專利名稱：：瀝青的旋轉纖維化的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及瀝青制品的制造。更具體地，本發(fā)明涉及纖維形式的瀝青制品，以及生產(chǎn)纖維形式的瀝青的方法。已經(jīng)以各種形式生產(chǎn)了瀝青制品，瀝青的基本用途是鋪路和屋頂制品。瀝青的常見來源是來自石油精煉工業(yè)的殘渣或底部殘留物。為了提高其軟化點，增大剛度，以便制得有用的屋頂制品和特殊用途的瀝青制品，必須通過噴吹空氣(氧化)進一步精煉或加工這種瀝青。由于添加了天然的或合成的橡膠或其它有機添加劑，一些瀝青制品已經(jīng)改進了性能。雖然瀝青本身有許多有用的性能，但是它缺少本征的抗張強度和整體性。因此，許多瀝青制品用玻璃纖維或有機纖維(如聚合物纖維)等材料增強，并且有研磨石灰石等填料。例如，瀝青屋頂板是以一個內部的網(wǎng)或濕法玻璃纖維氈為基礎，瀝青本身含有約65wt％的研磨石灰石填料。用于瀝青制品中的其它填料包括碳黑、細磨的輪胎、粘土、研磨的玻璃、以及各種有機或無機材料的珠子。增強瀝青的問題之一是通常難以把增強物料與瀝青基體連成整體，特別是均勻地連成整體。一般地，通過把增強物料固定在氈上或網(wǎng)上，使用熔融態(tài)的瀝青，來使瀝青和增強物料連成一體，這和制造瀝青屋頂板一樣。屋頂板的制造包括使?jié)穹úＡЮw維墊連續(xù)通過熔融瀝青槽，在墊子的兩側產(chǎn)生涂層并填充在每個玻璃纖維之間的空隙內。這種方法局限于它只能用于較均勻的涂層，類似于薄膜。能夠向各種制品上涂敷不是薄膜，而是多孔的氈或其它類型的非均勻層的瀝青層是有用的。同時，該涂敷方法要求在帶有液態(tài)瀝青涂敷機的制造設備處進行最后產(chǎn)品的組裝。能夠在現(xiàn)場，例如在路面修理現(xiàn)場組裝含有瀝青層的制品是有利的。把瀝青和增強劑連成整體的另一種已知的方法是把瀝青和松散的顆粒狀的增強物料混合。這樣的混合要求大量能量和投資大的設備，而且不能總是成功地提供均勻混合的瀝青和增強劑。能夠均勻混合瀝青和增強劑或把均勻的瀝青和增強劑連成整體是有益的，其中增強物料是非固定的或松散的形式，而不是局限于氈等固定的制品。同時，能夠以液態(tài)以外的形式把瀝青本身引入到各種制品中也是有益的。許多增強的層已經(jīng)用于增強公路系統(tǒng)。眾所周知的這樣的增強層包括纖維氈形式的玻璃纖維(編織的或無紡的)、瀝青浸漬的氈、有機材料，如聚酯纖維氈、疏松編織的或網(wǎng)格形式的氈、以及玻璃纖維或其它增強纖維的層。這些增強層用于公路，在所用的含瀝青的骨料瀝青層之下，以增強含瀝青的骨料。這樣的增強層一般用于開裂的公路和需要修理的高速公路之下的位置。增強層也可以用于重新鋪設的整個高速公路上或作為原始結構。同時，增強層也可以用于橋面等特殊應用中。眾所周知，在這些高速公路用的增強制品上使用粘性涂層以保證在鋪設路面層之前，增強層與公路的連接。目前所用的高速公路用的增強制品的問題之一是組裝構成高速公路用的各種層是費時的高成本的過程。同時，在這樣的制品中難以準確測量瀝青層。而且，不容易完全把高速公路用的增強制品的增強層與在熔融瀝青槽中沒有完全浸滿增強層的瀝青結合成一個整體。最后，能夠在不增加所用的材料的情況下生產(chǎn)具有較高強度的高速公路用的增強制品是有益的?，F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了纖維形式的瀝青以及生產(chǎn)瀝青纖維的方法。瀝青纖維是瀝青的一種新的形式，它們可以用于傳統(tǒng)的瀝青用途中，例如路面，屋頂和特殊產(chǎn)品，以及新產(chǎn)品?？梢酝ㄟ^離心以旋轉的方法形成瀝青纖維并且以纖維狀瀝青網(wǎng)狀物收集起來。該網(wǎng)狀物可以作為瀝青材料層摻入許多制品中。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種生產(chǎn)瀝青纖維的方法，包括向旋轉的瀝青紡絲器提供熔融的瀝青、從紡絲器中離心出瀝青纖維、和收集瀝青纖維?？梢杂靡环N或多種有機改性劑對瀝青進行改性，有機改性劑選自由天然橡膠、合成橡膠、彈性體、聚合物、樹脂和其它熱塑性或熱固性材料組成的組中。