JPH0447697B2 - - Google Patents
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- JPH0447697B2 JPH0447697B2 JP61236988A JP23698886A JPH0447697B2 JP H0447697 B2 JPH0447697 B2 JP H0447697B2 JP 61236988 A JP61236988 A JP 61236988A JP 23698886 A JP23698886 A JP 23698886A JP H0447697 B2 JPH0447697 B2 JP H0447697B2
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- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
-
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-
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- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
- C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
-
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-
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-
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Description
[産業上の利用分野]
本発明は、ガラス繊維補強材およびポリ(エチ
レンテレフタレート)を複雑な部材の成形に供し
うるスタンピング成形可能な積層体および成形部
品の製造方法に関する。 [従来の技術およびその問題点] ポリエチレンテレフタレート(単独重合体およ
び共重合体を含む、以下PETと略す)は砂型成
形(Sandry molding)用にガラス繊維で補強さ
れている。たとえば射出成形品の製造におけるチ
ヨツプドガラス繊維ストランド補強PETがある。
また、連続ガラス繊維ストランドもPETの融点
より低くかつガラス転移点よりも高い温度で行な
われる圧縮成形において使用されている。 ヨーロツパ特許出願第0024895号の明細書に記
載されている後者の方法では、本質的にアモルフ
アスなPETを使用した熱成形により成形が行な
われている。結晶性PETは成形前に溶融するは
ずであるから、このPETを有する積層体は熱成
形には利用することができない。PETの融点は
255〜265℃の範囲にあり、その融点は多くの熱可
塑性樹脂よりも大幅に高い。ところで、溶融した
PETは水と接触すると劣化するという欠点があ
る。しかしながら、PETの高い融点はPETを高
温での適用を多様化することを可能にする。たと
えば自動車部品や電気製品の部品などに使用する
ために、高められた温度で塗装や乾燥することの
できるガラス繊維補強パネルとして用いることが
可能となる。前記ヨーロツパ特許出願の熱成形法
は、成形工程で水が存在するために受けるPET
ポリマーの劣化の不利を招くことなく成形物にお
けるPETの高融点を活かすためにPETの積層体
の製造を可能にしている。 あいにく、このタペストリー(tapestry)の可
能性におけるひとつの障害は、付加または複雑な
デザインや形状をもつ部品や製品をつくるのが困
難であることである。 一般に、ガラス繊維補強熱可塑性ポリマーは
種々の形状、寸法、配列および化学処理剤を有し
ている。チヨツプドストランドのようなガラス繊
維は射出成形および圧縮成形用に用いることがで
き、連続ストランドは圧縮成形用に用いることが
できる。また、チヨツプドおよび/または連続ス
トランドマツトはバラバラのチヨツプドまたは連
続ストランド、および/または絡合した
(intermingled)および/または結合されたチヨ
ツプドおよび/または連続ストランドから構成さ
れるマツトも使用される。マツトにおけるストラ
ンドの機械的および/または化学的結合は、スト
ランド間にある種の一体性をもつマツトを提供す
る。機械的に結合されたガラス繊維ストランドマ
ツトの例としては、連続ストランドまたは長いチ
ヨツプドガラス繊維ストランドあるいはそれらの
混合物のニードルドマツトがあげられる。ニード
ルされた連続ストランドは、米国特許第4335176
号明細書[バウマン(Baumann)]に記載されて
いる。絡合された、および/または結合されたマ
ツトの製造で考慮すべき事項は全くバラバラのチ
ヨツプドまたは連続ストランドマツトの製造およ
び使用で提供される考慮事項と異なる。 絡合したおよび/または結合された、連続スト
ランドマツトおよび/またはチヨツプドストラン
ドのマツトには、そのマツトを製造する際にマツ
トの中には良好な加工性をもつストランドが要求
される。一方ガラス繊維には、部品や製品に成形
される積層体中のマトリツクスポリマーと良好な
界面接触をもつことが要求されている。ストラン
ドをマツトにする加工性は、ストランドをガラス
繊維ストランド源から取り出し、マツトの中にス
トランドを分散し、いくつかのストランドを互い
に絡合するかまたは結合する工程における加工性
も含む。マツトとマトリツクスポリマー間の良好
な界面接触は、ポリマーがマツトの中や周囲、さ
らにそれを通過することを許容する成形工程にお
いて、またモールドの形状に追随するようにマツ
トが移動する成形工程において、もつともよくえ
られる。マトリツクスポリマーとマツト間の界面
接触の程度がもつとも高いものは、熱可塑性ポリ
マーが積層工程および成形工程の直前および(ま
たは)間の溶融状態にあるときに達成される。こ
のことはより分子量が大きいポリプロピレンのよ
うな熱可塑性ポリマーのばあいにとくにいえる。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、PETとガラス繊維補強材は、
成形において良好な流動性をもつが、溶融PET
の水劣化は最小限にされるガラス繊維補強PET
の積層体の製造方法とその成形された部品を供す
ることである。 本発明はさらに、付加または複雑なデザインや
形状をもつ部品や製品に成形されうるガラス繊維
補強PETの積層体の製造方法を供することを目
的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、 (a) ガラス繊維を形成し、 (b) つぎの(1)〜(4)の成分を有する水性化学処理組
成物でガラス繊維を処理し、 (1) 有効なフイルム形成量の、ポリ(エチレン
テレフタレート)に可溶で300℃よりも高い
熱分解温度を有する1または2以上の熱可塑
性フイルム形成ポリマー、 (2) 有効なカツプリング剤量の有機および無機
カツプリング剤、 (3) 有効な潤滑量のカチオン性繊維潤滑剤、お
よび (4) 化学処理組成物をガラス繊維に適用しうる
量の水、 (c) ガラス繊維を1または2以上のストランドに
集め、 (d) ガラス繊維ストランドにより、実質的に減少
された水分を有するガラス繊維ストランドの層
を移動する水平表面上に形成し、 (e) 連続したガラス繊維ストランドの層をニード
リングしてニードリングされたマツトを形成
し、 (f) ニードリングされたマツトから水分を除去す
るために乾燥して水分含量を0.3重量%未満と
し、 (g) 約5〜60秒間約120〜220℃の温度に置くこと
により少なくとも30重量%の結晶化度となる結
晶化速度をもつように変性された乾燥ポリ(エ
チレンテレフタレート)を用いて、該ポリ(エ
チレンテレフタレート)の融点よりも高い積層
温度で積層に有効な時間滞留させることにより
1または2以上のニードリングされたマツトを
1または2以上の層に積層し、 (h) 少なくとも30重量%の結晶化度が積層体に生
ずる速度で積層体を約66℃に冷却し、 (i) 最終成形品に要求される体積および寸法に適
合させるために寸法取りし、 (j) 寸法取りされた積層体をポリ(エチレンテレ
フタレート)の融点にまで、該融点に達するま
でに積層体から水分が除去される速度で加熱
し、 (k) 該積層体を加圧下で、120〜220℃の温度範囲
で60秒間未満成形し、加熱された積層体を冷却
し、少なくとも30重量%の結晶化度を発現させ
る 工程からなる、成形されたガラス繊維補強ポリ
(エチレンテレフタレート)含有物の製造方法に
関する。 本発明の方法は、その実施態様として (1) 絡合したマツトにつくられる化学的に処理さ
れ連続したガラス繊維ストランドまたは連続し
たチヨツプドガラス繊維ストランドを形成し、 (2) ストランドの約1重量%未満の水分含量とな
るように絡合したマツトを形成するガラス繊維
ストランドを部分的に乾燥し、 (3) ガラス繊維を絡合してマツトを形成し、 (4) 絡合したガラス繊維ストランドを乾燥して残
りの水分を除去し、約0.3重量%未満の水分含
量をもつマツトとし、 (5) 変性PETの融点よりも高い温度で加圧下に、
1または2以上の乾燥された絡合したマツトを
変性PETの1または2以上のプライまたは層
および/または押し出し物で積層し、そして (6) 変性されたPETが少なくとも30重量%の結
晶化度をもつ積層体をつくる速度で加圧を維持
しながら積層体を冷却することを含む。 この方法には水性化学処理組成物の水分が減少
した残渣を有しうる化学的に処理されたガラス繊
維が利用される。 該組成物は、水に加えて、有効なフイルム形成
量で約300℃よりも高い熱分解温度をもつ少なく
とも1つの熱可塑性エポキシおよび/またはポリ
エステルフイルム形成ポリマー、少なくとも1つ
のオルガノシランカツプリング剤、および少なく
とも1つのカチオン性ガラス繊維潤滑剤からな
る。ガラス繊維は絡合したストランドマツトの形
に直接または間接的に製造される。直接製造する
際に、ガラス繊維は、ブシユ(bushings)から成
形され、化学的に処理されストランドに集めら
れ、そして絡合したマツトの形成のために層状に
堆積される。間接製造する際には、ガラス繊維
は、ブシユから成形され、化学的に処理されスト
ランドに集められ、そしてフオーミングパツケー
ジ(Forming packages)に集められる。多数
の、フオーミングパツケージは水分含量が約5〜
約8重量%の範囲となるように乾燥され、そして
多数のパツケージからストランドは絡合したマツ
トの製造のために層状に堆積される。 変性されたPETは造核剤(nucleating agents)
の添加または当業者に知られている方法で増加さ
れた結晶化速度を有するPETである。 結晶化度をもつガラス繊維補強PET積層体ま
たはその片は結晶化するのに充分に高められた温
度で予熱して成形することによつて部品または製
品に加工される。予熱は、積層体のなかでPET
を溶融するのに充分な温度でそして速度で積層体
に残る水分を容認しうる環境で行なわれる。予熱
された積層体は少なくとも30重量%の結晶化度を
もつ成形されたガラス繊維補強PET部品または
製品をつくるために約5〜約60秒間約120〜220℃
の温度範囲で成形される。 [実施例] ガラス繊維補強PETのスタンピング成形可能
な部品の製造は、付加または複雑なデザインまた
は形状をもつ部品については容易になしとげられ
ない。リブ、ボス、コードホールなどの付加され
た形および部品の複雑なデザインには、成形中の
PETと補強材の流動性が要求される。熱成形は
PETの水劣化の危険が減ぜられているが、成形
中にPETの延伸を容認するだけのものであり、
付加または複雑なデザインおよび形状をもつ成形
補強部品にとつて良好な流動性を供するものでは
ない。我々は、補強材とPETの良好な流動性が、
PETがその溶融状態から成形されるときは、溶
融されたPETの水劣化の増加の危険のペナルテ
イ(penalty)を受けないでなしとげられること
がわかつた。この発見された技術は、積層体製造
設備から遠い所でガラス繊維補強PETの積層体
を成形する際にも、そして輸送の長い期間の後で
さえも適用することができる。このことは、我々
がはじめて防水(water proof)膜内に積層体を
覆うことによつて、積層体の成形におけるPET
の水劣化のペナルテイを克服することを見出した
ので、驚くべきことである。そのような水不透過
性フイルムまたは層は、積層体製造設備から離れ
た成形設備への、長い輸送の間ガラス繊維補強
PETの積層体を保護している。水不透過性膜で
積層体を覆うことは、積層体の成形において
PETの水劣化に対しての最大の保護が保証され
うるが、良好な物理的特性をもつ成形された
PET部品または製品をうる成形においてPETの
水劣化を最小限にするためのラツピングステツプ
(wrapping step)を必ずしも行わなくてもよい。 第1図はガラス繊維とガラス繊維のパツケージ
を製造するための装置の説明図であり、炉10
は、溶融繊維状にしうる(fiberizable)ガラス1
2を含有する。溶融ガラスは繊維 を形成するた
めにブツシユ14の先端16より流れる。該繊維
はガラス繊維に水性化学処理組成物を適用するた
めに、アプリケータ(applicater)20を横切つ
て引つ張られる。その後、化学的に処理された組
成物はギヤザリングシユー(gathering shoe)2
2によつてストランド24に集められる。ストラ
ンド24はガイドスパイラル(guide spiral)2
6によつて巻取機30上のフオーミングパツケー
ジ28の上に引張られる。 ガラス繊維はその形成の間または後に水性化学
処理組成物で処理される、水性化学処理組成物は
水に加うるに3つの主要な非水性成分を有してい
る。これらの成分の1つは、水溶性、水分散性ま
たは水乳化性のフイルム形成ポリマーを有してお
り、このポリマーはPETポリマーマトリツクス
と相溶性でありかつ溶解しうるものである。この
相溶性と溶解性は、ガラス繊維がマトリツクスポ
リマーと親密に接触したときにPETマトリツク
スポリマー中への化学処理ガラス繊維の良好なウ
エツト−アウト(Wet−out)を与える。このフ
イルム形成ポリマーは約300℃以上の熱分解温度
を有している。フイルム形成ポリマーは水および
他の溶媒を蒸発させたときに透明なフイルムを形
成し、また硬化したときに粘着性が小さくかつ強
靱であることが好ましい。フイルム形成ポリマー
の小さな粘着性は、水性化学処理組成物の乾燥残
渣の粘着性を低くすることに寄与する。化学処理
組成物の乾燥残渣のフイルムは「エポン 828
(Epon 828)」樹脂のような他のポリマーのフイ
ルムよりも粘着性が小さい。フイルムの強靱性は
ガラス繊維表面に連続に近いフイルムを形成する
ことを可能にする。そうしたフイルム特性の達成
において、ガラス繊維の湿潤性が大きく損われる
ことはない。 存在する他の2つの成分にはアミノ基含有オル
ガノ官能性カツプリング剤の存在下または非存在
下で有効なカツプリング剤量の1または2以上の
エポキシ含有オルガノ官能性カツプリング剤およ
びガラス繊維カチオン性潤滑剤が含まれる。該カ
ツプリング剤は、分子のオルガノ官能性部位に1
または2以上のエポキシ部位を有するオルガノ官
能性シランカツプリング剤またはオルガノ官能性
ウエルナー化合物(Werner compounds)など
でありうる。 ガラス繊維カチオン性潤滑剤は有効な潤滑量で
存在する。該潤滑剤は性質上カチオン性であり、
ガラス繊維およびガラス繊維が集められた束とス
