TW467873B - A method of making a composite product, a composite product and a chemical treatment for applying to fibers - Google Patents

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467873 A? Β7 五、 發明說明（ 發明領域與業界應用 本發明係關於將一化學處理劑施用至一適於加工處理成 複材件之纖維上。特別是，本發明係關於施用化學處理劑至 纖維’其中該化學處理劑具低黏度，且大體不含無法反應的 容劑°更特別的是，本發明係關於使用熱能以降低黏度，以 及改良施用至纖維後之化學處理劑的濕潤能力，及/或提高 分子量，或硬化所施用之化學處理劑，而產生極少（若有）的揮 發性有機碳(voc) = 10 ί請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本發明概略亦係關於一種纖維加強複材件之製造，特別 是’有關於一種用於模塑纖維加強複材件中之線包覆纖維/ 聚合物複合股纖。特別，本發明係關於一種熱塑性之包覆纖 維/聚合物複合線和丸粒，其可模塑成纖維加強熱塑複材件 發明背景 15 纖維或纖維材料常用作複材件之加強物。玻璃纖維和其 經濟部智慧財產為員工消費合作社印" 匕陶瓷纖維之常見製法係經由供應呈熔融形式之陶瓷至坩堝 ，由坩堝拉絲纖維，施用化學處理劑（如漿料)至該拉絲陶瓷纖 維，及然後聚集該經施漿之纖維以成為絲束或股纖。基本上 已知三大類化學處理劑：基於溶劑系統，基於熔體系統，和 20 基於照射硬化之系統。 廣義而言，基於溶劑之化學處理劑係包含於水溶液中之 有機物質（亦即，溶解、懸浮、或以其它方式分散於水中）以及 溶解於有機溶劑中之有機物質之實例》美國專利第5,055,119、 5,034,276和3,473,950號揭示此等化學處理劑。溶劑（亦即，水 奉玳張尺/艾過用中國國家標準（CNS)M規格⑵ο X 297公爱） -4- _B7_ 五、發明說明（2 ) 、有機溶劑、或其它適當溶劑）係用以降低化學處理劑之黏度 俾有助於濕潤玻璃纖維。該溶劑大體上不可與化學處理劑中 之其它成分反應，且於玻璃纖維濕潤後，溶劑係被逐出化學 處理劑之外。於各次施用該基於溶劑之化學處理劑製程中， 5 一外在熱源或若干其它纖維外部之裝置係用以揮發或以其它 方式由施用化學處理劑中去除水或其它溶劑，以於玻璃纖維 上留下一有機材料包膜。該基於溶劑之製程的缺點之一為該 去除溶劑之額外步驟所增高之生產成本。此外，有些有機溶 劑呈氣相時係極為可燃而造成火警風險。該基於溶劑系統之 10 另一問題為極難以（即使非不可能）自施用化學處理劑中去除全 部溶劑。因此，就實用而言，基於溶劑之化學處理劑僅限該 等於留在纖維的有機材料包膜的任何殘餘溶劑不會造成顯著 不良影響的系統。 至於先前技術之基於熔體之化學處理劑，熱塑性有機固 15 體係經熔化且施用至玻璃纖維。美國專利第4,567,102、4,537,610 、3,783,001和3,437,950號揭示此種化學處理劑之實例。先前技 術之基於熔體方法的缺點為熔化化學處理劑所連帶的能源成 本。用於先前技術之基於熔體系統的有機固體係於相對高溫 下被熔化，俾使熔化的有機固體可被施用至玻璃纖維上。需 20 要高溫的原因是在於過去使用的有機固體具相對高之分子量 。此種高熔化溫度也對工作人員造成風險，其可能被用於熔 化塑膠材之設備所灼傷或被熔融塑膠材所灼傷。此外，典型 地，需要使用特別的設備以施用及以其它方式處理高溫熔融 之塑膠材。 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)/V1規格（2丨0^297公餐） -5- 467873 Λ7 B7 五、發明說明（ 5 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 X 消 費 合 作 杜 印 製 20 基於照射硬化之化學處理劑典型為丙稀酸g旨基之有機化 學品，其可具有或可不具有溶劑，其係經由光引發劑以紫外 光照射而硬化。美國專利第5,171634和5〇11,523號揭示此種化 學處理劑之實例。使用此種化學處理劑之加工處理的主要缺 點為照射的使用’例如，紫外光照射；及化學處理劑的使用 ，如丙烯酸酯，其等係相對有害，常需特殊處理與安全措施 。有些此種方法(例如美國專利第5,171,634號揭示者）需重複多 次照射硬化俾獲得最大效益β每次額外的照射硬化步驟係增 高相關的風險也增添額外的製程成本。此外，可照射硬化之 熱塑塑膠及其所需之光引發劑係顯示一熱硬化學的高度特化 區。結果’照射硬化之化學處理劑係為昂貴，且一般無法與 各類母材樹脂相容。 為了製造複合部件’玻璃纖維股纖常進一步於離線浸潰 製程中以聚合物樹脂化學處理之。樹脂可為熱固性，單液型 或雙液型，或熱塑性。於一實施例中，先前成形與施膠的連 續玻璃纖維以熱固樹脂浸潰，然後，經由拉絲通過一已加熱 之擠拉模具而硬化樹脂，及製造複材件，例如，梯子。於此 離線製程中，該連續玻璃纖維須以某種方式分離以允許於纖 維間之樹脂的浸漬，而後再合股。此種需求幾乎經常導致額 外硬體的使用，例如，展紗器、浸潰槽、和乾燥或硬化烘箱 。此型製程之缺點為其增加製程成本與製程的複雜度。此外 ，該所造成之玻璃纖維的額外處理會造成個別玻璃纖絲的斷 裂，因而使複材件之性質劣化。因此，雖然此種離線製程可 能有效，但其耗時、無效率(例如，需額外製程步驟），且因而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（21〇 X 297公发 (讀先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 -----訂-------- 經濟部智慧財產局1工消費•合办社印濟

AT B7 五、發明說明（4 ) 價昂。 — 因此，業界需要更安全、有效且更具成本效益之施加一 化學處理劑至玻璃織㈣方法，於此，化學處理劑的點度需 夠低以可充分濕潤玻璃纖維而無需使用溶劑，且該化學處理 5劑無需照射硬化，且施用的化學處理劑黏度增高但極少（若有) 產生水、揮發性有機碳(VOC)或其它溶劑蒸氣，且該所得之經 化學處理的玻璃纖維係適於隨後之加工處理以形成複材件。 其亦需要一線上製程’以使該經此化學方式處理之多根連續 形成的玻璃纖維形成一預浸潰玻璃複合股纖，該所得之預浸 10 潰股纖適合隨後於線上或離線加工處理成複材件。 具有纖維加強聚合物母材的複合物用途廣泛。纖維加強 聚合物複材件係使用多種方法與材料而製成。如前述，其中 一方法包括以熱塑材料浸潰一或多股或多束加強纖維(例如， 玻璃纖維，合成纖維，或若干其它加強纖維）’及使用所得之 15 複合股纖以模塑成一複材件。複合股纖可呈連續線（亦即，長 股纖）和分立丸粒（亦即，短股纖)之方式來使用。該源自於複 合股纖之纖維係提供強化性且該熱塑材料係至少形成該複材 件母材的一部分。 希望各纖維股纖可完全浸潰於熱塑母材中，亦即，熱塑 20 材料大體均勻分布於各束纖維與纖維間。由於全部纖維初始 係由母材所圍繞，該完全浸漬妥的股纖可在較廉價且更有效 下被模塑，且該對應之複材件亦具有改良性質。但以典型熱 塑母材(例如，工程熱塑材料）完全浸潰股纖係相當困難且耗時 。於高產出量速率下完全浸潰股纖係特別困難’特別是於連 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Al规格四7公釐） ------I--------^---------^ {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A67 87 3 Λ7 B： 五、發明說明（ 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 工 消 費 合 作 社 印 20 續成形玻璃加強纖維生產時之產出量速率下係更-為困難β 致力於完全浸潰連續成形玻璃纖維之股纖，使用以形成 各股纖之纖維數目（亦即，纖維密度)係由典型密度約2〇〇〇纖維 /股纖降至1200纖維/股纖或以下，而縮短浸潰各股纖所耗 之時間。然而’經由於一特定時間内’減少加工處理之各股 纖維的數目，會對製程產出與成本效率產生不良的影響。此 外，即使完全浸潰此種低密度股纖仍相當耗時，而即使低密 度股纖也無法完全浸潰且無法於連績破璃加強纖維之典型生 產之高產出量速率下加工處理。 在致力於獲得較高產出量方面，先前技術之方法僅部分 浸潰股纖並以熱塑母材均勻層塗覆股纖，而遺留一未以熱塑 材料浸潰之中心纖維芯。此種塗覆與部分浸潰股纖係藉由將 股纖抽拉通過所謂的Γ線塗覆」裝置而達成。線塗覆裝置(如 美國專利第5,451,355號揭示者)典型係包含一供應溶融熱塑母 材之押出機以及一模具，該模具具有入口、出口、與一置於 其間之塗覆室。該押出機係供應熔融熱塑材料至該塗覆室。 當該股纖通過塗覆室時即以熱塑母材塗覆並部分浸漬之，且 當該經塗覆之股纖通經模具出口時，該塗層係形成為一均勻 層。所得之經塗覆的股纖係以線(例如，用於壓模成型）或切成 分立丸粒（例如，用於射出模塑成型）之方式來使用。因股纖僅 以熱塑母材部分浸潰’故股纖可以相當高產出量之方式加工 處理》 但部分浸潰線塗覆之股纖也有多種問題，原因係在於中 央未浸潰之纖雉芯。當呈丸粒形式時，中央未浸潰芯之纖維 本紙張尺度適用中囵國家標準（CNS)A'i規格（210 X 297公釐） ( 裝---------訂·--------成 (請先閱讀背面之注意事項再填驾本黃) -8- B7五、發明說明（6 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 工 消 •費 合 % 社 印 易落出熱塑材料塗層外。當股纖呈線形時，芯纖維較不可能 落出’但線塗覆線这仍需於某點浸潰俾獲得最佳複材件性質 。於模塑操作期間，浸潰此線塗覆線芯即使非不可能但也是 相當困難耗時的。如此，以此種線塗覆線模塑會造成總產率 的降低而非理想中之升高狀態。 因此，需要一種可在較高產出量速率下，生產完全浸潰 股纖的方法，即使當股纖具相對高纖維密度時亦是如此，此 處所得之複合股纖係呈線形或粒形，且適用於模塑該纖維加 強熱塑物件。 發明概述 本發明之一目的係欲達成一用於纖維（如玻璃纖維）上的 化學處理劑，該化學處理劑實質上係不含無法反應之溶劑。 本發明之另一個目的係達成實質上非光硬化之不含溶劑的化 15 學處理劑。本發明之另一目的係提供一種具增進濕潤能力之 化學處理劑。又一目的係提供一種不含溶劑之化學處理劑， 其可經由施用熱能至塗覆於纖維上的化學處理劑而硬化或減 低其黏度*本發明之又一目的係提供一種施用化學處理劑至 纖維之優異方法，以使得該經塗覆之纖維可製成該用以形成 20 複材件之複合股纖。另一目的係提供一種可獲得以化學處理 劑徹底浸潰之纖維的方法。 此等目的可經由一製造複合產物之製法而達成，例如， 複合股織或由股纖產物製成的模塑件，該製法一般包括製備 —熱塑材料包覆之複合股纖材料以供置於母材内。熱塑材料 10 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)/V1覘格（210 X 297公釐） -------------裝.— (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 線- -9- 467873 Λ7 B7 經濟部智慧財產局^工消費合作社印t 五、發明說明（7 ) 包覆複合物係經由下列步驟而製備’包括J施用一足量之化 學處理劑以包覆大體全部多根纖維（包括加強纖維），而形成預 浸潰纖維，其中該化學處理劑係可與母材相容；集束該預浸 潰纖維以形成預浸潰股纖，該預浸漬股纖之大艘全部多根纖 5維間具有化學處理劑；及藉一種製程包覆該預浸潰股纖，該 製程包含以熱塑材料線包覆預浸潰股纖而形成熱塑塗層，及 將熱塑塗層成形為熱塑鞘套而形成熱塑材料包覆之複合股纖 。於較佳具體實施例中，熱塑材料包覆之複合股纖係被切成 定長而形成多數丸粒。另外，熱塑材料包覆之複合股纖可封 10 包成線。於一具體實施例中，該加強纖維包含預成形加強纖 維。多根纖維也包括母材纖維。該製法亦可進一步包括諸如 經由一製程而製備該加強纖維的步驟，該製程包含由熔融玻 璃連續形成加強纖維或由聚合物科預成形母材纖維。該製法 亦可任擇地包括經由一製程而於線上製備加強纖維的步驟’ 15該製程係包含自熔融玻璃材料連續形成加強纖維之步驟。使 用於此方法中之化學處理劑包括水和一有機材料，其用量可 對預浸潰股纖提供有機材料含量約2_25wt%，而化學處理劑中 之大體全部水皆於集束步驟前去除。有機材料可為分散或乳 化於水中之固體或液體。有機材料含量更佳為約2-彳5蚶％，而 2〇蒸發步驟包括於施用步驟後加熱該化學處理劑；且有機材料 含量更佳為約6-7wt%，而加熱包括由外源或由多根纖維供應 熱能給化學處理劑。於-具趙實施财，化學處理劑為熱固 材料’而熱塑材料包覆複合股纖材料之製備又包括於施用步 轉後’至少部分硬化化學處賴之步^化學處理劑較 —·---------{t--------訂---------象 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -10- 五、發明說明（8 ) 10 15 Λ7 B7 經 濟 智 慧 財 產 消 人 社 20 實質上不含溶劑且實質上為非光硬化的，而有機材料包括一 成膜劑與一耦合劑<於一具體實施例中，化學處理劑為熱塑 性質’成膜劑包括低分子量熱塑聚合物，而耦合劑包含一官 能化有機物質。於另一具體實施例中*化學處理劑為熱固材 料’成膜劑包含至少一多官能單體與一低分子量單官能基單 趙’而耦合劑包含官能化之有機基質。該方法可進一步包括 合併熱塑材料包覆複合股纖與母材而形成一複合配方，及模 塑該複合配方。此外，該方法包括將該熱塑材料包覆複合股 纖以成形為丸粒，及模塑該與含樹脂母材合併之丸粒，而形 成纖維加強複材件。本發明亦係關於一種根據此種方法製造 的產物。 此外’本發明係關於一種複合產物，其包括多根可用於 形成一含母材之纖維加強複材件的熱塑材料包覆之複合股纖 ，各根熱塑材料包覆之複合股纖包括一根含多集束纖維之預 浸漬股纖，該集束纖維包含大體以可與母材相容之熱塑或熱 固性化學處理劑塗覆之加強纖維。於一具體例中，該複合產 物包括由複合股纖切成的丸粒，而化學處理劑可將多根集束 纖維保持於丸粒内。另外，複合股纖可卷裝成線形。多根集 束纖維之數目較佳為約1,500至約1 〇,〇〇〇，更佳約2,〇〇〇至約4 000 。多根集束纖維可任擇地包含由熱塑材料所製成之母材纖維 。於一具體例中，該化學處理劑包括一有機材料，且各根預 浸漬股纖含有一有機材料含量約2_25wt%，更佳約2_15wt%， 又更佳為約6-7wt%。該化學處理劑可為熱塑性質，實質上不 含溶劑且實質上為非光硬化性的，其包括⑴包含低分子量熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A，丨规格（Z10 X 297公t ) ---------------------訂--------- (請先閱讀背面之沈急事項再填寫本頁) -11- 467873 D7 五、發明說明（9 ) 塑聚合物之成膜劑，和（ii)包含官能化有機物質之耦合劑。另 外，該化學處理劑可為熱固性，實質上不含溶劑且為非光硬 化性的，該化學處理劑包括⑴包含至少一多官能單體與一低^ 分子量單官能單體之成膜劑，及(ii)包含一官能化有機基質之 5 耦合劑。多根複合股纖可與母材一起模塑。 本發明又係關於一種製備複合產物之方法，其包括下列 步驟：施用熱固或熱塑性化學處理劑至多根纖維上，該纖維 包含玻璃或合成加強纖維，以形成塗覆有所施之化學處理劑 的纖維，該化學處理劑為大體不含溶劑且非光硬化；及加熱 10 該經施用之化學處理劑以降低至少部分之經施用之化學處理 劑的黏度、或硬化至少部分經施用之化學處理劑、或二者同 時發生’以形成經塗覆的纖維。化學處理劑可以約〇.1 _iwt% 之數量施用，以施膠該等多根纖維，或以約2_25wt%之數量施 用，以預浸清多根纖維》纖維又包含聚合物母材纖維。於一 15較佳具體例中，該加強纖維包含玻璃加強纖維，且該加熱步 驟包括供應由玻璃加強纖維發出的熱能至所施用之化學處理 劑上，於施用步驟期間，該玻螭加強纖維之溫度較佳為約15〇_ 350°C ’更佳約200-30(TC。該加強纖維包含預成形之加強纖維 ，而该方法又包括預先加熱該預成形之加強纖維的步驟。又 2〇，該加強纖維可包含玻璃纖維，且該方法又包括由熔融玻璃 加強材料源形成玻璃纖維之步驟，於此，該加熱步驟包含供 應該保有於源自朗㈣之玻❾H社減給該施用之 化學處理劑。加熱步驟包含將得自多根纖料部來源的熱能 供應給該施狀化學處_。於—較佳㈣财，該化學處 -----------^ * 裝--- (請先閱讀背面之浼意事項再填寫本頁> —訂----- 段濟部智慧財產4員工消費合作社印製 -12- A； B7 經 濟 部 智 慧 財 產 •員· 工 消 # 社 ΐρ %! 五、發明說明（10) 理劑為熱固性，而加熱步驟可硬化至少一部分之施用的化學 處理劑。另外，化學處理劑為熱塑性的，而加熱步驟可降低 至少一部分施用之化學處理劑的黏度。該方法又包括集束該 經塗覆的纖維成為複合股纖之步驟，而加熱步驟係於集束步 5 驟之後進行。該化學處理劑可含有一種有機材料，複合股纖 之有機材料含量為約2-25wt%。該方法也包含成形複合股纖為 複材件之步驟，該複材件具有多根設置於母材内之纖維，該 母材係由所施用之化學處理劑而形成至少一部分。多根纖維 選擇性包含聚合物母材纖維，其構成複材件母材之至少一部 10 分。成形步驟可與集束步驟於線上進行。此外，加強纖維與 母材纖維可混合以提供多根纖維。施用步驟包括同時以化學 處理劑塗覆加強纖維和母材纖維。 此外，本發明係關於一種執行前述方法之裝置。 本發明亦係關於一種化學處理劑，其係供施用至纖維，以 15 加工處理成複合股纖而可設置於母材内以形成纖維加強複材件 ，該化學處理劑包括：一種包含至少一多官能單體與一低分子 量單官能單體之成膜劑；和一種包含一官能化有機基質之耦合 劑β該化學處理劑為熱固性，且至少部分可熱硬化，大體不含 溶劑且大體非光硬化。處理劑可選擇性地包含一加工助劑，例 20 如，環氧樹脂官能基黏度改質劑或硬脂酸丁氧乙酯。於一較佳 具體例中，該化學處理劑於約150-350°C溫度為可熱固化。成膜 劑可包含一選自聚酯醇酸樹脂、環氧樹脂、和含縮水甘油醚官 能基化合物之單體。成膜劑亦可包括至少一選自胺甲酸酯、乙 烯基酯、醯胺酸、迪爾斯阿德（Diels Alder反應性物種、和柯普 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Ai规格⑵〇 X妁7公釐） I 4 --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13, 67 87 3 Λ67 873 Λ7 B7 五、發明說明（u) (Cope)重排化合物之成分。於約93_i1(rc溫度下，該化學處理劑 較佳具有黏度至多約300厘泊（CpS)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，本發明亦係關於一種化學處理劑，其係供施用至 纖維，以加工處理成複合股纖而可設置於母材内以形成纖維 5加強複材件，該化學處理劑包括：一種包括至少一種低分子 量熱塑聚合物材料之成膜劑；和一種包括官能化有機基質之 耗合劑，其中該化學處理劑為熱塑性，大體不含溶劑且大體 非光硬化。該處理劑可選擇性地包含一加工助劑。該低分子 量之熱塑聚合物包含一裂解聚酯或聚醯胺，而裂解聚酯或聚 10醯胺較佳係選自聚對酞酸伸乙酯，聚對酞酸伸丁酯，和尼龍 。於一較佳具體例中，該處理劑係包括一加工助劑’該加工 助劑係包含一選自對酞酸二正丁酯，1,4-丁二醇二笨甲酸酿， 對醜酸二乙酯，乙二醇二苯甲酸酯，己内酯，己二醯氯與正 胺基己烷之加合物，及1,6-己二胺與己醯氣之加合物中之單體 15相當物。於約93-1KTC溫度下，該化學處理劑較佳具有黏度至 多約300厘泊（cps) 〇 本發明之其它目的、特點和優點可由本發明之詳細說明 經濟部智慧財產為員工消費合作社印製 及其較佳具體例連同附囷而顯然自明。 20 圖式之簡單說明 第1圖係為一具體實施例之裝置的透視圖，該裝置係用於 化學處理由熔融材料連續成形且適於製造複材件之纖維。 第2圖係為另一具體實施例之化學處理纖維用之系統的透 視圖，於此，一保熱器係置於成纖機械與化學處理劑施用器 本紙張尺度適用中國國家標準丨规格（2]0 X 297公釐） -14- 經 濟 部 智 慧 財 產 -r 工 消 •費 4 社 印 Ύί Α7 _________—___Β7 ____ 五、發明說明（12) 之間。 第3圖係為又_具體實施例之裝置的透視圖’該裝置係用 於化學處理由溶融材料連續成形之纖維及由捲包抽拉之預成 形纖維。 5 第4囷係為一具體實施例之裝置的透視圖，該裝置係用於 製造及然後短切一預浸漬之加強纖維之熱塑材料包覆的複合 股纖，以形成多個丸粒，該丸粒係適用於模塑成一纖維加強 熱塑複材件。 第5圖為一絡紗器裝置之平面圖，該絡紗器裝置係供捲繞 10 —熱塑材料包覆之複合股纖成為線捲包而適用於模塑成纖維 加強熱塑複材件。 第6圖係為又一具體實施例之裝置的透視圖，該裝置係用 於製造及然後短切一預浸漬之加強纖維之熱塑材料的包覆複 合股纖，以形成多個九粒，該丸粒係適用於模塑成纖維加強 15 熱塑複材件。 本發明之詳細說明輿鲂祛具掳你丨 不含溶劑之化學處理剗 本發明之一概略態樣係關於一大體不含溶劑之化學處理 劑，其係供用至一待加工處理成複材件之纖維β可施用一種 20 或多種化學處理劑至該纖維’例如以一種或多種習知之施用 器施用之’以施勝及/或預浸潰一足量之加強纖維而獲得所 需之複合材性質。 特別的是’該纖維或長纖係以一化學處理劑施勝及/或 預浸潰。該化學處理劑係具有低黏度，大體不含未反應之溶 本紙張尺度適用中®國家標單（CNS)M規格（2]0 ^97公釐） --------------裝--- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂- -線. -15- 4 η 87 3 AT Β7 五、發明說明（13) 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 工 消 費 合 η 社 印 製 20 劑，且不因光化輕射而硬化。低黏度可經由選用該用於化學 處理劑中之相對低分子量的成分而達成。 熱能可用以降低黏度且改良該施用至纖維後之化學處理 劑的滿潤能力。此外或另外’熱能可用以提高施用化學處理 劑的分子量或以其它方式硬化(亦即，交聯或提高分子量卜另 外，亦可不供應熱能至所施用之化學處理劑。無論是否採用 加熱’極少（若有）產生水蒸氣、揮發性有機碳(v〇c)蒸氣、或 其它溶劑蒸氣。 該所得之化學處理纖維係適合形成一複合股纖，例如， 預浸潰股纖（「預浸膠」）。隨後，複合股纖可於線上或離線加 工處理成一複材件，該複材件具有一設置於聚合物母材内之 加強纖維。 一適用於製造一或多種適合模塑成為纖維加強熱塑複材 件之呈線形或粒形之複合股纖的裝置，其包含一加強纖維源 ，和選擇性地包含一或多個它型之纖維源，此種來源之一為 熔融加強材料(例如，破璃)坩堝，於其中可抽絲出足夠數目之 連續加強纖維以形成至少部分（即使非全部）之股纖。其亦希望 加強纖維源為一或多個預成形加強之纖維線轴或其它捲包。 一預成形加強纖維源可與一連續形成加強纖維源併用。該纖 維源亦可包括母材纖維，該母材纖維可由例如^^或纺嘴而 連續生產及/或顏形，並以適當之捲包(如㈣)方式提供。 當形成玻璃加強纖維時，該成纖機械係自一溶融玻璃纖 維材料源(如-習知之玻璃纖維形成_)以形成麟。該成纖 操作係可於離線或㈣有其他裝置之線上進行。當該所形成 本纸張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（2J0 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂---------媒 -16- 五、發明說明（14) 10 15 A7 B7 .經 濟 部 智 慧 財 產 局 工 消 β 合 社 印 20 之纖維為玻璃加強纖維時’該成纖機械係自一熔融玻璃加強 纖維材料源處而形成纖維。於一個具體例中，該成織機械形 成纖維，以使得於形成後其等可發散熱能而維持一段時間。 一施用器係用以施用化學處理劑至實質上全部之纖維。 该施用器可為習知者，或任何其它適合施用所需化學處理劑 之類型與數量之設備。該施用器可與成纖機械設置於線上， 以供施用化學處理劑至纖維上而形成多根經塗覆的纖維。該 施用器係施用一大體不含溶劑且大體上非光硬化之化學處理 劑。 一裝置之具體例係包含一施用器系統，其當纖維處於比 所施用之化學處理劑更高溫時施用該化學處理劑。當施用該 化學處理劑時’該纖維係處於足夠高溫，以提供足夠熱能， 而使該施用之化學處理劑降低其黏度、或至少部分熱硬化(例 如，若化學處理劑為熱固性）、或二者同時發生D但當施用該 化學處理劑時，該纖維溫度係不足以引起所施用之化學處理 劑的顯著分解。所施用之化學處理劑與接受施用化學處理劑 之纖維間的溫差可經由該包含作為施用器系統之部件之保熱 器而達成。此種溫差亦可經由將施用器設置夠接近(例如，晚 鄰)該成纖機械，而使於施用化學處理劑時，該纖維處於比化 學處理劑足夠高之溫度下而達成。此種施用器系統可包含一 設置於其中之保熱器，以於施用化學處理劑期間及〆或後， 可有助於維持纖維的溫度，或至少減緩降溫的速率。 集朿鞋或若干其它集束器或絞紗器以用於集束經處理之 纖維成至少一根股纖。然後，該股纖可以適當之聚合材料（較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^297公釐） -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項洱填寫本頁) . 線' -17« 4 6 7 8 7 3 經濟部智慧財產局、員工消費合作社印4,,Λ B7 五、發明說明（15) 佳為熱塑材料）塗復或包覆成為所需之複材件。 用以塗復或包覆該經化學處理之股纖的材料可由炫融熱 塑材料源(如押出機)提供。欲塗覆經處理之股纖與形成一包覆 複合股纖時，該經處理之股織可抽絲或以其它方式通過一適 5當之塗覆裝置。舉例言之，該經包覆之複合股纖可經由以抽 絲或以其它方式使多根股纖通過一相當數目之模具而形成， 且各個模具至少有一個出口孔，其尺寸可使塗層成形為一具 有所需厚度之熱塑鞘套(例如，獲得熱塑材料對玻璃重量比約 30 : 70 至約 70 : 30)。 10 一線塗覆器較佳係用以包覆股纖。線塗覆器是一種裝置 或一组裝置’其可使用塑性材料來塗覆一或多根股纖，俾於 各股纖上形成相對均勻厚度之鞘套。該線塗覆器較佳係包含 某型之模具’其可將鞘套成形為所需之均勻厚度及/或截面 〇 15 該股纖係使用—適當之裝置而饋送或.通經該塗覆裝置， 舉例言之，一拉出器係可用以抽拉股纖通過線塗覆器。此拉 出器可與線塗覆器分開或構成線塗覆器的部件。一短切器亦 可作為拉出器，或辅助拉出器經由線塗覆器而拉出股纖。 該所得之經塗覆或包覆的複合股纖可被切割或以其它方 20式分離成為不連續之長度而形成多個包覆複合丸粒，或捲繞 或以其它方式捲包形成包覆複合股纖。該化學處理劑係有助 於將多根纖維共同保持於各個聚合物包覆複合丸粒或線内。 複材件可經由模塑一或多根包覆複合股纖(例如，呈丸 粒、線或其它形式）而製成。該包覆複合股纖之鞘套係形成為 ϋ尺“用 “見格{m~—)---—- f i--------t-------I « ^ (請先閱讀背面之注意事^再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 消 社 Λ7 _____五、發明說明（16) 該欲被模塑之複材件之母材的至少一部分或形成其全部。用 以形成該複材件之模塑方法之範例包含射出模塑、壓模、及 其它適當之模塑技術。 第1 -3圊係示例說明化學處理該適合製造複材件之多根纖 5 維10的較佳具體例。一典型之複材件係包括多根置於聚合物 材料之母材内的加強纖維12。 除了加強纖維12外，纖維10亦可包含它型適合製造複材 件之纖維，例如，母材纖維13。該母材纖維13較佳係由聚合 物母材所製成且構成母材之至少一部分《該加強纖維12可為 10 玻璃，其可自熔融玻璃加強材料源處(例如，第1和2圖所示習 知玻璃纖維形成坩堝)連續抽取。連續成形之玻璃加強纖維係 為特佳，其原因是該源自成形過程所殘留於玻璃纖維中的熱 能可用以有效提供熱量至該所施用之化學處理劑。除使用或 替代使用連續成形的玻璃纖維外，該加強纖維12包含由玻璃 及/或合成之加強材料所製成之預成形的加強纖維。 「預成形」一詞表示纖維於提供以本發明之化學處理劑 處理之前離線成形。「玻璃」一詞係表示一種無機融合產物， 冷卻時其硬化成一剛性非結晶之條件，且預期包含適用於製 造加強纖維之常見的矽玻璃和玻璃性無機材料，例如，硼矽 玻璃，玻璃棉，岩棉，熔渣棉，和礦石棉。相對地，「合成」 加強材料為非玻璃材料，例如，克維拉(Kevia|>)、碳或石墨、 碳化矽及其它具有適當加強特性之非玻璃材料。當使用由不 同材料所製成之纖維時，其預期該相同或相異的化學處理劑 係皆可使用於各型纖維中。 15 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A_丨規格（210 X 297公发） -------------^衣·-- (請先閱讀背面之达意事項再填寫本頁) 訂·· i線 19- 467873 A； B7