優(yōu)選的是，所說的改性劑的量在約2～30％(總的有機組合物的重量百分數(shù))的范圍內。更優(yōu)選的是，所說的改性劑的量在約4～12％范圍內。在本發(fā)明的一個特定的實施方案中，向瀝青紡絲器提供的熔融瀝青的溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內，在紡絲器的正上方的喂料點上測量。在本發(fā)明的另一個實施方案中，使瀝青經(jīng)過氧化過程，使得在纖維化之前，瀝青的軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內，優(yōu)選的是在約200°F(93℃)～270°F(132℃)范圍內。使用環(huán)形和球形法測定所有的軟化點。在本發(fā)明的另一個實施方案中，離心工序對熔融的瀝青提供加速度使其足以產(chǎn)生初始的瀝青纖維，其直徑約為一英寸的10萬分之25(635×103μm)～60(Ht)(1524×103μm)。在本發(fā)明的一個特定的實施方案中，紡絲器的周邊有500～25,000個噴口，通過這些噴口把瀝青離心出來。優(yōu)選的是所說的瀝青紡絲器有500～10,000個噴口。在本發(fā)明的另一個實施方案中，通過瀝青紡絲器把瀝青離心出來形成初始的瀝青纖維，通過一個從鼓風機出來的環(huán)形的、向下移動的氣流形成向下移動的瀝青纖維簾使初始的瀝青纖維進一步變細。根據(jù)本發(fā)明，提供直徑小于250Ht(6350×103μm)的瀝青纖維。優(yōu)選的是，所說的瀝青纖維的直徑在約25(635×103μm)～150Ht(3810×103μm)范圍內，未填充狀態(tài)的瀝青的軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內，優(yōu)選的是在約200°F(93℃)～270°F(132℃)范圍內。最優(yōu)選的是，瀝青纖維的直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內。所說的瀝青纖維可以用填料填充，可以用增強纖維，如玻璃纖維增強。根據(jù)本發(fā)明，提供瀝青纖維氈，纖維直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內，瀝青的軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內。所說的瀝青纖維氈可以層壓作為增強材料氈上，如濕法玻璃纖維氈上的一層，得到層壓的瀝青制品。本發(fā)明還注重一種制造瀝青屋頂板的方法，包括下列步驟把瀝青纖維層與增強纖維氈組裝在一起，用瀝青涂敷所說的組裝的氈形成瀝青涂敷板，向所說的瀝青涂敷板上施加顆粒料，把所說的瀝青涂敷板切割成屋頂板。本發(fā)明還包括用這種方法制造瀝青屋頂板。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種把瀝青和增強纖維結合成整體的方法，包括下列步驟建立可以加熱軟化的增強纖維(如玻璃纖維)的向下移動的簾，向旋轉的位于增強纖維簾內的瀝青紡絲器提供熔融的瀝青，以一定的方式從所說的瀝青紡絲器中離心出瀝青纖維，使瀝青纖維直接與所說的簾相交，從而使瀝青與增強纖維結合在一起，收集結合在一起的瀝青和增強纖維。本發(fā)明的另一個方面是本發(fā)明的瀝青纖維作為碳化過程的進料的使用。通過控制纖維形式的有機前驅體的熱解制備碳纖維。商業(yè)產(chǎn)品以人造絲、聚丙烯晴和硬瀝青(從煤焦油、石油和其它來源得到)為基料。該過程包括適用于所有材料的一些常見工序。首先，用擠出或熔體噴吹制備纖維。然后通過在200℃～400℃范圍內的溫度下氧化(通常用空氣)使纖維穩(wěn)定化。該氧化過程使纖維具有足夠的結構，使得在碳化過程中在分子水平上保持其形狀。最后，在800℃以上的溫度下，在氬氣等惰性氣氛下進行碳化。為了改善性能，在碳化過程中，使纖維伸展以便使分子定向。加熱到更高的溫度(2500～3000℃)也可增大模量和強度。所得的碳纖維具有廣泛的用途。硬瀝青纖維用石油或煤焦油瀝青制備，是高芳香族含量的，含有大量瀝青質(用ASTM3279-78的庚烷沉淀法測定，約為80～90％)。