トランドに潤滑性を与えるものである。 これら成分は、水性化学処理組成物中でフイル
ム形成剤(formers)、ノニオン性潤滑剤、湿潤
剤などような添加成分とともに使用されるが、と
くに好適な組成物は水に添加するのに3つの成分
をもつ。この適切な化学処理組成物は単独フイル
ム形成ポリマー(Sole film forming polymer)
としてビスフエノールポリエステルフイルム形成
ポリマーを有する水性エマルジヨンもつ。このエ
マルジヨンは、イタリア共和国、コモ(Como)
のサビツト(Savid)化学社製の「ネオキシル
(Neoxil )954エマルジヨン(emulsion)」を利
用することができる。該ビスフエノールポリエス
テルまたはエステル化されたエポキシフイルム形
成ポリマーは、好ましくは0.1よりも小さい、も
つとも好ましくは約0.07よりも小さい芳香族不飽
和に対する脂肪族不飽和率を有する。また、ユニ
オンカーバイド(Union Carbide)社から商品名
「A−187シラン(silane)」で入手しうるガンマ
グリシドキシプロピルトリメトキシシランのよう
なエポキシ官能性オルガノシランカツプリング剤
がある。「A−187シラン」の量は水性化学処理組
成物の固形分の約2〜5重量%の範囲である。加
えて、水に可溶のカチオン性ガラス繊維潤滑剤に
はたとえば水性化学処理組成物の固形分の約1〜
3重量%の量で「エメリルベ (Emerylube )
6717」がある。 存在する水の量は、たとえば水性化学処理組成
物の約1〜15重量%でガラス繊維を処理するのに
好適な総固形分を与えるのに充分な量である。ビ
スフエノールポリエステル樹脂の量はカツプリン
グ剤と潤滑剤の量からの固形分の残余量である。
水性化学処理組成物のPHは一般に7よりも小さ
く、たとえば約4.5〜約6.2の範囲であるのが好ま
しい。 水性化学処理組成物はプレミツクス(premix)
タンク内でシラン約20グラムに対して約1mlの酢
酸を用いてガンマグリシドキシプロピルメトキシ
シランを加水分解することによつて調製されう
る。加水分解は、酢酸を化学処理組成物を調製す
る際に用いられる水の約10〜20重量%だけ加える
ことにより、そして完全に加水分解がおこるまで
に攪拌しながら該混合物にシランを加えることに
より行なわれる。カチオン性ガラス繊維潤滑剤
は、水の量がプレミツクスタンク内で水性化学処
理組成物を調製する際に用いられる水の全量の約
1%である温水76.7℃(170〓)に攪拌しながら
加えられる。ビスフエノールポリエステルの水性
エマルジヨンは固形分約46%のものであり、メイ
ンミツクスタンク内でその重量の約2倍の水と混
合される。加水分解されたシランおよびガラス繊
維潤滑剤はメインミツクスタンクに添加される。
少量の「サグ(SAG)10」のような消泡剤を添
加し、攪拌しながら混合物は最終の体積にまで水
で希釈される。その後水性化学処理組成物の最終
PHは酢酸のような可溶性有機酸で約4.5〜6.5の範
囲となるように調整される。 水性化学処理組成物は、当業者に知られている
径をもちうるガラス繊維に適用される。 水性化学処理組成物は、約0.5〜約8%のLOI
(強熱減量(loss on ignition))の範囲で化学処
理組成物のアド−オン(add−on)与えるガラス
繊維に適用される。 第1図のガラス繊維ストランドの多数のフオー
ミングパツケージ28は、ストランドの水分含量
を約8重量%未満、好ましくは約1重量%未満に
減少するため乾燥される。約1重量%よりも少な
い水分となるように乾燥することは、多数のフオ
ーミングパツケージを約4〜10時間で約65〜104
℃(150〜220〓)の温度範囲のミシガン
(Michigan)オーブン内に置くことによつてなさ
れる。また、該パツケージは望ましい水分含量に
まで空気乾燥されうる。また、パツケージはスト
ランドの水分含量が約5〜8重量%の範囲である
ようにオーブン内でまたは空気乾燥することによ
つて部分的に乾燥されうる。このような水分レベ
ルは、層状に堆積するためのフオーミングパツケ
ージからのストランドの取出しを適切なものに
し、絡合したマツト、好ましくはニードリングさ
れたマツトを形成する。マツトがニードリングさ
れる前にストランドの水分含量を1重量%未満と
すべきであり、そのような水分含量にするために
加えられる乾燥は、ストランドがニードリングさ
れる前に行なうことができる。 第2図はガラス繊維ストランドマツトの製造法
を示す説明図であり、ガラス繊維は、形成されニ
ードリングされたマツトの製造のために連続スト
ランドの層の形に直接つくられうる。第2図にお
いて、個々のガラス繊維34は、ブシユ32から
引つ張られ、アプリケータ36上を通過する。ロ
ーラーアプリケータのようなアプリケータは前記
の化学処理組成物のような好適なサイズ剤を繊維
34に塗布する。化学的に処理された繊維は、繊
維34が引き出される多数の細い溝を有するシリ
ンダであるギヤザーリングシユー38上を通さ
れ、ストランドを形成する。ギヤザーリングシユ
ーはフイラメントが破損なしに集められるような
充分な潤滑特性をもつ物質から形成される。グラ
フアイトはギヤザーリングシユーの構造にとくに
適切な材料であるが、しかしながら適当な潤滑性
をもつ他の物質も用いうる。ストランド39は、
特別なアテニユエータ(attenuater)42の方向
にストランド39を向けるアイドラーローラ
(idler roller)40上を通される。該アテニユエ
ータ42は特別なトラツク44上にのせられてお
り、該トラツクはアテニユエータ42がコンベア
ー48の長手方向に垂直な進路を水平に横切り、
コンベアー48の表面上にランダムなパターンで
該ストランド46を配給するのに適切な経路につ
くられている。多数の形成位置からストランド4
6がコンベア48上に置かれるにつれて、所望の
深さと形成前の20%またはそれ以下典型的には12
〜15%の範囲の典型的な含有水分を有する連続ス
トランドの層が形成される。ストランドがフオー
ミングパツケージから供給されているとき、水分
含量は通常8%またはそれ以下、典型的には4〜
6%である。連続ガラス繊維ストランドの層50
はオーブン52を通じて連続的に運ばれる。該オ
ーブン52は、当業者に知られているいかなるヒ
ータ(図示されず)、好ましくは抵抗ヒータから
熱い空気を供給する導管51につながれている。
熱せられたガス、好ましくは空気がマツトコンベ
アー48を覆うオーブンの蓋の中に入る。オーブ
ンの蓋はコンベアーの幅を覆い、かつマツトが約
15〜120秒間、好ましくは70〜90秒間適度にオー
ブン中に滞留する時間を与えるのに充分な長さに
コンベアーの長手方向に沿つて延びている。加え
て、導管51には、60%またはそれ以下、典型的
には20%以上で60%以下、好ましくは40〜50%の
相対湿度をもつ空気が供給されうる。その空気は
導管51からオーブンの蓋を通つて連続ストラン
ドの層を通過する。該層50通過後の空気はチヤ
ンバー54を通りダクト53から排出される。 オーブン52を通過後の連続ストランドの層5
0は、層50の幅を横切つて伸びるスロツト状
(slot−like)の開口部56をもつ細長いダクト5
5上に運ばれる。ダクト55には低相対湿度、す
なわち60%以下、典型的には20%以上60%以下に
制御するヒータ(図示されず)から熱せられた気
体、好ましくは空気が供される。好ましい空気の
流れは、該層50の下面と接触するように通過
し、ストランドの底表面上に集まる傾向にある残
余水分を表面から除去し、そしてオーブン52中
でその表面付近のストランドを乾燥する。 該層50は、連続ストランド層形成領域を通過
するコンベアー48を連続的に前進させるために
ロール60とともに用いられるドライブロール5
9とニツプロール58との間を通される。ドライ
ブロール62と鎖63と該鎖が載つているアイド
ラーロール64とは、連続ストランドの層50を
ニツプロール58から所望密度となるように引つ
張るスピードで操作される。したがつて、鎖63
によつてのばすことができる厚さであればどのよ
うな厚さにでもすることができ、該層50は所望
によりロール58および59の間よりも低密度の
連続ストランド層を与える。 連続ストランド層50は、鎖63の表面からニ
ードラー68に運ばれる。図示されているように
ニードラー68は、典型的には平行な列にならべ
られた多くの針が固定されたニードルボード70
をもつ。ニードラー68には、ニードリングのあ
いだに針が正確に該層を通過するように列になら
べられた適当に開けられた孔をもつストリツパー
プレート(stripper plate)71が設けられてい
る。ベツドプレート72は1列にならべられた多
数の孔をもち、ニードルボードの針が前記孔を通
過するように寸法づけられたニードラー68に設
けられている。プレートは、ニードラー68を通
過する間に連続ストランドの層50が載る表面と
しての用をなす。ニードルボード70は矢印で示
されるように往復動して針を押し、針が連続スト
ランド層およびプレート71および72の双方を
通過して該層中のストランドを絡合し、ニードリ
ングされたマツト74を形成する。ニードリング
されたマツト74は、マツトに引つぱる力を加え
るドライブローラ76によつてニードラーから離
される。トラツク73はプレス71および72の
孔を通過する破壊されたガラスフイラメントを捕
えるために設けられている。 ニードラー68、とくにニードリングされる領
域、すなわちニードラー68の中のプレート71
および72の間の領域は、10〜50℃(50〜120〓)
のあいだの温度で60%以下、典型的には20%以上
60%以下、好ましく40〜60%の相対湿度を維持す
るために環境的に制御される。前記環境は、ダク
ト66からニードリングされる領域に低相対湿度
の気体を絶えず送ることにより制御される。ダク
ト66には連接されたヒータ(図示されず)から
加熱された空気を提供する。該ダクト66の末端
には一般にニードラー68の入口を横切る低湿度
の気体が配給されることを保証するため、ニード
リング領域の幅方向に延びた矩形の細長い孔が設
けられる。 第3図は連続ストランドマツトの製造装置の別
の実施態様の説明図であり、ニードリングされた
マツトはガラス繊維ストランドの乾燥されたフオ
ーミングパツケージから製造される。ここで、第
2図の装置と同様な部分には第2図と同じ符号が
付けられている。この図中にストランド80のフ
オーミングパツケージ78を含むクリール
(creel)77が描かれている。ストランド80
は、フオーミングパツケージ78を出るときガイ
ド79を通り抜ける。そのストランド80は1ま
たは2以上のより大きなストランドに結合され
る。しかしながら、ストランド80は、ストラン
ドがストランドの層を形成するように運搬するた
めのアイドラーロール81を通るときには分離し
たストランドのままであるのが好ましい。該スト
ランドをフオーミングパツケージからガイドの目
を通つて容易に取り出し、そして静止状態で固ま
つてしまう(static build up)可能性を減らす
ために約4〜8重量%の水分含量を有している。
ストランドの群82は第2図に前記したのと同じ
方法でアイドラーロール40をこえてアテニユエ
ータ42にはこばれる。該アテニユエータはコン
ベアー48の幅を交互に横切る。各アテニユエー
タにはフオーミングパツケージを含むクリールか
ら連続ガラス繊維ストランドの群82が供給され
る。該アテニユエータはアテニユエータトラツク
44上を横切つており、多数のアテニユエータト
ラツクのフレーム84によつて保持されている。
アテニユエータ42は、第2図におけるように連
続ストランドの層50を形成するランダムなパタ
ーンで連続ストランド86を堆積する。この具体
的な説明において、第2図のオーブンと熱風のダ
クトも用いうるが、フオーミングパツケージから
のストランドは、フオーミングパツケージからの
良好な配給を許すような水分を有するのが好まし
い。ストランドは、ニードラー68のなかでの良
好なニードリング操作のための適切な水分をもた
せるために、該ニードラーに入る前にストランド
の層50中で空気乾燥される。 ニードラーに入るこれらストランドの層が1重
量%またはそれ以下の水分含量をもつようにフオ
ーミングパツケージの乾燥と組合わされるこの空
気乾燥は、ガラス繊維ストランドから大部分の水
分を除去する。この大部分の水分を除去する乾燥
ステツプは2つの部分で行なうのが好ましい。ま
ず最初に、ストランドはフオーミングパツケージ
上で乾燥され、そして第2にストランドの層が形
成された後、水分含量1重量%未満となるまで乾
燥される。最初の乾燥ステツプでは、ストランド
の水分を8%またはそれ以下に減少する。他方、
主たる乾燥ステツプは、該層が絡合されるときに
約1重量%またはそれ以下の水分を有しているか
ぎり、該層を形成する前後にかかわらずどのよう
な程度の乾燥をも行ないうる。 前記ニードラー68は、第2図における方法と
同じ方法で操作され、ニードリングされたマツト
74はニードラー68を出て、自由に廻る(free
−wheeling)圧力ロール87とドライブロール
76上のあいだを通り、また自由に廻るテンシヨ
ンロール88のまわりを通る。ニードリングされ
たマツト74は、つぎにマツトの容易な収納を考
慮した位置にあげるために、コンベアー50の水
平面よりも上に設けられている自由に廻るローラ
ー90上を通過する。そのマツト74はローラー
90の上を通りながら、放射熱ヒータ92の下を
通る。このヒータは、該マツトがPET積層体を
短時間で製造するのに用いられるばあい、ニード
リングされたマツトを該マツトの約0.3%未満、
好ましくは0.2重量%水分含量をもつように乾燥
する。もしニードリングされたマツトの製造と
PET積層体の製造の間により長い時間がかかる
のなら、該マツトは空気乾燥されうるし、また積
層体をつくる工程で乾燥されうる。 ローラー90と放射熱ヒータ92から下へ広が
る乾燥されニードリングされたマツトはサポーテ
イングガイドロール(supporting guide roll)
93の上とコレクター94の中に通される。コレ
クター94は、トラツク96と97の上に置かれ
た車輪95上に置かれ、該コレクター94の中
に、ニードリングされたマツト74を折りたたむ
ために、コンベア48の同じ平面上を往復運動す
る。 第4図はPET積層体およびそれを用いる製品
の製造装置の説明図であり、これらが変性PET
とニードリングされたマツト製品を積層するため
に適切であることが示されている。図に示される
ように、2つのPET樹脂シート98と100は、
最初の積層領域110に供給される。積層に先じ
て上張り(overlays)の充分な乾燥が良好な積層
特性をうるために必要とされる。乾燥された上張
りは、積層工程に用いられる前に水不透過膜でつ
つまれたロール状であるのが好ましく、積層工程
前に剥される。積層工程中の水分の存在は、(1)樹
脂とニードリングされたマツトの間の不充分な界
面接着性と、(2)溶融状態にあるPETの不利な反
応とを与えうる。後者は効果的に分子量とPET
の特性を低下させる。 使用される変性PETは、新しいまたは再生
PETをPETの結晶化速度を増加させるために処
理した、または薬剤で変性したPETでありうる。
PETの結晶化速度を増加させる方法として当業
者に知られているいかなる方法も用いることがで
きる。たとえば、PETの分子量または固有粘度
を減少させて結晶化速度を増加させる方法、
PETの構造の改変してランダムまたはブロツク
共重合体とする方法、大量のコモノマーを利用し
てPETをつくる方法、PETの溶融物に潤滑剤を
加えることによつて溶融物内の拡散速度を増加さ
せる方法、有機または無機の造核剤を加える方
