된 안내구멍 (64) 또는 다른 안내구멍(도시 안됨)에 의해 안내되게 된다.
제 1 어플리케이터 롤러 (30) 위를 지난 후에, 유리 보강섬유 (14) 는 가열기 (41) 위를 지나면서 이와 접촉하게 된다. 이 가열기는,1994년 8월 17일에 출원되어 공동 계류중이며 발명의 명칭이 “Method and Apparatus for Forming Continuous Glass Fibers”인 미국 특허출원 제 08/291,801 호에서 소개된 것과 유사하다. 이 특허출원은 참고적으로 본 발명과 관련되어 있다. 도 1, 2 에서 알 수 있듯이, 제 1 섬유 (14) 가 제 1 어플리케이터 롤러 (30) 및 가열기 (41) 와 접촉을 잘 할 수 있도록, 세라믹 재료로 만들어진 결합 롤러 또는 바아 (40) 가 제 1 어플리케이터 롤러 (30) 와 가열기 (41) 사이에 제공되어 있다. 또한, 롤러 또는 바아 (40) 는, 제 1 보강섬유들이 제 2 섬유 (66) 와 서로 섞여 결집되기 전에 제 1 보강섬유들이 서로 분리된 상태로 나아가도록 도와주게 된다.
상기 가열기 (41) 는 곡면의 외측표면 (42a) 을 갖고 있는 제 1 플레이트 (42) 를 포함하며, 상기 외측표면은 섬유 (14) 와 직접 접촉하게 된다. 제 1 섬유 (14) 는 상기 표면 (42a) 전체에 걸쳐 접촉하는 것이 바람직함이 밝혀졌다. 전원 공급부 (44a) 에 연결된 저항 가열식의 제 2 플레이트 (44) 는 제 1 플레이트 (42) 와는 다소 떨어져 있고 제 1 플레이트를 방사상으로 가열하는 역할을 하게 된다. 섬유 (14) 가 제 1 플레이트 (42) 위를 지나가게 됨에 따라, 열에너지가 제 1 플레이트 (42) 로부터 화학처리된 섬유 (14) 쪽으로 전달하게 된다. 수성기 화학처리제가 사용될 때는, 제 1 플레이트 (42) 로부터 섬유 (14) 로 전달된 열로 인하여 화학 처리제로부터 수분이 증발되게 된다.
제 2 섬유 (66) 가 플레이트 (42) 길이의 약 1/3 만 접촉할 수 있도록, 상기 제 2 섬유 (66) 는 플레이트 (42) 의 중간점 밑에서 제 1 플레이트 (42) 와 접촉하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 제 2 섬유 (66) 의 있을 수 있는 과열을 막을 수 있다. 제 2 섬유 (66) 용으로 사용되는 재료의 종류에 따라 하용가능한 열노출의 양이 결정된다. 여기서, “허용가능한 열노출”은 제 2 섬유 (66) 의 물리적 특성이 크게 변하기 전에 이 제 2 섬유에 가할 수 있는 열에너지의 양을 뜻한다. 예컨데, 폴리머 기지섬유 (66a) - 최종 복합제품(도시 안됨)을 만들기 위해 복합 스트랜드 (16) 가 사용될 때 용융되게 된다 - 는 특히 과열되기 쉽다. 여러 비폴리머 보강섬유 (66b) 와 같은 다른 제 2 섬유 (66) 는 과열이 덜 되므로 플레이트 (42) 길이의 1/3 이상으로 접촉해도 된다.
도 2 를 참조하면, 제 1 플레이트 (42) 는 L＝40.0 인치(1016.0 mm) 의 길이, T＝0.375 인치(9.5mm), 및 267 인치 (6781.8 mm) 의 곡률반경을 갖고 있다. 플레이트 (42) 는 스테인레스강 또는 동과 같은 금속으로 만들어진다. 플레이트 (42) 의 온도는 1000℉(538℃) 내지 1500℉(816℃) 로 유지되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 온도는 1200℉(649℃) 이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 아교/바인더는, 물; 막형성제; 하나 이상의 결합제(coupling agent), 예컨데 A1100 및 A1120 이라는 제품명을 지니며 OSI 인더스트리즈에서 제조된 실레인 결합제; 예컨데 Stepan Co.에서 KESSCO BES 라는 상품명으로 판매되고 있는 지방산 에스테르와 같은 하나 이상의 윤활제, 및 오웬스 코닝에서 제조한 것으로 K12 라는 제품명을 갖는 스테아릭산과 아세트산의 혼합물; 미국 화학 주식회사에서 제조한 것으로 폴리에멀젼 43N40이라는 제품명을 갖는 맬레익 언하이드리드 마디파이드 폴리포로필렌 왁스와 같은 교정제, 알드리히 화학 주식회사에서 제조한 테레프탈산, 린다우 화학 주식회사에서 제조한 것으로 Maldene 286 라는 제품명을 갖는 부타디엔-맬레익산의 부분 암모니아염으로 이루어진다. 상기 막형성제는, 프랭클린 인터내셔날에서 제조한 것으로 Covinax 201 및 Covinax 225 라는 제품명을 갖는 비닐 아크릴릭, 또는 레이콜드 화학 주식회사에서 Synthemul 97903-00 라는 제품명으로 판매하는 것과 같은 우레탄으로 이루어지는 것이 바람직함이 밝혀졌다. 또한, 에폭시,폴리비닐 아세테이트 및 폴리에스테르도 본 발명에서 막형성제로 사용할 수 있다.