硬瀝青的熔點優(yōu)選的是接近260℃，具有約為85℃的玻璃轉變溫度。許多硬瀝青與聚合物是不相容的。與硬瀝青纖維相比，用于制造本發(fā)明的瀝青纖維的瀝青含有0～35％的瀝青質。一般為15～25％。保持瀝青質的含量較低以保證與添加的聚合物的相容性。瀝青的玻璃轉變溫度在約-15℃～-5℃范圍內。瀝青的熔點一般在約93℃～116℃范圍內。本發(fā)明的一個附加的方面是一種制造高速公路用的增強制品的方法，包括建立可以加熱軟化的材料的增強纖維的向下移動的簾，向位于增強纖維簾中的旋轉瀝青紡絲器提供熔融的瀝青，從紡絲器中離心出瀝青纖維，并使瀝青纖維與所說的簾相交，使得瀝青和增強纖維結合在一起，在瀝青紡絲器的底下送入增強材料氈，在所說的增強纖維的頂部收集結合在一起的瀝青和增強纖維，形成高速公路用的增強制品。本發(fā)明還包括用這種方法生產(chǎn)的高速公路用的增強制品。通過以瀝青纖維的形式提供瀝青層，制造高速公路用的增強制品的這種方法消耗時間較少，成本較低。這樣的制品中的瀝青層可以更精確地測量，瀝青和增強纖維可以容易地結合在一起。此外，在高速公路用的增強制品中使用瀝青纖維能使該制品具有較高的強度而不會增加所用的材料。同時，由于沒必要把增強物料氈浸入熔融瀝青槽中，可以在不需要以開口的瀝青槽為代價和危險的情況下，制造所說的高速公路用的增強制品。圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法用于離心瀝青纖維的設備的縱剖面的示意截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法用于瀝青纖維和玻璃纖維的共同纖維化的設備的縱剖面的示意截面圖。圖3是交替混合瀝青纖維簾和玻璃纖維簾的設備的縱剖面的示意圖。圖4是本發(fā)明的瀝青纖維氈的透視圖。圖5是含有瀝青纖維氈和增強氈的層壓氈的縱剖面的示意截面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明制造瀝青屋頂板的過程的縱剖面的示意圖。圖7是本發(fā)明的瀝青屋頂板的示意草圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明制造高速公路用的增強制品的過程的縱剖面的示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的高速公路用的增強制品的縱剖面的示意截面圖。如在本說明書中所用的，所有的百分數(shù)都是重量百分數(shù)。在本說明書中所用的術語“瀝青”包括有時稱為“瀝青(bitumen)”的材料，兩個術語相互之間可以看作同義詞。在本發(fā)明中所用的瀝青可以是天然出產(chǎn)的瀝青或通過精煉石油產(chǎn)生的人造的瀝青，可以包括直餾提取得到的瀝青、分裂蒸餾的瀝青、來自瀝青氧化、丙烷脫瀝青、蒸汽蒸餾、化學改性以及類似的加工過程得到的瀝青。在其優(yōu)選的實施方案之一中，本發(fā)明應用于生產(chǎn)屋頂板的瀝青。所說的瀝青可以是改性的或不改性的。如圖1所示，用旋轉法生產(chǎn)瀝青纖維的設備包括可旋轉安裝的紡絲器10，一般由紡絲器底部12和紡絲器周邊14組成。和用于玻璃纖維的生產(chǎn)所用的一樣，瀝青紡絲器可以用鎳/鈷/鉻合金鑄造，也可以是任何其它合適的紡絲器，如用焊接不銹鋼制造的紡絲器。所說的周邊有許多用于離心瀝青的噴口16，優(yōu)選的是有約500～25,000個噴口。把熔融瀝青以液流20的方式滴到旋轉的瀝青紡絲器上。在達到紡絲器的底部時，驅動熔融瀝青徑向向外到周邊上，在周邊上，離心力使瀝青離心通過噴口成為瀝青液流或初始的瀝青纖維22。從瀝青紡絲器噴出后，初始的瀝青纖維22通過環(huán)形的鼓風機24直接向下形成向下移動的瀝青纖維流或瀝青纖維簾25?？梢允褂萌魏畏绞绞箒碜詮较蛳蛲獾穆窂降睦w維轉向直接朝向收集表面的路徑。在本發(fā)明的一個實施方案中，通過瀝青紡絲器的旋轉的離心細化足以產(chǎn)生要求纖維直徑的瀝青纖維，不需要進一步細化。離心過程為熔融瀝青提供加速度足以產(chǎn)生直徑小于250Ht(6350×103μm)的初始瀝青纖維，優(yōu)選的是在約25(635×103μm)～150Ht(3810×103μm)范圍內，最優(yōu)選的是在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內。