經 濟 部 智 慧 財 產 A 消 費 合 社 印 五、發明說明（17) 於一個具體例中，該化學處理劑係以該使用熱能以影響 施用化學中兩種變化之至少一者的方法和裝置來施用。熱能 可用以降低黏度，其改良該已施用至纖維之化學處理劑的濕 潤能力。另外或此外，熱能可用以提高施用化學處理劑之分 5 子量或以其它方式硬化。第1和2圖係闡明施用化學處理劑之 裂置與方法之範例具體例β 該用以塗覆纖維10之化學處理劑具有一比母材低之分子 量和黏度，且亦大體上不含一無法反應之溶劑。「不可反應的 溶劑」（例如，水和某些有機溶劑）為一種溶劑，其於熱能存在 10 下可由化學處理劑蒸發去除，而不與化學處理劑成分或母材 反應。該化學處理劑大體「不含溶劑」，亦即，實質上不含此 種大體無法反應的溶劑。如此，化學處理劑可有微量不可反 應的溶劑，但存在的溶劑量本身無法顯著降低化學處理劑點 度（亦即，影響化學處理劑濕潤纖維的能力）。此外，該所施用 15 之化學處理劑係充分不含任何不可反應的溶劑，故當化學處 理劑被加熱時(其包含複材件模塑期間）係不產生大量的水蒸氣 、VOC蒸氣、或其它溶劑蒸氣。由於不含溶劑，故本化學處 理劑可減低黏度及/或熱硬而未出現一質量之實質的下降。 如此，大半施於纖維10上的化學處理劑係仍保留於纖維上。 20 雖該化學處理劑不含溶劑，但並未排除於化學處理劑中 使用一或多種可溶或可與其它成分(例如，耦合劑)相容之添加 劑。舉例言之，例如得自蜆殼化學公司的HELOXY(環氧官能改 質劑）產品如1,4-丁二醇之二縮水甘油醚(HELOXY改質劑67)或蓖 麻油之多縮水甘油醚(HELOXY改質劑505)等相容黏度改質劑皆 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A:_1規格（21ϋ X 297公釐） ( 裝--------訂---------竣 (請先閱讀背面之沈意事項再填寫本頁) -20- 經濟部智慧財產局1工消費_合^社印·" A7 _____ __ "™****^ 1' ___________ 五、發明說明（18) 可使用於成膜純巾L或多種料成分反應或交互作 用而降低化學處理劑之黏度’而非於熱能存在下呈蒸氣被去 除。 該化學處理劑亦無法藉由光化輻射而硬化（亦即，非光硬 5化）至任何實質程度。換言之，化學處理劑不會因光化輻射之 影響而光化反應而硬化或顯著增高其黏度。 該性質上可為熱固或熱塑的化學處理劑可用於施膠及/ 或預&潰该所需數目之加強纖維12，以獲得該所需之複合性 質。化學處理劑也可用以施膠及/或預浸潰它型纖維1〇，如 10 由聚合物母材所製成的母材纖維13。 母材纖維可為線上連續形成或預先形成的，且隨後用以 形成複材件母材之部分或全部。當使用母材纖維時，該施用 化學處理劑之步驟可包含以與施用至該加強纖維之相同或相 異之化學處理劑來施膠及/或預浸漬該母材纖維。 15 於大半情況下’預浸潰與施膠係需要的，且因此，較佳 係使用相同的化學處理劑以施膠與預浸潰該纖維10。然而， _種化學處理劑可任擇地用以施膠該加強纖維及/或母材纖 維’而另一種化學處理劑可用以預浸潰該加強纖維及/或母 材纖維。若使用不同型之母材纖維時，則較佳係對各型母材 20 纖維施用不同的化學處理劑。 施膠纖維係涉及於各根纖維之表面上至少施用一單層之 化學處理劑。當一含量自0.1%至1%(例如約0 5%重量比（以經 處理之纖維總重為基礎))之化學處理劑施用至纖維上12時，該 玻璃加強纖維12—般係視為被施膠。預浸潰係涉及塗覆或以 本纸張尺度:適用中國國家標準（CNS)A:1規格（2〗0 X 297公发） -------------裝·-------訂·--------線 (請先間讀背面之;i意事項再填寫本頁) -21- 經濟部智慧財產局\員工消費合作社印製 4 67 87 3 Λ7 Β7 五、發明說明（l9) 其它方式施用足量之化學處理劑至多根纖維上，而於纖維 成形為炒束或股纖14時’大體填滿該纖維間之空間。當股纖14 具有化學處理劑含量約2%至約25wt%時，玻璃加強纖維12的 紗束或股纖14 一般係視為被預浸漬》 5 纖維可於同一時間内經施膠而未預浸漬，例如，當一化 學處理劑以低量施用時及/或該化學處理劑具有夠低黏度時 。該化學處理劑之黏度可藉調整其溫度而調整之。例如，該 化學處理劑之黏度可於施用化學處理劑後採用纖維内存在的 熱量而調整。 10 股纖纖維10之加強纖維12較佳係至少以約2-l5wt%，更佳 約5-15wt%，又更佳約8wt%(以經處理之纖維重量為基礎)之化 學處理劑塗覆。一習知之燃燒損失(LOI)方法可用以決定需施 用多少化學處理劑於纖維12(較佳為玻璃)上β 較佳之LOI範圍或值係為可在最低成本下獲得所需複合股 15纖特性之值。於L0I值為8%時，係發現樣品股纖彳4係徹底被 浸漬但接觸時並未感覺濕潤。太低的L0|值會引起隨後線上或 離線處理與處置的股纖14起毛（亦即，股纖中多根個別玻璃纖 維斷裂）。但添加更多化學處理劑則終產物成本會更高。較高 L〇丨值也會使低黏度成分流出股纖彳^外。總而言之，約25_4〇wt 2〇外之1*0丨值對於製造一具有全部之母材聚合物的複材件為佳， 其中該母材聚合物皆由複合股纖14所提供。 因此，纖維10可根據本發明而化學處理以形成一預浸物（ 預浸漬複合股纖）14，或一僅含施膠纖維10之複合股纖14。一 或多根複合股纖14隨後可於線上或離線加工處理成多種複材 本紙張尺度家標準（CNS)A.丨规格㈣：观公；—-- (請t閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - f I I ! I I - *1111111 -22- 五、發明說明（20) Λ7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 J ‘ 工 消 -費 社 印 件°例如，形成複合股纖之步驟可於線上以集束步驟完成。 該由股纖14所形成之複材件的範例包含襯墊、織物、薄片、 嵌片、練線管、拉擠件或噴疊件(槍梳毛）。股纖14也可短切成 適用於射出或其它模塑方法之定長或丸粒而形成複材件。 本發明之化學處理劑一般係包括成膜劑和輛合劑。該成 膜劑係形成一層聚合材料，其環繞各根被覆以化學處理劑的 纖維。該耦合劑係有助於將成膜劑鍵結或以其它方式耦合至 至少該加強纖維。若屬適宜，耦合劑也可選用以輔助成膜劑 與聚合物母材反應或交互作用。 該所施用之化學處理劑係作為一熱固物或一熱塑物。又 ，該處理劑亦可具有熱固和熱塑二種成分，例如，該處理劑 可含有大體熱塑之聚合物，該聚合物具有反應性端基而可參 與熱固/硬化反應。該用於任一型化學處理劑之成膜劑可為 與使用於複合母材之聚合材料相同的聚合材料。 熱固性之化學處理劑係為部分或完全可熱硬化，且實 質上為非光硬化的，而可與熱固或熱塑之聚合物母材一起使 用。若該化學處理劑的表現如同熱固材料，則施加熱能可至 少部分硬化該化學處理劑，且會引起至少部分硬化令之施用 化學處理劑之黏度的增高。一較佳之化學處理劑於約(662 20 °F)及以下溫度係為可熱硬化的。 於一熱固性化學處理劑之範例中，該成膜劑較佳係包括 一或多種相對低分子量之單官能單體’ 一或多種相對低或高 分子量之多官能單體’或其等之組合，一單官能單體之每一 分子具有一個反應位置，而多官能單體每一分子則有二或多 5 10 15 本纸張尺度滷用令國國家標準（CNS)A-l规格<2f0 X 297公髮） (請先閱讀背面之;it事項再填寫本頁) 裝 訂. -線· -23- 4 67 87 3 Λ7 B7 經濟部智慧財產局1工消費合作社印制Λ 五、發明說明（21) 個反應位置。單體為可熱硬化且不會產生大量水蒸氣 '揮發 性有機碳蒸氣或其它溶劑蒸氣。舉例言之，用於熱固性化學 處理劑中之成膜劑包含至少一種選自下列之低分子量官能單 艘，例如，聚酯醇酸樹脂，環氧樹脂，和縮水甘油醚官能基 5 之組合，而足以於各根纖維上形成一層薄膜而又尚未組成環 氧樹脂。其它適合用作為成膜劑之全部或部分之官能單體包 含胺甲酸酯’乙烯酯’醯胺酸，迪爾斯阿德(Die|s Alder)反應物 種(例如，二烯類或親二烯基團），和可進行柯普（c〇pe)重排的 分子。官能單體分子量適當地係低於母材之分子量，以獲得 10 具低黏度之化學處理劑。 於_熱塑性之化學處理劑範例中，成膜劑較佳包括至少 一種低分子量之熱塑聚合物料，其於升溫下具有相對低的黏 度。熱塑材料通常比典型未硬化之熱固物料具有相對高之分 子量，因而具有高黏度》但此種高分子量熱塑材料若以裂解 15 或其它方式加工處理成為一夠低分子量之材料時，則仍可用 於熱塑性化學處理劑之成膜劑中。該高分子量熱塑材料，例 如，聚對酞酸伸乙酯（PET) ’聚對酞酸伸丁酯（pbt)，其它聚酯 類和聚醯胺類（如尼龍），可經適當裂解而用於此種用途。 有些熱塑材料即使裂解後仍具非理想之高黏度。於此種 20 情況下，加工助劑或黏度改質劑可用於成膜劑系統。例如， 熱塑材料之單體相當物’或單體相當物與寡聚物之混合物（例 如，裂解之熱塑材料）可用作高分子量熱塑材料之加工助刺。 熱塑單體相當物之範例包含PBT之對蚊酸二正丁酯和1，4_ 丁二 醇二笨甲酸酯；PET之對醜酸二乙酯和乙二醇二笨甲酸酯；和 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A._1规格（210x297公釐） -----------{Ε--------訂--------成 * (請先閲讀背面之注意事項再填π本頁) -24- 产 經濟郤智慧財產局'^-工消^合^社印·!· Λ7 B7 五、發明說明（22) 尼龍之己内酿，己一酿氣與正胺基已院加合物，和1,6-己二胺 與己醯氣之加合物。於此等範例中，單體相當物分子係可作 為加工助劑，而使高分子量熱塑材料（如pB丁，pET，和尼龍) 形成化學處理劑中之成膜劑的至少—部分。 5 前述範例之單體相當物的加工助劑可與其它熱塑材料一 起使用，及/或可變成反應性而與熱固或熱塑材料一起使用 。將硬脂酸丁氧乙酯<BES)使用於下述實例所描述之應用於熱 固母材中之含有BES的化學處理劑中以作為加工助劑係可獲得 滿意的結果。此等加工助劑較佳係含有與母材聚合物相同種 10類的官能基。其等可為無數分子及/或分子組合，該分子係 可用作單體相當物之加工助劑。 若化學處理劑係為一熱固性材料時，則較佳之方法係使 用加熱步驟以至少部分硬化該所施用之化學處理劑，並造成 硬化中之至少部分施用的化學處理劑（亦即，最直接暴露於熱 15 部分）的黏度增高。當該熱固性化學處理劑硬化時，可藉分子 量增加以造成黏度的增高。該熱固性成膜劑係為可熱硬化且 於加熱時不產生大量溶劑蒸氣。該使用於成膜劑之官能單體 較佳於約350 C (662 F)及以下溫度時可熱硬化，原因是高於約 350°C(662°F)溫度時，多種化學處理劑的永久劣化風險增至非 20 期望程度。 若該所施用之化學處理劑係為熱塑材料時，則加熱會引 起至少一部分所施用之化學處理劑（即，最直接暴熱之部分， 例如’毗鄰熱纖維）的黏度降低。若於加熱期間黏度下降，則 較佳黏度之降幅係足以改良所施用之熱塑性化學處理劑濕潤 本紙張尺度適用中國國家標準規格（2丨0 X 2(J7公釐） --------訂·-------線 (請先閱讀背面尤注意事項再填寫本頁) -25- 4 6 7 8 7 3 Λ7 B7 經濟部智慧財產居^'工消費合作社印製 五、發明說明（23) 纖維10之能力（塗覆纖維及與纖維面交互作用）（視需要而定}» - 當黏度下降之情況發生於至少部分施用之化學處理劑(位置毗 鄰纖維表面）時，最可能改良該纖維10上所施用之化學處理劑 的濕潤性，欲減低加熱時之永久性分解的機會，特別係就熱 5塑性成膜劑與熱塑型化學處理劑整體而言，其較佳係於約350 °C(662°F)及以下溫度下具有夠低的黏度。 兩型化學處理劑之黏度於初次施用時，皆夠低而足以至 少部分（即使非完全）濕潤纖維彳〇 β欲使用習知設備（例如，標 準單輥或雙輥施用器26)來施用化學處理劑，而未引起纖維1〇( 10特別是玻璃纖維）之顯著多數斷裂，則施用前之化學處理劑較 佳具有約10〇〇cps或以下之黏度。該欲施用之化學處理劑的黏 度愈低，則纖維10可愈快速加工處理而未引起纖維顯著斷裂 β如此，在施用之前，該化學處理劑更佳具有約300cps或以下 的黏度。於一優異加工處理纖維10之較佳具體例中，當施用 15該化學處理劑時，該化學處理劑較佳具有約5〇cps的黏度，更 佳約10cps(藉習知黏度計測量，例如，布汝克菲(Bf〇〇kfie|⑴或⑹ 黏度計）。 以下係為成膜劑之特例，其分成兩大類：液趙與可熔。 於「液體」類別中，有3例已被合成之順丁烯二酸酯基之成膜 20劑。此外’有12種由市售成分所製成之環氧樹脂基之成膜劑 。亦有另一種液體成膜劑(烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯），其可用 於熱固性或熱塑性化學處理劑。於「可熔」之類別中，'有兩 種成膜劑H各自由-種市售聚己_與—餘體成膜劑 所製成。聚己内S旨系統之例於室溫下係為固體聚合物。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNSM‘1規格（21〇χ297公釐） ---------—裝------- (請史閲讀背面之注意事項#填寫本頁) 訂---------Μ -26- 五、發明說明（24) 10 15 Λ7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 .員‘ 工 消 -費 f乍 杜 印 .製 20 成膜劑範例皆可根據本發明而加工處理。 营你丨1-6 :液體成膜劑 實例1-丙二醇-反丁烯二酸酯 一習知之十加命(38升）不銹鋼反應器内饋進17.02.千克之 丙二醇（得自俄亥俄州哥倫比亞Ashland化學公司）和12.98千克 之反丁烯二酸(得自猶它州鹽湖城Huntsman特用化學品公司）。 為求安定起見，於反應器内加進3.62克(120ppm)甲笨氫醌(thq)( 得自康州密瓦基Aldrich化學公司）。該進料之莫耳比為2:1之丙 二醇(PG):反丁烯二酸(FA)。該混合物係於氮氣下於38CTF(193 °C)加熱5小時。反應終點係由PG-FA之產物黏度決定，該黏度 係藉由德拉瓦州威明頓丨C1公司製造的錐與板黏度計測量為12〇 T{49°C)360-450cps。反應終點的酸值典型觀察值為ι〇_36毫當 量KOH/克醇酸樹脂。此種材料可直接用作成膜劑。 實例2-丙氧化蟀酚A-順丁烯二酸酯 50加侖(189升）不銹鋼反應器内饋進159.68千克丙氧化雙酚 A(得自南加州印滿之Milliken化學公司）和2〇,33千克順丁稀二針( 得自Huntsman特用化學品公司為求安定起見，於反應器内 加入18克(1 〇〇ppm)氬绲(hG〇(得自Aldrich化學公司）。混合物於氮 氣下於175F(79t：)加熱2.5小時，然後於275卞(135。〇)加熱3·5小 時9反應終點係藉酸值而決定，當酸值達63 6毫當量K〇H/克 醇酸樹脂且藉紅外光譜儀不再觀察得順丁烯二酐時，視為反 應完成。該產物黏度藉ICI雜與板黏度計測得於2〇〇卞(93。〇為 100-130cpsa此種村料可直接用作成膜劑。 實例3-丙氧化烯兩辞_順丁烯二酸酯 本紙張尺度適用中國國家標準規格（21〇χ 297公釐） ------------*裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之浼意事項再填寫本頁) -27- 經濟部智慧財產局1工消費合作社印製 7 87 3 Λ： __ B7 五、發明說明（25) 15加侖(57升）不銹鋼反應器内饋進15.49千克丙氧北烯丙醇 (得自賓州新鎮廣場Arco化學公司）和9.88千克順丁稀二酐(得自 Huntsman特用化學品公司）。為求安定起見，於反應器内加入2.53 克（100ppm)氫醌(HQ)。混合物於氮氣下於250-300T (121-149aC ) 5 加熱4小時《反應終點為酸值達263.4毫當量KOH/克醇酸樹脂 且藉紅外光譜儀不再觀察得順丁烯二酐β該產物之黏度係藉ICI 錐與板黏度計測得於200°F(93°C)為100-130cps。此種材料可直 接用作成膜劑* 低黏唐碑氫榭脂系統 10 一典型之環氧樹脂基之成膜劑係含有一或多種得自規殼 化學公司之環氡樹脂，例如，伊邦(EP0N)樹脂8121，伊邦SU-2.5 ，伊邦160 ’海洛希（HEL0XY)改質劑62(甲酚基縮水甘油醚）， 海洛希67(1,4-丁二醇二縮水甘油醚），和海洛希505(蓖麻油多縮 水甘油謎）>下列所列示之全部環氧樹脂基之成膜劑於室溫下 15 係具有黏度低於50cps。全部百分率皆以重量計(除非另行陳明 否則份數和百分率皆為以重量計卜 (A) 100%海洛希改質劑67 (B) 98%海洛希改質劑67，2%海洛希改質劑62 (C) 90%海洛希改質劑67，10%海洛希改質劑62 20 (D) 98%海洛希改質劑67，2%伊邦樹脂160 (E) 90%海洛希改質劑67，10%伊邦樹脂160 ⑸98%海洛希改質劑67，2%伊邦樹脂SU-2.5 (G) 90%海洛希改質劑67，10%伊邦樹脂SU-2.5 (H) 97%海洛希改質劑67，3%海洛希改質劑505 中關 規格 公f---- -28- 裝·-------訂·--------^ 零 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ： 五、發明說明（ ------ 26) (I) 100%海洛希欵質劑62 (J) 70%海洛希改質劑62,3〇%伊邦樹脂3121 (K) 65%海洛希改質劑62，3〇%伊邦樹脂812彳，5%伊邦樹腊 SU-2.5 5 宽_例5-是勤|環氣榭脂 除了前述之環氧樹脂系統外，一較高溫且較高黏度之環 氧樹脂成膜劑系統範例為DER 337環氧樹脂(得自陶氏化學公司 )與Araldite GT7031(得自瑞士汽巴嘉基公司）之1:1混合物。节成 膜劑黏度係使用布汝克菲(Brookfield)黏度計測量，於2〇〇卞(的 10 °c)為 350-450cps。 實例6-烯丙基丙氣酸酯胳甲醢酯 一配備有加熱罩斗，費德利（Freidrich)冷凝器，_八 ° ☆升之 添加漏斗’電動搜拌器，和熱偶溫度探針之12升三頸圓底破 璃反應器内饋進3.63千克(21.6莫耳)Desmodur H(二異氣酸六亞 15 甲酯’得自賓州匹茲堡Bayer化學公司）。於其中加入〇5克 (50ppm)二月桂酸二丁酯錫(得自Aldrich化學公司）。其次經滴液 漏斗加入6.37千克(43_6莫耳)ARCAL丙氡酸烯丙酯1375(丙氡化 稀丙醇’得自Arco化學公司）。逐滴加入丙氧酸稀丙酯，藉改 變添加速率和加熱罩斗溫度以維持溫度於80eC。添加完成時 20 ，反應器内容物之溫度係維持於8〇°C歷3小時或直至反應混合 物紅外光譜之2200波數峰（對應於Desmodur Η之異氰酸基）消失 為止。成膜劑可直接使用而不需純化或作進一步處理。 實相丨7知8 :可熔成膜劑 實相丨7.而氧化雙酚Α順丁烯二酸酯/TQNE 026〇 本紙張尺度適用令國國家標箏（CNS>jiVl規格公复） -29- 經濟部智慧財產局''-貝工消費合作社印" 467873 A; ______07_______ 五、發明說明（27) 得自實例2之丙氧化雙酚A順丁烯二酸酯以1:1之重量比和 TONE 0260(聚己内酯聚合物，得自Union Carbide)混合。此種混 合物於室溫下呈固體’但於200-23CTF(93-110°C)溫度下具有50-250cps之黏度β 5 實例8-丙1化烯丙醇順丁烯二酸酯/TONE 0260 得自實例3之丙氧化烯丙醇順丁烯二酸酯係以1:1重量比 和TONE 0260混合。此種混合物於室溫下呈固體，但於200-230 °F(93-110°C)溫度下具有50-250cps之黏度。 選擇性成分 10 除前述其它黏度改質劑外，正丁醯胺酯也可用作改質劑 ’其適合與熱塑或熱固材料反應而降低成膜劑和整個化學處 理劑的黏度。較佳之醯胺酸反應改質劑的製備方法如下： —配備有加熱罩斗，費德利冷凝器，一升添加漏斗，電 動攪拌器，和熱偶溫度探針之2升三頸圓底玻璃反應器内饋進 15 150克（1,53莫耳）之順丁烯二酐(得自Huntsman化學公司）和0.02克 氮敢（得自Aldrich化學公司）。固體藉加入350毫升丙酮（高純度 級，得自Aldrich化學公司）而溶解。順丁烯二酐與氫酕之溶液 係於反應器内攪拌。溶於150毫升丙酮中之彳彳彳克（151莫耳）的 正丁胺（得自Aldrich化學公司）溶液係加至該反應 器内。逐滴添 20加正丁胺溶液，該溫度係藉由改變添加速率和加熱罩斗溫度 而維持於55 C。添加完成時’反應器和内容物溫度係維持於6〇 〇歷3小時。丙綱係藉旋轉蒸發於減壓和6(TC下去除。該固體 之正丁醯胺酸產物係藉由於9〇»c下呈液體而由反應器内去除 ’可来經進一步純化或處理而直接使用。一部分之生產的 本紙狀度適用中家‘準（CNS)A.l規格（21〇 x的7公餐] """ -30- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-------訂---------^ 經濟部智慧財產,員工消-#合‘作社印- A7 B7 五、發明說明（28) 正丁醯胺酸係由丙酮再結晶。該再結晶材料之熔點係藉示差 掃描卡計(DSC)而測得為74.9°C。 耦合劑 就熱固或熱塑化學處理劑而言，該耦合劑包括一官能化 5 之有機基質（亦即，至少一個鍵結至有機基質之有機官能基 官能化有機基質範例種類包含醇類，胺類，醋類，醚類，烴 類’矽氧烷類’矽胺烷類，矽烷類’内醯胺類，内酯類，軒 類’碳質瀝青類’硝基苯類’原酸酯類，酿亞胺類，稀胺類 ’亞胺類’醯胺類，醢亞胺類’和稀烴類。該官能化有機基 10 質可於升溫(較佳約100°C(212°F)至約35(TC(662eF))下與纖維表 面交互作用及/或反應，而於加強纖維與母材間達成充分耦 合與鍵聯而得所需之性質。該交互作用包括得自吸引力之鍵 結，諸如氫鍵或凡得瓦爾鍵。反應包括化學鍵，典型為共價 鍵結。該官能化有機基質亦可與母材交互作用或反應。耦合 15 劑範例包含石夕烧類，如7 -胺基丙基三乙氧矽烧(A-1100)，γ-曱基丙稀酿氧丙基三甲氧石夕烧(Α-174) ’和7 -縮水甘油基氧丙 基三甲氧矽烷(Α-187)(全部得自伊利諾州芝加哥Witco化學公司） 。其亦可使用非矽烷耦合劑。經由選用一或多種適用於輕合 劑系統中之官能化有機基質’而可於一複材件之加強織維與 20 母材間獲得一所需之機械性質。 雖然不欲受限於任何有關於化學處理劑之理論，一如何 操作處理劑之說明係如下。矽烷類耦合劑典型係見於以水性 為基礎之化學處理劑。由近代觀點看來，使用習知之石夕烧類 相合劑，該分子之院氧梦炫部分係進行水解以使經石夕烧或石夕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A._1規格αΐϋ X 297公釐） --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -31- Λ7