제 2 섬유 (66) 가 제 1 플레이트 (42) 와 접촉함에 따라, 이들 섬유는 제 1 플레이트 (42) 를 가로질러 늘어져 있는 제 1 섬유 (14) 들과 서로 섞이게 된다. 제 1 플레이트 (42) 를 지난 후에, 제 1, 2 섬유 (14, 66) 는 집결슈우 (50) 를 지나 서로 집결되어 단일의 복합 스트랜드 (16) 를 형성하게 된다. 도 1 에서 보듯이, 상기 집결슈우 (50) 로부터 스트랜드 (16) 는 권선기 (20) - 도시된 실시예에서는 Type-30TM권선기 - 에서 슬리브 또는 튜브 (90) 에 감기게 되어 복합 스트랜드 패키지 (92) 를 형성하게 된다. 상기 권선기 (20) 는 회전요소인 콜릿 (22) 을 갖고 있는데, 이 콜릿에는 분리가능한 튜브 (90) 가 제공되어 있다. 또한, 공기공급기 (26) 가 제공되어 있는데, 이 것은 다수의 공기 스트림을 분출하게 되며 이 공기 스트림이 스트랜드 (16) 상에 충돌함으로써, 스트랜드 (16) 가 감겨지기 전에 이 스트랜드가 냉각되게 된다.
최종적으로 얻어진 복합 스트랜드 (16) 는 섬유 성형기 (52) 를 써서 일방향 직물 (18) 로 만드는데 필요한 충분한 탄성과 부착성(coherent)을 지니고 있다. 상기 섬유 성형기로는 미국 특허 제 3,648,459 및 3,701,267 호에 개시된 날실 편물기계(warp knitting machine)가 있다 (도 6 참고). 이들 특허는 본 발명에서 참고로 관련되어 있다. 복합 스트랜드 (16) 는 전술한 바와 같이 패키징되고 이어서 오프라인으로 일방향 직물 (18) 로 니팅될 수 있거나, 또는 편물기계 (52) 는 집결기 (50) 와 인라인으로 연결될 수 있다 (도 1a 참고). 이어서 최종 직물 (18) 은 유리 매트 열가소성("GMT")제품으로서 최초 장비 제조자("OEM")에 공급되거나, 압축 성형기(도시 안됨)에 공급되거나, 또는 오프라인 또는 인라인으로 최종 복합제품으로 처리된다. 인라인 장치가 더 효율적이고 제조비를 줄일 수 있기 때문에 선호되고 있다.
도 1a 의 인라인 실시예에 따르면, 도 6 에서 보는 바와 같이, 집결슈우 (50) 에서 나오는 단일 스트랜드 (16) 는 편물기계 (52) 에 연속적으로 공급되어 일방형 직물 (18) 로 형성되게 된다. 처음에 니팅작업의 셋업(set-up) 단계에서, 복합 스트랜드 (16) 를 끌어내어 유리 보강섬유 (14) 를 인출하기 위해 스트랜드 인발기 (54) 를 사용할 수 있다 (예컨데, 노스 캐롤라이나 챨로테에 소재하는 Slack and Parr, Inc 에서 제조된 No. 328-009-1329, 어셈블리 번호 A300019 인 종래의 인발휠, 수동 애스피레이터건). 일단 충분한 복합 스트랜드 (16) 가 인발기 (54) 를 지나 끌어내어지면, 스트랜드 (16) 의 자유단은 손으로 연결되어 편물기계 (52) 를 통과하게 된다. 스트랜드 (16) 를 편물기계 (52) 에 미리 통과시킴으로써 편물기계 (52) 에 연결시킬 수 있다. 이 편물기계는, 묶음, 이음 등에 의해 연속 복합 스트랜드 (16) 에 연결되어 있는 꼬리단부를 갖고 있는 리더 스트랜드(도시 안됨) 를 갖고 있다. 또는, 복합 스트랜드 (16) 그 자체가 기계 (52) 를 통과할 수 있다. 어느 경우든, 일단 스트랜드 (16) 가 연결되면, 기계 (52) 는 스트랜드 (16) 의 소정 슬랙(slack) 길이가 취해질 때까지 인발기 (54) 보다 빠른 속도로 작동하게 된다. 기계 (54) 가 복합 스트랜드 (16) 를 당기는 속도 및 편물기계 (52) 의 작업속도가 서로 같도록 조절이 가능하다. 이때, 편물기계 (52) 의 작업속도의 조절이 가능하다면, 인발기 (54) 는 복합 스트랜드 (16) 로부터 분리되고, 스트랜드 (16) 를 당기고 유리섬유 (14) 를 인발하기 위해 편물기계 (52) 만 사용된다. 도 6 에 부분적으로 도시되어 있고 관련 특허 제 3,701,267 호에 전부가 소개되어 있는 날실 편물기계 (52) 는, 인발기 (54) 를 계속 사용함이 없이 복합 스트랜드 (14) 를 형성하는데 필요한 인발력을 제공할 수 있다.
일방향 직물 (18) 을 만드는데 사용되는 개선된 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 에 대한 요구는 상기 특허 제 3,701,267 호의 날실 편물기계 (52) 의 작동을 알면 명백해진다. 여러 관련된 특징들 중에서, 도 6 의 편물기계 (52) 는 실가이드 (58) 를 구비하고 있는 자유단을 지닌 중공의 크랭크형 로드 (56) 를 갖고 있다. 이 로드 (56) 가 회전하면 가이드 (58) 는 원형 경로를 따르게 된다. 복합 스트랜드 (16) 는 로드 (56) 를 통과하고, 로드 (56) 가 회전함에 따라 스트랜드 (16) 는 로드 (56) 를 지나 가이드 (58) 밖으로 나가서, 각 회전 원판 (802, 802') 에 제공된 홀더부재 (801,801') 둘레에 감기게 된다. 이와 같은 방법으로, 스트랜드 (16) 는 직물 (18) 에서 다수의 루프 (17) 로 형성된다. 섬유 (14,16) 들이 서로 균일하게 결합되지 않는 경우, 본 발명의 원리에 의하면, 최종 복합 스트랜드는 일방향 직물 (18) 로 형성되기에 충분한 부착성을 갖지 못하게 된다. 또한, 본 발명에 의해 주어진 균일한 결합이 없이 일방향 직물이 제조될 수 있더라도, 직물은 그로부터 만들어지는 최종 복합제품의 특성에 나쁜 영향을 줄 정도로 부착성이 없게 된다.
