專利名稱：摻加絲線粘合劑的纖維玻璃制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上說(shuō)涉及含有絲線粘合劑的纖維玻璃制品，并且涉及含有絲線粘合劑的纖維玻璃制品的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
由玻璃纖維制成的預(yù)成型品用來(lái)提供補(bǔ)強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的方法已使用了多年。復(fù)合材料制造者早就知道取得用切短或連續(xù)玻璃纖維制作的預(yù)制墊和織物并且將它們放入含有復(fù)雜幾何外形的模具中是非常困難的。這通常會(huì)造成補(bǔ)強(qiáng)材料皺褶和折疊，從而導(dǎo)致差的和不協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)完整性。切短纖維的墊，其可以用與最終部件相同的網(wǎng)狀形狀并且在引入基質(zhì)聚合物之前放入模具來(lái)生產(chǎn)，能夠提供非常優(yōu)越的補(bǔ)強(qiáng)。
使用定向纖維預(yù)成型品的模制復(fù)合材料的過(guò)程可以有很大的不同。大部分預(yù)成型品模制是使用封閉式模制過(guò)程來(lái)進(jìn)行的，其意味著將匹配模具裝配件，使用頂模和底模，一起用來(lái)加工最終部件。另一個(gè)選擇是使用剛性模具作為基底和撓性頂，該撓性頂由聚合物板材或袋制成，其然后可以用來(lái)將材料通過(guò)外力或者作為模具兩半之間施加真空的間接結(jié)果來(lái)壓縮?；|(zhì)熱固性樹(shù)脂，諸如聚酯、乙烯酯、聚氨酯和環(huán)氧化物，是預(yù)成型品模制中所典型使用的?？梢詫?shù)脂與預(yù)成型品一起放入模具中然后將其封閉，或者可以合并后直接轉(zhuǎn)移、注射或灌輸至模具中。當(dāng)制造者選擇生產(chǎn)他自己的補(bǔ)強(qiáng)用預(yù)成型品時(shí)，他可以購(gòu)買(mǎi)連續(xù)形式的玻璃股線，如粗紗或卷線，相比用制造墊或織物，這樣可明顯降低他的材料成本。制造者的成本降低，是因?yàn)槔w維玻璃供應(yīng)商在制作粗紗中具有降低的加工和勞動(dòng)力成本(與制作墊或織物相比)并且因?yàn)檫\(yùn)費(fèi)降低，這歸因于相比墊卷而言，粗紗具有較高的密度和包裝效率。而且，制造者還具有生產(chǎn)任何厚度、切短纖維長(zhǎng)度或構(gòu)造的纖維預(yù)成型品的自由，制造者的決定合乎最終產(chǎn)品的要求。
定向纖維預(yù)成型品的制備通常需要將補(bǔ)強(qiáng)用股線切短并且放置成適當(dāng)?shù)男螤詈?，涂敷粘合劑組分，以便將股線保持在一起。這種粘合劑在允許預(yù)成型品被操縱和最終轉(zhuǎn)移至模具中方面是有利的。粘合劑優(yōu)選足夠強(qiáng)至保持預(yù)成型品形狀的完整性，并且仍允許具有放入模具中的柔韌性。優(yōu)選，粘合劑的類型和用量不干擾基質(zhì)樹(shù)脂的官能。粘合劑優(yōu)選不明顯限制纖維的潤(rùn)濕性或不明顯降低模制過(guò)程中樹(shù)脂的流動(dòng)或固化性。
粘合劑在組成方面一般可以是熱固性或熱塑性塑料。它們可以是以固體或液體的形式。這兩種類型的粘合劑需要能量來(lái)導(dǎo)致粘合劑固化，或者在熱塑塑料的情形中，導(dǎo)致粘合劑熔融。液體粘合劑通常使用水作為溶劑/載體并且因此可能在使用前需要干燥過(guò)程來(lái)除去水分。各種粉末和纖維也可以用于與切短玻璃股線混合，并且由此將預(yù)成型品保持在一起。然后加熱，以便引起熔融或固化并由此將預(yù)成型品保持在一起。
固體粘合劑的另一種形式是絲線粘合劑。以前，絲線粘合劑是由單聚合物組合物來(lái)制成的，形成合成纖維。為將這些纖維與玻璃纖維混合，希望它們由高強(qiáng)度熱塑性聚合物組成，所說(shuō)的高強(qiáng)度熱塑性聚合物足夠強(qiáng)至經(jīng)過(guò)切短過(guò)程可保持纖維的完整性。較高強(qiáng)度的聚合物可能需要較高的溫度來(lái)達(dá)到它們的熔點(diǎn)。由此，期望具有一種絲線粘合劑，其能夠在明顯較低的溫度下熔融，并且仍然保持足夠與玻璃纖維一起加工的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供絲線粘合劑，該絲線粘合劑在纖維玻璃應(yīng)用中使用是有利的。本發(fā)明的實(shí)施方案可以特別有利于在預(yù)成型品制造過(guò)程中使用。