法、PET内に不溶性触媒の触媒残渣を保持する
方法、強い核化効果を有し、280℃以下の温度で
結晶化速度が増加するように熱履歴を加えられた
PETを利用する方法などが用いられうる。約20
〜60秒間で約130〜220℃の温度にて部品にスタン
ピング成形すると、少なくとも30〜50%もしくは
それ以上の結晶化度の範囲を有するスタンピング
成形品を生ずるような結晶化速度を有するPET
を利用することが好ましい。変性PETは一般に、
60重量%のフエノールおよび40重量%のテトラク
ロロエタンからなる溶剤中で0.25〜1.5の固有粘
度をもつ。また、PETは約5000〜60000の重量平
均分子量の範囲をもつ。該PETはビニル芳香族
化合物および/またはアルフアーベータ−不飽和
環状無水物、ゴムがグラフトされたまたは混合さ
れたゴム変性共重合体からバルク法または溶液法
によつて調製されうる。該PETはまた少量の他
の共重合性材料を共重合した共重合体のようなか
たちでありうる。たとえば、約0〜30モル%のセ
バシン酸塩、アゼライン酸塩共重合体またはポリ
(エチレンオキシド)とのブロツク共重合体など
がある。 造核剤の存在により溶融状態からの結晶化速度
の速いPETの単独重合体を用いることが好まし
い。造核剤の具体例としては、たとえば高極性有
機化合物のアルカリ金属塩;芳香族、脂肪族、不
飽和脂肪族のモノカルボン酸のアルカリ金属塩;
C8の脂肪酸のような飽和カルボン酸のダイマー
またはトリマーのアルカリ金属塩;ハロゲンおよ
び/またはニトロ基で置換された芳香族カルボン
酸のアルカリ金属塩;チツ化ホウ素、アルカリ金
属炭酸塩、タルクやマイカのような無機物;牛脂
酸のアルカリ金属塩を有するセツケン;アイオノ
マー樹脂;カルボン酸の金属塩;無機酸の金属
塩;エチレンテレフタレートのオリゴマーのアル
カリ金属塩;クレー、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、グラフアイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、酸化亜鉛、ケイ酸アルミニウムなどの無
機物の粉末;ガラスビーズなどがあげられる。造
核剤の量は結晶化速度を増大させるのに適切な量
から適当に選べばよい。たとえば、PETの重量
基準で約0.01〜5%の量で造核剤を存在させう
る。また造核剤は約20μm以下の平均粒径を有し
ている。PET中の造核剤を好ましい量とすると
きは、130〜210℃で40秒未満の時間内で最大の結
晶化度を有するPET補強積層体からの成形部品
の製造ができる。 さらに、PETは収縮や結晶化によるクラツク
の発生に対する耐性を改善するための添加剤、衝
撃強度を改善するためのポリオレフイン系のゴ
ム、耐衝撃性を改善するための添加剤、着色剤、
紫外線および熱安定剤、乳白剤(Opacifying
agent),エステル・ヒンダードフエノール
(esterically hindered phenol)やフエノール誘
導体などの熱酸化安定剤、難燃剤を加えてもよ
い。 第2図および/または第3図にしたがつてつく
られたニードリングされたマツトの1または2以
上の層はPET積層体を製造するのに用いられる。
ガラス繊維補強PET積層体は、PETと共にマツ
トの数層で構成される。第4図において、2つの
ニードリングされたマツト102および104が
補強PET積層体の製造用に示されている。第3
図で製造されたこれらのニードリングされたマツ
トは約0.3重量%またはそれ以下の水分含量とな
るまで乾燥されている。もしそのマツトが高水分
含量をもつなら、たとえば、もし積層体がニード
リングされたマツトの製造地点から遠くはなれた
場所で製造されるのなら、ニードリングされたマ
ツトは積層工程に先んじてまたは同時に乾燥され
うる。当業者に知られているどのような乾燥手段
もそのマツトがPET樹脂に接触する前に適用す
ることができる。たとえば、第4図において、1
または2以上の放射熱ヒータは、積層工程に供給
されている間にニードリングされたマツト102
および104を乾燥するためにならべられうる。
第4図に示されるように、2つの乾燥された樹脂
シート98および100の間に供給された2つの
ニードリングされたマツト102および104が
ある。両マツト102,104の間には押出し成
形機106から供給される溶融PET108があ
る。押出し成形機内のPETは乾燥されており、
好ましくは押出し成形に先んじてPETのペレツ
ト(pellets)から水分を除去するために2重の
乾燥剤を用いた乾燥システム107によつて乾燥
されるのが好ましい。樹脂シート98および10
0とマツト102および104ならびに溶融樹脂
108はベルト122および124によつて熱い
積層領域110の中に通される。ベルト122は
ローラー125および126上を通り、ベルト1
24はローラー127および128上を通る。そ
のベルトはスプロケツトドライブ113およびそ
れと組合わされたローラーメンバー114を用い
た領域を動き、機械中を通過する。熱い積層領域
110は、被せたすべてのPET層を溶融してニ
ードリングされたマツトの中へ、またその周囲
へ、さらにそれを通してのPETの流れを許容す
るために少なくとも約274℃(525〓)の温度で操
作される。熱い積層領域110においてこの温度
で、ベルトの移動により該PETを溶融するのに
適切な温度で速度約1〜50フイート/分で熱い領
域を通してPETとマツトを動かす。熱い領域に
おいて、プレート状加圧部材(platen press
member)111および112が、マツト102
および104ならびにそれらと組合わされている
溶融PET98,100および108に、これら
が該熱い領域を通過する間に圧力を付与するため
に用いられる。熱い領域110でえられる生成物
は、その領域よりも低温の冷たい領域116へ送
られる。その移送は、両領域を通してベルト12
2および124を連続的で直線状に移動させるた
めに使用されているスプロケツトメンバー119
およびそれと組合わされているローラー120を
用いて連続的に動かされる。冷たい領域116
は、約5〜60秒間で該PETの結晶化が少なくと
も約30重量%、好ましくは約50重量%またはそれ
以上に達するために、溶融状態から変性PETを
冷却するのに充分な温度にある。冷たい領域にお
いて、プレート状加圧部材117および118は
この領域を通過する間に積層体に圧力を加える。
熱い領域110と冷たい領域116の双方に供給
される圧力は等しいのが好ましいが、1つの領域
における圧力を他の領域における圧力よりも大き
いかまたは小さくなるように変化させてもよい。
領域116における冷却により完成されたシート
製品130はラミネーター(laminator)129
から取り出される。温度は、熱い領域110と冷
たい領域116において各プレート状部材を介し
て伝熱流体を循環させることにより、または積層
ポリマー分野の当業者に知られている他の方法に
よつて制御される。 ラミネーター129から取り出される補強
PET積層体130は一般に約66℃(150〓)の温
度にある。この積層体は、積層体製品から近いま
たは遠い場所で用いる製品に形づけるために取り
上げ台113上のスリツター132で適切な大き
さに切られることによつてどんな寸法にも切断さ
れうる。ラミネータ129は、該ラミネータを離
れる積層体130の速度が約40フイート/分であ
るように操作されるのが好ましい。切断された積
層体134は成形のために遠くはなれた場所へ輸
送するために水分不透過膜で包まれうるが、その
ような覆いは必ずしも要しない。 切断された積層体134は、さらに完成された
成形片または製品の体積と寸法取りされる要求に
適するようにするためにさらに切断されうる。切
断された積層体134は、通常コンベアー135
によつてオーブン136に供給される。好ましく
は、オーブン136は赤外線オーブンであるが、
該オーブンは通常半完成品(blank)と称される
切断された積層体134の表面近くの環境から水
分の分散を許容するようなオーブンであつてもよ
い。その加熱速度はやわらかい半完成品138が
成形のため274℃(525〓)で溶融相であるように
制御される。その加熱速度は赤外線オーブンを通
るコンベアーの速度でまたは他のオーブンにおい
てオーブンでの滞留時間によつて制御される。加
熱速度は、存在するいくらかの水分が積層体の表
面から拡散する機会を与えたのちにPETの溶融
温度に到達するように制御されるのが好ましい。
もつとも好ましくは、加熱速度は約1.4〜1.7℃
(2.5〜3.0〓)/秒である。 その予熱された半完成品138は単独でまたは
他の半完成品と共に取りあげられ、プレス機14
0の型に置かれる。ダイ142とドウエルスペー
ス143をもつ成形型は、好ましくは約121〜160
℃(250〜320〓)の範囲内の温度で、さらに好ま
しくは30〜40秒間でPET半完成品のスタンピン
グ成形を許容する加熱された型である。加熱され
た半完成品は、成形型が閉じ始めたときに該成形
型に固定される。PETは型に閉じられつつ溶融
状態になるから半完成品は流れ始める。ひとたび
始まつた該材料の流れは、半完成品が加熱された
ダイの温度まで冷却される前に完了されるべきで
ある。半完成品が冷却されるとPETの粘度は増
加し、半完成品が加熱されたダイの温度に冷却す
るとき、PETは結晶化し始める。プレス機閉鎖
の速度は、結晶化が生ぜられる前に流れを完了す
るのに充分なものでなければならない。水圧プレ
スに対して推奨される最小プレス速度は50cm(20
インチ)/分または508mm/分である。200cm(80
インチ)/分〜2032mm/分の範囲内の速度が好ま
しい。成形された部品や製品の厚さにもよるが、
一般に約5〜60秒間、好ましくは約30〜40秒間の
短いドウエル時間はその部品を固化する材料から
熱を除去し、PETにおける最大結晶化度を発現
させるために必要である。 このドウエル時間後、該プレス機は開放され、
部品が取り出される。該成形型は、垂直に伸縮し
て止める(縮尺する)端をもちそしてとくに丈夫
な誘導システム(guidance system)を備えた圧
縮型のものを設計すべきである。その成形型は、
その温度でダイとドウエル成形部またはドウエル
領域において伝熱流体の循環によつて保たれう
る。 つぎに本発明の好ましい実施態様を示す。 溶融バツチからカルシウムアルミニウムボロシ
リケートガラス繊維を線引きする。ガラス溶融炉
のブツシング中の複数のオリフイスからガラス繊
維が形成されている間に、ガラス繊維をベルト型
バインダー塗布器により水性化学処理組成物で被
覆する。 水性化学処理組成物は、ビスフエノールポリエ
ステルフイルム形成ポリマーであるサビツド社製
のネオキシル 954を唯一のフイルム形成用の高
分子材料として有する1液型の水性エマルジヨン
を含んでいる。ビスフエノールポリエステルまた
はエステル化されたエポキシフイルム形成ポリマ
ーは好ましくは0.1よりも小さい、もつとも好ま
しくは約0.07である芳香族不飽和に対しての脂肪
族不飽和の比を有しうる。好ましいシランカツプ
リング剤はユニオン・カーバイド社製のA−187
シランであるγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランの単独シランカツプリング剤であり、
A−187の量は水性化学処理組成物の固形分の約
2.7〜5重量%の範囲であるのが好ましい。水溶
性カチオン性ガラス繊維潤滑剤はエメリルーベ
6717潤滑剤であり、水性化学処理組成物の固形分
の約1〜2.5重量%存在する。水性化学処理組成
物をつくりあげる水の量は、総固形分量を好まし
くは水性化学処理組成物の約5〜6重量%とする
量である。ビスフエノールポリエステル樹脂の量
は固形分または非水性物質からカツプリング剤と
滑剤を除いた残量である。水性化学処理組成物の
PHは約4.5〜6.2の範囲にあるのが好ましい。 水性化学処理組成物は約20gのγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランに対し約1mlの酢
酸で予備混合槽中にて加水分解して調製される。
加水分解は酢酸を水性化学処理剤の製造に使用す
る水の約10〜20重量%に加え、ついでこの液にシ
ランを加えて完全に加水分解が完了するまで攪拌
することにより行なう。別途予備混合槽に水性化
学処理組成物の製造に使用する水の全量の約1%
の水を76.7℃(170〓)に加熱し、この熱水にカ
チオン性ガラス繊維潤滑剤を攪拌下に加える。主
混合槽で固形分含量約46%のビスフエノールポリ
エステルの水性エマルジヨンをその約2倍重量の
水と混合する。加水分解されたシランおよびガラ
ス繊維潤滑剤を主混合槽に加え攪拌する。少量の
消泡剤(たとえばSAG 10)を加えてもよい。混
合物を目的とする最終容量となるように水で希釈
する。ついで水性化学処理組成物の最終PHを相溶
性の有機酸により約4.5〜6.2の範囲に調整する。 水性化学処理組成物は、繊維がガラス繊維製造
業の当業者に知られている直径をもつガラス繊維
に適用されるが、約10.3×10-5〜約120×10-5イ
ンチまたはそれ以上の範囲をとりうる直径をもつ
ものが好ましい。 水性化学処理組成物をガラス繊維に塗布して化
学処理組成物のアド−オン(add−on)を約0.5
〜8%LOIの範囲で与える。ガラス繊維(通常、
G−繊維(9.53±0.63μm径、K−繊維(13.34±
0.63μm径)またはT−繊維(27±0.63μm径)で
ある)は、成形された部品や品物の最終用途によ
るが、構造を与えるストランドの形に束ねられ
る。ガラス繊維ストランドは巻き取り機に巻き取
られてフオーミングパツケージとされ、複数のフ
オーミングパツケージをミシガンオーブン中で約
65〜104℃(150〜220〓)にて4〜10時間乾燥し
てストランドの含水量を1%未満、好ましくは
0.3%未満にまで減少させる。 化学処理剤を有する複数のガラス繊維ストラン
ドは、第3図においてフオーミングパツケージか
らストランドと同様の方法でムービングコンベア
ー、好ましくはワイヤネツクチエイン(wire
neckchain)に向かつて不規則なパターンで下方
に突き出ている横型のデストリビユータに乾燥さ
れたフオーミングパツケージから運ばれる。スト
ランドはコンベアーをガラス繊維ストランドで覆
うために連続してコンベアーの幅にわたつてふる
い分けられる。複数のストランドの層は所望の深
さに形成される。第2、第3図に示されるように
ニードラーに運ばれる乾燥したストランドの層
は、マツトのなかに短いストランドとフイラメン
トを供給するために絡合されたガラスストランド
と破壊されたストランドの双方をもつ機械的に絡
合されたマツトにニードリングされる。またニー
ドリングは、すべてのニードリングされたバーブ
(barb)が同方向の針上に固定されたとき、表面
から突き出す繊維の密な集積を伴なう1つの大き
な表面と表面から突き出す繊維を含有するが実質
において密な大きな表面より少ない繊維を有す第
2の大きな表面を有し、密着マツト構造を提供す
る。 ニードリングされた連続ガラス繊維ストランド
マツトは、ニードラーから密集状態でかつ手で扱
つてもその表面の平坦さがゆがまない程度の充分
な機械的一体性をもつて出てくる。このマツトは
2つの主表面と2つの側縁および1つの先端を有
している。所望の長さとなつたときマツトが切断
され、終端が形成される。第3図に従つて、連続
ストランドマツトは連続的に形成され、連続的に
ニードリング装置を通して送られる。マツトは箱
内に折り畳まれるか適当な長さで大きなロールに