루프 (17) 들은, 예컨데 상기 미국특허 제 3,701,267 호에서 소개된 방법에 따라 다수의 실 (19) 로 묶여 결합된다. 실 (19) 은 기지재료 (예컨데, 미리 형성된 기지섬유 (66a) 를 만드는데 사용되는 기지재료) 및/또는 보강재료 (예컨데, 미리 형성된 보강섬유 (66b) 를 만드는데 사용되는 보강재료) 로 이루어진다. 모든 실 (19) 또는 그 일부분에 대해 보강재료를 사용하지 않는 것이 바람직할 수도 있는데, 왜냐하면 실 (19) 은 스트랜드 (16) 의 루프 (17) 와 교차 및 접촉하기 때문이다. 스트랜드 (16) 에 있는 유리섬유와, 보강재료, 특히 다른 유리 보강재료 사이의 접촉은 나쁜 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 방법으로, 약 30∼70 중량%의 유리(제 1 섬유 14) 와 약 30∼70 중량% 의 제 2 섬유재료(제 2 섬유 66) 및 건조 중량비로 약 3∼20%의 바인더/아교를 갖는 복합 스트랜드 (16) 가 제조된다. 또한 본 방법으로, 약 5∼90 중량%의 제 2 섬유재료(제 2 섬유)-대부분은 기지재료로 되어 있다-를 갖는 복합 스트랜드가 제조된다. 또한, 접착 아교제의 건조 중량비는 약 5∼13% 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 6∼8% 이다. 본 발명의 원리에 따라 높은 함량의 접착 아교제를 사용함으로써, 최종 복합 스트랜드 (16) 는 예컨데 미국특허 제 3,701,267 호에서 소개된 날실 편물기계로 니팅하여 형성된 일방향 직물 (18) 의 씨실로 성형되는데 필요한 충분한 부착성을 지니며 (즉, 섬유들간에 충분한 결합력이 존재하며) 또한 탄력성을 갖게 된다.
도 2,3 을 참조하면, 제 1,2 플레이트 (42,44) 는 섬유 (14) 쪽으로 또는 그 반대쪽으로 움직일 수 있는 캐비넷 (46) 안에 수용되어 있다. 이 캐비넷 (46) 은 제 1,2 도어 (46a,46b) 를 포함하는데, 이들 도어는 닫힘으로써 열을 차폐하는 역할을 한다. 도어 (46a,46b) 는 1인치(25.4mm) 두께의 칼슘 실리케이트와 같은 절연판으로 만드는 것이 좋다.
상기 캐비넷 (46) 을 섬유 (14) 쪽으로 또는 그 반대쪽으로 이동시키기 위한 왕복동 장치 (70) 가 제공되어 있다. 이 장치 (70) 는 제 1,2 링크기구 (72a,72b) 및 피스톤-실린더 구동장치 (74) 로 되어 있다. 상기 링크기구 (72a,72b) 는 캐비넷 (46) 과 지지대 (80) 에 연결되어 있다. 상기 피스톤-실린더 구동장치 (74) 는 지지대 (80) 로부터 나와서, 제 1,2 링크기구 (72a,72b) 사이에 있는 다수의 지지부재 (76) 들중 하나에 고정연결된다. 구동장치 (74) 의 피스톤 (74a) 이 왕복운동을 하면, 캐비넷 (46) 과 이에 따라 제 1 플레이트 (42) 가 운동을 하게 된다.
동일한 구성요소에 같은 참조부호가 붙여진 도 4 의 실시예에서, 접착 아교제를 제 1,2 섬유 (14,66) 에 가하기 위해 단일 어플리케이터 롤러 (130) 가 사용되고 있다. 접착 아교 합성물을 담고 있는 통 (132) 은 상기 롤러 (130) 밑에 있다. 이 실시예에서, 제 2 섬유 (66) 는 어플리케이터 롤러 (130) 와 접촉하기 전에 제 1 위치지정 바아 또는 롤러 (140) 위를 지나게 되며, 어플리케이터 롤러 (130) 와 접촉한 후 그리고 플레이트 (42) 와는 접촉하기 전에 제 2 위치지정 바아 또는 롤러 (142) 위를 지나게 된다. 제 1 위치지정 바아 (140) 는 스프레딩(spreading) 효과를 부여함으로써, 접착 아교제가 가해질 때 개선된 웨팅(wetting) 을 위해 섬유 (66) 들의 분리를 유지시키게 된다.
도 5 에 도시된 또 다른 실시예에서, 어플리케이터 롤러 (130) 및 위치지정 바아 (140,142) 는 도 4 에서와 같이 위치하고 있어, 제 2 섬유 (66) 들만이 제 1,2 위치지정 바아 (140,142) 와 접촉하게 되고 제 1, 2 섬유 (14,66) 모두는 어플리케이터 롤러 (130) 위를 지나게 된다. 제 2 섬유 (66) 들을 분리시켜 하나 이상의 제 2 섬유로 이루어진 제 2 섬유군 또는 토우(tow; 66')로 집결시키고 또한 제 1 섬유 (14) 들을 분리시켜 하나 이상의 제 1 섬유 (14) 로 이루어진 동수의 제 1 섬유군 또는 토우(14')로 집결시키기 위해, 분리용 슈우 (50') 를 사용한다. 각각의 제 1 섬유군 (14') 은 제 2 섬유군 (66') 과 서로 혼합 및 집결되어 다수의 개별적인 복합 스트랜드 (16') 로 형성된다. 개별 스트랜드 (16') 자체는 집결 슈우 (50) 에 의해 집결되어 결합된 단일 스트랜드 (160) 로 된다. 다음에, 이 결합된 단일 스트랜드 (160) 는, 스트랜드 (16) 에 대해서 위에서 설명한 방법에 따라 (도 1,1a 참고) 상기 미국특허 제 3,701,267 호의 날실 편물기계와 같은 직물 성형기 (52) 를 통해 일방향 직물 (18) 로 성형될 수 있다. 또는, 개별 스트랜드 (16') 는 스트랜드 (16) 에 대해서 위에서 설명한 방법에 따라 (도 1,1a 참고) 동일 수의 직물 성형기 (52) 들중 어느 하나를 통해 일방향 직물 (18) 로 각각 성형될 수 있다.