本發(fā)明纖維玻璃粗紗的一個(gè)非限定性實(shí)施方案含有多個(gè)纖維玻璃紗線和至少一種雙組分絲線粘合劑，其中所說(shuō)的雙組分絲線粘合劑含有內(nèi)芯和外套。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，內(nèi)芯可以含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。在非限定性實(shí)施方案中，外套可以含有共聚聚酯或二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。雙組分絲線粘合劑可以含有多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套，和/或含有多個(gè)這種雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的束。在非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的每個(gè)長(zhǎng)絲可以具有大于30旦尼爾的纖度(denier)。
在本發(fā)明纖維玻璃粗紗的非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的外套可以占絲線粘合劑的至少50wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的外套可以占絲線粘合劑的至少70wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
在纖維玻璃粗紗的一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的3wt％以上，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的3-12wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
本發(fā)明還涉及由本發(fā)明的含有雙組分絲線粘合劑的纖維玻璃粗紗制造的纖維玻璃預(yù)成型品。
本發(fā)明還涉及多紗線纖維玻璃粗紗的形成方法。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包括在第一張力下給粗紗繞線器提供多個(gè)纖維玻璃紗線并且在第二張力下給粗紗繞線器提供至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲。每個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。將纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲纏繞形成多紗線纖維玻璃粗紗。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，第二張力可以小于第一張力。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，內(nèi)芯可以含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且外套可以含有共聚聚酯。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，內(nèi)芯可以含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且外套可以含有二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲可以含有最多50wt％的絲線粘合劑，以至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的總重量計(jì)。至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，可以含有15-50wt％的絲線粘合劑，以至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的總重量計(jì)。
在通過(guò)本發(fā)明方法的非限定性實(shí)施方案所形成的纖維玻璃粗紗中，絲線粘合劑長(zhǎng)絲可以占多紗線纖維玻璃粗紗的3wt％以上，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑長(zhǎng)絲可以占多紗線纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。絲線粘合劑長(zhǎng)絲還可以占多紗線纖維玻璃粗紗的3-12wt％，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
具體實(shí)施例方式