巻かれ、ラミネートに供される。 ニードリング後に連続ガラスストランドマツト
は、0.3重量%より小さい、好ましくは0.2重量%
よりも小さいマツトの水分含量を与えるために水
分残渣を除去する乾燥領域に供される。第4図に
示されるように、2つのニードリングされたマツ
トはラミネータに運ばれる。乾燥されたPETの
2つの樹脂の上張りは、2つの該マツトと共に通
されそして乾燥された樹脂押し出し物は該マツト
の間に通される。その樹脂は積層または上張りの
組立てに先んじて、166℃(330〓)で6時間乾燥
することによつてあらかじめ所望の条件におか
れ、そして押し出し機ホツパー(hopper)上で
正のチツ素圧力下で保持される。ライン速度12フ
イート/分で10ミル(mil)の上張りを用いマツ
ト1平方フイートあたり3.0オンスを有するガラ
ス含有量約35%の積層体をうるためには押出し機
におけるRPMは88〜90である。PETの融点は
560±15〓であり、ダイの開口径は120ミルであ
る。押出し物およびマツトは適用された圧力下で
押出し物を溶融物にするに足りるほどの高温の積
層領域における温度で積層される。積層温度は約
282〜307℃(540〜585〓)である。積層の滞留時
間は、樹脂が充分にマツトにしみ込むのに充分で
ある程度に充分に長い。樹脂を充分にしみ込んだ
ガラス積層体は、実質的には結晶された積層体を
製造するために結晶化速度を考慮して約0.6〜3.3
℃(1〜6〓)/秒の速度で冷却領域で冷却され
る。積層体は、約1.1〜1.4℃(2.0〜3〓)/秒の
速度で融点まで積層体を加熱し、熱いダイの中で
積層体を成形することによつて成形される。成形
温度は約143〜177℃(290〜350〓)であり、そし
てドウエル時間は約60秒よりも小であり、全滞留
時間は約4〜5分間である。 つぎに本発明の積層体を実施例に基づいて説明
するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。 実施例 1 ガラス繊維処理用の水性化学処理組成物18.9
を、下記物質を数字と文字で示したように調製し
た。 1A γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランA−187 163g 1B 酢酸 7.5g 1C 水(脱イオン) 2270g 2A 部分アミド化ポリアルキレンイミンカチオ
ン性滑剤(エメリー6717) 15.1g 2B 水(温水) 189g 3A ビスフエノールAポリエステルフイルム形
成ポリマー(ネオキシル 954)の水性分
散液(固形分47±2%) 2272g 上記物質を記載した順序で添加した。 水性化学処理組成物をT−繊維径を有するガラ
ス繊維に塗布し、ついでガラス繊維を集めてスト
ランドとしフオーミングパツケージに巻回した。
ニードリングされたガラス繊維ストランドマツト
を好ましい態様の方法に従つて製造するに際し、
複数個のフオーミングパツケージからの複数個の
ストランドを使用した。9.2±2フイート/分の
速度で主コンベアーを稼働させ、ニードリングは
19個のゲージニードルを有するニードラーで1イ
ンチ平方あたり140個の針入および16±1mmの深
さで行なつた。マツトは、収集する前にライン上
で赤外線ヒータで乾燥した。マツトの含水率は最
大1%であつた。 えられたニードリングされたマツトおよびポリ
エチレンテレフタレート(PET)を用いて積層
体を製造した。PETを溶融状態から約138〜約
160℃(280〜320〓)の温度下に取り出したとき
の完全結晶化が20〜40秒の範囲内で起こるような
速い結晶化速度を有するように、PETの核形成
を行なつた。2枚のマツトを乾燥し、含水率0.2
重量%になつた。これら2枚のマツトを、チツ素
正圧下約165.6℃(330〓)で6時間乾燥したPET
ペレツトから作製した予熱されたフイルム10枚と
接触させ、2枚のマツトの両側に各3枚のPET
フイルム、マツトの間に3枚のPETフイルムが
挿入された構成となるようにした。約293℃(約
560〓)の温度で、樹脂温度約258〜266℃(396〜
510〓)の範囲でラミネートを行なつた。PETが
マツトに含浸するのに充分な時間加熱ゾーンで積
層体を接触させたのち、1〜6〓/秒の速度で積
層体を冷却した。かかる冷却速度はPET中の結
晶形成を許すものである。 実施例1にしたがつて製造した前記積層体を箱
状に成形した。積層体の寸法は6.5×10インチで、
重量は415〜430gであり、かかる積層体を288℃
(550〓)の温度で4〜5分間加熱した。ついで温
度143〜177℃(290〜350〓)、スタンピングトン
数60トン、圧力100〜150トン/平方フイート、ド
ウエル時間45秒間で熱ダイの中で積層体の成形を
行なつた。 実施例1にしたがつて調製された積層体は2つ
のグループに分けられた。1つのグループは密閉
され、もう1つのグループは開封され、そして双
方のグループは、高められた温度と高められた湿
度の条件下である期間暴露された。スタンピング
成形されたボツクスは第4図と実施例1にしたが
つて積層体から調製された。この試験はスタンピ
ング成形された部品特性上の水分の効果を評価す
るものである。2つの環境上の条件は、43℃
(110〓)で相対湿度100%と32℃(90〓)で相対
湿度70%であつた。密封された積層体のグループ
は上記環境条件下で開封された積層体とともに暴
露されるやいなや高密度ポリエチレン(HDPE)
の袋の中に密封された。積層体はこれらの環境か
ら30日までの期間で周期的に取り上げられスタン
ピング成形されたボツクスの中で調製された。ス
タンピング成形されたボツクスはそれらの物理的
特性を評価された。その曲げ強度と曲げモジユラ
ス(MODULUS)試験は標準アメリカ材料試験
協会(American Society For Testing
Materials)試験にしたがつておこなわれた。そ
の結果は第1表に示される。第1表から、成形部
品と積層体が本発明にしたがつて処理されたと
き、水分をごく少量有すことがわかる。2つのグ
ループからなる核ボツクスの機械的特性におい
て、大きな変化はなかつた。
レンテレフタレート)を複雑な部材の成形に供し
うるスタンピング成形可能な積層体および成形部
品の製造方法に関する。 [従来の技術およびその問題点] ポリエチレンテレフタレート(単独重合体およ
び共重合体を含む、以下PETと略す)は砂型成
形(Sandry molding)用にガラス繊維で補強さ
れている。たとえば射出成形品の製造におけるチ
ヨツプドガラス繊維ストランド補強PETがある。
また、連続ガラス繊維ストランドもPETの融点
より低くかつガラス転移点よりも高い温度で行な
われる圧縮成形において使用されている。 ヨーロツパ特許出願第0024895号の明細書に記
載されている後者の方法では、本質的にアモルフ
アスなPETを使用した熱成形により成形が行な
われている。結晶性PETは成形前に溶融するは
ずであるから、このPETを有する積層体は熱成
形には利用することができない。PETの融点は
255〜265℃の範囲にあり、その融点は多くの熱可
塑性樹脂よりも大幅に高い。ところで、溶融した
PETは水と接触すると劣化するという欠点があ
る。しかしながら、PETの高い融点はPETを高
温での適用を多様化することを可能にする。たと
えば自動車部品や電気製品の部品などに使用する
ために、高められた温度で塗装や乾燥することの
できるガラス繊維補強パネルとして用いることが
可能となる。前記ヨーロツパ特許出願の熱成形法
は、成形工程で水が存在するために受けるPET
ポリマーの劣化の不利を招くことなく成形物にお
けるPETの高融点を活かすためにPETの積層体
の製造を可能にしている。 あいにく、このタペストリー(tapestry)の可
能性におけるひとつの障害は、付加または複雑な
デザインや形状をもつ部品や製品をつくるのが困
難であることである。 一般に、ガラス繊維補強熱可塑性ポリマーは
種々の形状、寸法、配列および化学処理剤を有し
ている。チヨツプドストランドのようなガラス繊
維は射出成形および圧縮成形用に用いることがで
き、連続ストランドは圧縮成形用に用いることが
できる。また、チヨツプドおよび/または連続ス
トランドマツトはバラバラのチヨツプドまたは連
続ストランド、および/または絡合した
(intermingled)および/または結合されたチヨ
ツプドおよび/または連続ストランドから構成さ
れるマツトも使用される。マツトにおけるストラ
ンドの機械的および/または化学的結合は、スト
ランド間にある種の一体性をもつマツトを提供す
る。機械的に結合されたガラス繊維ストランドマ
ツトの例としては、連続ストランドまたは長いチ
ヨツプドガラス繊維ストランドあるいはそれらの
混合物のニードルドマツトがあげられる。ニード
ルされた連続ストランドは、米国特許第4335176
号明細書[バウマン(Baumann)]に記載されて
いる。絡合された、および/または結合されたマ
ツトの製造で考慮すべき事項は全くバラバラのチ
ヨツプドまたは連続ストランドマツトの製造およ
び使用で提供される考慮事項と異なる。 絡合したおよび/または結合された、連続スト
ランドマツトおよび/またはチヨツプドストラン
ドのマツトには、そのマツトを製造する際にマツ
トの中には良好な加工性をもつストランドが要求
される。一方ガラス繊維には、部品や製品に成形
される積層体中のマトリツクスポリマーと良好な
界面接触をもつことが要求されている。ストラン
ドをマツトにする加工性は、ストランドをガラス
繊維ストランド源から取り出し、マツトの中にス
トランドを分散し、いくつかのストランドを互い
に絡合するかまたは結合する工程における加工性
も含む。マツトとマトリツクスポリマー間の良好
な界面接触は、ポリマーがマツトの中や周囲、さ
らにそれを通過することを許容する成形工程にお
いて、またモールドの形状に追随するようにマツ
トが移動する成形工程において、もつともよくえ
られる。マトリツクスポリマーとマツト間の界面
接触の程度がもつとも高いものは、熱可塑性ポリ
マーが積層工程および成形工程の直前および(ま
たは)間の溶融状態にあるときに達成される。こ
のことはより分子量が大きいポリプロピレンのよ
うな熱可塑性ポリマーのばあいにとくにいえる。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、PETとガラス繊維補強材は、
成形において良好な流動性をもつが、溶融PET
の水劣化は最小限にされるガラス繊維補強PET
の積層体の製造方法とその成形された部品を供す
ることである。 本発明はさらに、付加または複雑なデザインや
形状をもつ部品や製品に成形されうるガラス繊維
補強PETの積層体の製造方法を供することを目
的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、 (a) ガラス繊維を形成し、 (b) つぎの(1)〜(4)の成分を有する水性化学処理組
成物でガラス繊維を処理し、 (1) 有効なフイルム形成量の、ポリ(エチレン
テレフタレート)に可溶で300℃よりも高い
熱分解温度を有する1または2以上の熱可塑
性フイルム形成ポリマー、 (2) 有効なカツプリング剤量の有機および無機
カツプリング剤、 (3) 有効な潤滑量のカチオン性繊維潤滑剤、お
よび (4) 化学処理組成物をガラス繊維に適用しうる
量の水、 (c) ガラス繊維を1または2以上のストランドに
集め、 (d) ガラス繊維ストランドにより、実質的に減少
された水分を有するガラス繊維ストランドの層
を移動する水平表面上に形成し、 (e) 連続したガラス繊維ストランドの層をニード
リングしてニードリングされたマツトを形成
し、 (f) ニードリングされたマツトから水分を除去す
るために乾燥して水分含量を0.3重量%未満と
し、 (g) 約5〜60秒間約120〜220℃の温度に置くこと
により少なくとも30重量%の結晶化度となる結
晶化速度をもつように変性された乾燥ポリ(エ
チレンテレフタレート)を用いて、該ポリ(エ
チレンテレフタレート)の融点よりも高い積層
温度で積層に有効な時間滞留させることにより
1または2以上のニードリングされたマツトを
1または2以上の層に積層し、 (h) 少なくとも30重量%の結晶化度が積層体に生
ずる速度で積層体を約66℃に冷却し、 (i) 最終成形品に要求される体積および寸法に適
合させるために寸法取りし、 (j) 寸法取りされた積層体をポリ(エチレンテレ
フタレート)の融点にまで、該融点に達するま
でに積層体から水分が除去される速度で加熱
し、 (k) 該積層体を加圧下で、120〜220℃の温度範囲
で60秒間未満成形し、加熱された積層体を冷却
し、少なくとも30重量%の結晶化度を発現させ
る 工程からなる、成形されたガラス繊維補強ポリ
(エチレンテレフタレート)含有物の製造方法に
関する。 本発明の方法は、その実施態様として (1) 絡合したマツトにつくられる化学的に処理さ
れ連続したガラス繊維ストランドまたは連続し
たチヨツプドガラス繊維ストランドを形成し、 (2) ストランドの約1重量%未満の水分含量とな
るように絡合したマツトを形成するガラス繊維
ストランドを部分的に乾燥し、 (3) ガラス繊維を絡合してマツトを形成し、 (4) 絡合したガラス繊維ストランドを乾燥して残
りの水分を除去し、約0.3重量%未満の水分含
量をもつマツトとし、 (5) 変性PETの融点よりも高い温度で加圧下に、
1または2以上の乾燥された絡合したマツトを
変性PETの1または2以上のプライまたは層
および/または押し出し物で積層し、そして (6) 変性されたPETが少なくとも30重量%の結
晶化度をもつ積層体をつくる速度で加圧を維持
しながら積層体を冷却することを含む。 この方法には水性化学処理組成物の水分が減少
した残渣を有しうる化学的に処理されたガラス繊
維が利用される。 該組成物は、水に加えて、有効なフイルム形成
量で約300℃よりも高い熱分解温度をもつ少なく
とも1つの熱可塑性エポキシおよび/またはポリ
エステルフイルム形成ポリマー、少なくとも1つ
のオルガノシランカツプリング剤、および少なく
とも1つのカチオン性ガラス繊維潤滑剤からな
る。ガラス繊維は絡合したストランドマツトの形
に直接または間接的に製造される。直接製造する
際に、ガラス繊維は、ブシユ(bushings)から成
形され、化学的に処理されストランドに集めら
れ、そして絡合したマツトの形成のために層状に
堆積される。間接製造する際には、ガラス繊維
は、ブシユから成形され、化学的に処理されスト
ランドに集められ、そしてフオーミングパツケー
ジ(Forming packages)に集められる。多数
の、フオーミングパツケージは水分含量が約5〜
約8重量%の範囲となるように乾燥され、そして
多数のパツケージからストランドは絡合したマツ
トの製造のために層状に堆積される。 変性されたPETは造核剤(nucleating agents)
の添加または当業者に知られている方法で増加さ
れた結晶化速度を有するPETである。 結晶化度をもつガラス繊維補強PET積層体ま
たはその片は結晶化するのに充分に高められた温
度で予熱して成形することによつて部品または製
品に加工される。予熱は、積層体のなかでPET
を溶融するのに充分な温度でそして速度で積層体
に残る水分を容認しうる環境で行なわれる。予熱
された積層体は少なくとも30重量%の結晶化度を
もつ成形されたガラス繊維補強PET部品または
製品をつくるために約5〜約60秒間約120〜220℃
の温度範囲で成形される。 [実施例] ガラス繊維補強PETのスタンピング成形可能
な部品の製造は、付加または複雑なデザインまた
は形状をもつ部品については容易になしとげられ