본 발명의 방법과 장치로 종래기술에 비해 월등한 장점을 지닌 복합 스트랜드 씨실을 갖는 일방향 직물이 제조된다. 첫째, 본 발명에 따르면 세개, 네개 또는 그 이상의 복잡한 복합 스트랜드를 갖는 일방향 직물을 제조할 수 있다. 예컨데, 상기 복합 스트랜드는, E-유리 및 S2-유리섬유와 같은 다양한 종류의 보강 유리섬유, Kevlar(등록상표) 및 흑연섬유와 같은 다른 보강섬유 및 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리페닐렌 황화물과 같은 다양한 기지재료를 함유할 수 있다. 둘째, 본 발명의 직물에 사용된 복합 스트랜드의 경우 그 안에 함유된 보강섬유의 분산성이 개선되게 되며, 이로써 본 발명의 직물로 만들어진 최종 복합제품에서도 섬유의 분산성이 개선된다. 셋째, 본 발명의 직물에 존재하는 복합 스트랜드에 사용되는 바인더/아교 - 바인더/아교의 양과 이것이 가해지는 방법을 포함해서 - 는 복합 스트랜드 및 이에 따라 최종 직물의 접착성과 탄력성을, 상기 직물로 만들어진 최종 복합제품이 인장강도 및 충격강도와 기계적 특성을 포함한 개선된 복합특성을 지닐 수 있을 정도로 향상시키게 된다. 또한, 본 발명의 일방향 직물을 형성하는 복합 스트랜드를 개별적인 어플리케이터로 만들기 위해 다른 바인더/아교 합성물을 사용할 수 있다. 이러한 이점 때문에, 하나의 바인더/아교가 사용되는 어느 한 종류의 섬유 (예컨데, 보강섬유) 에 더욱 적합하고 또 다른 바인더/아교가 다른 종류의 섬유 (예컨데, 기지섬유 또는 다른 보강섬유) 에 더욱 적합할 때는, 최종 일방향 직물 및 이 직물로 만들어진 최종 복합제품의 특성을 최적화할 수 있다.
다음의 실시예들은 본 발명의 바람직한 양태를 예시하기 위한 것이다. 이들 실시예들은 본 발명을 제한하는 것으로 제시된 것은 아니다. 각 실시예는 유리/폴리머 복합 스트랜드를 제조하는 방법을 설명한 것이다. 이 복합 스트랜드는 전술한 바와 같이 직물 성형기 (52) 로 보내져 최종 복합 스트랜드로 성형되며 이것은 일방향 유리/폴리머 직물로 성형된다. 이러한 직물 성형기에 대한 예는 본 발명과 관련된 상기 특허 제 3,648,459 호 및 3,701,267 호에서 소게된 것과 같은 날실 편물기계이다.
실시예 1
유리 대리석을 용해시켜, 2000개의 구멍을 갖는 부싱을 통해 분당 900 피트 (fpm)[274 m/min (mpm)]의 속도로 33시간/파운드(15.0kg/hour)의 양으로 인출시켰다. 최종 섬유는 "M"(16 미크론) 필라멘트 직경을 가졌다. 새롭게 형성된 E-유리섬유는 물을 프리패드 분사시켜 즉시 냉각시켰다. 다음에, 전향 어플리케이터 롤러를 통해 섬유를 실시예 5 와 같은 조성의 화학 처리제로 처리하였다. 섬유 방향을 다소 변경시키게 되는 세라믹 바아로 상기 섬유들을 어플리케이터 표면에 접촉지지시켰다. 1260 데니르(denier)의 폴리아미드 섬유 - 듀퐁사에서 제조한 것을 사용할 수 있다 "나일론 66, 1400 decitex/denier, 210fil,R20 TWT,Type728" - 를 개별적인 작업으로 15 파운드(6.8kg) 짜리 두 개의 패키지로 조방사하였으며, 각 패키지는 2520∼5040 데니르이다. 유리형성작업의 부싱 높이에 위치한 패키지 공급랙상에 상기 패키지들을 놓았다. 이어서, 부싱 높이에 있는 두 개의 세라믹 안내구멍과 후향 제 2 어플리케이터 롤러 바로 위에 있는 두 개의 세라믹 안내구멍을 통해, 두 개의 폴리머 섬유의 끝을 상기 후향 어플리케이터 롤러 위로 끌어내어 유리 스트림안으로 유도하였다. 상기 후향 어플리케이터 롤러는 실시예 5 와 같은 조성의 접작 아교제를 두 개의 폴리머 섬유에 가했다. 서로 혼합된 폴리머 섬유 및 유리 섬유를 40인치(1016 mm)의 가열판으로 약 1200℉(649℃)로 가열하였고, 유리/폴리머 복합 스트랜드를 형성하기 위해 집결시켰다.
실시예 2
실시예 7 와 같은 조성의 화학처리를 행하였다는 점을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 섬유와 유리섬유를 혼합하였다. 2520데니르의 폴리프로필렌 섬유 - 아모코/필립에서 제조한 것으로,제품명 "MARVESS Olefin Filament Yarn and J01 Natural 2520 DEN-210-00" - 를 개별적인 작업으로 15파운드(6.8kg)짜리 두 개의 패키지로 조방사하였으며, 각 패키지는 5040∼10080 데니르이다. 부싱의 높이에 위치한 패키지 공급랙상에 상기 패키지들을 놓았고, 전술한 바와 같이 폴리프로필렌/유리 복합 스트랜드를 제조하기 위해, 조방사된 두 개의 폴리프로필렌 섬유를 사용하였다.
실시예 3
실시예 9 와 같은 조성의 화학처리를 행하였다는 점을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리페닐렌 황화물 섬유와 유리섬유를 혼합하였다. 200데니르의 폴리페닐렌 황화물 섬유 - 아모코/필립에서 제조한 것으로,제품명 "polyphenylene sulfide-filament" 또는 "staple CP-1-26G" - 를 개별적인 작업으로 15파운드(6.8kg)짜리 세개의 패키지로 조방사하였으며, 각 패키지는 1000 데니르이다. 부싱의 높이에 위치한 패키지 공급랙상에 상기 패키지들을 놓았고, 전술한 바와 같이 혼합된 복합 스트랜드를 제조하기 위해, 조방사된 세 개의 폴리페닐렌 섬유를 사용하였다.