467873 五、發明說明（29) 燒醇可水溶耦合劑〇該分子之一端係與玻璃面反應或交互作 用’而分子的另一端係與母村反應或交互作用。特別的是， 該典型用於玻璃業的耦合劑為有機矽烷類，其具有一個有機 部分’據信可與母材聚合物和矽烷部分反應或交互作用，或 5 更特別的是相信矽烷醇部分可與玻璃面反應或交互作用。又 ’於某些情況下，一般相信有機矽烷之有機部分係可與玻璃 面反應（例如，共價鍵或離子鍵）或交互作用（例如，氫鍵或凡 得瓦爾鍵）。通常氫鍵和其它結合被視為為一熱力學過程(於溫 和反應條件下可逆）。於某些情況下，例如當矽烷醇鍵結至玻 10 璃面時，化學鍵被視為為一熱力學過程》如此，使用先前耦 合劑技術’該以水性為基礎之化學處理劑鍵結至玻璃係呈熱 力學過程。其原因是習知之製程通常係於相對溫和條件下進 行’且通常相當可逆。於習知製程中，於玻璃纖維塗覆一水 基化學處理劑後’塗覆妥之纖維經捲包並於烘箱中乾燥，於 15 烘箱内時’可能有若千耦合劑之有機官能基會與成膜劑之若 干有機官能基進行不可逆反應。但因典型使用烘箱溫度不夠 高，約150-190°卩(66-88。〇，故反應不足。 相反地’使用根據本發明之不含溶劑的化學處理劑時， 鍵結或耦合過程變得更為動態。換言之，鍵結可於相對嚴苛 20 條件(例如，較高溫)下進行且大體為不可逆反應。此外，除鍵 結至纖維表面的柄合劑外，可於複材件之加強纖維與母材間 形成一界面區。該界面區至少部分係由所施用之化學處理劑 而形成。該界面區係全部或部分地包含一圍繞纖維之區域， 於此’該化學處理劑和母材間係彼此交互作用及/或反應。 _本纸張尺度柳+關家標$似训彳規格⑽X 297公餐巧~~ ' -----------f ' 裝·----- --- 訂·------- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產肩真工消費合作社印製 -32- 經濟部智慧財產β‘員工消*f合作社卵製 Λ7 B7_ 五、發明說明（30) 該化學處理劑也可完全分散或溶解於周圍母材中。 雖然習知之矽烷耦合劑亦可使用於本發明之化學處理劑 中，但相信其與玻璃面的反應或交互作用係不同於習知之方 法。因於處理期間，其大體未有水的存在，但該烷氧矽烷類 5 係與玻璃面直接反應以形成矽氧烷鍵聯並釋放醇類=確實有 實驗證據（質子NMR資料)提示，該烷氧矽烷暴露於根據本發明 之加工處理條件下時，該烷氧矽烷不會於本化學處理劑中水 解β其相信，該使用於本發明之化學處理劑中之耦合劑的统 氧矽烷基可與玻璃面以動態方式反應或交互作用，而形成矽 10 氧烷鍵聯並釋放醇類。如此，本方法係為動力學而非熱力學 ，如該烷氧矽烷耦合劑存在於本發明之化學處理劑時，可觀 察得熱固和熱塑複材之良好複合性質可證；而當烷氧矽烷耦 合劑未存在於化學處理劑時，觀察得熱固和熱塑複材之複合 性質較不佳。 15 若本化學處理劑之烷氧矽烷耦合劑係可經由某種動力學 過程而與該新形成之玻璃或其它加強纖維表面反應或交互作 用，則其它型之含足量反應性官能基的分子(如前述）亦可經由 動力學過程而與玻璃或其它加強纖維面反應或交互作用。再 者，該可經由動力學過程而與玻璃或其它加強纖維表面反應 20 或交互作用之相同的官能基亦可經由動力學過程而與化學處 理劑之有機材料及/或母材反應或交互作用。則可於或極為 接近玻璃或其它纖維表面處用以建立界面區，也可用來增高 化學處理劑之平均分子量，因而可對所得之玻璃股纖產物提 供所需之物理性質。如此，本發明之優點包含可彈性使用更 本紙張尺度適用中國國家標準（Ci\S)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝·-------訂·-------線 (請先閱讀背面之注意事項冉填寫本頁) -33- 經濟部智慧財產為員工消費合作社印製 67 87 3 Λ7 _Γ>7___ 五、發明說明（31) 多種耦合劑且可於纖維與母材間建立一界面區。 為使複材件可於介於加強纖維與母材間展現一所需之機 械性質，該化學處理劑較佳係可與複材件之母材相容。一般 而言，該化學處理劑若可與母材交互作用及/或反應則視其 5 為可相容的。任一型之所施用之化學處理劑的成膜劑包括與 母材相同的聚合物物料，而用量足以形成複材件母材之部分 或全部。 化學處理劑可全部或部分與母材相容，及/或可與母材 形成一分開相。若為一分開相時，該環繞各纖維之化學處理 10 劑可形成多個分散於母材中之分開相區，及/或單一環繞其 對應纖維之分開相區。 當希望複材件以一型化學處理劑與另一不同型之母材而 製成時，熱固型化學處理劑較佳係與熱塑母材一起使用。一 低分子量之熱固性化學處理劑可於熱塑過程硬化，及/或可 15 與熱塑母材鏈終端反應。結果，此型分子不易塑化該熱塑母 材。於選用一適當之化學處理劑時，須瞭解某些低分子量熱 塑材料可於熱塑母材樹脂化學結構與低分子量熱塑材料極其 不同時，塑化該熱塑母材樹脂》此種不同熱塑材料之例為對 酞酸二丁酯作為化學處理劑之一部分，而聚丙烯係作為母材 20 ° 該化學處理劑可進一步選擇性地包括一相容劑，俾改良 化學處理劑與母材間之交互作用及/或反應，藉此可使處理 劑中不相容或較不相容的聚合物成分或組分更相容(例如，更 相溶混）於母材中。當一熱固或熱塑化學處理劑與熱塑母材一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.·丨規格UiO ^ 297公复） ------------------訂 11ΙΙ — ΙΙΙΆ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -34, 經濟部智慧財產肩員工消-f合作社许製 Λ7 Β7 五、發明說明（32) 起使用時，相容劑之範例係包括PBT單體相當物，對酞酸二丁 酯和1,4-丁二醇-二苯甲酸酯；PET單體相當物，對酞酸二乙酯 和乙二醇-二苯甲酸酯；和尼龍單體相當物，己内酯，己二醯 氣與正胺基己烷加合物，和1,6-己二胺與己醯氯加合物》 5 當任一型化學處理劑與熱固母材一起使用時，較佳係使 用一較具反應性之相容劑。例如，用於一聚醋或乙烯醋熱固 物時，一適當之相容劑係為曱基丙稀酸縮水甘油S旨之末端封 端二酸類和1,2,4-苯三酐系統之酯類。聚酯和乙烯酯熱固物之 適當相容劑特例包含鄰酞酸二烯丙酯（市售DAP)，甲基丙烯酸 10 縮水甘油酯末端封端之間酞酸，1,2,4-苯三酐-十二酸酯，對酞 酸與CH3CH2(〇CH2CH2)n(CH2)mC02H之武稀丙醇加合物，此處η為 3-7之整數而m為16(例如，CBA-60，得自伊利諾州芝加哥Witco 化學公司）。用於環氧樹脂基之熱固材料時，縮水甘油基之酯 類係適用作為一相容劑，例如，甲基丙烯酸縮水甘油酯本身 15 ，己二酸二縮水甘油醋，和異氣酸三縮水甘油醋(TGIC)。 該化學處理劑亦可包括一或多種加工助劑，俾以於製程 期間之某點輔助化學處理劑的使用及/或最理想化該所得之 複材件的性質β熱固性化學處理劑之加工助劑係包括例如減 黏劑，以減低熱固性化學處理劑施用於纖維前之黏度。該減 20 黏劑大體上不含溶劑且較佳係輔助熱固成膜劑的硬化。用於 熱固性化學處理劑的加工助劑包括，例如，苯乙烯和過氧化 物。苯乙烯較佳係用於稀薄成膜劑並參與熱固反應。過氧化 劑較佳係作為催化劑或硬化劑。 典型用於施膠玻璃纖維之它型非水形式之添加劑亦可任 本纸張尺度適用中®國家標準（CNS)AI规格（210 ><297公釐） 裝·-------訂--------丨線 (請先閱讀背面之注急事項再填寫本頁) -35- 467873 Λ7 ------ B7____ 五、發明說明（33) 擇地用於本化學處理劑中以作為加工助劑。舉例言之，可使 用加工助劑或添加劑以輔助控制玻璃纖維束或股纖的潤滑性 ，控制所產生之靜電的相對量，或控制玻璃股纖或纖維束產 物的處理能力。潤滑性可藉添加加工助劑或潤滑劑而改善， 5 例如，製備於礦油中之聚乙二醇酯乳液（例如，Emerlube 7440 ，得自北加州卡洛特Henkel紡織技術公司）；聚乙二醇類，如 ； PEC-400-MO(聚乙二醇單油酸醋）和PEG-400-單異硬脂酸醋（得自