ない。リブ、ボス、コードホールなどの付加され
た形および部品の複雑なデザインには、成形中の
PETと補強材の流動性が要求される。熱成形は
PETの水劣化の危険が減ぜられているが、成形
中にPETの延伸を容認するだけのものであり、
付加または複雑なデザインおよび形状をもつ成形
補強部品にとつて良好な流動性を供するものでは
ない。我々は、補強材とPETの良好な流動性が、
PETがその溶融状態から成形されるときは、溶
融されたPETの水劣化の増加の危険のペナルテ
イ(penalty)を受けないでなしとげられること
がわかつた。この発見された技術は、積層体製造
設備から遠い所でガラス繊維補強PETの積層体
を成形する際にも、そして輸送の長い期間の後で
さえも適用することができる。このことは、我々
がはじめて防水(water proof)膜内に積層体を
覆うことによつて、積層体の成形におけるPET
の水劣化のペナルテイを克服することを見出した
ので、驚くべきことである。そのような水不透過
性フイルムまたは層は、積層体製造設備から離れ
た成形設備への、長い輸送の間ガラス繊維補強
PETの積層体を保護している。水不透過性膜で
積層体を覆うことは、積層体の成形において
PETの水劣化に対しての最大の保護が保証され
うるが、良好な物理的特性をもつ成形された
PET部品または製品をうる成形においてPETの
水劣化を最小限にするためのラツピングステツプ
(wrapping step)を必ずしも行わなくてもよい。 第1図はガラス繊維とガラス繊維のパツケージ
を製造するための装置の説明図であり、炉10
は、溶融繊維状にしうる(fiberizable)ガラス1
2を含有する。溶融ガラスは繊維 を形成するた
めにブツシユ14の先端16より流れる。該繊維
はガラス繊維に水性化学処理組成物を適用するた
めに、アプリケータ(applicater)20を横切つ
て引つ張られる。その後、化学的に処理された組
成物はギヤザリングシユー(gathering shoe)2
2によつてストランド24に集められる。ストラ
ンド24はガイドスパイラル(guide spiral)2
6によつて巻取機30上のフオーミングパツケー
ジ28の上に引張られる。 ガラス繊維はその形成の間または後に水性化学
処理組成物で処理される、水性化学処理組成物は
水に加うるに3つの主要な非水性成分を有してい
る。これらの成分の1つは、水溶性、水分散性ま
たは水乳化性のフイルム形成ポリマーを有してお
り、このポリマーはPETポリマーマトリツクス
と相溶性でありかつ溶解しうるものである。この
相溶性と溶解性は、ガラス繊維がマトリツクスポ
リマーと親密に接触したときにPETマトリツク
スポリマー中への化学処理ガラス繊維の良好なウ
エツト−アウト(Wet−out)を与える。このフ
イルム形成ポリマーは約300℃以上の熱分解温度
を有している。フイルム形成ポリマーは水および
他の溶媒を蒸発させたときに透明なフイルムを形
成し、また硬化したときに粘着性が小さくかつ強
靱であることが好ましい。フイルム形成ポリマー
の小さな粘着性は、水性化学処理組成物の乾燥残
渣の粘着性を低くすることに寄与する。化学処理
組成物の乾燥残渣のフイルムは「エポン 828
(Epon 828)」樹脂のような他のポリマーのフイ
ルムよりも粘着性が小さい。フイルムの強靱性は
ガラス繊維表面に連続に近いフイルムを形成する
ことを可能にする。そうしたフイルム特性の達成
において、ガラス繊維の湿潤性が大きく損われる
ことはない。 存在する他の2つの成分にはアミノ基含有オル
ガノ官能性カツプリング剤の存在下または非存在
下で有効なカツプリング剤量の1または2以上の
エポキシ含有オルガノ官能性カツプリング剤およ
びガラス繊維カチオン性潤滑剤が含まれる。該カ
ツプリング剤は、分子のオルガノ官能性部位に1
または2以上のエポキシ部位を有するオルガノ官
能性シランカツプリング剤またはオルガノ官能性
ウエルナー化合物(Werner compounds)など
でありうる。 ガラス繊維カチオン性潤滑剤は有効な潤滑量で
存在する。該潤滑剤は性質上カチオン性であり、
ガラス繊維およびガラス繊維が集められた束とス
トランドに潤滑性を与えるものである。 これら成分は、水性化学処理組成物中でフイル
ム形成剤(formers)、ノニオン性潤滑剤、湿潤
剤などような添加成分とともに使用されるが、と
くに好適な組成物は水に添加するのに3つの成分
をもつ。この適切な化学処理組成物は単独フイル
ム形成ポリマー(Sole film forming polymer)
としてビスフエノールポリエステルフイルム形成
ポリマーを有する水性エマルジヨンもつ。このエ
マルジヨンは、イタリア共和国、コモ(Como)
のサビツト(Savid)化学社製の「ネオキシル
(Neoxil )954エマルジヨン(emulsion)」を利
用することができる。該ビスフエノールポリエス
テルまたはエステル化されたエポキシフイルム形
成ポリマーは、好ましくは0.1よりも小さい、も
つとも好ましくは約0.07よりも小さい芳香族不飽
和に対する脂肪族不飽和率を有する。また、ユニ
オンカーバイド(Union Carbide)社から商品名
「A−187シラン(silane)」で入手しうるガンマ
グリシドキシプロピルトリメトキシシランのよう
なエポキシ官能性オルガノシランカツプリング剤
がある。「A−187シラン」の量は水性化学処理組
成物の固形分の約2〜5重量%の範囲である。加
えて、水に可溶のカチオン性ガラス繊維潤滑剤に
はたとえば水性化学処理組成物の固形分の約1〜
3重量%の量で「エメリルベ (Emerylube )
6717」がある。 存在する水の量は、たとえば水性化学処理組成
物の約1〜15重量%でガラス繊維を処理するのに
好適な総固形分を与えるのに充分な量である。ビ
スフエノールポリエステル樹脂の量はカツプリン
グ剤と潤滑剤の量からの固形分の残余量である。
水性化学処理組成物のPHは一般に7よりも小さ
く、たとえば約4.5〜約6.2の範囲であるのが好ま
しい。 水性化学処理組成物はプレミツクス(premix)
タンク内でシラン約20グラムに対して約1mlの酢
酸を用いてガンマグリシドキシプロピルメトキシ
シランを加水分解することによつて調製されう
る。加水分解は、酢酸を化学処理組成物を調製す
る際に用いられる水の約10〜20重量%だけ加える
ことにより、そして完全に加水分解がおこるまで
に攪拌しながら該混合物にシランを加えることに
より行なわれる。カチオン性ガラス繊維潤滑剤
は、水の量がプレミツクスタンク内で水性化学処
理組成物を調製する際に用いられる水の全量の約
1%である温水76.7℃(170〓)に攪拌しながら
加えられる。ビスフエノールポリエステルの水性
エマルジヨンは固形分約46%のものであり、メイ
ンミツクスタンク内でその重量の約2倍の水と混
合される。加水分解されたシランおよびガラス繊
維潤滑剤はメインミツクスタンクに添加される。
少量の「サグ(SAG)10」のような消泡剤を添
加し、攪拌しながら混合物は最終の体積にまで水
で希釈される。その後水性化学処理組成物の最終
PHは酢酸のような可溶性有機酸で約4.5〜6.5の範
囲となるように調整される。 水性化学処理組成物は、当業者に知られている
径をもちうるガラス繊維に適用される。 水性化学処理組成物は、約0.5〜約8%のLOI
(強熱減量(loss on ignition))の範囲で化学処
理組成物のアド−オン(add−on)与えるガラス
繊維に適用される。 第1図のガラス繊維ストランドの多数のフオー
ミングパツケージ28は、ストランドの水分含量
を約8重量%未満、好ましくは約1重量%未満に
減少するため乾燥される。約1重量%よりも少な
い水分となるように乾燥することは、多数のフオ
ーミングパツケージを約4〜10時間で約65〜104
℃(150〜220〓)の温度範囲のミシガン
(Michigan)オーブン内に置くことによつてなさ
れる。また、該パツケージは望ましい水分含量に
まで空気乾燥されうる。また、パツケージはスト
ランドの水分含量が約5〜8重量%の範囲である
ようにオーブン内でまたは空気乾燥することによ
つて部分的に乾燥されうる。このような水分レベ
ルは、層状に堆積するためのフオーミングパツケ
ージからのストランドの取出しを適切なものに
し、絡合したマツト、好ましくはニードリングさ
れたマツトを形成する。マツトがニードリングさ
れる前にストランドの水分含量を1重量%未満と
すべきであり、そのような水分含量にするために
加えられる乾燥は、ストランドがニードリングさ
れる前に行なうことができる。 第2図はガラス繊維ストランドマツトの製造法
を示す説明図であり、ガラス繊維は、形成されニ
ードリングされたマツトの製造のために連続スト
ランドの層の形に直接つくられうる。第2図にお
いて、個々のガラス繊維34は、ブシユ32から
引つ張られ、アプリケータ36上を通過する。ロ
ーラーアプリケータのようなアプリケータは前記
の化学処理組成物のような好適なサイズ剤を繊維
34に塗布する。化学的に処理された繊維は、繊
維34が引き出される多数の細い溝を有するシリ
ンダであるギヤザーリングシユー38上を通さ
れ、ストランドを形成する。ギヤザーリングシユ
ーはフイラメントが破損なしに集められるような
充分な潤滑特性をもつ物質から形成される。グラ
フアイトはギヤザーリングシユーの構造にとくに
適切な材料であるが、しかしながら適当な潤滑性
をもつ他の物質も用いうる。ストランド39は、
特別なアテニユエータ(attenuater)42の方向
にストランド39を向けるアイドラーローラ
(idler roller)40上を通される。該アテニユエ
ータ42は特別なトラツク44上にのせられてお
り、該トラツクはアテニユエータ42がコンベア
ー48の長手方向に垂直な進路を水平に横切り、
コンベアー48の表面上にランダムなパターンで
該ストランド46を配給するのに適切な経路につ
くられている。多数の形成位置からストランド4
6がコンベア48上に置かれるにつれて、所望の
深さと形成前の20%またはそれ以下典型的には12
〜15%の範囲の典型的な含有水分を有する連続ス
トランドの層が形成される。ストランドがフオー
ミングパツケージから供給されているとき、水分
含量は通常8%またはそれ以下、典型的には4〜
6%である。連続ガラス繊維ストランドの層50
はオーブン52を通じて連続的に運ばれる。該オ
ーブン52は、当業者に知られているいかなるヒ
ータ(図示されず)、好ましくは抵抗ヒータから
熱い空気を供給する導管51につながれている。
熱せられたガス、好ましくは空気がマツトコンベ
アー48を覆うオーブンの蓋の中に入る。オーブ
ンの蓋はコンベアーの幅を覆い、かつマツトが約
15〜120秒間、好ましくは70〜90秒間適度にオー
ブン中に滞留する時間を与えるのに充分な長さに
コンベアーの長手方向に沿つて延びている。加え
て、導管51には、60%またはそれ以下、典型的
には20%以上で60%以下、好ましくは40〜50%の
相対湿度をもつ空気が供給されうる。その空気は
導管51からオーブンの蓋を通つて連続ストラン
ドの層を通過する。該層50通過後の空気はチヤ
ンバー54を通りダクト53から排出される。 オーブン52を通過後の連続ストランドの層5
0は、層50の幅を横切つて伸びるスロツト状
(slot−like)の開口部56をもつ細長いダクト5
5上に運ばれる。ダクト55には低相対湿度、す
なわち60%以下、典型的には20%以上60%以下に
制御するヒータ(図示されず)から熱せられた気
体、好ましくは空気が供される。好ましい空気の
流れは、該層50の下面と接触するように通過
し、ストランドの底表面上に集まる傾向にある残
余水分を表面から除去し、そしてオーブン52中
でその表面付近のストランドを乾燥する。 該層50は、連続ストランド層形成領域を通過
するコンベアー48を連続的に前進させるために
ロール60とともに用いられるドライブロール5
9とニツプロール58との間を通される。ドライ
ブロール62と鎖63と該鎖が載つているアイド
ラーロール64とは、連続ストランドの層50を
ニツプロール58から所望密度となるように引つ
張るスピードで操作される。したがつて、鎖63
によつてのばすことができる厚さであればどのよ
うな厚さにでもすることができ、該層50は所望
によりロール58および59の間よりも低密度の
連続ストランド層を与える。 連続ストランド層50は、鎖63の表面からニ
ードラー68に運ばれる。図示されているように
ニードラー68は、典型的には平行な列にならべ
られた多くの針が固定されたニードルボード70
をもつ。ニードラー68には、ニードリングのあ
いだに針が正確に該層を通過するように列になら
べられた適当に開けられた孔をもつストリツパー
プレート(stripper plate)71が設けられてい
る。ベツドプレート72は1列にならべられた多
数の孔をもち、ニードルボードの針が前記孔を通
過するように寸法づけられたニードラー68に設
けられている。プレートは、ニードラー68を通
過する間に連続ストランドの層50が載る表面と
しての用をなす。ニードルボード70は矢印で示
されるように往復動して針を押し、針が連続スト
ランド層およびプレート71および72の双方を
通過して該層中のストランドを絡合し、ニードリ
ングされたマツト74を形成する。ニードリング
されたマツト74は、マツトに引つぱる力を加え
るドライブローラ76によつてニードラーから離
される。トラツク73はプレス71および72の
孔を通過する破壊されたガラスフイラメントを捕
えるために設けられている。 ニードラー68、とくにニードリングされる領
域、すなわちニードラー68の中のプレート71
および72の間の領域は、10〜50℃(50〜120〓)
のあいだの温度で60%以下、典型的には20%以上
60%以下、好ましく40〜60%の相対湿度を維持す
るために環境的に制御される。前記環境は、ダク
ト66からニードリングされる領域に低相対湿度
の気体を絶えず送ることにより制御される。ダク
ト66には連接されたヒータ(図示されず)から
加熱された空気を提供する。該ダクト66の末端
には一般にニードラー68の入口を横切る低湿度
の気体が配給されることを保証するため、ニード
リング領域の幅方向に延びた矩形の細長い孔が設
けられる。 第3図は連続ストランドマツトの製造装置の別
の実施態様の説明図であり、ニードリングされた
マツトはガラス繊維ストランドの乾燥されたフオ
ーミングパツケージから製造される。ここで、第
2図の装置と同様な部分には第2図と同じ符号が
付けられている。この図中にストランド80のフ
オーミングパツケージ78を含むクリール
(creel)77が描かれている。ストランド80
は、フオーミングパツケージ78を出るときガイ
ド79を通り抜ける。そのストランド80は1ま
たは2以上のより大きなストランドに結合され
る。しかしながら、ストランド80は、ストラン
ドがストランドの層を形成するように運搬するた
めのアイドラーロール81を通るときには分離し
たストランドのままであるのが好ましい。該スト
ランドをフオーミングパツケージからガイドの目
を通つて容易に取り出し、そして静止状態で固ま
つてしまう(static build up)可能性を減らす
ために約4〜8重量%の水分含量を有している。
ストランドの群82は第2図に前記したのと同じ
方法でアイドラーロール40をこえてアテニユエ
ータ42にはこばれる。該アテニユエータはコン
ベアー48の幅を交互に横切る。各アテニユエー
タにはフオーミングパツケージを含むクリールか
ら連続ガラス繊維ストランドの群82が供給され
る。該アテニユエータはアテニユエータトラツク
44上を横切つており、多数のアテニユエータト