在本發(fā)明的另一個實施方案中，二次細化用于進一步細化初始纖維。在這種情況下，鼓風機提供足夠的空氣壓力推動初始纖維并進一步使其細化成要求的最終瀝青纖維直徑。如圖1所示，鼓風機把初始纖維細化為最后的纖維26，在任何合適的收集表面，如傳送帶30上收集最后的纖維26成為瀝青纖維網(wǎng)28。在瀝青纖維形成工序之后，瀝青纖維網(wǎng)28可以傳送到任何下一步的加工工序，如爐子32，形成最后的瀝青制品，如圖4所示的氈34。進一步的加工工序可以包括層壓瀝青纖維墊或帶有增強層(如玻璃纖維氈)的瀝青纖維層，瀝青纖維氈是多孔的、在具有半英寸的水壓(0.93mmHg柱)的1平方英寸的試樣上，其氣孔率在約20(9.4×10m3/s)～50CuFt./min(23.6×10-3m3/s)范圍內。優(yōu)選的是瀝青纖維氈的氣孔率在約30(1420×103m3/s)～40CuFt./min.(1890×10-3m3/s)范圍內。所說的氈的密度在約2(32kg/m3)-10磅/立方英尺(pcf)(160kg/m3)范圍內，優(yōu)選的是在約3(48kg/m3)-5pcf(80kg/m3)范圍內。與相同密度或厚度的瀝青薄膜相比，所說的氈具有高的柔韌性和適應性(能夠繞尖銳的邊角模壓或成形)。本發(fā)明的一個任選的特征是使用加熱設備，如感應加熱器35，加熱瀝青紡絲器或初始瀝青纖維，或者同時加熱這兩者，以促進瀝青纖維的細化。通過加熱初始瀝青纖維，可以增強進一步細化成最終的瀝青纖維的過程。即使不需要通過鼓風機的二次細化，也可以使用輔助的熱源維持瀝青紡絲器的溫度在使瀝青離心成為纖維的最佳水平?？梢允褂闷渌糜跒r青紡絲器的加熱設備，如電阻加熱。瀝青紡絲器的溫度應該在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內，優(yōu)選的是在約330°F(165℃)～420°F(216℃)。實施例I在轉化器中氧化VenezuelanLagovan渣到軟化點為240°F(115℃)。在該軟化點，用ASTMD-5的方法測量，瀝青在350°F(177℃)下的粘度為4,300cps(4.3Pa·s)，在25℃的滲透性為17dmm。進行足夠的氧化使得能夠形成纖維，但不會引起瀝青在室溫下變脆。不向瀝青內加入填料。在向瀝青紡絲器輸送之前，把瀝青在熱熔體加熱器中加熱，在350°F(177℃)的溫度下送入瀝青紡絲器。瀝青紡絲器的直徑為15英寸(381mm)，以2300RPM的轉速旋轉。紡絲器周邊安有854個噴口，每個噴口的直徑為0.034英寸(0.86mm)。沒有來自燃燒器的外部加熱，沒有來自鼓風機的二次細化。以多孔氈的形式收集瀝青纖維。實施例II把實施例I的氧化后的Lagovan渣進一步用4％的Kraton1184改性。通過在Ross剪切混合器中在400°F(204℃)混合60分鐘，把該聚合物混入瀝青中。得到的改性的瀝青在350°F(177℃)下的粘度為110,000cps(110Pa·s)，軟化點為285°F(141℃)，在25℃的滲透性為14dmm。在400°F(204℃)的溫度下把瀝青送入以1700RPM旋轉的實施例I的瀝青紡絲器，離心出瀝青纖維。這些纖維明顯較長、強度較高、比實施例I的纖維粘性小。實施例III96％的Lagovan渣(軟化點104°F(40℃))和4％的Kraton1102的混合物在475°F(246℃)用空氣噴吹3小時50分鐘。得到的瀝青的軟化點為244°F(118℃)，在25℃的滲透性20dmm，在350°F(177℃)的粘度為11,250cps(11.25Pa·s)。通過在330°F(166℃)加熱調節(jié)2小時進一步處理瀝青以提高粘度，得到軟化點為245°F(118℃)、在350°F(177℃)的粘度為26,900cps(26.9Pa·)的瀝青，在360°F(182℃)的溫度下把瀝青送入以1356RPM旋轉的實施例I的瀝青紡絲器。所得的瀝青纖維是松散型的網(wǎng)。實施例IV通過把氧化的Lagovan渣與10％的HimontProfax6301聚丙烯在剪切混合器中混合對氧化的Lagovan渣進行改性。