本說(shuō)明書(shū)中，除非有另外的說(shuō)明，所有表示本發(fā)明中使用的成分?jǐn)?shù)量、反應(yīng)條件等等的數(shù)值都應(yīng)當(dāng)理解為在所有情形中是由術(shù)語(yǔ)“約”修飾的。因此，除非有相反的指示，以下說(shuō)明書(shū)中列出的數(shù)值參數(shù)是近似值，其可以取決于本發(fā)明所力圖獲得的所需特性來(lái)變化。起碼，并且不試圖將等效論的應(yīng)用限制在本發(fā)明的范圍內(nèi)，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少按照所匯報(bào)的有效數(shù)字并且運(yùn)用普通的舍入技術(shù)來(lái)理解。
雖然顯示本發(fā)明寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但具體實(shí)施例中所列出的數(shù)值是盡可能精確地匯報(bào)的。然而，任何數(shù)值所固有地含有某些誤差，這些誤差是在它們各自試驗(yàn)測(cè)定中由標(biāo)準(zhǔn)偏差所不可避免地產(chǎn)生的。
盡管顯示本發(fā)明寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但具體實(shí)施例中所列出的數(shù)值是盡可能精確地匯報(bào)的。然而，任何數(shù)值所固有地含有某些誤差，這些誤差是在它們各自試驗(yàn)測(cè)定中由標(biāo)準(zhǔn)偏差所不可避免地產(chǎn)生的。此外，本文公開(kāi)的所有范圍應(yīng)當(dāng)理解為包括包含在其中的任何和所有的子范圍。例如，所述的“1-10”的范圍應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是包括最小值1和最大值10之間的任何和所有的子范圍(并且1和10也包括在內(nèi))；也就是，開(kāi)始于最小值1或更大的所有子范圍，例如1-6.1，和結(jié)束于最大值10或更小的所有子范圍，例如，5.5-10。此外，任何指出“引入本文”的參考文獻(xiàn)都應(yīng)當(dāng)理解是將其整體引入。
還注意的是，本說(shuō)明書(shū)中所用的單數(shù)形式“a”、“an”和“the”包括復(fù)數(shù)，除非明確和不含糊地限定是一個(gè)對(duì)象。
本發(fā)明涉及絲線粘合劑，該絲線粘合劑在纖維玻璃應(yīng)用中使用是有利的。本發(fā)明還涉及纖維玻璃粗紗，并且具體說(shuō)涉及多紗線纖維玻璃粗紗。本發(fā)明還涉及多紗線纖維玻璃粗紗的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的實(shí)施方案包括有利于在預(yù)成型品制造過(guò)程中使用的絲線粘合劑。本發(fā)明還涉及預(yù)成型品。
本文中，術(shù)語(yǔ)“紗線”是指多個(gè)單個(gè)的長(zhǎng)絲，它們可以至少部分地涂布粘合劑并且聚集在一起，便于隨后使用或加工。
本發(fā)明纖維玻璃粗紗的一個(gè)實(shí)施方案含有多個(gè)纖維玻璃紗線和至少一種雙組分絲線粘合劑。纖維玻璃粗紗可以是由至少一種雙組分絲線粘合劑匯編的連續(xù)股狀的多紗線纖維玻璃粗紗。雙組分絲線粘合劑可以是連續(xù)式雙組分合成纖維，由具有內(nèi)芯和外套的熱塑性聚合物制成。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑是隨玻璃纖維一起加工的，并且當(dāng)適當(dāng)切短并且涂敷至預(yù)成型品網(wǎng)上時(shí)，絲線粘合劑變得隨預(yù)成型品中的玻璃纖維分散。
本發(fā)明的絲線粘合劑優(yōu)選由熱塑性聚合物來(lái)制成。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑的熱塑性組成應(yīng)當(dāng)是當(dāng)給預(yù)成型品施加熱量時(shí)，絲線粘合劑的一部分能夠熔融并且與玻璃纖維相接觸。當(dāng)將預(yù)成型品冷卻時(shí)，熱塑性聚合物能夠再一次硬化并且在玻璃纖維之間變成粘合劑。此外，可在本發(fā)明中使用的絲線粘合劑還應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度，以抵抗被匯編成粗紗的機(jī)械應(yīng)力，同時(shí)在被匯編成預(yù)成型品之前仍能夠被切短。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，本發(fā)明的絲線粘合劑是以雙組分纖維(即，長(zhǎng)絲)的形式生產(chǎn)的。雙組分纖維可以通過(guò)將兩種聚合物從同一噴絲板中擠出來(lái)形成，使這兩種聚合物包含在同一長(zhǎng)絲內(nèi)。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑纖維或長(zhǎng)絲含有內(nèi)芯和外套。