ラツクのフレーム84によつて保持されている。
アテニユエータ42は、第2図におけるように連
続ストランドの層50を形成するランダムなパタ
ーンで連続ストランド86を堆積する。この具体
的な説明において、第2図のオーブンと熱風のダ
クトも用いうるが、フオーミングパツケージから
のストランドは、フオーミングパツケージからの
良好な配給を許すような水分を有するのが好まし
い。ストランドは、ニードラー68のなかでの良
好なニードリング操作のための適切な水分をもた
せるために、該ニードラーに入る前にストランド
の層50中で空気乾燥される。 ニードラーに入るこれらストランドの層が1重
量%またはそれ以下の水分含量をもつようにフオ
ーミングパツケージの乾燥と組合わされるこの空
気乾燥は、ガラス繊維ストランドから大部分の水
分を除去する。この大部分の水分を除去する乾燥
ステツプは2つの部分で行なうのが好ましい。ま
ず最初に、ストランドはフオーミングパツケージ
上で乾燥され、そして第2にストランドの層が形
成された後、水分含量1重量%未満となるまで乾
燥される。最初の乾燥ステツプでは、ストランド
の水分を8%またはそれ以下に減少する。他方、
主たる乾燥ステツプは、該層が絡合されるときに
約1重量%またはそれ以下の水分を有しているか
ぎり、該層を形成する前後にかかわらずどのよう
な程度の乾燥をも行ないうる。 前記ニードラー68は、第2図における方法と
同じ方法で操作され、ニードリングされたマツト
74はニードラー68を出て、自由に廻る(free
−wheeling)圧力ロール87とドライブロール
76上のあいだを通り、また自由に廻るテンシヨ
ンロール88のまわりを通る。ニードリングされ
たマツト74は、つぎにマツトの容易な収納を考
慮した位置にあげるために、コンベアー50の水
平面よりも上に設けられている自由に廻るローラ
ー90上を通過する。そのマツト74はローラー
90の上を通りながら、放射熱ヒータ92の下を
通る。このヒータは、該マツトがPET積層体を
短時間で製造するのに用いられるばあい、ニード
リングされたマツトを該マツトの約0.3%未満、
好ましくは0.2重量%水分含量をもつように乾燥
する。もしニードリングされたマツトの製造と
PET積層体の製造の間により長い時間がかかる
のなら、該マツトは空気乾燥されうるし、また積
層体をつくる工程で乾燥されうる。 ローラー90と放射熱ヒータ92から下へ広が
る乾燥されニードリングされたマツトはサポーテ
イングガイドロール(supporting guide roll)
93の上とコレクター94の中に通される。コレ
クター94は、トラツク96と97の上に置かれ
た車輪95上に置かれ、該コレクター94の中
に、ニードリングされたマツト74を折りたたむ
ために、コンベア48の同じ平面上を往復運動す
る。 第4図はPET積層体およびそれを用いる製品
の製造装置の説明図であり、これらが変性PET
とニードリングされたマツト製品を積層するため
に適切であることが示されている。図に示される
ように、2つのPET樹脂シート98と100は、
最初の積層領域110に供給される。積層に先じ
て上張り(overlays)の充分な乾燥が良好な積層
特性をうるために必要とされる。乾燥された上張
りは、積層工程に用いられる前に水不透過膜でつ
つまれたロール状であるのが好ましく、積層工程
前に剥される。積層工程中の水分の存在は、(1)樹
脂とニードリングされたマツトの間の不充分な界
面接着性と、(2)溶融状態にあるPETの不利な反
応とを与えうる。後者は効果的に分子量とPET
の特性を低下させる。 使用される変性PETは、新しいまたは再生
PETをPETの結晶化速度を増加させるために処
理した、または薬剤で変性したPETでありうる。
PETの結晶化速度を増加させる方法として当業
者に知られているいかなる方法も用いることがで
きる。たとえば、PETの分子量または固有粘度
を減少させて結晶化速度を増加させる方法、
PETの構造の改変してランダムまたはブロツク
共重合体とする方法、大量のコモノマーを利用し
てPETをつくる方法、PETの溶融物に潤滑剤を
加えることによつて溶融物内の拡散速度を増加さ
せる方法、有機または無機の造核剤を加える方
法、PET内に不溶性触媒の触媒残渣を保持する
方法、強い核化効果を有し、280℃以下の温度で
結晶化速度が増加するように熱履歴を加えられた
PETを利用する方法などが用いられうる。約20
〜60秒間で約130〜220℃の温度にて部品にスタン
ピング成形すると、少なくとも30〜50%もしくは
それ以上の結晶化度の範囲を有するスタンピング
成形品を生ずるような結晶化速度を有するPET
を利用することが好ましい。変性PETは一般に、
60重量%のフエノールおよび40重量%のテトラク
ロロエタンからなる溶剤中で0.25〜1.5の固有粘
度をもつ。また、PETは約5000〜60000の重量平
均分子量の範囲をもつ。該PETはビニル芳香族
化合物および/またはアルフアーベータ−不飽和
環状無水物、ゴムがグラフトされたまたは混合さ
れたゴム変性共重合体からバルク法または溶液法
によつて調製されうる。該PETはまた少量の他
の共重合性材料を共重合した共重合体のようなか
たちでありうる。たとえば、約0〜30モル%のセ
バシン酸塩、アゼライン酸塩共重合体またはポリ
(エチレンオキシド)とのブロツク共重合体など
がある。 造核剤の存在により溶融状態からの結晶化速度
の速いPETの単独重合体を用いることが好まし
い。造核剤の具体例としては、たとえば高極性有
機化合物のアルカリ金属塩;芳香族、脂肪族、不
飽和脂肪族のモノカルボン酸のアルカリ金属塩;
C8の脂肪酸のような飽和カルボン酸のダイマー
またはトリマーのアルカリ金属塩;ハロゲンおよ
び/またはニトロ基で置換された芳香族カルボン
酸のアルカリ金属塩;チツ化ホウ素、アルカリ金
属炭酸塩、タルクやマイカのような無機物;牛脂
酸のアルカリ金属塩を有するセツケン;アイオノ
マー樹脂;カルボン酸の金属塩;無機酸の金属
塩;エチレンテレフタレートのオリゴマーのアル
カリ金属塩;クレー、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、グラフアイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、酸化亜鉛、ケイ酸アルミニウムなどの無
機物の粉末;ガラスビーズなどがあげられる。造
核剤の量は結晶化速度を増大させるのに適切な量
から適当に選べばよい。たとえば、PETの重量
基準で約0.01〜5%の量で造核剤を存在させう
る。また造核剤は約20μm以下の平均粒径を有し
ている。PET中の造核剤を好ましい量とすると
きは、130〜210℃で40秒未満の時間内で最大の結
晶化度を有するPET補強積層体からの成形部品
の製造ができる。 さらに、PETは収縮や結晶化によるクラツク
の発生に対する耐性を改善するための添加剤、衝
撃強度を改善するためのポリオレフイン系のゴ
ム、耐衝撃性を改善するための添加剤、着色剤、
紫外線および熱安定剤、乳白剤(Opacifying
agent),エステル・ヒンダードフエノール
(esterically hindered phenol)やフエノール誘
導体などの熱酸化安定剤、難燃剤を加えてもよ
い。 第2図および/または第3図にしたがつてつく
られたニードリングされたマツトの1または2以
上の層はPET積層体を製造するのに用いられる。
ガラス繊維補強PET積層体は、PETと共にマツ
トの数層で構成される。第4図において、2つの
ニードリングされたマツト102および104が
補強PET積層体の製造用に示されている。第3
図で製造されたこれらのニードリングされたマツ
トは約0.3重量%またはそれ以下の水分含量とな
るまで乾燥されている。もしそのマツトが高水分
含量をもつなら、たとえば、もし積層体がニード
リングされたマツトの製造地点から遠くはなれた
場所で製造されるのなら、ニードリングされたマ
ツトは積層工程に先んじてまたは同時に乾燥され
うる。当業者に知られているどのような乾燥手段
もそのマツトがPET樹脂に接触する前に適用す
ることができる。たとえば、第4図において、1
または2以上の放射熱ヒータは、積層工程に供給
されている間にニードリングされたマツト102
および104を乾燥するためにならべられうる。
第4図に示されるように、2つの乾燥された樹脂
シート98および100の間に供給された2つの
ニードリングされたマツト102および104が
ある。両マツト102,104の間には押出し成
形機106から供給される溶融PET108があ
る。押出し成形機内のPETは乾燥されており、
好ましくは押出し成形に先んじてPETのペレツ
ト(pellets)から水分を除去するために2重の
乾燥剤を用いた乾燥システム107によつて乾燥
されるのが好ましい。樹脂シート98および10
0とマツト102および104ならびに溶融樹脂
108はベルト122および124によつて熱い
積層領域110の中に通される。ベルト122は
ローラー125および126上を通り、ベルト1
24はローラー127および128上を通る。そ
のベルトはスプロケツトドライブ113およびそ
れと組合わされたローラーメンバー114を用い
た領域を動き、機械中を通過する。熱い積層領域
110は、被せたすべてのPET層を溶融してニ
ードリングされたマツトの中へ、またその周囲
へ、さらにそれを通してのPETの流れを許容す
るために少なくとも約274℃(525〓)の温度で操
作される。熱い積層領域110においてこの温度
で、ベルトの移動により該PETを溶融するのに
適切な温度で速度約1〜50フイート/分で熱い領
域を通してPETとマツトを動かす。熱い領域に
おいて、プレート状加圧部材(platen press
member)111および112が、マツト102
および104ならびにそれらと組合わされている
溶融PET98,100および108に、これら
が該熱い領域を通過する間に圧力を付与するため
に用いられる。熱い領域110でえられる生成物
は、その領域よりも低温の冷たい領域116へ送
られる。その移送は、両領域を通してベルト12
2および124を連続的で直線状に移動させるた
めに使用されているスプロケツトメンバー119
およびそれと組合わされているローラー120を
用いて連続的に動かされる。冷たい領域116
は、約5〜60秒間で該PETの結晶化が少なくと
も約30重量%、好ましくは約50重量%またはそれ
以上に達するために、溶融状態から変性PETを
冷却するのに充分な温度にある。冷たい領域にお
いて、プレート状加圧部材117および118は
この領域を通過する間に積層体に圧力を加える。
熱い領域110と冷たい領域116の双方に供給
される圧力は等しいのが好ましいが、1つの領域
における圧力を他の領域における圧力よりも大き
いかまたは小さくなるように変化させてもよい。
領域116における冷却により完成されたシート
製品130はラミネーター(laminator)129
から取り出される。温度は、熱い領域110と冷
たい領域116において各プレート状部材を介し
て伝熱流体を循環させることにより、または積層
ポリマー分野の当業者に知られている他の方法に
よつて制御される。 ラミネーター129から取り出される補強
PET積層体130は一般に約66℃(150〓)の温
度にある。この積層体は、積層体製品から近いま
たは遠い場所で用いる製品に形づけるために取り
上げ台113上のスリツター132で適切な大き
さに切られることによつてどんな寸法にも切断さ
れうる。ラミネータ129は、該ラミネータを離
れる積層体130の速度が約40フイート/分であ
るように操作されるのが好ましい。切断された積
層体134は成形のために遠くはなれた場所へ輸
送するために水分不透過膜で包まれうるが、その
ような覆いは必ずしも要しない。 切断された積層体134は、さらに完成された
成形片または製品の体積と寸法取りされる要求に
適するようにするためにさらに切断されうる。切
断された積層体134は、通常コンベアー135
によつてオーブン136に供給される。好ましく
は、オーブン136は赤外線オーブンであるが、
該オーブンは通常半完成品(blank)と称される
切断された積層体134の表面近くの環境から水
分の分散を許容するようなオーブンであつてもよ
い。その加熱速度はやわらかい半完成品138が
成形のため274℃(525〓)で溶融相であるように
制御される。その加熱速度は赤外線オーブンを通
るコンベアーの速度でまたは他のオーブンにおい
てオーブンでの滞留時間によつて制御される。加
熱速度は、存在するいくらかの水分が積層体の表
面から拡散する機会を与えたのちにPETの溶融
温度に到達するように制御されるのが好ましい。
もつとも好ましくは、加熱速度は約1.4〜1.7℃
(2.5〜3.0〓)/秒である。 その予熱された半完成品138は単独でまたは
他の半完成品と共に取りあげられ、プレス機14
0の型に置かれる。ダイ142とドウエルスペー
ス143をもつ成形型は、好ましくは約121〜160
℃(250〜320〓)の範囲内の温度で、さらに好ま
しくは30〜40秒間でPET半完成品のスタンピン
グ成形を許容する加熱された型である。加熱され
た半完成品は、成形型が閉じ始めたときに該成形
型に固定される。PETは型に閉じられつつ溶融
状態になるから半完成品は流れ始める。ひとたび
始まつた該材料の流れは、半完成品が加熱された
ダイの温度まで冷却される前に完了されるべきで
ある。半完成品が冷却されるとPETの粘度は増
加し、半完成品が加熱されたダイの温度に冷却す
るとき、PETは結晶化し始める。プレス機閉鎖
の速度は、結晶化が生ぜられる前に流れを完了す
るのに充分なものでなければならない。水圧プレ
スに対して推奨される最小プレス速度は50cm(20
インチ)/分または508mm/分である。200cm(80
インチ)/分〜2032mm/分の範囲内の速度が好ま
しい。成形された部品や製品の厚さにもよるが、
一般に約5〜60秒間、好ましくは約30〜40秒間の
短いドウエル時間はその部品を固化する材料から
熱を除去し、PETにおける最大結晶化度を発現
させるために必要である。 このドウエル時間後、該プレス機は開放され、
部品が取り出される。該成形型は、垂直に伸縮し
て止める(縮尺する)端をもちそしてとくに丈夫
な誘導システム(guidance system)を備えた圧
縮型のものを設計すべきである。その成形型は、
その温度でダイとドウエル成形部またはドウエル
領域において伝熱流体の循環によつて保たれう
る。 つぎに本発明の好ましい実施態様を示す。 溶融バツチからカルシウムアルミニウムボロシ
リケートガラス繊維を線引きする。ガラス溶融炉
のブツシング中の複数のオリフイスからガラス繊
維が形成されている間に、ガラス繊維をベルト型
バインダー塗布器により水性化学処理組成物で被
覆する。 水性化学処理組成物は、ビスフエノールポリエ
ステルフイルム形成ポリマーであるサビツド社製
のネオキシル 954を唯一のフイルム形成用の高
分子材料として有する1液型の水性エマルジヨン
を含んでいる。ビスフエノールポリエステルまた
はエステル化されたエポキシフイルム形成ポリマ
ーは好ましくは0.1よりも小さい、もつとも好ま
しくは約0.07である芳香族不飽和に対しての脂肪
族不飽和の比を有しうる。好ましいシランカツプ
リング剤はユニオン・カーバイド社製のA−187
シランであるγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランの単独シランカツプリング剤であり、
A−187の量は水性化学処理組成物の固形分の約
2.7〜5重量%の範囲であるのが好ましい。水溶