得到的瀝青的軟化點為302°F(150℃)，在25℃的滲透性為7dmm，在350°F(177℃)的粘度為110,000cps(110Pa·s)。在409°F(209℃)把所說的瀝青送入以1229RPM旋轉的實施例I的瀝青紡絲器中。所得的瀝青纖維是較干燥的、粘性較小的、比實施例III的瀝青纖維試樣更軟的。實施例V先通過在顯微鏡的載玻片上用蓋玻片固定一個1英寸(25.4mm)×1.5英寸(38.1mm)的薄瀝青纖維氈來制備試樣，測量實施例I-IV生產(chǎn)的瀝青纖維的直徑。所說的顯微鏡裝備有200×的放大能力、一個攝像機和一個監(jiān)視器。對于所有的測量以明場模式使用發(fā)射光。使用一對能測量到0.1mm的數(shù)字測徑器和分度至少為10微米、總長至少為100微米的標定片。把標定片放在載物臺上，用數(shù)字測徑器量出離攝像監(jiān)視器100微米。從這個測量出發(fā)，從標尺的實際尺寸(100微米)和從監(jiān)視器測得的尺寸計算出一種關系。然后把試片放在載物臺上，在監(jiān)視器上測出100根纖維。只測可以與相鄰的纖維分開的纖維(不熔化的或緊密纏繞的)。以標定數(shù)據(jù)為基準，計算實際的纖維直徑和平均值。如在本說明書中使用的那樣，術語“具有直徑”在一定范圍內意味著在隨機試樣中約95％瀝青纖維在該特定范圍內。瀝青纖維直徑測量的結果列于表I。由于瀝青的黑色使得用上述方法測量瀝青纖維直徑的能力更困難。由于這一點，難以分辨那些纖維是雙股的或緊密纏繞的。因此，表I中所示的測量值可能比實際值偏高。由于瀝青形成上的差異，某些試樣比其它試樣有更大的熔融或纏繞成雙股的趨勢。作為對比，用類似的旋轉纖維化方法制備的干燥的瓶裝級的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的纖維直徑作為控制包括在表I中。所用的PET材料是在230℃整夜干燥的EastmanKodapet。通過離心在600°F(316℃)向直徑為15英寸(316mm)有2400個直徑為0.016英寸(0.406mm)的孔的紡絲器送入的熔融的PET制備所說的PET纖維。所說的紡絲器1600RPM的轉速旋轉。所說的PET纖維表現(xiàn)出一些熔融和纏繞。一些PET纖維是纏繞成雙股的，所說的纖維表現(xiàn)出脆性(在一根纖維相對于另一根摩擦時，缺少光滑性)。實施例VI通過添加粘土填料增強實施例II的瀝青，粘土填料占總組合物的10wt％。該纖維比實施例II生產(chǎn)的纖維更堅硬，也更干燥，更短。優(yōu)選的是填料的量為瀝青和填料總重量的約2～30wt％范圍內。表I纖維直徑分布用旋轉瀝青紡絲器使瀝青纖維化的方法可以與旋轉的玻璃纖維形成過程結合使用，使瀝青與玻璃纖維結合成整體。如圖2所示，瀝青紡絲器10位于眾所周知的生產(chǎn)玻璃纖維的類型的傳統(tǒng)的玻璃紡絲器40之下。優(yōu)選的是所說的瀝青紡絲器裝在玻璃紡絲器底部之下，在軸42上與玻璃紡絲器共軸旋轉。熔融的瀝青液流20通過旋轉支撐玻璃紡絲器的空心軸44滴落。通過環(huán)形送風機46和環(huán)形燃燒器36，以在制造玻璃纖維技術中已知的方式，可以促進玻璃纖維的細化。熔融的玻璃以液流50滴入紡絲器，離心成為玻璃纖維52，旋轉向下成為纖維和氣體流，或簾?？梢栽诤焹然蚝熗獍惭b一個附加的設備，如粘合劑噴嘴56，用于施加任何粘合劑和其它涂層或需要的顆粒，或者用于提供冷卻所說的瀝青纖維的液體。在操作中，所說的瀝青纖維從瀝青紡絲器沿徑向向外分布，在所說的簾中與玻璃纖維混合，并在傳送帶上收集成為瀝青纖維和玻璃纖維的混合體58。由于所說的玻璃纖維形成過程需要在玻璃的軟化點以上的溫度下操作，所以緊接著在玻璃紡絲器之下的周圍區(qū)域非常熱。某些瀝青纖維有可能混入帶有纖維簾的熱氣流中，因此，實際溫度足以軟化或熔化瀝青纖維。在這種情況下，某些瀝青材料可能粘附在一些玻璃纖維上形成纖維上的瀝青顆粒。所說的瀝青也可能在一些纖維上以涂層的形式存在。必須注意不要把瀝青引入到可以使瀝青點燃的溫度區(qū)域內。在成為瀝青/玻璃纖維制品60之前，瀝青和玻璃纖維的混合體可以送到任何合適的加工位置，如爐子32。實施例VII用類似于圖2所示的設備把實施例IV的瀝青試樣和玻璃纖維共同纖維化。