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，內(nèi)芯含有高強(qiáng)度熱塑性聚合物。高強(qiáng)度熱塑性聚合物可給絲線粘合劑提供結(jié)構(gòu)完整性。內(nèi)芯中所用的熱塑性聚合物可以足夠強(qiáng)至抵抗使用粗紗繞線器與玻璃纖維一起纏繞成粗紗，并且足夠強(qiáng)至被送入切短槍，但不具有致使它不能被切短的彈性。換句話說(shuō)，內(nèi)芯中的熱塑性聚合物在多紗線纖維玻璃粗紗的匯編過(guò)程中提供了雙組分絲線粘合劑中的支持體，但在隨后的過(guò)程，包括切短(例如，預(yù)成型品制品)中也應(yīng)當(dāng)完成得很好。內(nèi)芯中的熱塑性聚合物還應(yīng)當(dāng)具有比外套中的聚合物更高的熔融溫度。內(nèi)芯中的熱塑性聚合物優(yōu)選在加工過(guò)程中不熔融，例如在切短操作過(guò)程中。
可用于雙組分絲線粘合劑內(nèi)芯的聚合物的實(shí)例包括，但不限于，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，聚丙烯，尼龍和其它具有類似性能特征的聚合物。這些聚合物可以表征為具有熔融溫度大于200℃并且拉伸強(qiáng)度為2-6磅。適宜的聚合物的熔融溫度可以為200℃-325℃。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑的內(nèi)芯含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。可在本發(fā)明中使用的適宜的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的一個(gè)實(shí)例是CRYSTAR 3915，可商購(gòu)得自E.I.du Pont de Nemours and Company。
如上所述，內(nèi)芯被外套包圍形成雙組分絲線粘合劑。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，外套含有熱塑性聚合物。形成外套用的熱塑性聚合物，當(dāng)熔融時(shí)，起粘合劑的作用。例如，在預(yù)成型品應(yīng)用中，當(dāng)將纖維玻璃和絲線粘合劑切短并且以適當(dāng)?shù)男螤罘胖脮r(shí)，可以將預(yù)成型品加熱，使外套內(nèi)的熱塑性聚合物熔融，從而將纖維玻璃預(yù)成型品保持在一起。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，可用作外套的熱塑性聚合物可以根據(jù)下游操作的操作/加工溫度來(lái)選擇。例如，對(duì)可在預(yù)成型品應(yīng)用中使用的纖維玻璃粗紗的絲線粘合劑而言，外套中使用的熱塑性聚合物在130℃或更高溫度下很快熔融。
作為可在預(yù)成型品應(yīng)用中使用的絲線粘合劑的外套使用的熱塑性聚合物可以足夠強(qiáng)至保持預(yù)成型品形狀的完整性，同時(shí)仍然允許具有放置在模具中的柔韌性。除此之外，外套熱塑性聚合物優(yōu)選不干擾基質(zhì)樹(shù)脂的功能。具體說(shuō)，外套熱塑性聚合物優(yōu)選不顯著限制纖維的潤(rùn)濕性或在模制過(guò)程中不顯著降低樹(shù)脂的流動(dòng)或固化性。
可用作雙組分絲線粘合劑外套的聚合物的實(shí)例包括，但不限于，共聚聚酯，二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PETG)，聚苯乙烯，和其它具有類似性能特征的聚合物。這些聚合物可以表征為具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度50℃-100℃并且190℃下的粘度為1000-9000泊，通過(guò)毛細(xì)管流變儀在340-3400s-1的剪切速率下測(cè)定。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的外套含有共聚聚酯(例如，coPET)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的外套含有二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PETG)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，外套可以含有間苯二甲酸酯改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