性カチオン性ガラス繊維潤滑剤はエメリルーベ
6717潤滑剤であり、水性化学処理組成物の固形分
の約1〜2.5重量%存在する。水性化学処理組成
物をつくりあげる水の量は、総固形分量を好まし
くは水性化学処理組成物の約5〜6重量%とする
量である。ビスフエノールポリエステル樹脂の量
は固形分または非水性物質からカツプリング剤と
滑剤を除いた残量である。水性化学処理組成物の
PHは約4.5〜6.2の範囲にあるのが好ましい。 水性化学処理組成物は約20gのγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランに対し約1mlの酢
酸で予備混合槽中にて加水分解して調製される。
加水分解は酢酸を水性化学処理剤の製造に使用す
る水の約10〜20重量%に加え、ついでこの液にシ
ランを加えて完全に加水分解が完了するまで攪拌
することにより行なう。別途予備混合槽に水性化
学処理組成物の製造に使用する水の全量の約1%
の水を76.7℃(170〓)に加熱し、この熱水にカ
チオン性ガラス繊維潤滑剤を攪拌下に加える。主
混合槽で固形分含量約46%のビスフエノールポリ
エステルの水性エマルジヨンをその約2倍重量の
水と混合する。加水分解されたシランおよびガラ
ス繊維潤滑剤を主混合槽に加え攪拌する。少量の
消泡剤(たとえばSAG 10)を加えてもよい。混
合物を目的とする最終容量となるように水で希釈
する。ついで水性化学処理組成物の最終PHを相溶
性の有機酸により約4.5〜6.2の範囲に調整する。 水性化学処理組成物は、繊維がガラス繊維製造
業の当業者に知られている直径をもつガラス繊維
に適用されるが、約10.3×10-5〜約120×10-5イ
ンチまたはそれ以上の範囲をとりうる直径をもつ
ものが好ましい。 水性化学処理組成物をガラス繊維に塗布して化
学処理組成物のアド−オン(add−on)を約0.5
〜8%LOIの範囲で与える。ガラス繊維(通常、
G−繊維(9.53±0.63μm径、K−繊維(13.34±
0.63μm径)またはT−繊維(27±0.63μm径)で
ある)は、成形された部品や品物の最終用途によ
るが、構造を与えるストランドの形に束ねられ
る。ガラス繊維ストランドは巻き取り機に巻き取
られてフオーミングパツケージとされ、複数のフ
オーミングパツケージをミシガンオーブン中で約
65〜104℃(150〜220〓)にて4〜10時間乾燥し
てストランドの含水量を1%未満、好ましくは
0.3%未満にまで減少させる。 化学処理剤を有する複数のガラス繊維ストラン
ドは、第3図においてフオーミングパツケージか
らストランドと同様の方法でムービングコンベア
ー、好ましくはワイヤネツクチエイン(wire
neckchain)に向かつて不規則なパターンで下方
に突き出ている横型のデストリビユータに乾燥さ
れたフオーミングパツケージから運ばれる。スト
ランドはコンベアーをガラス繊維ストランドで覆
うために連続してコンベアーの幅にわたつてふる
い分けられる。複数のストランドの層は所望の深
さに形成される。第2、第3図に示されるように
ニードラーに運ばれる乾燥したストランドの層
は、マツトのなかに短いストランドとフイラメン
トを供給するために絡合されたガラスストランド
と破壊されたストランドの双方をもつ機械的に絡
合されたマツトにニードリングされる。またニー
ドリングは、すべてのニードリングされたバーブ
(barb)が同方向の針上に固定されたとき、表面
から突き出す繊維の密な集積を伴なう1つの大き
な表面と表面から突き出す繊維を含有するが実質
において密な大きな表面より少ない繊維を有す第
2の大きな表面を有し、密着マツト構造を提供す
る。 ニードリングされた連続ガラス繊維ストランド
マツトは、ニードラーから密集状態でかつ手で扱
つてもその表面の平坦さがゆがまない程度の充分
な機械的一体性をもつて出てくる。このマツトは
2つの主表面と2つの側縁および1つの先端を有
している。所望の長さとなつたときマツトが切断
され、終端が形成される。第3図に従つて、連続
ストランドマツトは連続的に形成され、連続的に
ニードリング装置を通して送られる。マツトは箱
内に折り畳まれるか適当な長さで大きなロールに
巻かれ、ラミネートに供される。 ニードリング後に連続ガラスストランドマツト
は、0.3重量%より小さい、好ましくは0.2重量%
よりも小さいマツトの水分含量を与えるために水
分残渣を除去する乾燥領域に供される。第4図に
示されるように、2つのニードリングされたマツ
トはラミネータに運ばれる。乾燥されたPETの
2つの樹脂の上張りは、2つの該マツトと共に通
されそして乾燥された樹脂押し出し物は該マツト
の間に通される。その樹脂は積層または上張りの
組立てに先んじて、166℃(330〓)で6時間乾燥
することによつてあらかじめ所望の条件におか
れ、そして押し出し機ホツパー(hopper)上で
正のチツ素圧力下で保持される。ライン速度12フ
イート/分で10ミル(mil)の上張りを用いマツ
ト1平方フイートあたり3.0オンスを有するガラ
ス含有量約35%の積層体をうるためには押出し機
におけるRPMは88〜90である。PETの融点は
560±15〓であり、ダイの開口径は120ミルであ
る。押出し物およびマツトは適用された圧力下で
押出し物を溶融物にするに足りるほどの高温の積
層領域における温度で積層される。積層温度は約
282〜307℃(540〜585〓)である。積層の滞留時
間は、樹脂が充分にマツトにしみ込むのに充分で
ある程度に充分に長い。樹脂を充分にしみ込んだ
ガラス積層体は、実質的には結晶された積層体を
製造するために結晶化速度を考慮して約0.6〜3.3
℃(1〜6〓)/秒の速度で冷却領域で冷却され
る。積層体は、約1.1〜1.4℃(2.0〜3〓)/秒の
速度で融点まで積層体を加熱し、熱いダイの中で
積層体を成形することによつて成形される。成形
温度は約143〜177℃(290〜350〓)であり、そし
てドウエル時間は約60秒よりも小であり、全滞留
時間は約4〜5分間である。 つぎに本発明の積層体を実施例に基づいて説明
するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。 実施例 1 ガラス繊維処理用の水性化学処理組成物18.9
を、下記物質を数字と文字で示したように調製し
た。 1A γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランA−187 163g 1B 酢酸 7.5g 1C 水(脱イオン) 2270g 2A 部分アミド化ポリアルキレンイミンカチオ
ン性滑剤(エメリー6717) 15.1g 2B 水(温水) 189g 3A ビスフエノールAポリエステルフイルム形
成ポリマー(ネオキシル 954)の水性分
散液(固形分47±2%) 2272g 上記物質を記載した順序で添加した。 水性化学処理組成物をT−繊維径を有するガラ
ス繊維に塗布し、ついでガラス繊維を集めてスト
ランドとしフオーミングパツケージに巻回した。
ニードリングされたガラス繊維ストランドマツト
を好ましい態様の方法に従つて製造するに際し、
複数個のフオーミングパツケージからの複数個の
ストランドを使用した。9.2±2フイート/分の
速度で主コンベアーを稼働させ、ニードリングは
19個のゲージニードルを有するニードラーで1イ
ンチ平方あたり140個の針入および16±1mmの深
さで行なつた。マツトは、収集する前にライン上
で赤外線ヒータで乾燥した。マツトの含水率は最
大1%であつた。 えられたニードリングされたマツトおよびポリ
エチレンテレフタレート(PET)を用いて積層
体を製造した。PETを溶融状態から約138〜約
160℃(280〜320〓)の温度下に取り出したとき
の完全結晶化が20〜40秒の範囲内で起こるような
速い結晶化速度を有するように、PETの核形成
を行なつた。2枚のマツトを乾燥し、含水率0.2
重量%になつた。これら2枚のマツトを、チツ素
正圧下約165.6℃(330〓)で6時間乾燥したPET
ペレツトから作製した予熱されたフイルム10枚と
接触させ、2枚のマツトの両側に各3枚のPET
フイルム、マツトの間に3枚のPETフイルムが
挿入された構成となるようにした。約293℃(約
560〓)の温度で、樹脂温度約258〜266℃(396〜
510〓)の範囲でラミネートを行なつた。PETが
マツトに含浸するのに充分な時間加熱ゾーンで積
層体を接触させたのち、1〜6〓/秒の速度で積
層体を冷却した。かかる冷却速度はPET中の結
晶形成を許すものである。 実施例1にしたがつて製造した前記積層体を箱
状に成形した。積層体の寸法は6.5×10インチで、
重量は415〜430gであり、かかる積層体を288℃
(550〓)の温度で4〜5分間加熱した。ついで温
度143〜177℃(290〜350〓)、スタンピングトン
数60トン、圧力100〜150トン/平方フイート、ド
ウエル時間45秒間で熱ダイの中で積層体の成形を
行なつた。 実施例1にしたがつて調製された積層体は2つ
のグループに分けられた。1つのグループは密閉
され、もう1つのグループは開封され、そして双
方のグループは、高められた温度と高められた湿
度の条件下である期間暴露された。スタンピング
成形されたボツクスは第4図と実施例1にしたが
つて積層体から調製された。この試験はスタンピ
ング成形された部品特性上の水分の効果を評価す
るものである。2つの環境上の条件は、43℃
(110〓)で相対湿度100%と32℃(90〓)で相対
湿度70%であつた。密封された積層体のグループ
は上記環境条件下で開封された積層体とともに暴
露されるやいなや高密度ポリエチレン(HDPE)
の袋の中に密封された。積層体はこれらの環境か
ら30日までの期間で周期的に取り上げられスタン
ピング成形されたボツクスの中で調製された。ス
タンピング成形されたボツクスはそれらの物理的
特性を評価された。その曲げ強度と曲げモジユラ
ス(MODULUS)試験は標準アメリカ材料試験
協会(American Society For Testing
Materials)試験にしたがつておこなわれた。そ
の結果は第1表に示される。第1表から、成形部
品と積層体が本発明にしたがつて処理されたと
き、水分をごく少量有すことがわかる。2つのグ
ループからなる核ボツクスの機械的特性におい
て、大きな変化はなかつた。
【表】
第1図はガラス繊維とガラス繊維のパツケージ
を製造するための装置の説明図、第2図はニード
リングされた連続ストランドマツトである絡合さ
れたストランドマツトをつくるための装置の説明
図、第3図はニードリングされた連続ストランド
マツトをつくるための装置のもう1つの具体例を
示す説明図、第4図は積層体を製品または部品に
成形するためのPET補強積層体および装置をつ
くるためにポリ(エチレンテレフタレート)樹脂
を用いて第2図または第3図において製造された
マツト製品を積層する装置説明図である。 図面の主要符号、18,34……ガラス繊維、
24,39,46……ストランド、50……スト
ランド層、74,102,104……ニードリン
グされたマツト、98,100……PET樹脂シ
ート、134……積層体。
を製造するための装置の説明図、第2図はニード
リングされた連続ストランドマツトである絡合さ
れたストランドマツトをつくるための装置の説明
図、第3図はニードリングされた連続ストランド
マツトをつくるための装置のもう1つの具体例を
示す説明図、第4図は積層体を製品または部品に
成形するためのPET補強積層体および装置をつ
くるためにポリ(エチレンテレフタレート)樹脂
を用いて第2図または第3図において製造された
マツト製品を積層する装置説明図である。 図面の主要符号、18,34……ガラス繊維、
24,39,46……ストランド、50……スト
ランド層、74,102,104……ニードリン
グされたマツト、98,100……PET樹脂シ
ート、134……積層体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) ガラス繊維を形成し、 (b) つぎの(1)〜(4)の成分を有する水性化学処理組
成物でガラス繊維を処理し、 (1) 有効なフイルム形成量の、ポリ(エチレン
テレフタレート)に可溶で300℃よりも高い
熱分解温度を有する1または2以上の熱可塑
性フイルム形成ポリマー、 (2) 有効なカツプリング剤量の有機−無機カツ
プリング剤、 (3) 有効な潤滑量のカチオン性繊維潤滑剤、お
よび (4) 化学処理組成物をガラス繊維に適用しうる
量の水、 (c) ガラス繊維を1または2以上のストランドに
集め、 (d) ガラス繊維ストランドにより、実質的に減少
された水分を有するガラス繊維ストランドの層
を移動する水平表面上に形成し、 (e) 連続したガラス繊維ストランドの層をニード
リングしてニードリングされたマツトを形成
し、 (f) ニードリングされたマツトから水分を除去す
るために乾燥して水分含量を0.3重量%未満と
し、 (g) 約5〜60秒間約120〜220℃の温度に置くこと
により少なくとも約30重量%の結晶化度となる
結晶化速度をもつように変性された乾燥ポリ
(エチレンテレフタレート)を用いて、該ポリ
(エチレンテレフタレート)の融点よりも高い
積層温度で積層に有効な時間滞留させることに
より1または2以上のニードリングされたマツ
トを1または2以上の層に積層し、 (h) 少なくとも30重量%の結晶化度が積層体に生
ずる速度で積層体を少なくとも約66℃に冷却
し、 (i) 最終成形品に要求される体積および寸法に適
合させるために寸法取りし、 (j) 寸法取りされた積層体をポリ(エチレンテレ
フタレート)の融点にまで、該融点に達するま
でに積層体から水分が除去される速度で加熱
し、 (k) 該積層体を加圧下で120〜220℃の温度範囲で
60秒間未満成形し、加熱された積層体を冷却
し、少なくとも30重量%の結晶化度を発現させ
る 工程からなる、成形されたガラス繊維補強ポリ
(エチレンテレフタレート)含有物の製造方法。 2 水性化学処理組成物が本質的に (1) エトキシ化により内部乳化を有し、水性化学
処理組成物の固形分の大部分を構成する約
30000〜45000の範囲の重量平均分子量を有する
ビスフエノールAポリエステルフイルム形成ポ
リマーの水性エマルジヨンまたはデイスパージ
ヨン、 (2) エポキシ官能性オルガノシランカツプリング
剤および水性化学処理組成物の固形分の約0.1
〜約2重量%の量で存在するエポキシ官能性お
よびアミノ官能性オルガノシランカツプリング
剤の混合物からえらばれたオルガノシランカツ
プリング剤、 (3) 縮合を通じて脂肪酸の少なくとも1つが水性
化学処理組成物の約0.05〜0.5重量%の量で存
在するペラルゴン酸である脂肪酸で縮合するこ
とによつて調製された、部分的にアミド化され
たポリアルキレンアミンであるポリアミノアミ
ドカチオン潤滑剤、 (4) 乾燥された水分残渣が約0.1〜2重量%の
LOIの量でガラス繊維上に存在するように、約
1〜約20重量%の範囲の水性化学処理組成物の
総固形分を与える量の水からなる特許請求の範
囲第1項記載の方法。 3 約8重量%未満の水分含量を有するようにガ
ラス繊維ストランドを乾燥し、乾燥されたストラ
ンドを該層状に堆積しニードリングするために水
分含量が1重量%未満となるように該層を乾燥す
ることを含む特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 層の乾燥が空気乾燥によつて行なわれる特許
請求の範囲第3項記載の方法。 5 前記2枚のニードリングされたマツトを2枚
の変性ポリ(エチレンテレフタレート)の上張り
と2枚のマツトのあいだに押出された1つのポリ
(エチレンテレフタレート)の層で積層し、該積