收集所得的瀝青和玻璃纖維的混合體作為隔熱制品，該制品看起來象黑色的玻璃纖維隔熱材料。所說的瀝青/玻璃纖維隔熱制品有60～65wt％的有機組分，雖然有機組分的重量百分數(shù)可以在所說的瀝青/玻璃纖維混合體的約20～80％范圍內。制備了四個單獨的試樣，結果列于表II。表II瀝青/玻璃纖維隔熱性能</tables>作為如上所述的和圖2所示的共軸纖維化的一個替換方法?？梢允褂脼r青纖維簾和玻璃纖維簾的交替混合，如圖3所示。通過從一個或多個旋轉的玻璃紡絲器40離心出玻璃纖維，建立一個或多個向下移動的玻璃纖維簾，可以把瀝青纖維和玻璃纖維結合在一起，所說的玻璃紡絲器用任何合適的送料設備提供熔融的玻璃，如用前爐66。所說的玻璃纖維簾位于收集表面30的上方，所說的玻璃纖維簾一般沿所說的收集表面的長度方向排列。用一個或多個旋轉的瀝青紡絲器10離心出瀝青纖維，建立一個或多個向下移動的也位于所說的收集表面的上方的瀝青纖維簾25。所說的瀝青材料可以從常見的來源以熔融態(tài)提供，例如用瀝青供料導管68。所說的瀝青纖維簾沿所說的收集表面的長度方向排列，一般以與玻璃纖維簾交替的方式與玻璃纖維簾共線排列。結果是所說的瀝青纖維和玻璃纖維混合，并收集成為結合在一起的瀝青纖維和玻璃纖維。隨后，可以把所說的結合在一起的瀝青和玻璃纖維進一步加工成為要求的瀝青/玻璃纖維制品。在一個替換的實施方案中，一個單一的瀝青紡絲器位于一對玻璃紡絲器之間。本發(fā)明的瀝青纖維氈34，表示于圖4，可以摻入許多用途中，尤其是建造工業(yè)。可能的用途包括玻璃氈的熱塑性處理，過濾、吸音、墊圈、吸附劑、粘結劑、氈的結合劑、抗?jié)駥印⒛透g層、隔熱、用于屋頂板改性的聚合物填充、不需要加熱或溶劑的一致層的應用、沖擊吸收層、和高速公路的表面重鋪。所說的結合在一起的玻璃纖維和瀝青可以經(jīng)過壓縮或壓實工序形成更致密的制品。在壓實之前，所說的結合在一起的玻璃纖維和瀝青優(yōu)選的是其密度在約2(32kg/m3)～15pcf(240kg/m3)范圍內，而在壓實之后，所說的結合在一起的玻璃纖維和瀝青制品的密度優(yōu)選的是在約65(1041kg/m3)～120pcf(1922kg/m3)。壓實的制品將用于各種制品，包括振動阻尼材料、注模材料、隔熱材料，和地板磚基體。當所說的瀝青纖維氈用于高速公路的建造和修理時，所說的瀝青纖維氈可以與增強氈層壓形成增強層，如與濕法玻璃纖維氈層壓。所說的增強層可以用于各種其它建造用途以及高速公路建造。如圖5所示，層壓的氈70可以通過把瀝青氈和一個增強層，如連續(xù)玻璃纖維氈72，層壓在一起形成。這種層壓氈可以用作在各種建造應用中(如高速公路)的應力吸收薄膜中間層。在屋頂板加工中的瀝青纖維氈的使用表示于圖6，其中，濕法屋頂板氈76和瀝青纖維層34層壓在一起形成層壓氈70。把所說的層壓氈送入瀝青涂敷器78中，用顆粒施加器80把顆粒料施加到涂敷的瀝青板上。以任何合適的方式(如顆粒壓機82)把所說的顆粒壓入所說的板中，通過切割圓筒86切成單個的屋頂板84。單個的屋頂板表示于圖7。在形成分割開的屋頂板后，可以用加工這樣的屋頂板常用的設備處理這些屋頂板，例如用屋頂板堆疊機88形成屋頂板堆90，用捆扎包裝機92形成屋頂板捆。在屋頂板或其它屋頂制品的制造過程中，瀝青纖維層的使用能使具有特定性能的層選擇性定位。例如，如果層中的瀝青纖維用聚合物改性以提高的柔潤性或彈性，所說的層的使用能使高彈性的瀝青放在屋頂板的頂部(該處需要彈性)，而不需要對所有的涂層瀝青進行改性。這種結構可以得到性能更好的屋頂板而不會有太多的附加成本。實施例VIII通過把上述實施例II中制造的瀝青纖維層與濕法屋頂板氈層壓制得瀝青屋頂板。然后把所說的層壓氈用有填料的涂層瀝青涂敷制備屋頂板。所得的屋頂板的Elmendorf撕裂強度為1953克。這比傳統(tǒng)的屋頂板的典型撕裂強度約高9％。圖8中所示用于制造高速公路用的增強制品的方法包括與第一個瀝青紡絲器102共軸旋轉安裝的玻璃紡絲器100。供給到紡絲器上的熔融玻璃104以玻璃纖維的形式從所說的玻璃紡絲器離心出來。供給到第一個瀝青紡絲器上的熔融瀝青108由第一個瀝青紡絲器離心成瀝青纖維110。優(yōu)選的是瀝青纖維的直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內。