適宜于在本發(fā)明中使用的聚合物包括CRYSTAR 3991，可商購(gòu)得自E.I.du Pont deNemours and Company。一種適宜的共聚聚酯是共聚聚酯20110，其是0.47 I.V.(比濃對(duì)數(shù)粘度)PETG，可商購(gòu)得自EastmanChemical Company。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的主要部分是外套。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的外套占絲線粘合劑的至少50wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，雙組分絲線粘合劑的外套占絲線粘合劑的至少70wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。在其中雙組分絲線粘合劑的內(nèi)芯是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯均聚物并且外套是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯共聚物的實(shí)施方案中，外套可以占絲線粘合劑的70-80wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
可在本發(fā)明中使用的絲線粘合劑可以是以雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的束的形式提供，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。在一些實(shí)施方案中，絲線粘合劑的束可以含有50根以上的長(zhǎng)絲。在另一個(gè)實(shí)施方案中，束可以含有50-250根長(zhǎng)絲。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑長(zhǎng)絲的纖度可以是30旦尼爾以上。在另一個(gè)實(shí)施方案中，絲線粘合劑長(zhǎng)絲的纖度為30-50旦尼爾。
可在本發(fā)明中使用的絲線粘合劑可以按照本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。本發(fā)明的絲線粘合劑可以購(gòu)買(mǎi)自，例如，F(xiàn)iberInnovation Technology Incorporated(FIT)，398 Innovation Drive，Johnson City，Tennessee 37604。適宜的雙組分絲線粘合劑的一個(gè)實(shí)例是DPL 1092，其可商購(gòu)得自FIT。
本發(fā)明纖維玻璃粗紗的一個(gè)非限定性實(shí)施方案含有連續(xù)股狀的纖維玻璃制品和本發(fā)明的絲線粘合劑。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，纖維玻璃粗紗含有多個(gè)纖維玻璃紗線和至少一種含有內(nèi)芯和外套的雙組分絲線粘合劑。纖維玻璃紗線包括化學(xué)上漿劑(chemical sizing)，其已具有針對(duì)所需應(yīng)用的適當(dāng)類型的性能特征。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認(rèn)可，許多玻璃纖維都可以在本發(fā)明的實(shí)施方案中得到使用。適宜于本發(fā)明使用的玻璃纖維的非限定性實(shí)例可以包括那些由可纖維化的玻璃組成制備的纖維，諸如“E-玻璃”、“A-玻璃”、“C-玻璃”、“S-玻璃”、“ECR-玻璃”(耐腐蝕玻璃)，及其無(wú)氟和/或無(wú)硼的衍生物。
總的來(lái)說(shuō)，目前在切短或連續(xù)玻璃補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)用中使用的任何纖維玻璃制品都可以在本發(fā)明的粗紗制品中使用。對(duì)于預(yù)成型品應(yīng)用而言，在預(yù)成型品應(yīng)用中常規(guī)使用的大部分纖維玻璃制品都可以用來(lái)形成本發(fā)明的纖維玻璃粗紗。例如并且不限于，可在預(yù)成型品應(yīng)用中使用的纖維玻璃制品通常具有高度的股線完整性，切短的同時(shí)可以產(chǎn)生最少的靜電或絨毛，允許股束快速和徹底地潤(rùn)濕并且允許充分地偶合至復(fù)合材料中的基質(zhì)樹(shù)脂中。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，在預(yù)成型品應(yīng)用中用作補(bǔ)強(qiáng)材料的玻璃纖維含有含16-微米直徑E-玻璃纖維的股線的集群，其中所說(shuō)的16-微米直徑E-玻璃纖維是用與多種熱固性基質(zhì)樹(shù)脂體系化學(xué)相容的上漿劑處理過(guò)的。這種玻璃纖維的一個(gè)實(shí)例是PPG的5524產(chǎn)品，其可商購(gòu)得自PPG Industries，Inc。除預(yù)成型品應(yīng)用外，本發(fā)明的絲線粘合劑和纖維玻璃粗紗還可以用于其它粘合劑應(yīng)用中，諸如切短股墊，連續(xù)股墊，編織織物和針織織物。