Henke丨公司）；和硬脂酸丁氧乙酯（BES)。該等潤滑劑用來作為 潤滑劑以增進玻璃的活動性，而若審慎使用的話，對複材件 10 成品之性質僅有極少（假如有的話)之不良影響》靜電的產生可 藉添加加工助劑來控制，如聚伸乙基亞胺類，例如，Eme「y 6760-0和Emery 6760-U(得自Henke丨公司）。處理能力可藉由加工 助劑來增進，如聚乙烯基吡咯啶酮(例如，PVP K90，得自紐澤 西懷恩GAF公司），其可提供良好股纖之完整性與内聚性；及 15 濕濁劑或界面活性劑，如Pluronic L10彳和Pluronic P105(皆得自 BASF公司），其可改良母材濕潤纖維的能力。但任一種存在的 成分皆有配方，並添加以可使化學處理劑保持不含溶劑之量 〇 茲參照附圊以進一步敘述應用本發明之化學處理劑之方 20 法與裝置的較佳具體例。第1圊示例說明施用化學處理劑至該 用於製造複材件之纖維10的裝置20的具體例，該裝置包含成 纖機械22 ’如習知之形成玻璃纖維之坩禍24，其設計以適用 如習知所知之實務，以由坩堝24上方熔爐内的熔融玻璃料源 連績形成多根玻璃加強纖維12。於本範例之方法中，該玻璃 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A..l规格（2.10X的7公釐） -36- 五、發明說明（34) 10 15 Λ7 V>7 經 濟 部 智 慧 財 產 貝‘ 工 消 費 合 作 社 η 20 加強纖維12於形成後放熱—段時間9 一個或多個施用器26_， 如標準單滾軸或雙滾軸型施用器23與盤3〇 ’可用以施用前述 範例化學處理劑之一至該加強纖維12，俾形成多根塗層纖維32 。就於化學處理劑施用後製程仍持績操作而言，亦即，未有 實質數目之纖維10斷裂，該化學處理劑之黏度於施用前調整 成夠低，或如前述於施用後降低至一足量。 施用化學處理劑至新生成玻璃纖維12之兩種替代方法係 敘述如下。當該化學處理劑之黏度於相對低溫下時係相當低 時（例如，於150T(66°C)或以下之溫度時黏度為15〇cp或以下） ，使用範例1之方法。範例方法2係用於較高黏度之化學處理 劑。包含源自前述實例1·4(κ)和6之成膜劑之一的化學處理劑 可用於方法1。包含源自實例5, 7和8之成膜劑之一化學處理 劑可用於方法2。方法1使用的任一種化學處理劑亦可用於方 法2。用於方法1或方法2之任一種化學處理劑亦可用於另—範 例系統方法3。 方法1 此用於施用一化學處理劑之方法係採用習知玻璃加強纖 維生成之设備，其改良施用器26周圍之區域，以使施用器％ 的位置可於垂直玻璃纖維12流（亦即，纖維10流)之平面上與含 纖維10之平面上作調整。該施用器26係利用懸臂固定至有輪 車架。該車架係位於軌上而易沿垂直纖維流方向之軸定位。 車架頂藉剪千斤頂與蝸桿蝸輪配置而聯結至車架主體。如此 使施用器26可相對於坩堝24升降。於製程中，該施用器26之 位置係可沿雙軸調整e該化學處理劑係儲存於金屬桶，如5加 — — — — — — II ΐ衣 — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〉 -I線- 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)/V1規格（210 X 297公爱） -37- 4 6 7 87 3 A7 B? 五、發明說明（35) 經濟部智慧財產力員工消費合作社印製 侖(19升)桶中。 化學處理劑之加熱乃非必要者。欲加熱化學處理劑時 係將桶置於熱板頂上及/或袠以桶式加熱器，例如如件自密 西根州公園市之OHMTEMP公司之型號5。該化學處理劑的π度 係利用基於可變交流熱偶之加熱控制器維持於所需之程度 例如得自大供應商如Fisher科學公司或VWR科學公司之控制μ 。該化學處理劑係利用脈動唧筒由施用器盤30„即送，例士 Masterflex #7529-8型號配備有Masterflex唧筒控制器型號#7549 5〇 和Masterflex管路部件#6402-73皆得自Barnant公司（伊利諾州伯靈 頓Cole-Parmer分公司）。該施用器26係為一用於玻鴇纖維形成 過程的標準設計，包括支撐單根石墨輥28之金屬盤3〇，續輕 直徑為3.0吋(7.6厘米）且由電動馬達所驅動，其速度為32〇吸 (0.9-6.1米）/分鐘。可使用其它唧筒替代脈動唧筒，例如，2的仙 唧筒型號#60-20000-0939-4得自 Parker Hannifin公司 Zenith°即筒分 公司，北卡州史丹福。此替代唧筒屬齒輪型唧筒，其配備有 加熱進料與返回軟管總成，且一般具有下列特點：鐵I龍、 内襯、高壓、0.222吋（0.564厘米）内徑X72吋（183厘米）長、 12000psi(83MPa)衝擊壓力、3000psi(21Mpa)操作壓力、不錄鋼、 7/16-20線JIC陰旋轉配件、120伏、300瓦、100歐姆麵rtD、72 20 对(183厘米）長索附Amphenol #3106A-14S06P插塞，得自俄亥俄 州哥倫比亞Conrad公司（兩種替代(脈動vs.齒輪型）唧送系統間 之差異為加熱軟管系統）》 方法2 於另一範例方法中，一雙輥施用器係用以施用非水液形 10 15 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)AI規格<210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事項洱填寫本頁) 时衣'-------訂—--------- -38- B7 B7 經濟部智慧財產局1工消.f合，作社印-¾ 五、發明說明（36) 式之高黏度且升溫之化學處理劑。該雙輥施用器係固定於相 對於玻璃形成裝置之位置上。該雙報施用器的位置大體上係 同標準玻璃纖維形成過程之位置，其距坩堝約5〇吋(127厘來) 。使用於本法之化學處理劑之加熱系統與唧送系統係同上方 5 法1。 該雙輥施用器包含一第二施用器輥，此乃二輥中之較大 者’供移轉與計量化學處理劑至較小的第一施用器輥。該第 一輥係用以直接施用化學處理劑至纖維。該第一輥之相對較 小的直徑係藉提供一輥與纖維間之減少的接觸面積而減少其 10間之拖曳。纖維張力亦因拖曳的減少而減小β該所施用之化 學處理劑的厚度可藉控制第一與第二輥間之間隙來計量，且 藉由於較小輥上設有到刀來計量。此一雙輥施用器係揭示於

Petersen之美國專利第3,817,728號和Smith等之美國專利第 3,506,419號(併述於此以供參考）。 15 方法3 於此較佳具體例中係併用方法2之雙輥施用器和方法1之 位置調整能力，連同前述之用於化學處理劑之加熱與唧送系 統。該經塗覆之纖維32係使用集束機械34，如習知集束鞋， 集束成一股纖14。一拉動機械36，如習知之兩相對拉輪，係 20 使用業界眾所周知之方式連續由坩堝24抽絲該纖維12。該股 纖14可捲繞成捲包（未顯示出）或短切成所需長度之節段，並儲 存以供隨後離線加工處理成複材件。另外，該複合股纖14可 以集束步騍於線上直接處理成複材件。 除了該連績形成之加強纖維12外，纖維10亦可包括多根 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)/V1規格（;；!1〇x297公釐） 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -39- 467873 經濟部智慧財產局^κ工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（37) 由適當母材製成的母材纖維13 若使用母材纖維彳3，則施用 該化學處理劑之步驟係包括以相同或不同於該施用至加強纖 維12之化學處理劑施膠及/或預浸潰該母材纖維。若使用不同 類型之母材織維13，則較佳係以不同化學處理劑施用至各型 5 母材纖維13。同理，若使用不同型加強纖維12，則較佳係使 用不同化學處理劑施用至各型加強纖維12。相同之技術與設 備亦可用於化學處理各型加強纖維和母材纖維，無論其等係 連續形成或預先形成。 化學處理劑實例 10 以下提供施用至玻璃加強纖維和各種母材纖維之化學處 理劑範例，且適用於與PBT、尼龍和聚丙烯母材樹脂一起使用 。各種母材纖維係由與相對應之母材樹脂相同之材料所製成 。標示以「加熱」和「未加熱」係指示該所列示之化學處理 劑在施用至其對應纖維後，加熱至顯著程度與否β以下用於 15 「未加熱」之加強纖維的化學處理劑亦可用於由對應母材樹 脂所製成的母材纖維上。當連續形成之玻璃纖維到達一位於 習知位置之施用器時(例如，施用器距熔融玻璃源一段有意義 距離），該玻璃纖維仍釋放若干殘熱。但於此距坩堝之距離下 ’由纖維放出的熱量係不足以對若干施用的化學處理劑產生 20 顯著影響。因此，標示以「未加熱」涵蓋此種情況。

實例A 複合母材樹脂：PBT。 加強纖維配方·· ⑴用於加熱：83% HELOXY改質劑67，10%EPON SU-2.5 本紙張尺度適用中國國家標竽（CNS)/Y丨規格（：；ί1〇χ 297公釐） -----------^ 裝'-------訂·--I-----線 * (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) -40- 經濟部智慧財產局1工消費合·作社印-¾ Λ7 B7 五、發明說明（38) ，5%順 丁稀二Sf 和2%A-1100 ; ' (2)用於未加熱：95%HELOXY改質劑67,3% HELOXY改 質劑 505和 2%Α-1Ί00。 母材纖維配方： 5 (1)用於加熱：83% HELOXY改質劑67，10% ΕΡΟΝ 160和 1% D1CY ； (2)用於未加熱：83% HELOXY改質劑67，10% HELOXY 改質劑62和7%TGIC。

實例B 10 複合母材樹脂：尼龍。 加強纖維配方： ⑴用於加熱：44.5%PG-反丁烯二酸酯附羥端基，44.5% TONE 0260，5% DESMODUR N-100 ’ 5%BES唐 1%A-1100 : (2)用於未加熱：（a)47%丙氧化雙酚A順丁稀二酸酿，47 15 %T0NE 0260 ’ 5% BES和 1% A-1100 ;或(b)99%稀丙基丙氧酸 酯胺曱酸酯和1% A-1100。 母材纖維配方： (1) 用於加熱：（a)90%烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酷和1〇%酿 胺酸；或（b)90%烯丙基丙氧酸酯胺曱酸酯，5% pG·反丁稀二 20 酸酯（羥端基)和 5% DESMODUR N-100 ; (2) 用於未加熱：47,5%丙氡雙盼A順丁稀二酸醋，47.5% TONE 0260和5% BES。

實例C 複合母材樹脂：聚丙稀。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A-l規格（210 X四7公笼） ------ - ----- t ----I---^ I----I--~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -41- 467873 Λ7