실시예 4
실시예 1 에서 폴리머 섬유를 E-유리섬유와 혼합한 방식과 유사하게 S2-유리를 E-유리와 혼합하였다. 이 경우, S2-유리의 두 패키지 - 오웬스 코닝에서 제조한 제품명 "Product 449, Yield＝750" - 를 부싱 높이에 있는 패키지 공급랙상에 놓았다. 실시예 1 에서 폴리아미드 섬유의 끝을 E-유리 스트림안으로 끌어들인 것과 같은 방법으로, S2-유리의 두 끝을 E-유리 스트림안으로 끌어들였다. 실시예 9 에서 사용된 접착 아교 합성물을 S2-유리와 E-유리 모두에가했다. 이 방법으로 최종 복합 스트랜드에 존재하게 되는 S2-유리는 20∼40% 이다.
실시예 5
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25 중량%)의 A-1100 실레인을 2345g의 탈이온수에 참가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 1875g(31.25%)의 막형성제 Covinax 201 및 1500g(25.0%)의 막형성제 Covinax 225를 2갤론(7.570L) 통에서 서로 혼합했다. 다음, 약한 교반을 행하여 실레인 용액을 막형성제 혼합물과 섞었다. 480g(8.0%)의 Maldene 286 을 실레인과 막형성제로 이루어진 혼합물과 섞었다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제(homogenate)를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리아미드가 실시예 1 에서와 같이 유리와 혼합되는 경우에 유용하다.
실시예 6
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25%)의 A-1100 실레인을 1870g의 탈이온수에 첨가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 3450g(57.5%)의 막형성제 Synthemul 97903-00를 2갤론(7.570L) 통에 부었다. 다음, 약한 교반으로 실레인 용액을 막형성제와 혼합하였다. 480g(8.0%)의 Maldene 286 을 실레인과 막형성제의 혼합물에 참가하였다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리아미드가 유리와 혼합되는 경우에 유용하다.
실시예 7
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25%)의 A-1100 실레인을 2325g의 탈이온수에 첨가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 1875g(31.25%)의 막형성제 Covinax 201 및 1500g(25.0%)의 막형성제 Covinax 225를 2갤론(7.570L) 통에서 혼합하였다. 다음, 약한 교반으로 실레인 용액을 상기 막형성제의 혼합물에 혼합시켰다. 30g(0.5%)의 테레프탈산을 30ml의 농축된 암모늄 하이드록시드에 분해시켜 테레프탈산 용액을 준비하였다. 이 테레프탈산 용액을 실레인과 막형성제의 혼합물에 첨가하였다. 다음, 30g(5.0%)의 폴리에멀젼 43N40을 상기 혼합물에 첨가하였다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리프로필렌이 유리와 혼합되는 경우에 유용하다.
실시예 8
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25%)의 A-1100 실레인을 2020g의 탈이온수에 첨가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 3450g(57.5%)의 막형성제 Synthemul 97903-00 을 2갤론(7.570L) 통에 부었다. 다음, 약한 교반으로 실레인 용액을 상기 막형성제와 혼합시켰다. 30g(0.5%)의 테레프탈산을 30ml의 농축된 암모늄 하이드록시드에 분해시켜 테레프탈산 용액을 준비하였다. 이 테레프탈산 용액을 실레인과 막형성제의 혼합물에 첨가하였다. 다음, 300g(5.0%)의 폴리에멀젼 43N40을 상기 혼합물에 첨가하였다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리프로필렌이 유리와 혼합되는 경우에 유용하다.
실시예 9
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25%)의 A-1100 실레인을 1870g의 탈이온수에 첨가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 3450g(57.5%)의 막형성제 Synthemul 97903-00 을 2갤론(7.570L) 통에 부었다. 다음, 약한 교반으로 실레인 용액을 상기 막형성제와 혼합시켰다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리페닐렌 황화물 및 무기질 섬유를 포함한 여러 종류의 재료에 유용하다.
실시예 10
6000g의 바인더를 다음과 같은 절차로 만들었다. 15g(0.25%)의 A-1100 실레인을 2345g의 탈이온수에 첨가하였다. 이 혼합물을 수분간 교반시켰다. 1875g(31.25%)의 막형성제 Covinax 201 및 1500g(25.0%)의 막형성제 Covinax 225를 2갤론(7.570L) 통에서 혼합하였다. 다음, 약한 교반으로 실레인 용액을 상기 막형성제의 혼합물에 혼합시켰다. 마지막으로, 계속적인 교반하에서 200g(3.3%)의 BES 균질제를 첨가하였다. 최종 바인더 폴리머 용액의 고용도는 30% 였다. 이 바인더 폴리머 용액은 폴리페닐렌 설파이드 및 무기질 섬유를 포함한 여러 종류의 재료에 유용하다.
위와 같은 본 발명의 원리와 전술한 상세한 설명으로 부터 본 발명에 다양한 변형이 가능함을 당 기술분야에 익숙한 사람들은 잘 알 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 그의 등가적인 것에 의해서만 제한되는 것이다.

Claims (33)

  1. 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 로 일방향 직물 (18) 을 성형하기 위한 장치 (10) 로서,
    다수의 유리섬유 (14) 를 만들기 위헤 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 부싱 (12) 과,
    상기 부싱 (12) 으로부터 유리섬유 (14) 를 인출하기 위한 인발기 (54) 와,
    폴리머 기지재료를 상기 유리섬유 (14) 에 공급하기 위한 공급기와,
    상기 유리섬유 (14) 들을 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 로 집결시키기 위한 집결기 (50) 및,
    상기 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 일방향 직물 (18) 을 만들기 위한 직물 성형기 (52) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 다수의 유리섬유 (14) 를 만들기 위헤 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 부싱 (12) 과,
    상기 부싱 (12) 으로부터 유리섬유 (14) 를 인출하기 위한 인발기 (54) 와,
    폴리머 기지재료를 상기 유리섬유 (14) 에 공급하기 위한 공급기와,
    상기 유리섬유 (14) 들을 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 로 집결시키기 위한 집결기 (50) 및,
    상기 집결기 (50) 와 인라인(in-line)으로 설치되어 상기 하나 이상의 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 직물을 만들기 위한 직물 성형기 (52) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 복합 스트랜드로 직물을 성형하기 위한 인라인 장치 (10).