玻璃纖維和瀝青纖維的這種共同纖維化混合了所說的兩種材料，并把它們結合成一體。所說的玻璃纖維和瀝青纖維可以通過環(huán)形鼓風機轉向下移動，未表示。所說的玻璃紡絲器和第一個瀝青紡絲器位于收集表面(如傳送帶)的上方，在需要時，可以把松散的編織玻璃網(wǎng)格114等增強氈送到傳送帶上，并直接位于結合成一體的瀝青和玻璃纖維流之下。所說的增強氈可以是任何適合于增強鋪路層的增強氈，可以是編織的或無紡的，有機材料的或無機材料的，優(yōu)選的是松散編織的或網(wǎng)格的形式。在玻璃網(wǎng)格的頂部收集所說的結合在一起的瀝青和玻璃纖維得到高速公路用的增強產(chǎn)品116。優(yōu)選的是用碾壓輥117壓實所說的結合在一起的瀝青和玻璃纖維。任選的是，可以用任何合適的源對高速公路用的增強制品涂敷粘性涂層材料118，例如用粘性涂層噴涂機120。所說的粘性涂層可以是任何合適的粘合劑，用于把高速公路用的增強制品結合到路面上，例如瀝青粘合劑。優(yōu)選的是，所說的粘性涂層在25℃是粘性的，用ASTM滾球試驗D-2131測量，根據(jù)該試驗方法，認為大于40mm的數(shù)值不是粘性的。涂敷粘性涂層的一個任選的過程表示于圖8。由第二個瀝青紡絲器128制備的瀝青纖維的第二層126可以放在高速公路用的增強制品的頂部。優(yōu)選的是所說的第二個瀝青紡絲器一般沿收集表面的長度方向與第一個瀝青紡絲器共線排列。供應到第二個瀝青紡絲器的瀝青流130是會產(chǎn)生粘性纖維的組合物。這可以通過幾種方式完成，如使用具有高滲透比的瀝青。優(yōu)選的是粘性瀝青纖維的直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內。在以粘性瀝青纖維的形式涂敷粘性涂層或層時，噴涂涂敷的粘性涂層118通常是不必要的。優(yōu)選的是，所說的粘性瀝青纖維在25℃是粘性的。如圖9所示，高速公路用的增強制品116有增強氈或玻璃網(wǎng)格114作為其頂層，由于用于高速公路，所說的制品從圖8所示的方向翻轉過來。在制品的中間是把玻璃纖維106和瀝青纖維110結合在一起的層122。底層是粘性涂層118。最后，高速公路用的增強制品可以含有過渡紙124，以幫助在高速公路鋪設場地把產(chǎn)品展開。明顯的是從如上所述出發(fā)，可以對本發(fā)明進行各種改進。但是這樣的改進應該認為在本發(fā)明的范圍之內。本發(fā)明可以用于瀝青和玻璃纖維的增強制品的制造，和瀝青屋頂板的制造。權利要求1.一種生產(chǎn)瀝青纖維的方法，包括a.向旋轉的瀝青紡絲器提供熔融的瀝青；b.從紡絲器離心出瀝青纖維；c.收集瀝青纖維。2.根據(jù)權利要求1的方法，其中，包括向瀝青紡絲器提供熔融的瀝青，其溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內。3.根據(jù)權利要求1的方法，其中，所說的供料工序包括提供用選自由天然橡膠、合成橡膠、彈性體、聚合物、樹脂和其它熱塑性或熱固性材料組成的組中的一種或多種有機改性劑改性的瀝青，所說的改性劑的量在約2～30％范圍內。4.根據(jù)權利要求3的方法，其中，所說的改性劑的量在約4～12％范圍內。5.根據(jù)權利要求3的方法，其中，包括向所說的瀝青紡絲器提供熔融的瀝青，其溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內。6.根據(jù)權利要求1的方法，其中，所說的供料工序包括提供經(jīng)過氧化過程足以使瀝青的軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內的瀝青。7.根據(jù)權利要求6的方法，其中，包括向紡絲器提供熔融的瀝青，其溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內。8.根據(jù)權利要求1的方法，其中，所說的離心工序對熔融的瀝青提供加速度使其足以產(chǎn)生直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內的初始瀝青纖維。9.