經 濟 部 智 慧 財 產 消 費 合 社 印 20 五、發明說明（39) 加強纖維配方： ⑴用於加熱：（a)68%PG-反丁婦二酸®曰’ 丙氧化稀 丙醇，5% 順丁締二肝，5% TBPB 和 2% A-1100 或 A-174，或（b)83 % PG-反丁烯二酸酯（羥端基），5% DESMODUR N-100，5% 順 5 丁烯二酐，5% TBPB和2% A-1100或A-174 ; (2)用於未加熱：（a}88%烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯，10% EP0N 8121和2% A-1100:或（b)90%烯丙基丙氧酸根胺甲酸酯 ，5%酞酸二烯丙酯，2%順丁烯二酐，2% BP0和1% A-1100 〇 1 〇 母材纖維配方： (1) 用於加熱：91%烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯，5%酞酸 二烯丙酯，2%順丁烯二酐和2%TBPB ; (2) 用於未加熱：（a)9〇%烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯，和10 % EP0N 8121 ;或(b)91%烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯，5%酞酸 15 二烯丙酯’ 2%順丁烯二酐和2% βρο。 縮寫DICY表示二氰基二醯亞胺，其乃用於環氧樹脂之高 溫胺基硬化劑^ DICY硬化劑和反應改質劑酞酸二烯丙酯（供降 低蚊酸二婦丙酯和聚酯）皆係得自AkJrjch化學公司。DESM〇DUR N_100為聚異氱酸酯，其係得自Witco化學公司。PG-反丁烯二 酸S曰’丙氧化雙酚八順丁烯二酸酯，烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯 ，丙氧化烯丙醇，和醯胺酸(亦即，正丁醯胺酸）皆如前述製備 。BES表示硬脂酸丁氧乙酯，於前述化學處理劑，其可全部或 部分以化合物替代’例如’己二醯氣與正胺基己烷之加合物 ’或彳’6二胺基己烷與己醯氯之加合物’己内酯（得自糾加叻化 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ 297公爱） ----------- 肝衣--------訂---------魂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -42- 經濟部智慧財產局>工消費.合作社印^ A7 B7 五、發明說明（4〇) 學公司）和醯胺酸類如正丁醯胺酸；而此、等替代化合物可發揮 BES以外之其它功能。TPBP和BPO分別為過氧化物，過氧苯甲 酸第三丁酯和過氧化笨曱醯’得自伊利諾州芝加哥从2〇-|\|〇匕6| 化學公司。EPON 8121為雙酚A型環氧樹脂，得自規殼化學公 5 司。 將99%烯丙基丙氧酸根胺甲酸酯與1%A-1100之化學處理劑 施用至玻璃纖維，已塗覆之纖維成形為複合股纖，複合股纖 經線塗覆或以尼龍熱塑母材鞘套包覆之，該包覆之複合股纖 係短切成丸粒，而丸粒係射出模塑成複合物試驗檢品。該包 10 覆之複合丸粒係使用本發明之線塗覆法成形(容後詳述）。複合 物試驗檢品内的玻璃纖維未完全分散於母材中。來自個別股 纖之玻璃纖維未完全分散於複材件成品之情形係指出，於製 程的某一點中’至少部分化學處理劑反應充分足夠以防止複 材件模塑過程中纖維分離與分散入熔融母材（亦即，保持股纖 15内聚）。欲降低其反應性(亦即，降低複材件模塑過程中各根複 合股纖之纖維内聚），且藉此獲得更加分散於母材中之加強纖 維，烯丙基丙氧酸酯胺甲酸酯係可以另一種成膜劑加以稀釋 ，例如’尼龍系統’可使用TONE 〇260(聚己内酯得自Unl〇n Carbinde公司）。 20 以下為根據本發明之熱固性和熱塑性化學處理劑的進一 步實例。 尼龍基毛·化學虚g彳丨 一較佳之尼龍基熱塑性化學處理劑係藉下列方式製備。 將約9 kg聚己内酯（特别是丁qne 〇26〇(得自Union Carbide公司）)和 本纸張尺㈣㈣醜料(CNSM4規公髮_ ) -------------裝--------訂--------—線 {請先閱讀背面之注t事項冉填寫本頁) -43- 467873 Λ7 _______ 五、發明說明（41) 約9 kg聚酯醇酸樹脂（特別是，丙氧化雙紛A频丁稀二酸酯）沈 積入個別5加舍(19升）金屬罐中。於兩種材料完全溶化或液化 後，合併於一個經加熱之五加余(彳9升)罐中’並搜拌至混合物 均質為止。恆常攪拌並維持溫度於或高於2〇〇°F(93°C)直至完 5 全混合（約30分鐘）為止*然後’中止加熱’任混合物冷卻至190 T(88°C卜溫度維持於19〇°F(88°C) ’並以恆常攪拌加入約360 克胺石夕烧IS合劑A-1100( 7 -胺基丙基三乙氧石夕烧）。所得化學處 理劑以重量計含有49-49.5 wt%之TONE 0260, 49-49.5 wt%之丙 氧化雙酚A順丁烯二酸酯和1-2wt%之A-1100。化學處理劑於約 10 25°c 為固體，黏度於75°C 為660cps，100°c 為260cps，125°c 為 120 cps，和 150°C 為60cps。 然後，化學處理劑連同容器係移至如上方法2所述之桶式 加熱器中並唧送至一適當之施用器。玻璃纖維12進行退火且 任其接觸施用器輥28 »然後，於约115°C下，將化學處理劑移 15 至玻璃纖維12上。纖維12係於一習知集束鞋34處集束，捲繞 至夹頭，製成方緣捲包並任其冷卻。 該所得之捲包係穩定且可運送，且粗紗可順利送出。所 得之複合股纖14可經線塗覆與短切成丸粒，以供最終用於射 出模塑之用途。 20 ΡΒΤ基之化學_理劊 一特佳之ΡΒΤ基之熱塑性化學處理劑之製備方式係經由 沈積17.28千克1,4-丁二醇二縮水甘油醚（HEL0XY 67)於五加侖 (19升）金屬罐。於其中加入540克蓖麻油多縮水甘油醚(HEL0XY 505)。混合物内加入180克A-1100(r-胺基丙基三乙氧矽烷}， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填鸟本頁) 裝--------訂·--------域 經濟部智慧財產局、員工消費合作杜印製 -44- 五、發明說明（42) 10 15 Λ7 B? 绶 濟 部 智 慧 財 產 消 •費 -合 作 社 印 .製 20 作為輕合劑。該所得之化學處理劑係含有以重量計之 HELOXY 67.3°/。HELOXY 505，和 1% A-1100。混合物搜掉至變均 質為止。然後，連同容器移至桶式加熱器，即如方法1之加熱 器（但無需加熱化學處理劑）。為了施用化學處理劑，施用器26 升高至距坩堝24約8-10吋(20.32-25.4厘米）以内。 聚酯基或乙烯酯基之化學處理劑 一特佳之聚酯基或乙烯酯基之熱固性化學處理劑係經由 將6J5千克DER 337環氧樹脂(雙酚A環氧樹脂得自陶氏化學公 司）沈積入5加舍(19升）金屬罐中而製得。材料係加熱至22Q卞 (104°C) ’並攪拌至全部固體完全液化為止。液體内加入6 75千 克Araldite GT7013環氧樹脂(雙酚A環氧樹脂得自汽巴嘉基公司） 。Araldite以兩小時時間緩慢加入並大量攪動。A「a|dite環氧樹 脂完全溶解時允許混合物於空氣中冷卻至2〇〇卞(93°C )，加入 0.76千克普隆尼克(Pluronic)L101(環氧乙烷/環氧丙烷共聚物界面 活性劑，得自BASF)和2.21千克普隆尼克Pi〇5(環氧乙烷/環氧丙 烷共聚物界面活性劑亦得自BASF)。又此時加入1千克PEG 400 MO(聚單油酸一乙二醇酯得自Henkel公司）和0.5千克硬脂酸丁氧 乙酯（BES)(得自伊利諾州北原stepan公司）。任混合物進一步冷 卻並伴以連續攪拌至160-170卞(71-77。〇溫度’此時加入2千克 A-174( 7 •甲基丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷，得自则丨卬化學公司） 。最後將20克Uvitex 〇B(螢光增艶劑得自紐約霍桑汽巴嘉基公 司）加至混合物中並伴以攪動俾輔助良好的分散。所得之化學 處理劑含有以重量計之33,78% DER 337環氡樹脂，33.78% Araldite GT7013環氧樹脂，3 79%普隆尼克^⑴，h 〇5〇/。普隆尼 *裝--------訂---------線 (請先閲請背面之注意事項再填冩本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇>^公餐） -45- 467873 Λ7 B7 五、發明說明（43) 5 10 15 經 濟 部 智 財 產 工 消 費 合 作 社 印 製 20 克P105 * 5%PEG 侧 MO，2.5%BES，〇1〇% 叫㈣ 〇B，和肌 A_ 174。然後，化學處理難容器—起移至桶式加熱器，如方法 2所述。 環氣榭脂基之化畢虚璉@ 本例之熱固性化學處理劑的配方係如前對聚酯基和乙烯 輯基之熱si性化學處理劑所述，使用Α·187(了 ·縮水甘油氧 丙基二甲氧梦燒，得自Witco化學公司）用以替代‘口斗。 兩矽烷基’聚酯基或.Λ烯酯基之處理劑 本例之熱固性化學處理劑配方係具有多重相容性(與聚酯 、乙烯酯或環氧樹脂相容）’係如前對聚酯基和乙烯酯基之熱 固性化學處理劑所述，但使用由彳.25千克(5wt%)A-187與1,25千 克(5wt°/〇)A-174所組成的矽烷耦合系統，以替代單用、彳74。 於第3圊示例說明之較佳具體例中，在集束成複合股纖14 之前，預先形成母材纖維13，然後與多根加強纖維12併合。 另外，母材纖維13可與加強纖維12於線上連續形成》母材織 維13最終構成所得複材件母體的部分或全部。織維1〇包括連 績形成的和預先形成的加強纖維12二者或僅含預先形成的加 強纖維β若使用預先形成的加強纖維12，則可直接處理成僅 含預先形成的加強纖維12的股纖14。此預先形成的加強纖維12 亦可利用如第3圖所示之預先形成之母材纖維13的相同或類似 方.式與任何其它類型之纖維併合=雖僅顯示兩線軸或捲包之 預先形成的纖維’唯需瞭解任何適當數目之預先形成的纖維 捲包皆可藉示例說明方式或另一適當之方式供應。 同一施用器26可於纖維集束成股纖14前’用以化學處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A!規格<2丨〇χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4^ --------訂-------— — 缝 46· Λ7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 4 .員' 工 消 費 合 社 印 .製 五、發明說明（44) 預先形成的纖維（例如，虛線，13'指示之預先形成的母材纖維) 及連續形成的纖維(例如，連續形成的加強纖維12)。另外，可 使用個別施用器26'化學處理預先形成的纖維(例如，預先形成 的母材纖維13)。若使用個別施用器26’，則集束機械34可包含 5 桿或輥39，而可於纖維集束成股纖14前，辅助纖維12和13併合 。預先形成的纖維和連續形成的纖維可一起使用同一施用器 或個別使用不同施用器而化學處理之，例如，1995年9月13日 申請之美國專利申請案08/527 601所述(併述於此以供參考）。 另外，若干纖維10，如母材纖維13，係可在未施用化學處理 10 劑下與已塗覆之纖維32集束。 該施用的化學處理劑可於纖維集束步驟前、中及/或後加 熱。若其表現為一熱固性質時，則施用的化學處理劑可於複 合股纖14形成期間之某一點上部分或完全加熱硬化。施用的 熱固性化學處理劑之加熱硬化量與時間依由股纖14所製成之 15 複材件的類型而決定。舉例言之，經完全、部分、或未熱硬 化施用的化學處理劑之複合股纖14可短切成多根短的分立長 度，混入模塑化合物内，並射出模塑成型成為複材件。 對短切的股纖14長度而言，施用的化學處理劑充分硬化( 若有）俾確保複合股纖14之短的長度可於隨後之處理期間内保 20 持内聚（亦即，纖維10保持結合）。若其表現為熱固性或以其它 方式可熱硬化時，則塗覆妥之纖維上所施用的化學處理劑較 佳於複合股纖14形成期間僅部分硬化。施用的化學處理劑之 硬化較佳係於隨後之將複合股纖14加工處理（例如，拉擠，繞 線，轉注成型，壓模等）成複材件之線上或離線上完成。熱固 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)vVi規格（2]〇χ 297公釐〉 -------------裝--------訂.-------•線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -47- 467873

經濟部智慧財產局、工消費合作社印制衣 五、發明說明（45) 逢化學處理劑之較佳方式為僅保持部分硬化直至製成複材件 ，原因是若複合股纖14形成期間，化學處理劑分子量趨近無 限(亦即，增至最高），則股纖14再製成複材時因已硬化完成而 無法進一步加工。部分硬化可藉選用於複合股纖形成過程之 5 條件下無法彼此完全反應的成分而達成。也可藉選用相對量 之化學處理劑之反應性成分而達成，以使得該化學處理劑中 之至少一種熱固成分(例如，樹脂)保持僅部分反應或部分硬化 (例如，控制化學處理劑之化學計算學）直至形成複材件β含有 至少一於股纖形成過程僅能部分反應或硬化之反應性成分的 10 範例化學處理劑包括至少約85wt% PG-反丁烯二酸酯，約1 〇wt% 笨乙烯，和约5wt%過氧苯曱酸第三丁酯。 如上實例A-C所列舉之化學處理劑中，有存在若干反應性 物種。雖然於大半例中於股纖形成過程結束時較佳有若干未 反應之化學物種保留於股纖14上，但於若干例中（例如前列含 15 異氰酸酯或醯胺酸之化學處理劑中），呈股蛾形式時化學物種 較佳係完全反應。使用異氛酸酯時，若存在有且足量(例如， 約為異氰酸基團數目之20倍)之二元醇且若化學處理劑係於夠 高之纖維表面溫度施用時，則於複合股纖14中之異氰酸基團 係會完全反應。同理’若反應條件正確（例如，高溫且相對低 20 濃度），則化學處理劑令之醯胺酸將完全轉成酿亞胺。 一化學處理劑之製備包括約45wt% PG-反丁烯二酸酯，約 50wt%笨乙烯，和約5wt%過氧苯甲酸第三丁酯。此表示一種聚 酯樹脂之配方，其可使用如上方法1-3所述之施用器裝備以施 用至玻璃纖維，且其可於添加該源自於新形成之玻璃纖雉的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A !規格（2】ϋχ297公釐） -----------^ --------^ ---------^ * (請先閱讀背面之主意事項再填寫本頁) -48- 經濟部智慧財產局1'·工消-#合_作社印·製 Λ7 _______37____ 五、發明說明（46) 熱量時，於玻璃纖維股纖14上硬化成硬質質塊。當施用至織 維時，可藉由去除約90%之苯乙烯，以僅部分硬化此聚酯樹脂 化學處理劑。一另外之化學處理劑之製備包括約35wt%得自規 殼化學公司之環氧樹脂Epon 828，約35wt%反應性環氧樹脂改 5 質劑 HEL0XY 505，約 28wt%順丁 烯二酐，和約 2wt%A-1100。此 種環氧樹脂配方可使用前述任一種施用器裝備而施用至玻璃 纖維’且其可於添加該源自於新形成之玻璃纖維的熱量時， 於玻璃纖維股纖Η上硬化成硬質質塊。當施用至纖維時，可 藉由去除約90%順丁烯二酐，以僅部分硬化此環氧樹脂化學處 10 理劑。 藉由將施用器26升高至較接近炫融玻璃發熱位置(例如， 坩堝24) ’可觀察到該施用器輥28表面以及玻璃纖維12表面上 之熱塑性化學處理劑的黏度降低，於此該輥28係與玻璃纖維1〇 相接觸。於此製程階段中，該表現如同熱塑材料之熱固性化 15 學處理劑也出現此種黏度的降低情形《沿施用器粮28表面觀 察可得化學處理劑之黏度梯度。其發現於玻璃纖維1〇之風扇 後方的黏度最低，顯然其係朝輥28的任一端增高。 至於第1圖之裝置20的具體例’該施用器26之位置係眺鄰 或以其它方式充分地接近該坩堝24，故當織維12處於夠高溫( 20 亦即，纖維12放出足量熱能時）時’可施用該化學處理劑以使 黏度理想地降低及/或經由交聯或以其它方式提高所施用之化 學處理劑的分子量以達到所需之熱硬化程度a同時，該施用 器26較佳係充分遠離讨蜗24 ’以使得該化學處理劑施用時纖 維12處於不會造成化學處理劑顯著傷害(例如，有機化學品 本紙張尺度適用中國®家標準（CNS)A.·丨規柊（2K) x四7公釐） — 111---—II------I----訂- - ------- (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -49- 467873 Λ7 B7 五、發明說明（47) 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 工 消 費 合 作 社 印 製 20 化合物分解）之溫度。藉此方式，該所得之股纖14可提供隨後 加工處理成複材件所需的性質。 施用化學處理劑之纖維溫度的範例可高達約35〇艺（662°f) ，其可於更高溫下施用該某些處理劑而未顯著分解或受其它 損傷。亦可使用低至約150°C(302°F)，甚至更低，之纖維溫度 。欲保護所施用之化學處理劑及使前述兩種期望變化之至少 一者於施用之化學處理劑上出現時，該纖維12之溫度較佳係 約200-300°C(392-572°F)。當任一型化學處理劑之黏度在約2〇〇_ 300°C之溫度下降至約200-400 cps時，可獲得該完美的結果β 就具有正常產出量之習知坩堝24所抽絲之玻璃加強纖維 12而言，該施用器26之設置位置較佳係使化學處理劑於距坩 堝24(距纖維12送出坩堝處)至少約3吋(7.62厘米），一般約6吋或 以上（15.24厘米）處，施用至玻璃纖維。在距坩堝24約8吋至10 吋(20.32·25·4厘米）之距離時亦可將化學處理劑施用至玻璃加強 纖維12。該施用器26相對於坩堝24之正確位置係取決於如所 使用之坩堝類型（例如’由坩堝抽絲之纖維數目）、熔融玻璃材 料的溫度、所施用之化學處理劑的類型、該加強纖維12周圍 界面區之所需性質’以及所得股纖14和最終複材件所需之性 質。 參照第2圖所例示說明之替代具鳢例，一裝置38係包含前 述裝置20之组件和保熱器40。因此，與裝置20相同或類似的 裝置38之組件的標示係以相同參考編號表示。該保熱器4〇係 部分或完全地設置於至少包圍纖維12，且設計以適合使用習 知技術以維持由纖維12表面發出的熱能歷一段較長之時間且 本紙張尺度適用中國國家標準（aVS)A!規格（2〗0 X 297公爱） -----------^ --------訂---------M (請先閱讀背面之lit事項再填寫本頁) -50- 五、發明說明（4S) Λ7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員‘ 工 消 i 社 印 '製 維持一距織維形成機械22較遠的距離《使用由金屬片製成之 保熱器40之低產出量玻璃纖維坩堝24係可獲得滿意的結果， s亥金屬片係成形為開口端矩形箱形，其具有一長約15吁1 厘米），寬約3吋(7·62厘米），高約16吋(40.64厘米卜該低產出量 之玻璃纖維坩堝24典型係以低於或等於約30-40磅/小時（13 62_ 18.16千克/時)之速率形成玻璃加強纖維12。該箱形保熱器仞係 設置於纖維形成機械22與施用器26之間，以使得至少該纖維12 可柚絲通過其開口端42和44。保熱器40較佳係充分絕熱，以 於當施用器26施用化學處理劑至織維12時可充分保持各根纖 10 維12之表面於約150-350°C(302-662eF)的溫度。 當使用一低產出量之連續形成的玻璃纖维坩堝24時，較 佳係使用此一保熱器40。該使用低產出量坩堝24所形成之纖 維12所儲存的熱量係低於該使用正常或高產出量坩堝所形成 之纖維12所儲存的熱量。因此，保熱器40係允許該使用低產 15 出量坩堝所形成之纖維12可維持於一可引發所施用之化學處 理劑申之理想反應（黏度下降及/或至少部分熱硬化）所需的溫 度。保熱器40可修改成位置高於或甚至超過施用器26下線， 俾以於高於或低於施用器26下線之處維持纖維12於所需升高 表面溫度。舉例言之，另一個構造類似保熱器40的保熱器可 2〇 部分或完全設置於包圍已塗覆之纖維32且介於施用器26與集 東機械34之間。當在股纖14收集(例如於線轴）前或隨後以其它 方式加工處理前，需要額外之化學處理劑硬化時，使用此種 額外的保熱器係較理想。特別是’於化學處理劑施用至纖維 後可用作本發明之保熱器之裝置的範例係敘述於美國專利第 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CI\LS)M規格UiO X 297公釐） --------------裝— f靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· --線 -51- 經濟部智慧財產局1工消費合作社印製 467 873 Λ7 , ------ Β7 五 '發明說明（49) 5,055,119號(併述於此以供參考）。 用以加熱該已施用之化學處理劑的能源至少部分（即使非 70全）由源自經塗覆之纖維32所散發的熱能提供。舉例言之， 源自或保留於連續形成之璃纖維内的殘熱可提供大量熱能。 5同理，該源自連續形成之聚合物母材纖維13的殘熱可用以於 影響該已施用之化學處理劑所需的變化。 若無法獲知來自纖維形成過程之殘熱或殘熱不足時，例 如，當纖維10預先形成、已冷卻或非處於所需溫度時’纖维 可經預熱而提供已施用之化學處理劑所需的熱能。此種預熱 10可使用習知之加熱系統而完成。例如參照第2圖，習知末端開 口爐（未顯示出）可用以替代保熱器40以在施用化學處理劑之前 ，至少預熱纖維12至所需溫度。 笔由使用源自纖維3 2的熱能以供應至少部分所需熱能， 該已施用之化學處理劑的黏度減低及/或經由至少部分施用的 15化學處理劑由已塗覆之纖維32的表面向外至少部分熱硬化β 由纖維表面向外側方向加熱係為特佳且為有效加熱施用之化 學處理劑的方式，以輔助化學處理劑與經塗覆之纖維32表面 間可作最佳的黏合。此外，由已塗覆之纖維32表面向外加熱 係可允許其於各根已塗覆之纖維32與複材件之母材間藉施用 20 的化學處理劑形成的界面區工程處理更為多樣化。 舉例言之，由内部向外側加熱一已施用之熱塑性化學處 理劑係有助於確保於纖維表面之黏度夠低而可得纖維表面之 充分濕澗。此外，藉此方式加熱一施用之可熱硬化之化學處 理劑，可使.施用的化學處理劑僅於其與纖維表面的界面完全 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A_'l規格（2】ϋ X 297公釐） ^ 裝--------訂---------誇 (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) -52-