  3. 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 일방향 직물 (18) 을 성형하기 위한 장치 (10) 로서,
    유리로 만들어지는 다수의 제 1 보강섬유 (14) 를 만들기 위해 용융유리를 담고 있는 하나 이상의 섬유형성 부싱 (12) 과,
    폴리머 기지재료로 만들어진 다수의 기지섬유 (66a) 들을 공급하기 위한 공급기 (60) 와,
    상기 보강섬유 (14) 들이 집결되어 스트랜드 (16) 로 되기 전에, 접착 아교제를 상기 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 에 가하여 화학처리된 섬유들을 만들기 위한 하나 이상의 어플리케이터 (30) 와,
    상기 처리된 섬유들을 집결시켜 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 만들기 위한 집결기 (50) 와,
    상기 하나 이상의 유리/폴리머 스트랜드 (16) 를 인출하기 위한 인발기 (54) 및,
    상기 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 일방향 직물 (18) 을 만들기 위한 직물 성형기 (52) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인발기 (54) 는 직물 성형기 (52) 의 일부를 이루는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 인발기 (54) 는 장치 (10) 가 셋업되는 동안에 상기 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 를 인출시키며, 상기 직물 성형기 (52) 는 장치 (10) 가 셋업된 후에 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 를 인출하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 인발기 (54) 는 셋업 단계시에만 사용되는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 공급기 (60) 는 미리 형성된 제 2 보강섬유 (66b) 를 추가로 공급하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 공급기 (60) 에 의해 공급된 기지섬유 (66a) 들은 미리 형성된 기지섬유 (66a) 인 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터는 접착 아교제를 제 2 보강섬유 (66b) 에 가하는 어플리케이터 (35) 및 접착 아교제를 제 1 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 에 가하는 하나 이상의 다른 어플리케이터 (130) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터는, 보강섬유 (14,66b) 및 기지섬유 (66a) 가 서로 집결되기 전에 접착 아교제를 이들 섬유 모두에 직접 가하는 단일 어플리케이터 (130) 인 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터는 제 1 접착 아교제를 제 1 보강섬유 (14) 에 가하는 제 1 어플리케이터 (30) 및 제 2 접착 아교제를 기지섬유 (66a) 에 가하는 제 2 어플리케이터 (35) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 공급기 (60) 는 미리 형성된 제 2 보강섬유 (66b) 를 추가로 공급하고, 제 1 어플리케이터 (30) 와 제 2 어플리케이터 (35) 중 하나는 접착 아교제를 제 2 보강섬유 (66b) 에 가하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터 (30) 는 제 1 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 가 서로 혼합되기 전에 접착 아교제를 가하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  14. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터 (30) 는 수성기 접착 아교제를 가하며, 상기 장치 (10) 는, 처리된 섬유 (14,66a) 들이 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 집결되기 전에 적어도 부분적으로 상기 수성기 접착 아교제를 건조시키기 위해 상기 처리된 섬유와 접촉하여 이에 열에너지를 전달하는 건조기 (41) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  15. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터 (30) 는 처리된 섬유들이 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 집결되기 전에 건조될 필요가 없게 하도록 비수성 접착 아교제를 가하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  16. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 어플리케이터 (30) 는 하나 이상의 원파트 비수성기 접착 아교제를 가하는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  17. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16') 는 다수의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16') 이며, 상기 직물 성형기는 다수의 편물기계 (52) 로 되어 있고, 각 편물기계 (52) 는 상기 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16') 를 하나 이상 사용하여 일방향 직물 (18) 을 만드는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  18. 제 3 항에 있어서,상기 직물 성형기 (52) 는 날실 편물기계인 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  19. 제 3 항에 있어서, 상기 직물 성형기 (52) 는 집결기 (50) 와 인라인으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치 (10).
  20. 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 일방향 직물(18) 을 성형하는 방법으로서,
    용융유리 공급원으로부터 다수의 제 1 보강섬유 (14) 들을 인출하는 단계와,
    폴리머 기지재료로 미리 형성된 다수의 기지섬유 (66a) 들을 공급하는 단계와,
    상기 보강섬유 (14) 들이 스트랜드 (16) 로 집결되기 전에, 하나 이상의 어플리케이터 (30) 를 사용하여 접착 아교제를 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 에 직접 가하는 단계와,
    접착 아교제를 직접 가하는 단계 후에, 상기 보강섬유 (14) 와 기지섬유 (66a) 를 서로 집결시켜 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로 만드는 단계 및,
    상기 하나 이상의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 를 사용하여 일방향 직물 (18) 을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 미리 형성된 제 2 보강섬유 (66b) 를 하나 이상 더 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 접착 아교제를 가하는 상기 단계는 기지섬유 (66a) 와 보강섬유 (14) 가 서로 혼합되기 전에 접착 아교제를 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 접착 아교제를 가하는 상기 단계는 보강섬유 (14) 들 또는 기지섬유 (66a) 들이 서로 집결되어 스트랜드 (16) 로 되기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 공급 단계는 다수의 기지섬유 (66a) 들이 보강섬유 (14) 들과 혼합되기 전에 상기 기지섬유 (66a) 들을 토우(tow) 형태로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 집결 단계는 보강섬유 (14) 들과 기지섬유 (66a) 들을 다수의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16') 로 집결시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 형성 단계는 다수의 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 를 일방향 직물 (18) 편들로 편물하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 20 항에 있어서, 상기 형성 단계는 집결 단계와 인라인으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 다수의 스팃칭 실 (19) 및,
    상기 실 (19) 과 결합되는 다수의 가로루프 (17) 형태로 되는 유리/폴리머 복합 스트랜드 (16) 로서, 용융유리를 담고 있는 부싱 (12) 으로부터 인출된 다수의 제 1 보강섬유 (14) 와, 폴리머 기지재료로 미리 만들어진 기지섬유 (66a) 및 상기 복합 스트랜드 (16) 의 섬유들을 서로 결합시키는 접착 아교제로 이루어지는 복합 스트랜드 (16) 로 구성되는 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 복합 스트랜드에서 접착 아교제의 건조 중량비가 약 3∼20% 인 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 복합 스트랜드에서 접착 아교제의 건조 중량비가 약 5∼13% 인 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 복합 스트랜드에서 접착 아교제의 건조 중량비가 약 6∼8% 인 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 복합 스트랜드 (16) 는 미리 형성된 제 2 보강섬유 (66b) 를 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
  33. 제 28 항에 있어서, 상기 보강섬유 (14) 는 기지섬유 (66a) 를 피복하는 것과는 다른 접착 아교제로 피복되는 것을 특징으로 하는 일방향 직물 (18).