絲線粘合劑在本發(fā)明纖維玻璃粗紗中的使用量可以取決于許多因素，包括應(yīng)用類型、預(yù)成型品的形狀和密度，欲用的基質(zhì)樹(shù)脂和總玻璃含量。
在本發(fā)明纖維玻璃粗紗的一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的3wt％或更多，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的最多20wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。在其它實(shí)施方案中，絲線粘合劑可以占纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。在其它實(shí)施方案中，粘合劑可以占3-12％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
本發(fā)明還涉及由本發(fā)明纖維玻璃粗紗制作的預(yù)成型品。本發(fā)明的預(yù)成型品可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)制造。
本發(fā)明還涉及形成含有絲線粘合劑的多紗線纖維玻璃粗紗的方法。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，形成多紗線纖維玻璃粗紗的方法包括在第一張力下給粗紗繞線器提供多個(gè)纖維玻璃紗線；在第二張力下給粗紗繞線器提供至少一個(gè)纖維玻璃紗線和至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套；并且將纖維玻璃紗線和至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲纏繞，形成多紗線纖維玻璃粗紗，其中第二張力小于第一張力。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括在給粗紗繞線器提供多個(gè)纖維玻璃紗線之前，讓多個(gè)纖維玻璃紗線經(jīng)過(guò)一摩擦棒裝配件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還可以包括在給粗紗繞線器提供至少一個(gè)纖維玻璃紗線和至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲之前，讓至少一個(gè)纖維玻璃紗線和至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲經(jīng)過(guò)一電控型磁力張力輪裝配件。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法可以通過(guò)將市售的粗紗繞線器改良成包括兩個(gè)不同的拉緊源來(lái)實(shí)施?？梢詫⒗w維玻璃在較高張力下和在較高摩擦條件下送入粗紗繞線器中。為使纖維玻璃紗線隨著它們被送入粗紗繞線器而保持在一起，這種較高的張力是必需的。在非限定性實(shí)施方案中，絲線粘合劑可能不能對(duì)付纖維玻璃紗線正常情況下經(jīng)歷的摩擦和/或張力，這部分地歸因于對(duì)絲線粘合劑具有潛在的損壞和/或破壞。在本發(fā)明的一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，將大部分的玻璃纖維經(jīng)過(guò)常規(guī)的摩擦棒類型的拉緊，而將較少部分的玻璃纖維隨絲線粘合劑一起經(jīng)過(guò)電控型磁力張力輪裝配件。
隨著常規(guī)摩擦棒型拉緊，股線被牽引穿過(guò)一系列偏置陶瓷棒，以提供張力。在電控型磁力張力輪裝配件的一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，裝配件包括兩個(gè)圍繞股線運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)的輪。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，這些輪可以是3-4英寸寬，直徑為4-5英寸。股線可以圍繞每個(gè)輪轉(zhuǎn)約270度。股線圍繞第一個(gè)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)并且圍繞第二個(gè)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)。