五、發明說明（ 而保留僅部分硬化或未硬化之化學處理劑的外部區 域c m處理期間可於需要時及需要處完全硬化 。例如 ° 希 卜。卩區域部分硬化或未硬化，俾有助於化學處理 劑與隨後所施用之母材間的黏合情況或有助於址鄰纖維上之 5已施用化學處理劑之各接觸層_黏合情況。 由纖維12散出的熱較佳係用於加熱該已施用之化學處理 劑m加熱已施用之化學處理劑之能量係任擇地部分、 大半、或完全由塗覆妥之纖維外部來源所發出的熱能所提供 。舉例言之，於施用化學處理劑後，於已塗覆之纖維32集束 10成股纖14之前、中或後，已塗覆之纖維”可通過習知末端開 口爐(未顯不出）。於股纖14成形為複材件時，該施用的處理劑 亦可由外側加熱。藉由外部加熱，所施用之處理劑的黏度係 減低及/或且至少部分由外表面朝向已塗覆之纖維犯表面熱 硬化而進人該已施用之化學處理劑H也_該用以加 15熱施用之化學處理劑的能量可由來自已塗覆之纖維32所散發 之熱與-或多俯卜在熱源的组合而供應，U於化學處理劑 之前及/或後至少加熱加強織維12。 化學處理劑於施用至纖維12前可保待冷卻而可允許使用 極具反應性之成分，並有助於減少因熱化丨起之化學處理劑 20分解的風險。因相同理由之故’化學4理劑於施用前之溫度 可保持低於或等於室溫左右。化學以和藉㈣適當手段 保持於所需溫度。舉例言之’冷卻盤營（未顯示出）可浸沒於化 學處理劑下方。當連續形成玻璃纖維形成時，裝置亦可設計 在施用化學處理劑前以惰性氣體包㈣料纖維12。惰性氣 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格⑵()χ四7公釐） ---- -53- 467873 經濟部智慧財產見員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（51) 趙有助於防止水分堆積於纖維12表面上，藉此抑制玻璃纖維 表面上潛在反應性物種之水誘生的裂解與水引發的失活化。 當使用一高產出量之坩堝或於任何其它玻璃纖維溫度夠高之 時間時，惰性氣體不合所需。該玻璃纖維12可藉使用保熱器4〇( 5 參照第2圖）或類似構造而以惰性氣趙包圍之，其係於當纖維12 通過保熱器40時以惰性氣體管路係伸入該保熱器4〇。適當之 惰性氣體包含如氛氣與氬氣之一或其組合。 本發明之化學處理劑之優點為其可使用已知纖維、股纖 、和複材件之形成設備來加工。於較佳具體例中，不含溶劑 10 的化學處理劑較佳用於下述之線塗覆系統中。 包覆股鏃之贺備 本發明之另一態樣係關於製造一或多種塑膠包覆複合股 纖之方法及裝置’該股纖可模塑成複材件，該複材件具有一 聚合物母材或樹脂母材’該母材係以由適當加強材料所製成 15 之纖維強化，該加強材料例如玻璃材料、合成或聚合物料， 或其它適當之非玻璃材料*包覆複合股纖可為線形（亦即，長 度長）或丸粒形（亦即，長度短）。 特別的是，各根包覆複合股纖具有多根纖維，包含至少 之加強纖維和任擇地由用於複材件之熱塑母材所製成的纖维 20 。纖維被加工成股纖或紗束，各股纖較佳含有約1,500至約 10,000纖維，更佳約2,000至約4,000纖維。股纖於形成前係以 化學處理劑預浸潰之。 該預浸漬之複合股纖係包覆於熱塑材料鞘套内。當該包 覆之複合股纖欲成形為丸粒時，係以足量之化學處理劑施用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A丨規格do X 297公楚） ----^ * 裝--------訂---------^ I (請先閱讀背面之江意事項耳填寫本頁} -54- A7B7 經濟部智慧財產1員工消1哈作社却製 五、發明說明（52) 於纖維間而使纖維不落出丸粒之外。當包覆之複合股纖欲成 形為線時，化學處理劑位於大體全部之纖維間》 於較佳具體例_，該化學處理劑為熱塑性聚合物料。另 外，浸潰該複合股纖之化學處理劑可為熱固性聚合物料，其 5 呈全硬化、部分硬化、或未硬化狀態。纖維股纖選擇性地完 全以工程用之熱塑母材(如用於包覆或塗覆複合股纖者)浸潰之 。雖然有些工程熱塑材料具相對高之熔點和高黏度，故極難 以使用習知之施用器施用工程熱塑材料至纖維且不實用，但 業界人士可適當地改良此工程用熱塑材料以供用於本發明作 10 為一化學處理劑》 包覆複合股纖之鞘套較佳係由如同形成複材件母材的相 同熱塑材料所製成。熱塑鞘套材料可形成複材件母材之部分 或全部’其係視鞘套厚度而定。化學處理劑較佳可充分黏合 或以其它方式輔助鞘套可保持纖維聚集於預浸潰股纖内，至 15 少直至複材件模塑時為止。此外，化學處理劑至少與複材件 之熱塑母材相容。 根據一製造一或多種熱塑包覆複合股纖之較佳方法，使 用一線塗覆或押出塗覆方法。該方法包括下列步驟：提供多 根至少包括加強纖維之纖維；施用一化學處理劑以塗覆大體 20 全部之纖維，且藉此以形成預浸漬纖維；集束或以其它方式 組合經塗覆之纖維成至少一根預浸漬股纖，於大體全部形成 預浸漬纖維的纖維間具有化學處理劑；以熱塑材料塗覆至少 預浸漬之股纖外側而形成至少一根塗覆妥的股纖；且將塗覆 妥的股纖形成為線塗覆或以其它方式包復之複合股纖。 本纸張尺度適用中囹國家標隼（CNS)A-l規格⑵0 x 297公釐） ^--------t---------^ (請先閱讀背面之;1意事項再4寫本頁) -55- 467873 五、發明說明（53) 5 10 15 Α7 Β7 經濟部智慧財產fi?員工消費合作社印製 20 織維可使用線上方法提供，其包含由熔融加強材料(如坡 蹲）源連績形成加強纖維。除連讀形成加強纖維外，該欲提供 之纖維係包含預先形成之加強纖維、預先形成之母材纖維、 連續形成之母材纖維，或其組合。當其為水系統時，該纖维 上之化學處理劑係於塗覆妥之纖維集束成一預浸漬股纖之前 加熱而蒸發大量水氣。當其為熱固性時，該化學處理劑係以 未硬化或部分硬化之狀態施用至纖維。此用於浸潰包覆複合 股纖之未硬化或部分硬化之化學處理劑可經加工處理（例如， 加熱}誘生額外部分或全然之硬化，其係取決於複材件模塑期 間包覆該複合股纖所需之條件而定。於較佳具體例中，係使 用一前述之不含溶劑的化學處理劑。另外，亦可使用二份式 之非水性化學處理劑，如1995年6月7曰申請之美國專利申請 案08/4δ7 948所述(併述於此以供參考）。 用於形成聚合物包覆股纖之範例系統係說明於附圖，特 別是第4-6圖。第4圓係例示說明—裝置1〇之具體例中，其包含 纖維113源彳12，於本具體例中該纖維彳^康彳“包含加強纖維114 β —纖維源112之犯例為習知燦融加強材料（例如，破填）掛祸 115’由此抽絲該連續加強纖維 —施用器116係施用化學處理劑至大體全部之纖維I”上 。於一範例具體例中，該施用之化學處理劑係為水性，且該 知用益116係属適合施用水基化學處理劑的習用型。施用器 之-㈣包含-根背面之施用器挺118，其將化學處理劑施用 至加強纖維114，藉此以形成預浸清或塗覆妥的纖維12〇。當加 強纖維114通過輥118而接觸輥118時施用化學處理劑。一内含 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A丨規格（210x297^^· . . (1 裝--- ί^·先閱璜背面之;i意事項再填寫本頁) -56- 五 、發明說明（54) 10 15 Λ7 B7 濟 部 智 慧 財 產 广局‘ 員 工 消 *費 社 印 % 20 化學處理劑之槽彳22係置於輥118下方。該輥1彳8係伸入槽122内 ’且當藉習知驅動裝置如馬達（未顯示出）旋轉輥118時，將化 學處理劑自槽122轉移至加強纖維114處。其它用以施用上膠或 其匕化學處理劑之適當裝置或技術可用以替代施用器輥總成 116而施用化學處理劑至加強纖維114。 施用於預浸潰纖維或塗覆妥之纖維12〇上的水基化學處理 劑可經加熱而蒸發大量水，然後，塗覆妥的纖維120集束成預 浸凟複合股纖彳24。水氣可以任何適當加熱裝置125逐出施用 的水基化學處理劑之外。舉例言之，塗覆妥的纖維120可通過 並接觸加熱裝置125，其大體上類似於描述於1994年8月17曰申 明之美國專利申請案08/291 801和1994年9月26日申請之08/311 817(併述於此以供參考）之加熱板。 一習知之集束鞋或若干它型之集束器彳27係可用以集束該 已乾燥之纖維120成至少一根預浸潰之股纖124。該預浸潰之 股纖124係以一層聚合物料塗覆或包覆之，因而藉抽拉或以其 它方式使預浸溃股纖124通經線塗覆器128而成形為經包覆之 複合股纖維126。線塗覆器128是一種可以一聚合物料塗覆一 或多根預浸潰之纖維股纖而於各預浸潰股纖124上形成一聚合 物勒套的裝置β各股纖較佳係含有約1 500至約1〇〇〇〇纖維，更 佳約2,000至約4,000纖維。 用以形成一包覆複合股纖126之纖維113係可使用線上處 理製備，類似第4囷所示，於此該加強纖維彳彳4係由熔融加強 材料(如玻璃）之坩堝115連續抽絲。除了或替代連績形成加強 纖维114外，纖維113包括預先形成的加強纖維。又，纖維113 本紙張尺度適用令國國家標準（CNSM1規格⑵〇 X观公ϋ **裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注杳？事項再填艿本頁) -57- 467873 經濟部智慧財產^員工消費合作社印制衣 Λ7 B7 五、發明說明（55) 包含預先形成的母材纖維，甚至是連續形成的母材纖維，或 其組合。施用水性化學處理劑至連續形成和預先形成的纖維 而形成預浸潰股纖之系統的範例係揭示於前述美國申請案 08/311 817 中。 5 母材纖維最終係構成所得之複材件或複材產物（如丸粒 132)之部分或全部。母材纖維之適當聚合物料的範例係包含聚 酯、聚醯胺、聚丙烯、和聚伸笨基硫化物。連讀形成的和預 先形成的加強纖維可為玻璃纖維，合成纖維及/或任何其它 適當之加強纖維，如傳統矽玻璃纖維、岩綿、熔渣綿、碳等 10 。當使用由不同材料製成的多種纖維時，可將相同或相異化 學處理劑使用於各類型纖維上。 線塗覆器128較佳係包含一熔融聚合物源，如習知之押出 機，以提供該使用以包覆該複合股纖124之原料。線塗覆器128 較佳亦包含模具或其它適當裝置，該裝置至少具有一出口以 15將鞘套成形為所需厚度及/或剖面，較佳係形成一可沿其長 度維持相當均勻之厚度與剖面。線塗覆器128之一例為紐澤西 州杉林ΚιΙΙιοη製造，包含KN200二吋(五厘米）之押出機’其配備 有十字頭塗覆模具。一或多根包覆複合股纖126可藉柚拉一或 多根塗覆妥的股纖124而成形或以其它方式通經一或多個模具 20而成形β鞘套材較佳為熱塑，如依鞘套厚度而定，且可形成 複材件母材之部分或全部。於一較佳具體例中，該包覆之複 合股纖124的鞘套係由該用於形成複材件之母材之相同熱塑材 料所製成。 當希望包覆複合股纖126長度短時，裝置no可包含切割 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I ---------訂 *--------卢 I -58- 經濟部智慧財產爲員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（56) 或以其它方式分離包覆複合股纖126成為多個包覆複合丸粒 132的裝置，例如，短切器130。短切器130之一例為密西根州 貝城（Conair-Jettro)製造的204T型號短切器。當丸粒132形成時 ，該化學處理劑係有助於保持纖維114於包覆複合丸粒132内（ 5 輔助保持大量纖維114不落出丸粒132之外）。 包覆複合丸粒較佳長約3/16吋(0.476厘米）至約1 1/2吋(3.8 厘米），但可更長或更短。於一範例具體例中，丸粒長約0.5吋 (1.27厘米）。當然，丸粒長度可隨用途改變。此外，包覆複合 股纖之形式係可隨特殊用途而改變。 10 纖維114可經使用抽絲器134而柚絲通過裝置110，抽絲器 134係用以，例如，由坩堝115抽絲加強纖維114及抽拉預浸清 股纖124通過線塗覆器128。一已成功地與前述Killion之線塗覆 器128線上併用的抽絲器134範例為4/24高速抽絲器（亦由Killion 製造）。另外，線塗覆器128及/或短切器130可設計適合執行 15 抽出器功能，或輔助抽絲器抽拉預浸漬股纖124通過線塗覆器 128。 當希望包覆複合股纖產物呈線形時1短切器130可由絡炒 器裝置136替代，以由坩堝115抽絲加強纖維114、抽拉預浸潰 股纖124通過線塗覆器128及捲取該包覆複合股纖126而繞線成 20 包覆複合線140之線軸或其它的捲包138。呈線形時’股纖124 至少大體（即使非全然）浸潰於該施用之化學處理劑中。換言之 ，股纖124係充分浸潰以藉此於所形成之複材件中產生滿意的 性質。 絡紗器裝置136可任擇地包含一抽絲器，俾輔助抽絲織維 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)Al規格（210 >= 297公釐） 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -59- 467873 經濟部智農產t ί消費合作敦 Λ7 B7 五、發明說明（57) 114及/或抽拉股纖124。第5囷所示之絡紗器襞置136的範例係 包括一旋轉件或集束器142，其上設有活動式大直徑之線轴144 。絡心器楚置136亦包含一橫跨機械146以沿線輪144長度分配 該連續塗覆妥的股纖126而形成捲包138。可設置一供氣裝置( 5 未顯示出）以提供氣流而衝擊股纖126，以於繞線前冷卻股纖。 該可與一離線操作之線塗覆操作併用的絡紗器裝置13 6範 例係與Hall Capstan機器#634(抽絲器）和Hall捲包器#633組合，後 二者皆由康州布蘭福Hall工業公司製造。於離線操作的線塗覆 作業卡’首先形成該預浸漬股纖124並捲包，然後，該捲包股 10纖124係離線解捲並抽拉通過線塗覆器128 ,結果所得之包覆 複合股纖126再捲繞成捲包。若屬適宜，則前述之吡丨丨線捲取 裝置亦可使用電線及電纜處理業中已知之技術，以處理一與 線上線塗覆法有關之高處理速度。舉例言之，包覆複合線 捲取於其上的線轴144可製成較大的直徑。 15 裝置110和線塗覆器128之範例組裝程序包含穿線或以其 匕方式使預浸潰股纖124的游離端通過線塗覆器128 ,並使足 量之股纖⑵拉過射岐處理自行進行(例如，讓股纖自動抽 拉）此種組裝程序包含暫時抽拉預浸潰股纖彳24之游離端（虛 線124,表示），如使用-對位置遠離線塗覆器從之習知抽絲輪 20 137’直至夠長的預浸潰股纖似可供通經線塗覆 器128為止。 然後，此種長度的預浸漬股纖124通經線塗覆器128，並以抽 絲器134 '短切器130、絡紗器裝置136或其組合抽拉通過其令 。使用前述線塗覆器128，—導紗線較佳制於使韻漬股纖 124游離端聽缝錢具。料紗財—可肢至股纖 本紙張尺度適用令國囷家標準（Cfs\S)Al規格（u〇X2g7 ----------JK-R--------訂---------^ <請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -60- 經濟部智慧財產.^‘負工消費合作社印翌 Λ7 _________U7_____ 五、發明說明（58) 之游離端的邊端。例如，一端具有鈎之定長的金屬線係可用 作導紗線。導紗線可預先穿過線塗覆器模具，且股纖124之自 由端重疊而被導紗線鉤住’然後’抽絲過該線塗覆器128 ,較 佳之方式係於製程開始時與中斷(亦即，股纖斷裂）時執行此種 5 組裝程序。 用於線塗覆器128之模具較佳係具有一可開啟或「貝殼」 之構型，而使預浸漬股纖124可由一端至它端之方式而置於模 具内，而非需縱向穿線過該模具。此種可開啟模具可免除前 述之導炒線的需求。貝殼模具之範例包括兩個半模’其可使 10用導紗桿或銷通過成形於半模之兩相對面的匹配孔而匹配。 另外，兩個半模可沿Β比鄰緣较接，而設計適合於兩半欽接關 閉時可沿兩相對緣扣合。各個半模面係界定出該預浸潰股纖 拉過其中之半個模穴。當兩個半模匹配時，模穴有個入口和 出口 β較佳使入口過大而減小纖維磨耗，而出口的大小可界 15定包覆複合股纖126最终所需之直徑和鞘套厚度。 半模分開時，股纖124可快速置於兩個半模間，且藉關閉 兩個半模而使股纖124捕捉於其中。一高溫墊圈可設置於沿模 穴長度之兩個相對半模面之間。各個半模有一或多個閘門（亦 即，貫穿孔），一或多股熔融熱塑之包覆材料(如來自押出機） 20係經此閘門而輸送入模穴内，以包覆該抽拉過其中的預浸清 股纖124。各個半模係設計以適合接受多個插件，該等插件係 依不同模穴而定製，以改變包覆複合股纖126的剖截面輪廓外 形（例如，圓形、矩形、印形、不規則等卜使用此種可替換插 件時，同一模具可處理多種纖維直徑，以減少因替換整個 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（2]0 X四7公髮） 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填芎本頁) -61- 467 87 3 ^ ΛΓ !—---------_ 五、發明說明（59) 具所導致的停機時間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 化學處理劑較佳係選擇以黏合或以其它方式輔助鞘套可 保持纖維133於包覆複合股纖126内，至少直至複材件模塑為 止。欲輔助確保該複材件於其加強纖維與母材間可具有最佳 5機械性質’該化學處理劑須與複材件之熱塑母材相容。若化 學處理劑不使結果所得之複材件之主要性質（如抗拉強度、拉 抗模量、抗彎強度或抗彆模量）不適的話，則該化學處理劑視 為與母材相容。此種相容性可經由調配化學處理劑使其可與 熱塑母材交互作用及/或反應而達成。化學處理劑（例如，熱 10塑性或熱固性）與母材之交互作用及/或反應可於包覆複合股 纖製造時、複材件模塑時、或兩種製程時發生。 化學處理劑可全體或部分溶混於母材，及/或與母材形 成分開相。形成分間相時’設置於各纖維周圍的化學處理劑 係形成多個分散於母材之分開相區及/或一包圍其對應纖維 15 之單一分開相區。下述所討論之化學處理劑係可被選用以增 進複材件性質。 水性化畢虚理劑 如使用裝置110所施用之水性化學處理劑係包括一或多種 聚合物成膜劑’其呈固艘粉末或其它分散於水質中之顆粒》 20 粒狀成膜劑可為熱塑性聚合物、熱固性聚合物、或其組合。 低及/或高分子量固體熱塑和熱固聚合物可用以形成粒狀成 膜劑。水性化學處理劑也包含一或多種連同成膜劑顆粒一起 分散於水質中之黏結劑。黏結劑包含熱塑及/或熱固液體， 低熔點熱塑顆粒或其組合。 本紙張尺度適用中固國家標準（CJN'S)A.l規格χ的7公釐） -62- _I£ _I£ 經濟部智慧財產<員工消j洽作社ίρ製 Λ7 五、發明說明（60) 黏結劑較佳係防止成膜劑固體顆粒落出包覆複合股纖外 ，以及防止纖維落出複合股纖外，即使股纖呈丸粒形亦是如 此。欲達此目的時，熱塑黏結劑顆粒至少可藉該用以將水蒸 發出化學處理劑外之熱能而部分嫁化或融合。此外，液體黏 5 結劑具有所需之沾黏度或黏著性，俾足以維.持成膜劑顆粒與 纖維的内聚力。較高熔點之熱塑成膜劑粉末較佳係與低熔點 之熱塑黏結劑粉末（如聚乙酸乙烯酯（PVAc)顆粒、胺甲酸酯水 液等）改質或組合。 水性化學處理劑可含有一分散於水質中（例如呈乳液）之 10 液體成膜劑。液體成膜劑包括一或多種低分子量熱塑聚合物 、一或多種熱固聚合物或其組合。使用水性化學處理劑乳液 時，液體成膜劑較佳亦作為黏結劑。水性化學處理劑亦可為 液-固分散液與液-液乳液之組合。 雖然亦可在部分硬化狀態下施用該用於水性化學處理劑 15 之熱固性成膜劑和黏結劑，但較佳係在未硬化狀態下施用至 纖維。熱固性化學處理劑之硬化量可經由選擇一熱固材料與 一適當之硬化溫度而控制，其硬化至根據本發明之處理之溫 度所需的程度。該用以浸漬包覆複合股纖之未硬化或部分硬 化的熱固性化學處理劑可經處理（例如，加熱）而誘使額外之硬 20 化或完全硬化，其視短切操作、繞線操作、或複材件模塑期 間所需包覆複合股纖之條件而定。一所施用之熱固性化學處 理劑的硬化程度（無論水性與否）皆可使用加熱裝置（例如，加 熱器125)來控制。 因此，熱固性化學處理劑可修整而僅足夠硬化（若有）， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格U10 >^97公釐） -------------裝·-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -63- 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 4^7 87 3 八7 U7 五、發明說明（61) 以維持包覆複合股纖之内聚力及/或浸潰程度，直至複材件 模塑為止。形成股纖的個別纖維無需於熱塑母材中分開，以 形成所需複材件。然後，熱固性化學處理劑可完全硬化而使 纖維大體保持永久結合，即使於複材件模塑期間亦如此。 5 水溶液處理劑含有適量之一或多種化學處理劑聚合物或 其它有機化合物或材料(例如，成膜劑，黏結劑），以充分預浸 清該纖維。舉例言之，水性化學處理劑含有足量之成膜劑及( 若存在時)黏結劑聚合物，以將纖維浸潰至所期望之程度。水 性化學處理劑較佳係含有一或多種成膜劑、黏結劑聚合物及 10 /或其它有機材料，其濃度足以提供預浸潰股纖含有機材料 含量至多約25wt%，更佳至多約15wt%，又更佳約6-7wt% (於所 需要量之水已自施用的化學處理劑去除後之化學處理劑加纖 維總重為基礎)。有機材料負載程度也可用於此處所討論之非 水性化學處理劑。燃燒損失（LOI)法可用以測定該裝載於纖維 15 内之施用的化學處理劑的量。具有一有機材料含量約30wt%之 化學處理劑溶液可得滿意的結果。此種有機材料的濃度可使 股纖以存在於化學處理劑中之5-15wt%之有機化合物預浸潰之 〇 通常係選用一適當有機材料濃度之水性化學處理劑而與 20 化學處理劑之形式（亦即，分散液、乳液等）無關。此外，就一 特定濃度而言，該預浸漬股纖内之有機材料的濃度係依多種 因素而改變，例如，纖維運動速度，加熱裝置溫度，施用的 化學處理劑溫度，化學處理劑保持浸漬於股纖之傾向（例如， 黏度），施用輥速度(rpm)，和是否使用預浸噴水。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格Uti) X 297公釐） ----------杜衣.-------1Τ·--------*级 4 {請先閱讀背面之泛意事項再填寫本頁> -64- U7 U7 經濟部智慧財產喝員工消費合作社印製 五、發明說明（62) 以下為例如使用一裝置彳彳〇而將水性化學處理劑施用至預 浸潰纖維的特例β 實例丨 6000克之化學處理劑係藉由下列程序而形成。將15克 5 (〇_25wt%)之胺矽烷耦合劑Α-1100加至2345克之去離子水中。攪 拌數分鐘。然後，將1875克(31.25%)之成膜劑康威尼((：{^1134201 與1500克(25.0%)之康威尼225合併於2加侖桶中。然後，使用中 度攪動器以使矽烷溶液與成膜劑之混合物混合。其次，將480 克(8.0%)之Maldene 286加至矽烷與成膜劑之混合物中。最後， 10 以連續攪拌加入200克(3.3%)之BES均化物（己乳化成均化物之 脂肪酸酯KESSCO BES)。所得之化學處理劑溶液之有機化合物 的濃度為30wt%。所得之化學處理劑亦適合於施用至聚醯胺纖 維和玻璃纖維。 實例1丨 15 6000克之化學處理劑之形成程序如下。彳5克(〇.25%)A-1100 加至1870克去離子水中。攪拌數分鐘。然後，將3450克 (57,5%阶咐611111丨97903-00倒入二加侖(7.6升)桶内。然後，使用 中等搜動以混合矽燒溶液與成膜劑。其次，將480克（8.0%) Maldene 286加至矽烷與成膜劑之混合物中，最後，於連續攪 20 拌下，加入2〇〇克(3.3%) BES之均化物。所得化學處理劑之有 機化合物濃度為30% »所得化學處理劑係適合施用至聚酿胺纖 維和玻璃纖維。 實例丨丨丨 6000克之化學處理劑係藉由下列程序而形成。將15克 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（21〇 297公发） -------------裝--------訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -65- 467 873 經濟部智慧財產局>工消費合作社印製 Λ7 D7 i、發明說明（63) (0.25%)之A-1100加至2325克去離子水中，授拌數分鐘。然後， 將1875克(31 _25%)之成膜劑康威尼(c〇vjnax)2Qi與彳500克(25.0%) 康威尼225合併於2加命(7_6升)桶。然後，使用中度攪動器混合 矽烷溶液與康威尼成膜劑的混合物。對酞酸溶液係經由將3〇 5 克(〇.5%)對酞酸溶解於30毫升濃氫氧化銨中而製得。將對酞酸 溶液加至矽烧與成膜劑之混合物中《然後，將p〇|yemu|S丨on 43N40 加至混合物中。最後，以連續攪拌加入200克(3.3%)之BES均化 物所得化學處理劑溶液之有機化合物濃度為30wt%。所得化 學處理劑亦適合施用至聚丙烯纖維和玻璃纖維。