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2797892B1 (fr) * 1999-08-27 2002-08-30 Vetrotex France Sa Procede et dispositif de fabrication de plaques composites
FR2815046B1 (fr) 2000-10-11 2003-01-10 Vetrotex France Sa Procede et dispositif de production d'un fil composite
US6854386B2 (en) * 2000-10-31 2005-02-15 International Imaging Materials Inc. Ceramic decal assembly
US6796733B2 (en) 2000-10-31 2004-09-28 International Imaging Materials Inc. Thermal transfer ribbon with frosting ink layer
FR2821631B1 (fr) * 2001-03-01 2003-09-19 Saint Gobain Vetrotex Procede et dispositif de fabrication d'une plaque composite a renfort fibreux multiaxial
US6572719B2 (en) 2001-08-10 2003-06-03 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Process and apparatus for positioning reinforcement strands prior to entering a forming die
DE10235936A1 (de) * 2002-08-06 2004-02-19 Barmag Ag Vorrichtung zum Spinnen und Aufwickeln
FR2899243B1 (fr) 2006-03-30 2008-05-16 Saint Gobain Vetrotex Procede et dispositif de fabrication d'un fil composite
FR2899571B1 (fr) 2006-04-10 2009-02-06 Saint Gobain Vetrotex Procede de fabrication d'un enroulement a fils separes
US20080118728A1 (en) 2006-10-20 2008-05-22 Dow Global Technologies Inc. Aqueous dispersions disposed on glass-based fibers and glass-containing substrates
US20110129608A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Adzima Leonard J Methods of applying matrix resins to glass fibers
EP3133107A1 (en) 2015-08-18 2017-02-22 Trinseo Europe GmbH Polyolefin compositions containing high concentrations of reinforcing fibers and methods of preparation
US10369754B2 (en) * 2017-02-03 2019-08-06 Oleksandr Biland Composite fibers and method of producing fibers
EP3363773A1 (en) 2017-02-17 2018-08-22 Trinseo Europe GmbH Fibrous sheets coated with polyolefin compositions and methods of preparation
EP3363858A1 (en) 2017-02-20 2018-08-22 Trinseo Europe GmbH Compositions of polyolefin dispersions and lactices and polymeric mixtures prepared therefrom
CN109402808B (zh) * 2018-12-31 2023-11-28 郑州登电玄武石纤有限公司 一种玄武岩纤维并捻装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4528223A (en) * 1980-10-27 1985-07-09 Hitachi, Ltd. Composite fibrous product
WO1988008464A1 (en) * 1987-04-30 1988-11-03 Owens-Corning Fiberglas Corporation Glass fiber bulk strand roving and method and apparatus for the manufacture thereof
US5456983A (en) * 1993-03-16 1995-10-10 W. L. Gore & Associates, Inc. Composite fiber of commingled fiberglass and polytetrafluoroethylene and method of producing same
KR960000030A (ko) * 1994-06-17 1996-01-25 반병학 바베큐장치

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR367661A (fr) * 1906-06-11 1906-11-07 Irma Gabrielle Cabane Nettoie-sondes
CH90041A (de) * 1917-11-05 1921-08-01 Albatros Ges Fuer Flugzeugunte Luftpufferanordnung für Landfahrzeuge, Flugzeuge und dergleichen.