根據(jù)權利要求1的方法，其中，所說的瀝青紡絲器的周邊有約500～25,000個噴口，通過所說的噴口離心出瀝青。10.一種生產(chǎn)瀝青纖維的方法，包括a.向旋轉瀝青紡絲器提供溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內熔融的瀝青，所說的瀝青已經(jīng)經(jīng)過氧化過程，足以使其軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內；b.從瀝青紡絲器離心瀝青纖維，生產(chǎn)出直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內的瀝青纖維；c.收集瀝青纖維。11.根據(jù)權利要求10的方法，其中，所說的供料工序包括提供選自由天然橡膠、合成橡膠、彈性體、聚合物、樹脂、和其它熱塑性或熱固性材料組成的組中的一種或多種有機改性劑改性的瀝青，所說的改性劑的量在約2～30％范圍內。12.根據(jù)權利要求11的方法，其中，所說的改性劑的量在約4～12％范圍內。13.一種生產(chǎn)瀝青制品的方法，包括a.向可旋轉安裝的瀝青紡絲器提供熔融的瀝青；b.從所說的瀝青紡絲器離心出瀝青纖維形成初始的瀝青纖維；c.通過一個環(huán)形向下移動的氣流形成向下移動的瀝青纖維簾細化初始的瀝青纖維。d.收集瀝青纖維成為瀝青制品。14.根據(jù)權利要求13的方法，其中，包括向所說的瀝青紡絲器提供溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內的熔融瀝青。15.根據(jù)權利要求13的方法，其中，所說的供料工序包括提供用選自由天然橡膠、合成橡膠、彈性體、聚合物、樹脂、和其它熱塑性或熱固性材料組成的組中的一種或多種改性劑改性的瀝青，所說的改性劑的量在約2～30％范圍內。16.根據(jù)權利要求15的方法，其中，改性劑的量在約4～12％范圍內。17.根據(jù)權利要求13的方法，其中，所說的供料工序包括提供經(jīng)過氧化過程足以使瀝青的軟化點在約180°F(82℃)～350°F(177℃)范圍內的瀝青。18.根據(jù)權利要求13的方法，其中，所說的離心工序向所說的熔融瀝青提供加速度足以產(chǎn)生直徑在約25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范圍內的初始瀝青纖維。19.根據(jù)權利要求18的方法，其中，所說的供料工序包括提供用選自由天然橡膠、合成橡膠、彈性體、聚合物、樹脂、和其它熱塑性和熱固性材料組成的組中的一種或多種有機改性劑改性的瀝青，所說的改性劑的量在約2～30％范圍內。20.根據(jù)權利要求13的方法，其中，所說的瀝青紡絲器的周邊有500～25,000個噴口，通過所說的噴口離心出瀝青。全文摘要一種生產(chǎn)瀝青纖維(26)的方法,向旋轉的瀝青紡絲器(10)提供熔融的瀝青(20),從所說的瀝青紡絲器(10)離心出瀝青纖維(22),和收集瀝青纖維(26)。向所說的瀝青紡絲器(10)提供溫度在約270°F(132℃)～500°F(260℃)范圍內的熔融瀝青(20)。同時提出的是一種把瀝青(20)和增強纖維結合在一起的方法,包括以下工序:建立向下移動的增強纖維簾,如玻璃纖維(52),從位于所說的增強纖維簾之內的所說的旋轉的瀝青紡絲器(10)中離心出瀝青纖維(22)使瀝青與所說的增強纖維結合在一起。制造瀝青屋頂板(84)的一種方法,包括下列步驟:把瀝青纖維氈(34)與增強纖維氈組合在一起,涂敷所說的組合氈(70)形成瀝青涂敷的板,向所說的瀝青涂敷的板施加顆粒(80),切割(86)所說的瀝青涂敷的板成為屋頂板(84)。本發(fā)明還包括用這種方法制備的瀝青屋頂板(84)。此外,本發(fā)明還包括含有瀝青纖維(26)的瀝青高速公路用的增強制品(116),和制造這樣的制品的方法。文檔編號D01F9/14GK1173209SQ95197458公開日1998年2月11日申請日期1995年10月31日優(yōu)先權日1994年12月22日發(fā)明者P·L·奧爾特,J·E·勞福圖斯,M·T·普萊格倫,D·R·沃米利昂,K·P·加拉格賀,F·H·普昂申請人:歐文斯科爾寧格公司