10 實例IV 6000克之化學處理劑係藉由下列程序而形成。將15克 (0.25%)A-1100(矽烷）加至2020克去離子水中。攪拌數分鐘。然 後，將3450克(57.5%)Synthemul 97903-00(成臈劑}倒入2加侖(7.6 升>桶。然後，使用中度攪動器混合矽烷溶液與成膜劑混合物 15 。對酞酸溶液係經由將30克(0.5%)對酞酸溶解於30毫升濃氫氧 化銨中而製備。將對酞酸溶液加至矽烷與成膜劑之混合物中 。然後’將300克(5.0%)之Polyemuls丨on 43N40加至混合物中。最 後，連續攪拌以加入200克(3_3%>之BES均化物。所得化學處理 劑溶液之有機化合物ί農度為30%。所得化學處理劑亦適合施用 20 至聚丙烯纖維和玻璃纖維上。

實例V 6000克之化學處理劑係藉由下列程序而形成。將15克 (〇.25%)Α-11〇0加至1870克去離子水中。攪拌數分鐘。其次，將 3450克（57.5%)Synthemul 97903-00傾倒入2加命(7.6升）桶中。然 i紙一張尺度適家標率（CNS)A4規格（彳】0 x四7公釐） ^^--------訂------- I * {請先間讀背面之、;±意事項再填寫本頁) -66- A7 B7 經濟部智慧財產力I·'工消費合作社印κ 五、發明說明（64) 後*使用中度攪動混合矽烷溶液與康威尼成膜劑之混合物。 最後，以連續攪拌加入200克(3.3%)BES均化物。所得化學處理 劑溶液之有機化合物濃度為3〇wt。/。。所得化學處理劑亦適合施 用至由多種材料（包含聚伸苯基硫化物和無機纖維)所製成之纖 5 維。

實例VI 6000克之化學處理劑係藉由下列程序而形成。將15克 (0.25%)A-1100加至2345克去離子水中。攪拌數分鐘。然後，將 1875 克（31 ‘25%)成膜劑康威尼(Covinax)201 和 1500 克(25.0%)康威 10 尼225合併於2加余(7.6升)桶。然後，使用中度授動混合梦規溶 液與康威尼成膜劑之混合物。最後，以連續挽拌加入200克 (3.3%)BES均化物。所得化學處理劑溶液之有機化合物濃度為 30%。所得化學處理劑亦適合施用至由多種材料（包括聚伸苯 基硫化物之材料與無機纖維)所製成的纖維。 15 參照前述實例丨-V卜康威尼201和康威尼225乃熱塑乙烯基 丙烯酸酯系，其係作為成膜劑，且市售得自俄亥俄州哥倫布 Franklin國際公司》Synthemul 97903-00為熱塑胺甲酸酯成膜劑 ，且市售得自北加州研究三角公園Reichold化學公司。環氧樹 脂、聚乙酸乙烯酯和聚酯類亦可用作成膜劑。A-1100為矽烷基 20 之耦合劑，且市售得自伊利諾州芝加哥Witco化學公司。KESSC0 BES是脂肪酸酯，以作為潤滑劑，其市售得自伊利諾州北原 Stepan公司。另一種有用的淵滑劑為硬脂酸與乙酸的混合物， 其市售得自 Owens Corning，商品名 K12。Polyemulsion 43N40乃 順丁烯二酐改質之聚丙烯蠟，其分散於水中，且市售得自紐 本紙張尺度適用中固®家標準規格（210 X 297公釐） -------------裝·-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項洱填驾本頁) -67- 經濟部智慧財產#員工消費合作社印製 4S7 873 Α7 Β7 五、發明說明（65) ' 澤西州東路瑟福美國化學公司。Polyemulsion 43N40作為界面改 質劑，俾經由與耦合劑進行化學反應而改良玻璃纖維與聚丙 烯母材間之界面區（黏性）。對酞酸係市售得自威斯康辛州密瓦 基Aldrich化學公司，亦作為界面改質劑，其係經由誘使聚丙烯 5 緊靠玻璃面結晶而改良玻璃與聚丙烯母材間之黏性。Maldene 286乃丁二烯-順丁烯二酸共聚物之部分銨鹽，市售得自南加州 哥倫比亞Lindau化學公司。Maldene 286係作為界面改質劑，俾 改良玻璃纖維與尼龍母材間之黏性。 不含溶劑的化學處理劑 10 如前述之不含溶劑的化學處理劑亦可用以製備包覆股纖 。使用此種化學處理劑有其優點，例如，當進行如前述之線 塗覆方法(例如，加熱)且包括複材件模塑期間時，其未產生大 量水蒸氣、揮發性有機碳或其它溶劑蒸氣。化學處理劑大體 不含溶劑可使其黏度減低及/或為熱硬化而未造成質量的大 15 量下降，藉此可允許施用至纖維的大半化學處理劑保留於纖 維上》此種化學處理劑亦較佳大體上為非光硬化性質。 第6圖示例說明一裝置150之具體例，其可使用一不含溶 劑之化學處理劑來製造一或多種聚合物包覆複合股纖126。該 結果所得之包覆複合股纖126可成形為丸粒或線，且亦適合模 20 塑成纖維加強複材件》與前述裝置110相同或類似之裝置150的 構造元件和纟旦件係以和前述相同參考編號而標示。範例裝置 150係包含一具有正面施用器輥118之施用器116，其將化學處 理劑施用至加強纖維114，藉此以形成塗覆妥的纖維120。習知 雙輥施用器亦可用以替代單輥118。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A!規格（210 x 297公釐） ------------―脖衣·-------訂---------Λ - (請先閱讀背面之淡意事項再填"本頁) -68* Λ7 B7 五、發明說明（66) 劑施用至有待加熱

，施用器116的位置係充分遠離坩堝115， 當於纖維113集束前，希望將化學處理 的纖維上時，範例裝置150係具有一毗鄰堆. 116。施用器116的位置係可使施用化舉泠τ 用之類型而定。同時 以於化學處理劑施用 時，該纖維1彳4之溫度不會造成化學處__著傷害(例如， 有機化學品或化合物分解）。藉此方式’該所得之股纖126可具 10 有隨後處理成複材件的期望性質。 對於由具有正常產出量之習知掛瑪115抽絲出之坡續加強 纖維114而言’施用器116之設置較佳係使化學處理劑於距掛禍 115(距纖維送出坩堝處）至少約3忖(7.62厘来），較佳約6时(15 24 厘米）處施用至玻璃纖維》當化學處理劑係於距掛禍115約^对 15 至1 〇叶(20.32-25.4厘米）處而施用至玻璃加強纖維114時係可得 滿意的結果。該施用器116相對於坩堝115之最佳位置係依如掛 堝使用的類型（例如，由坩堝115抽絲之纖維數目）、炼融玻璃 材料的溫度、施用的化學處理劑類型、環綠至少該加強纖維114 周圍之界面區域所需之性質、及對所得之股纖彳24與最終複材 20 件之期望性質而定。 希望化學處理劑於施用至加強纖維114前保持冷卻俾使極 具反應性之成分可用於化學處理劑中，並有助於滅低熱引發 之化學處理劑之分解風險。因相同理由之故，也希望化學處 理劑的溫度在施用前係保持低於或等於室溫。化學處理劑可 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A.l規格（21(4297公璉） -69- Λ7 R； 4 67 8"? 3 五、發明說明（67) - 藉適當手段保持於期望溫度。舉例言之，將冷卻盤管浸沒入 化學處理劑内部。當形成連續形成玻璃纖維時，亦希望該裝 置係設計以於施加化學處理劑前由惰性氣體包圍加強纖維114 。惰性氣體係有助於防止水氣堆積於纖維114表面上，因而如 5 前所述，藉此以抑制纖維表面上水分誘生之裂解與水分引起 之潛在反應性物種的鈍化。但當使用高輸出坩堝或於任何其 它玻璃纖雉溫度夠高之時間時，較佳係不使用惰性氣體。 如同第4圊示例說明之水基系統，塗覆以不含溶劑的化學 處理劑之纖維113可包含除連續抽絲加強纖維114以外之纖維。 10 纖維113可包含預先形成的加強纖維及/或母材纖維152。如第 6圖顯示，預先形成的纖維152係自線轴或其它捲包抽拉，而 後在全部纖維113集束成複合股纖124之前，與連續形成的加強 纖維114多根併合。纖維113亦可包含如由坩堝或紡嘴連續生產 且於線上與加強纖維114多根併合的母材纖維。於併合前，可 15 以與施用至加強纖維114相同或相異的化學處理劑塗覆該預先 形成的纖維152。依纖維152之類別而定，於纖維113多根併合 前，纖維152可能未施用化學處理劑。相同的技術與設備係可 用於化學處理各型之加強纖維和母材纖維，而無論其為連續 形成或預先形成者。 20 於纖維113集束成股纖124前，相同的施用器116係可用於 化學處理該預先形成之織維152與連續形成的纖維114。另外， 一個別施用器係可用以化學處理預先形成的纖維152(以虛 線152'表示）。若使用一分開的施用器116’，則集束機械127可 包含一桿或輥154，俾輔助纖維114與152於集束成股纖124前多 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2i0 X 297公釐） -----------一 裝--------訂---------级 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局"工消費合作社印" -70- 經濟部智慧財產.JiM·工消費合·作社印¾ A7 _B7_五、發明說明（6S) 根併合。前摘之美國專利申請案08/527 601敘述使用相同施用 器或個別使用不同施用器以一起化學處理預先形成的纖維和 連續形成的纖維之方法及裝置。另外，若干纖維113，如母材 纖維152，可在未施用化學處理劑下與已塗覆之纖維120集束 5 ° 而後，複枋件可使用習知技術而製造，如藉由將一或多 根包覆複合股纖126模塑成丸粒132、線140或二者。所得複材 件可使用射出模塑、壓模、移轉模塑、或任何其它適當模塑 技術來形成。該包覆複材線140可藉由如中間编織或針織過程 10 而成形為織物，然後，壓模或移轉模塑成所需之複材件。此 種織物形成方法及裝置之例係敘述於1995年9月13日f請之美 國專利申請案08/527 602(併述於此以供參考）。 經由考慮前文本發明之說明和實務，業界人士將顯然易 明本發明之適當的改變。因此，本發明之範圍係不欲受限於 15 前文較佳具體例之詳細說明或闡釋，而係由隨附申請專利範 圍及其均等物所界定β -------------裝.-------訂·------,—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐） -71- A7 B7 467 87 3 五、發明說明（69) 元件標號對照 經濟部智慧財產..J!負工消費合作杜印製 10....纖維 112....來源 12.…加強纖維 113....纖維 13....母材纖維 114....加強纖維 13’…呈虛線之母材纖維 115....坩堝 14.... 一根股纖 116....施用器 20....裝置 116’...施用器 22，..,成纖機械 118....施用器輥 24....坩堝 120,...經塗覆的纖維 26....施用器 122….槽 26\,施用器 124....複合股纖 28....施用器 124'...呈虛線之複合股纖 30....盤 125….加熱裝置 32....經塗覆的纖維 126,...包覆複合股纖 34....集束機械 127....集束器 36....抽絲機械 128....線塗覆器 38....裝置 130....短切器 39....輥 132..··九粒 40....熱護圈 134....抽絲器 42 — 一端 136....絡炒器裝置 44....一端 137....抽絲輪 110....裝置 138....捲包 -----------{^--------訂 *-------- (請先閱讀背面之注t.事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -72- A7 B7 五、發明說明（70) 140.. ..包覆複合線 142.. ..集束 144.. ..線軸 146.. ..橫跨機械 150.. ..裝置 152.. ..母材纖維 152’..,呈虛線之纖維 154.. ..輥 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐） -73

Claims (1)