層が圧力下で行なわれる特許請求の範囲第1項記
載の方法。 6 積層後の積層体の温度を約66℃に減ずるため
の冷却速度が約0.6〜3.3℃/秒の範囲である特許
請求の範囲第1項記載の方法。 7 変性ポリ(エチレンテレフタレート)が、約
5〜約60秒間の時間で約120〜220℃の温度に溶融
状態から冷却されるときに少なくとも約30〜約50
重量%の結晶化を生じる結晶化速度を与えるよう
に変性されている特許請求の範囲第1項記載の方
法。 8 寸法取りされた積層体がポリ(エチレンテレ
フタレート)を溶融するのに充分な温度まで約
0.6〜約1.4℃/秒の範囲の加熱速度となるように
赤外線ヒータで予熱される特許請求の範囲第1項
記載の方法。 9 予熱され寸法取りされた積層体が、約30〜50
重量%の結晶化を成形物に起こすために約30〜40
秒間のドウエル時間で約120〜約160℃の範囲の温
度で成形される特許請求の範囲第1項記載の方
法。 10 ガラス繊維のストランド層の形成を最初の
乾燥するステツプのまえに行なう特許請求の範囲
第1項記載の方法。 11 ポリ(エチレンテレフタレート)中の造核
剤の量が樹脂の約0.1〜1重量%の範囲にある特
許請求の範囲第1項記載の方法。 12(a) (1) 300℃よりも高い熱分解温度を有し、
有効なフイルム形成量の1または2以上のポ
リ(エチレンテレフタレート)に可溶の熱可
塑性フイルム形成ポリマー、 (2) 有効なカツプリング剤量の有機−無機カツ
プリング剤、 (3) 有効な潤滑量のカチオン性繊維潤滑剤およ
び (4) ガラス繊維に(1),(2)および(3)の成分を適用
しうる有効量の水 を有する水性化学処理組成物をガラス繊維に適
用してえられる約4〜8重量%の水分をもつ水
分が減少された化学処理組成物の残渣を有する
ガラス繊維を複数のパツケージから取り出して
連続したガラス繊維ストランドの層を形成し、 (b) 前記層を約1重量%またはそれ以下の水分含
量をもつように乾燥し、 (c) 連続したガラス繊維ストランドの層をニード
リングしてニードリングされたマツトをつく
り、 (d) 水分が0.3重量%未満となるようにニードリ
ングされたマツトを乾燥し、 (e) 約5〜約60秒間約120〜約220℃の温度に置く
ことにより少なくとも約30重量%の結晶化度と
なる結晶化速度をもつ乾燥された変性ポリ(エ
チレンテレフタレート)を用いて、該ポリ(エ
チレンテレフタレート)の融点よりも高い積層
温度で積層に有効なドウエル時間、積層に有効
な圧力を加えることにより、該ポリ(エチレン
テレフタレート)100重量部に対して約5〜約
200重量部のガラス繊維量で、1または2以上
の乾燥したニードリングされたマツトを1また
は2以上の層に積層し、 (f) 前記積層体を少なくとも66℃の温度に約0.6
〜3.3℃/秒の速度で加圧下に充分な滞留時間
で冷却し、該積層体中に少なくとも約30重量%
の結晶をつくる 工程からなる、該積層体が成形中にポリマーの
水劣化が増加されるという傾向がなく溶融状態か
ら成形されうるものである、ニードリングされた
ガラス繊維ストランドマツトで補強されたポリ
(エチレンテレフタレート)積層体の製造方法。 13 水性化学処理組成物が本質的に (1) エトキシ化により内部乳化を有し、水性化学
処理組成物の固形分の大部分を構成する約
30000〜45000の範囲の重量平均分子量を有する
ビスフエノールAポリエステルフイルム形成ポ
リマーの水性エマルジヨンまたはデイスパージ
ヨン、 (2) エポキシ官能性オルガノシランカツプリング
剤およびエポキシ官能性およびアミノ官能性オ
ルガノシランカツプリング剤の混合物からえら
ばれた水性化学処理組成物の固形分の約0.1〜
約2重量%の量で存在するオルガノシランカツ
プリング剤、 (3) 脂肪酸の少なくとも1つとしてペラルゴン酸
を用いて脂肪酸と縮合することによつて調製さ
れた部分的にアミド化されたポリアルキレンア
ミンであつて、水性化学処理組成物の約0.05〜
0.5重量%の量で存在するポリアミノアミドカ
チオン潤滑剤、 (4) 乾燥された水分残渣が約0.1〜2重量%のL0I
の量でガラス繊維上に存在するように、約1〜
約20重量%の範囲の水性化学処理組成物の総固
形分を与える量の水からなる特許請求の範囲第
12項記載の方法。 14 前記2枚のニードリングされたマツトを2
枚の変性ポリ(エチレンテレフタレート)の上張
りと2枚のマツトのあいだに押出された1つのポ
リ(エチレンテレフタレート)の層で積層し、該
積層が圧力下で行なわれる特許請求の範囲第12
項記載の方法。 15 変性ポリ(エチレンテレフタレート)が、
約5〜約60秒間の時間で約120〜220℃の温度に溶
融状態から冷却されるときに少なくとも約30〜約
50重量%の結晶化を生じる結晶化速度を与えるよ
うに造核される特許請求の範囲第12項記載の方
法。 16 積層体が水分不透過膜に包まれる特許請求
の範囲第12項記載の方法。 17 寸法取りされた積層体が約1.1〜1.4℃/秒
の範囲の加熱速度となるように赤外線ヒータで予
熱される特許請求の範囲第12項記載の方法。 18 予熱された寸法取りされた積層体が約30〜
40秒間のドウエル時間で約120〜約160℃の温度範
囲で成形される特許請求の範囲第12項記載の方
法。 19(a) (1) 300℃よりも高い熱分解温度を有し、
有効なフイルム形成量の1または2以上のポ
リ(エチレンテレフタレート)に可溶の熱可
塑性フイルム形成ポリマー、 (2) 有効なカツプリング剤量の有機−無機カツプ
リング剤、 (3) 有効な潤滑量のカチオン性繊維潤滑剤および (4) ガラス繊維に(1),(2)および(3)の成分を適用し
うる有効量の水 を有する水性化学処理組成物をガラス繊維に適
用してえられる約4〜8重量%の水分をもつ水
分が減少された化学処理組成物の残渣を有する
ガラス繊維を複数のパツケージから取り出して
連続したガラス繊維ストランドの層を形成し、 (b) 前記層を約1重量%またはそれ以下の水分含
量をもつように乾燥し、 (c) 連続したガラス繊維ストランドの層をニード
リングしてニードリングされたマツトをつく
り、 (d) 水分が0.3重量%未満となるようにニードリ
ングされたマツトを乾燥し、 (e) 約5〜約60秒間約120〜約220℃の温度に置く
ことにより少なくとも約30重量%の結晶化度と
なる結晶化速度をもつ乾燥された変性ポリ(エ
チレンテレフタレート)を用いて、該ポリ(エ
チレンテレフタレート)の融点よりも高い積層
温度で積層に有効なドウエル時間、積層に有効
な圧力を加えることにより、該ポリ(エチレン
テレフタレート)100重量部に対して約5〜約
200重量部のガラス繊維量で、1または2以上
の乾燥したニードリングされたマツトを1また
は2以上の層に積層し、 (f) 前記積層体を少なくとも66℃の温度に約0.6
〜3.3℃/秒の速度で加圧下に充分な滞留時間
で冷却し、該積層体中に少なくとも約30重量%
の結晶をつくる 工程により製造された積層体を最終成形品の体
積と寸法要求に適合するように寸法取りし、積層
体から水分を追い出す加熱速度でポリ(エチレン
テレフタレート)を溶融するために積層体を加熱
し、約5〜60秒間のドウエル時間で約120〜160℃
の範囲の温度で1または2以上の加熱された積層
体を少なくとも30重量%の結晶化度となるように
成形することを特徴とするポリ(エチレンテレフ
タレート)成形物の製造方法。 20 変性ポリ(エチレンテレフタレート)が、
約5〜約60秒間の時間で約120〜220℃の温度に溶
融状態から冷却したときに少なくとも約30〜約50
重量%の結晶化度となる結晶化速度を与えるよう
に造核される特許請求の範囲第19項記載の方
法。 21 最初の乾燥ステツプが、前記層がニードリ
ングされるために移動しているあいだに空気乾燥
することである特許請求の範囲第19項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US78407585A | 1985-10-04 | 1985-10-04 | |
| US784075 | 1985-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292831A JPS6292831A (ja) | 1987-04-28 |
| JPH0447697B2 true JPH0447697B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=25131274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61236988A Granted JPS6292831A (ja) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | ガラス繊維補強ポリ(エチレンテレフタレ−ト)のスタンピング成形可能な積層体の製造方法およびスタンピング成形品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0221336B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6292831A (ja) |
| DE (1) | DE3688390D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0370512B1 (en) * | 1988-11-24 | 1995-03-01 | Kuraray Co., Ltd. | Chopped strand mats and thermoplastic sheets |
| US4935295A (en) * | 1988-12-01 | 1990-06-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Needling process for spundbonded composites |
| US5129131A (en) * | 1989-12-05 | 1992-07-14 | Ube-Nitto Kasei Co., Ltd. | Method of and apparatus for manufacturing glass fiber mat |
| US5344912A (en) * | 1992-02-03 | 1994-09-06 | Therma-Plate Corporation | Elevated temperature dimensionally stable polyester with low gas permeability |
| US6077904A (en) * | 1992-02-03 | 2000-06-20 | Lawson Mardon Thermaplate Corporation | Elevated temperature dimensionally stable, impact modified polyester with low gas permeability |
| EP0625091B1 (en) * | 1992-02-03 | 1999-09-08 | Lawson Mardon Thermaplate Corporation | Elevated temperature dimensionally stable polyester with low gas permeability |
| US5346733A (en) * | 1992-04-03 | 1994-09-13 | Therma-Plate Corporation | Elevated temperature dimensionally stable polyester articles with low gas permeability |
| WO1998053978A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Glass fiber mats, composites reinforced with the same and methods for making the same |
| US5910458A (en) * | 1997-05-30 | 1999-06-08 | Ppg Industries, Inc. | Glass fiber mats, thermosetting composites reinforced with the same and methods for making the same |
| DE19860099A1 (de) | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Preßmantel und Verfahren zur Herstellung |
| US10982441B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-04-20 | Tamko Building Products, Llc | Multiple layer substrate for roofing materials |
| JPWO2024106508A1 (ja) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044188A (en) * | 1972-10-02 | 1977-08-23 | Allied Chemical Corporation | Stampable thermoplastic sheet reinforced with multilength fiber |
| US4469543A (en) * | 1978-11-29 | 1984-09-04 | Allied Corporation | Lamination of highly reinforced thermoplastic composites |
| GB2057350A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-01 | Ford Motor Co | Reinforced sheet plastics material |
| US4457970A (en) * | 1982-06-21 | 1984-07-03 | Ppg Industries, Inc. | Glass fiber reinforced thermoplastics |
-
1986
- 1986-09-29 EP EP19860113363 patent/EP0221336B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-29 DE DE8686113363T patent/DE3688390D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-03 JP JP61236988A patent/JPS6292831A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0221336A3 (en) | 1988-08-10 |
| JPS6292831A (ja) | 1987-04-28 |
| EP0221336A2 (en) | 1987-05-13 |
| DE3688390D1 (de) | 1993-06-09 |
| EP0221336B1 (en) | 1993-05-05 |
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