FR505274A (fr) * 1919-10-21 1920-07-27 Alfred Ernest King Perfectionnements apportés aux porte-copie pour machines à écrire
US2915806A (en) * 1953-11-09 1959-12-08 Owens Corning Fiberglass Corp Metal coated glass fiber combinations
US3276931A (en) * 1956-12-27 1966-10-04 Johns Manville Apparatus and process for combining glass fibers with synthetic resin fibers
US3091018A (en) * 1956-12-27 1963-05-28 Johns Manville Fiber Glass Inc Process for combining glass fibers with synthetic resin fibers and product thereof
US3019078A (en) * 1957-11-26 1962-01-30 Owens Corning Fiberglass Corp Method of forming fibers
US3042570A (en) * 1958-02-20 1962-07-03 Fiberfil Corp Apparatus and method for producing reinforced molding composition
US3175351A (en) * 1959-11-12 1965-03-30 Bloch Godfrey Method for making bulked continuous filament yarns
US3144687A (en) * 1960-04-06 1964-08-18 Owens Corning Fiberglass Corp Method for forming and processing textile fibers and filamentary materials
US3134704A (en) * 1960-05-13 1964-05-26 Reichhold Chemicals Inc Method of and apparatus for multiple forming and winding of glass and resin filaments
US3265482A (en) * 1962-10-18 1966-08-09 Owens Corning Fiberglass Corp Strand delivery apparatus
US3453652A (en) * 1962-11-01 1969-07-01 Owens Corning Fiberglass Corp Treated glass fiber bundles and combinations thereof with elastomeric material
US3268312A (en) * 1965-06-17 1966-08-23 Owens Corning Fiberglass Corp Method of making coated glass fiber combinations
SU487487A3 (ru) * 1969-03-13 1975-10-05 В.Шлафгорст Унд Ко (Фирма) Устройство дл прокладывани уточных нитей на основов зальной машине
CS152363B2 (ko) * 1969-07-26 1973-12-19
US3737112A (en) * 1971-04-23 1973-06-05 Wesco Industries Corp Yarn feeding and storage device for textile producing machine
BE790904A (fr) * 1971-11-29 1973-03-01 Corbiere Claude Procede et dispositif de stockage de fils textiles
US3718448A (en) * 1972-01-03 1973-02-27 Ppg Industries Inc Glass fiber forming and coating process
US3887347A (en) * 1974-04-01 1975-06-03 Ppg Industries Inc Method of packaging glass strand
US4060999A (en) * 1974-11-05 1977-12-06 Enterprise Incorporated Method and apparatus for forming yarn elements and producing products therefrom
US3918947A (en) * 1975-01-07 1975-11-11 Ppg Industries Inc Method of controlling glass fiber forming operation
US4042360A (en) * 1975-03-12 1977-08-16 Owens-Corning Fiberglas Corporation Production of inorganic fibers with inorganic cores
US4013435A (en) * 1975-03-12 1977-03-22 Owens-Corning Fiberglas Corporation Production of organic fibers with inorganic cores
GB2105247B (en) * 1981-06-23 1985-04-24 Courtaulds Plc Process for making a fibre-reinforced moulding
US4539249A (en) * 1983-09-06 1985-09-03 Textile Products, Incorporated Method and apparatus for producing blends of resinous, thermoplastic fiber, and laminated structures produced therefrom
US4799985A (en) * 1984-03-15 1989-01-24 Hoechst Celanese Corporation Method of forming composite fiber blends and molding same
US4567102A (en) * 1984-05-24 1986-01-28 Owens-Corning Fiberglas Corporation Hot melt size
CA1277188C (en) * 1984-11-19 1990-12-04 James E. O'connor Fiber reinforced thermoplastic articles and process for the preparationthereof
US5241731A (en) * 1987-03-03 1993-09-07 Concordia Mfg. Co., Inc. Apparatus for commingling continuous multifilament yarns
US5000807A (en) * 1987-03-03 1991-03-19 Concordia Mfg. Co., Inc. Apparatus and method for commingling continuous multifilament yarns
US5026410A (en) * 1987-03-12 1991-06-25 Owens-Corning Fiberglas Corporation Process for impregnating filament strands
FR2638467B1 (ko) * 1988-10-28 1991-11-08 Saint Gobain Vetrotex
US5134959A (en) * 1989-06-19 1992-08-04 General Electric Company Apparatus for coating fibers with thermoplastics
US5236743A (en) * 1989-09-14 1993-08-17 Vetrotex Saint Gobain Method for continuously coating fibers
US5176775A (en) * 1989-10-20 1993-01-05 Montsinger Lawrence V Apparatus and method for forming fiber filled thermoplastic composite materials
US5102690A (en) * 1990-02-26 1992-04-07 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method coating fibers with particles by fluidization in a gas
US5042122A (en) * 1990-02-26 1991-08-27 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method and system for spreading a tow of fibers
US5123373A (en) * 1990-02-26 1992-06-23 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method for fiber coating with particles
US5128199A (en) * 1990-02-26 1992-07-07 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method for fiber coating with particles
US5055119A (en) * 1990-09-13 1991-10-08 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming migration free glass fiber packages
US5042111A (en) * 1990-11-01 1991-08-27 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method and system for spreading a tow of fibers
DE4036926A1 (de) * 1990-11-20 1992-05-21 Basf Ag Verfahren zur herstellung von hybridgarn
FR2674261B1 (fr) * 1991-03-19 1993-06-11 Vetrotex France Sa Procede et dispositif de fabrication d'un fil composite.
FR2674260B1 (fr) * 1991-03-19 1994-01-14 Vetrotex France Dispositif de fabrication d'un fil composite forme de fibres de renforcement et de matiere organique thermoplastique.
US5227236A (en) * 1991-07-29 1993-07-13 Basf Aktiengesellschaft Process for preparing thermoplastic matrix fiber-reinforced prepregs and composite structure products formed thereby
JPH05138748A (ja) * 1991-11-20 1993-06-08 Atsugi Unisia Corp 繊維強化樹脂管の製造方法
FR2687095B1 (fr) * 1992-02-06 1995-06-09 Vetrotex France Sa Procede de fabrication d'un fil composite et produits composites obtenus a partir dudit fil.
DE4218860A1 (de) * 1992-06-09 1993-12-16 Chemnitz Textiltech Forsch Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden mit hohem Umformvermögen
US5355567A (en) * 1992-12-18 1994-10-18 Hoechst Celanese Corporation Process for preparing engineered fiber blend
FR2702778B1 (fr) * 1993-03-18 1995-05-05 Vetrotex France Sa Procédé et dispositif de formation d'un fil composite.
US5626643A (en) * 1994-09-26 1997-05-06 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Contact drying of fibers to form composite strands

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4528223A (en) * 1980-10-27 1985-07-09 Hitachi, Ltd. Composite fibrous product
WO1988008464A1 (en) * 1987-04-30 1988-11-03 Owens-Corning Fiberglas Corporation Glass fiber bulk strand roving and method and apparatus for the manufacture thereof
US5456983A (en) * 1993-03-16 1995-10-10 W. L. Gore & Associates, Inc. Composite fiber of commingled fiberglass and polytetrafluoroethylene and method of producing same
KR960000030A (ko) * 1994-06-17 1996-01-25 반병학 바베큐장치

Also Published As

Publication number Publication date
US5891284A (en) 1999-04-06
ES2174102T3 (es) 2002-11-01
TW357200B (en) 1999-05-01
EP0868304B1 (en) 2002-03-20
DE69620017T2 (de) 2002-08-29
EP0868304A1 (en) 1998-10-07
EP0868304A4 (en) 1998-12-02
DE69620017D1 (de) 2002-04-25
WO1997010101A1 (en) 1997-03-20
JPH11515061A (ja) 1999-12-21

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