1. 467 873 經濟部智慧財產<員工消費合作社印製 AS B8 C8 D8六、申請專利範圍 ' 1. 一種製備一複合產物的方法，其包含藉由下列步驟來製 備一供置於母材内之熱塑材料包覆的複合股織材料： 施用一足夠塗覆大體全部多根纖維包括加強纖維之 數量的化學處理劑，以形成預浸漬纖维，其中該化學處 理劑係與母材相容； 將該等預浸漬纖維集束成一具有化學處理劑位於大 體全部多根纖維間之預浸漬股纖；及 藉一種方法包覆預浸漬股纖，該方法係包含以一熱 塑材料線塗覆該預浸潰股纖，以形成一熱塑材料塗層， 且將該熱塑材料塗層成形為一熱塑鞘套，以形成一熱塑 材料包覆之複合股纖。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其又包括切斷熱塑材料包 覆複合股纖成定長而形成多個丸粒。 3_如申請專利範圍第1項之方法，其又包括將熱塑材料包覆 複合股纖包封呈線形。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中該加強纖維包含預先 形成的加強纖維。 5，如申請專利範圍第1項之方法，其中該多根纖維又包括母 材纖維。 6.如申請專利範圍第1項之方法’其又包括經由_種包含由 熔融玻璃連續形成之加強纖維或由聚合物料預先形成之 母材纖維的方法來製傷該加強纖維。 7_如申請專利範圍第1項之方法，其又包括經由一種包含由 一溶融玻璃材料連續形成加強纖維之方法而於線上製備 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —裝. 訂- 線 A4現格（2丨〇χ29?公釐） 74 A8 B8 C8 ____________ D8 六、申請專利範圍 該加強纖維& 、 8.如申請專利範圍第1項之方法，其中該化學處理劑包括水 • 和一有機材料，其量係可使該預浸潰股纖含一有機材料 含量約2%至約25%重量比；且該熱塑材料包覆複合股纖 的製備又包括於集束步驟前蒸發去除化學處理劑中之大 體全部之水的步驟。 9'如申請專利範圍第8項之方法，其中該有機材料係為一分 散或乳化於水中之固體或液體β ίο.如申請專利範圍第9項之方法，其中該有機材料含量係自 約2%至約15%重量比：且該蒸發步驟包括於施用步驟加 熱該化學處理劑。 11·如申請專利範圍第1〇項之方法，其中該有機材料含量约6 %至約7%重量比；及該加熱包括由外部來源或由多根纖 維供應熱能至化學處理劑。 12·如申請專利範圍第1項之方法，其中該化學處理劑為熱固 材料；及該熱塑材料包覆複合股纖之製備又包括於施用 步驟後至少部分硬化化學處理劑之步驟。 13.如申請專利範圍第丨項之方法’其中該化學處理劑為大體 上不含溶劑且大體為非光硬化，且該有機材料包括—成 膜劑與一輕合劑。 Μ.如申請專利範圍第13項之方法其中該化學處理劑為熱 塑性，該成膜劑包括一低分子量熱塑性聚合物，而該耦 合劑包含一官能化之有機基質。 15·如申請專利範圍第13項之方法，其中該化學處理劑為熱 ( CNS Μ4胁(------ Λ67 87 3 Α8 BS C8 D8 經濟部智慧財產命員工消費合作社印製 申請專利範圍 固性，該成膜劑包含一多官能單體與一低分-子量單官能 單體中之至少一者，且該耦合劑包含一官能化有機基質。 16. 如申請專利範圍第1項之方法，其又包括組合該熱塑材料 所包覆之複合股纖與該母材以形成一複合配方，並模塑 該複合配方。 17. 如申請專利範圍第1項之方法，其又包括將熱塑材料包覆 之複合股纖形成丸粒，並模塑該併合一樹脂母材之丸粒 以形成一纖雉加強複材件》 18. —種依據申請專利範圍第16項之方法所製備之複合產物 ，其為纖維加強複材件。 19. 一種依據申請專利範圍第16項之方法所製備之複合產物 ，其為熱塑材料包覆之複合股纖材料，且該熱塑材料所 包覆之複合股纖材料係呈丸粒形或股纖形。 20，一種複合產物，其包括多根熱塑材料包覆之複合股纖， 該複合股纖可用於形成一含有母材之纖維加強複材件， 各該熱塑材料包覆之複合股纖包括一根預浸潰股纖，該 預浸潰股纖係包括多根集束纖維，該集束纖維係包含大 體以可和母材相容之熱塑或熱硬化學處理劑所塗覆之加 強纖維β 21. —種複合產物，其包括由如申請專利範圍第20項所界定 之複合股纖所切成的丸粒，其中該化學處理劑係使多根 集束纖維保持結合於丸粒中。 22. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該等複合股纖 係包覆成線形。 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. -訂_ κ.^ 本紙伕尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 76 A8 BS C8 D8 經濟部智慧財產^»'-工消-^合作社印^ 六、申請專利範圍 23. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該多根集束纖 維數目係於約1500至約10000之範圍間。 24. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該多根集束纖 維數目係於約2000至約4000之範圍間* 25. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該多根集束纖 維又包含由熱塑材料所製成的母材纖维。 26. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該化學處理劑 包括一有機材料，且該預浸潰股纖具有有機材料含量約2 %至約25%重量比。 27. 如申請專利範圍第26項之複合產物，其中該有機材料含 量為約2%至約15%重量比。 28. 如申請專利範圍第27項之複合產物，其中該有機材料含 量為約6%至约7%重量比。 29. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該化學處理劑 為熱塑，大體不含溶劑，且大體為非光硬化性，且包括（i) 一種含有低分子量熱塑聚合物料之成膜劑與(ii) 一種含有 官能化有機基質之耦合劑。 30. 如申請專利範圍第29項之複合產物，其中該等多根複合 股纖係與母材一起模塑。 31. 如申請專利範圍第20項之複合產物，其中該化學處理劑 為熱固，大體不含溶劑且大體非光硬化性，且包括⑴一 含有多官能單體與低分子量單官能單體中之至少一者之 成膜劑，與(ii)一含有官能化有機基質之耦合劑。 32. 如申請專利範圍第31項之複合產物，其中該等多根複合 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 、vs 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ABCD 467873 申請專利範圍 股纖係與母材一起模塑。 1 33· 一種製備一複合產物之方法，其包括下列步驟： 施用熱固性或熱塑性化學處理劑至多根包含玻璃或 合成加強纖維之纖維，以形成由施用之化學處理劑所塗 覆之纖維’該化學處理劑為大體不含溶劑且大體為非光 硬化性；及 加熱該經施用之化學處理劑，俾降低至少部分施用 之化學處理劑的黏度，或硬化至少部分施用之化學處理 劑或二者，而形成塗覆妥的纖維。 34.如申請專利範圍第33項之方法，其中該化學處理劑係以 約0·Ι%至約1%之重量比的數量施用而施膠該等多根纖 維。 35‘如申請專利範圍第34項之方法，其中該化學處理劑係以 約2%至約25%之重量比的數量施用而預浸漬該等多根纖 維。 36. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該等多根纖維又包 含聚合物母材纖维。 37. 如申清專利範圍第33項之方法，其中該等加強纖維包含 玻璃加強纖維，且該加熱步驟係包括供應源自玻璃加強 纖维之熱能至施用的化學處理劑。 38. 如申請專利範圍第37項之方法，其中於該施用步轉中玻 璃加強纖維之溫度為約15(TC至約35{rc。 39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該溫度由約雇（至 約 3〇〇°C。 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) •裝‘ 訂 經濟部智慧財產貝工消費合作社印製 78 申請專利範圍 A8 BS C8 DS 經濟部智慧財產^員工消費合^社印^ 40. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該加強纖維包含預 先形成的加強纖維；該方法又包括預熱該預形成之加強 纖维的步驟a 41. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該加強纖維係包含 坡璃纖維，該方法又包括由熔融玻璃加強材料源形成玻 璃纖維的步驟，此處該加熱步驊包含供應來自形成步驟 之玻璃加強纖維所儲存熱能至施用的化學處理劑。 如申請專利範圍第33項之方法，其中該加熱步驟包含供 應來自多根纖維外在來源的熱能至施用的化學處理劑。 43·如申請專利範圍第33項之方法，其中該化學處理劑為熱 固性，且該加熱步驟係硬化至少部分施用之化學處理劑。 44.如申請專利範圍第33項之方法，其中該化學處理劑為熱 塑，且該加熱步驟可降低至少部分施用的化學處理劑之 黏度》 如申請專利範m第33項之方法，其又包括將經塗覆妥的 纖維集束成一根複合股纖之步驟。 如令請專利範®第45項之方法，其+該加熱步驟係於集 束步驟之後進行。 如申請專利範圍第45項之方法，其中該化學處理劑含有 —種有機材料，而該複合股纖具有有機材料含量在約2% 至約25%重量比β 48·如申請專利範圍第45項之方法，其又包括將該複合股纖 形成一複材件之步驟’該複材件具有多根置於至少部分 由所施用之化學處理_形成之母材内的纖維。 42 45 46 47. 民紙張用中國準（CNS)八4辦（ ---------^------訂.------.it (請先閎讀背面之注$項再填寫本頁) 79 8 7 3 ABCD 經濟部智慧財產^7§(工消費合作社印製 六、申請專利範圍 49. 如申請專利範圍第48項之方法，其中該等多根纖維又包 含形成複材件母材之至少一部分的聚合物母材纖維。 50. 如申請專利範圍第48項之方法，其中該形成步驟係與集 束步驟係於線上進行。 51. 如申請專利範圍第33項之方法，其又包括併合加強纖維 與母材纖維而提供多根纖維之步驟。 52. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該施用步驟包含同 時以化學處理劑塗覆加強纖維和母材纖維之步驟。 53. —種施用至纖維之化學處理劑，該等纖維係供加工處理 成複合股纖以用於置於母材内而形成纖維加強複材件， 該化學處理劑包括： 一種成膜劑，其含有多一官能單體與一低分子量單 官能單體中之至少一者；及 一種耦合劑，其含有一官能化有機基質； 其中該化學處理劑為熱固性，至少部分可熱硬化， 大體不含溶劑且大體非光硬化的。 54. 如申請專利範圍第53項之化學處理劑，其又包括一種加 工助劑。 55. 如申請專利範圍第54項之化學處理劑，其中該加工助劑 包含一種環氧樹脂官能基之黏度改質劑。 56. 如申請專利範圍第54項之化學處理劑，其中該加工助劑 包含硬脂酸丁氧乙酯。 57. 如申請專利範圍第53項之化學處理劑，其係於約150°C至 約350°C溫度可熱硬化= (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝. 訂 U 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 80 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產l黃工消.#合％社印f 、申請專利範圍 58. 如申請專利範圍第53項之化學處理劑，其中該成膜劑係 包括一選自聚酯醇酸樹脂，環氧樹脂，和含縮水甘油基 醚官能基化合物之單體。 59. 如申請專利範圍第53項之化學處理劑，其十該成膜劑係 包括一單體，其係選自由胺基甲酸酯類，乙烯系酯類， 醯胺酸，迪爾斯阿德（Diels Alder)反應性物種，和柯普 (Cope)重排化合物所構成之族群中。 60. 如申請專利範圍第53項之化學處理劑，其中該化學處理 劑於約93 °C至約U0°C範圍之溫度下具有黏度高達約 300cps。 61. —種施用至纖雉之化學處理劑，該等纖維係供加工處理 成複合股纖以用於置於母材内而形成纖維加強複材件， 該化學處理劑包括： 一含有至少一低分子量熱塑聚合物料之成膜劑；及 一含有一官能化有機基質之耦合劑； 其中該化學處理劑為熱塑，大體不含溶劑且大體為 非光硬化的。 62. 如申請專利範圍第61項之化學處理劑，其又包括一種力口 工助劑。 63. 如申請專利範圍第62項之化學處理劑，其中該低分子量 熱塑聚合物包含裂解聚酯或聚醯胺。 64. 如申請專利範圍第63項之化學處理劑，其中該聚酯或聚 醯胺係選自由聚對酞酸伸乙酯，聚對酞酸伸丁酯，和尼 龍所構成之族群中。 裝 訂 [ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2! 〇 X 297公釐）

   467873 65.如申凊專利範圍第64項之化學處理劑，其又包括一種加 工助劑，該加工助劑係包含一單體相當物，其係選自由 對酞酸二正丁酯，丁二醇二苯甲酸酯’對酞酸二乙 酯，乙二醇二苯甲酸酯，己内酯，己二醯氣與正胺基己 烷之加合物，及1,6-己二胺與己醞氣之加合物所構成之 族群中。 66_如申請專利範圍第61項之化學處理劑，其中該化學處理 劑於約93°C至約11〇1範圍之溫度下具有黏度高達約 30〇cps 〇 67. —種製備複合產物之方法，包括下列步驟： 施用一熱固或熱塑性之化學處理劑至多根包含玻 璃或合成加強纖維之纖維以形成一以施用之化學處理劑 所塗覆之纖維，該化學處理劑為大體不含溶劑且大體為 非光硬化性的；及 加熱該經施用的化學處理劑，俾降低至少部分施 用之化學處理劑的黏度，或硬化至少部分施用之化學處 理劑或二者，而形成塗覆妥的纖維。 68. 如申請專利範圍第67項之方法，其中該化學處理劑係以 約0.1%至約1%之重量比的數量施用而施膠該等多根纖 69. 如申請專利範圍第砧項之方法，其中該化學處理劑係以 約2%至約25%之重量比的數量施用而預浸潰該等多根纖 維。 川‘如申請專利範圍第67項之方法，其中該等多根纖维又勺 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS )以祝格（210X297公釐 I H ^^^1 t--- IJ>·. I Ef {請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂 U 經濟部智慧財度㈤員工消費合作社印製 82 申請專利範圍 A8 B8 C6 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 • r 工 消 -費 合ϊϊ 社 印 含聚合物母材纖維。 如申請專利範圍第67項之方法，其中該等加強纖維係包 含玻璃加強纖維’且該加熱步驟包括將源自玻璃加強纖 維之熱能供應至施用的化學處理劑。 如申請專利範圍第71項之方法’其中於該施用步驟中玻 續加強織維之溫度為約l5(rc至約35(rc。 如申凊專利範圍第72項之方法，其中該溫度由約200°C至 約 3〇〇°C。 如申清專利範圍第67項之方法，其中該加強纖維包含預 形成的加強.纖維，該方法又包括預熱該等預形成之加強 纖維的步驟。 如申呀專利範圍第67項之方法，其中該加強纖維包含玻 螭纖維，该方法又包括由熔融玻璃加強材料源形成玻離 纖維之步驟，此處該加熱步驟包含將來自形成步驟之玻 螭加強纖維所儲存之熱能供應至所施用之化學處理劑。 如申請專利第67項之方法，其中該加熱㈣包含將 來自多根纖维外在來源的熱能供應至所施用之化學處理劑。 R如中請專利第67項之方法，其中該化學處理劑為熱 固性’且該加熱步驟係硬化至少部分施用的化學處理劑。 78. 如申請專利範圍第67項之方法，其中該化學處理劑為熱 塑性’且該加熱步職降低至少部分施用之化學處理劑 的黏度。 79. 如中請專利範，67項之方法，其又包括將經塗覆妥之 71. 72. 73 76. 本紙珉尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^m. ( 210^297ϋΠ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂. 線- I-----二· _ ---:: 83 經濟部智慧財產⑥.員工消費合作社印製 467 87 3 as 4 B8 C8 D8六、申請專利範圍 纖維集束成一根複合股纖之步驟。 80. 如申請專利範圍第79項之方法，其中該加熱步驟係於集 中步驟之後進行。 81. 如申請專利範圍第79項之方法，其中該化學處理劑含有 一種有機材料，且該複合股纖具有有機材料含量約2%至 約25%重量比。 82. 如申請專利範圍第79項之方法，其又包括將複合股纖形 成複材料件之步驟，該複材件具有多根纖維，其係置於 至少部分由所施用之化學處理劑所形成之母材内。 83. 如申請專利範圍第82項之方法，其中該等多根纖维又包 含用以形成複材件母材之至少一部分的聚合物母材料纖 維。 84·如申請專利範圍第82項之方法，其中該形成步驟係與集 束步驟於線上進行。 85. 如申請專利範圍第67項之方法，其又包括將加強纖維與 母材纖維併合以提供多根纖維之步驟。 86. 如申請專利範圍第85項之方法，其中該施用步驟包括同 時以化學處理劑塗覆加強纖維和母材纖維之步驟。 87. —種施用至纖維之化學處理劑，該等纖維係供加工處理 成複合股纖以用於置於母材内而形成纖維加強複材件， 該化學處理劑包括： 一種成膜劑，其含有一多官能單體與一低分子量單 官能單體中之至少一者；及 一種耦合劑，其含有一官能化有機基質； (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -裝. 訂 L 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 84 ABCD 經濟部智慧財產為'工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ' 其中該化學處理劑為熱固性，至少部分可熱硬化， 大體不含溶劑且大體為非光硬化性的。 88. 如申請專利範圍第87項之化學處理劑，其又包括一種加 工助劑。 89. 如申請專利範圍第88項之化學處理劑，其中該加工助劑 係包含一環氧樹脂官能基之黏度改質劑。 90. 如申請專利範圍第88項之化學處理劑，其中該加工助劑 係包含硬脂酸丁氧乙酯。 91. 如申請專利範圍第87項之化學處理劑，其係於約150°C至 約350°C溫度可熱硬化。 92. 如申請專利範圍第87項之化學處理劑，其中該成膜劑係 包括一單體，其係選自由聚酯醇酸樹脂，環氧樹脂，和 含縮水甘油基謎官能基化合物所構成之族群中。 93. 如申請專利範圍第S7項之化學處理劑，其中該成膜劑係 包括至少一選自由胺基甲酸酯類，乙烯系酯類，醯胺酸 ，連爾斯阿德反應性物種，和柯.普重排化合物所構成之 成分。 94. 如申請專利範圍第87項之化學處理劑，其中該化學處理 劑於約931：至約1 l〇°C範圍之溫度下具有一黏度高達約 300cps 〇 95. —種施用至纖維之化學處理劑，該等纖維係供加工處理 劑成複合股纖以用於置於母材内而形成纖維加強複材件 ，該化學處理劑包括： 一成膜劑，其包括至少一種低分子量之熱塑聚合物 J n 訂 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 85 ABCD 經濟部智慧財產A^工消費合作社印製 467873 六、申請專利範圍 料；及 . 一耦合劑，其含有一官能化有機基質； 其中該化學處理劑為熱塑性，大體不含溶劑且大體 為非光硬化性的。 96.如申請專利範圍第95項之化學處理劑，其又包括一種加 工助劑。 97_如申請專利範圍第95項之化學處理劑，其中該低分子量 熱塑聚合物包含一裂解聚酯或聚醯胺》 98. 如申請專利範圍第95項之化學處理劑，其中該聚酯或聚 酿胺係選自由聚對酞酸伸乙酯，聚對敵酸伸乙酯，和尼 龍所構成之族群中。 99. 如申請專利範圍第98項之化學處理劑，其又包括一種加 工助劑，該加工助劑包含一單體相當物，該單體相當物 係選自由對酞酸二正丁酯，1，4-丁二醇二苯曱酸酯，對 蚊酸二乙酯，乙二醇二苯曱酸酯’己内酯，己二醇氣與 正胺基己烷之加合物，及1，6-己二胺與己醯氣之加合物 所構成之族群中。 100·如申請專利範圍第95項之化學處理劑，其中該化學處理 劑於約93°C至約litre範圍之溫度下具有黏度高達約 300cps。 •------ 驾 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .T

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