磁力制動(dòng)器給每個(gè)輪提供牽引并且由此給股線提供張力。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，小部分的玻璃纖維與絲線粘合劑一起是使用磁力張力輪裝配件來(lái)提供張力的。磁力張力輪裝配件相比常規(guī)摩擦棒型拉緊，可以給絲線粘合劑較小的摩擦和破壞性。在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，在送入繞線器的第二進(jìn)料中，較少部分玻璃纖維與絲線粘合劑的比為1∶1-5∶1，以重量計(jì)。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，在通過(guò)磁力張力輪裝配件送入繞線器的第二進(jìn)料中，較少部分玻璃纖維與絲線粘合劑的比為2∶1，重量計(jì)。在成品組合件的一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，玻璃纖維與絲線粘合劑的總比例，以重量計(jì)，為5∶1-18∶1。在另一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，成品組合件中的纖維玻璃與絲線粘合劑之比可以為8∶1-10∶1。
在一個(gè)非限定性實(shí)施方案中，本發(fā)明的纖維玻璃粗紗可以使用粗紗繞線器來(lái)形成，諸如868型或858型，二者均可商購(gòu)得自FTS/Leesona，Burlington，NC?？梢园幢绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)，將如上所述的磁力張力輪裝配件添加至這種粗紗繞線器中，以便于給粗紗繞線器提供絲線粘合劑。當(dāng)使用粗紗繞線器時(shí)，諸如Leesona 868型，纖維玻璃紗線和絲線粘合劑可以是以500-1500英尺每分鐘的速度纏繞。纏繞速度的選擇經(jīng)常是要兼顧生產(chǎn)率和空間限制。經(jīng)常地，經(jīng)濟(jì)考慮制約著纏繞條件的選擇。因此，除非有另外的說(shuō)明，任何針對(duì)粗紗繞線器纏繞條件的具體說(shuō)明，都不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)上的限制。
本發(fā)明的纖維玻璃粗紗的一個(gè)實(shí)施方案的表現(xiàn)性能是，致使絲線粘合劑長(zhǎng)絲能夠供應(yīng)和轉(zhuǎn)移至切短器裝置，干凈地切短并且與玻璃纖維一起均勻沉積至預(yù)成型品網(wǎng)裝配件上。絲線粘合劑長(zhǎng)絲的外套在預(yù)定的溫度下快速熔融，例如，在130℃或更高。當(dāng)冷卻后，熔融的外套在玻璃束之間保持粘合性，以便允許制造者將這種組配的預(yù)成型品從多孔狀成形模中取出，并且隨后將預(yù)成型品放置儲(chǔ)藏或者直接模制，用作復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)材料。在模制過(guò)程中，組配的預(yù)成型品允許樹(shù)脂流過(guò)其并且提供均勻的滲透，以便所有的空氣被除去并且所有的單個(gè)股線與樹(shù)脂相接觸。
由含有本發(fā)明絲線粘合劑的預(yù)成型品制作的成品復(fù)合部件，可以顯示均勻的外觀，具有最小至沒(méi)有富含樹(shù)脂的區(qū)域以及最小至沒(méi)有明顯的由于不勻潤(rùn)濕或高空隙量而導(dǎo)致產(chǎn)生的瑕疵。絲線粘合劑長(zhǎng)絲不會(huì)引起表面質(zhì)地中由于缺乏完全的分散或缺乏與基質(zhì)樹(shù)脂的相容而造成的可見(jiàn)間斷或變化。
由本發(fā)明表現(xiàn)的合意特征包括，但不限于，提供可與纖維玻璃一起作為補(bǔ)強(qiáng)材料使用的絲線粘合劑，相比常規(guī)的絲線粘合劑，其可在明顯較低的溫度下熔融；提供多紗線粗紗，其可用來(lái)以在加工過(guò)程中較低的能量成本生產(chǎn)預(yù)成型品；提供多紗線粗紗，其可用來(lái)以整體較短的循環(huán)時(shí)間生產(chǎn)預(yù)成型品；提供可在制造預(yù)成型品中使用的絲線粘合劑，相比粉狀粘合劑，其可以降低粘合劑的浪費(fèi)量；提供多紗線粗紗，其可用較均勻濃度的粘合劑生產(chǎn)預(yù)成型品；提供多紗線粗紗，其具有有利的潤(rùn)濕性并且可生產(chǎn)具有均勻表面外觀的復(fù)合材料；提供無(wú)需水或熱固性反應(yīng)的粘合劑；提供粘合劑，其在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需去除水分并且還可減少與水性體系有關(guān)的腐蝕和其它維護(hù)問(wèn)題；粘合劑的生產(chǎn)，其可消除與在聚合固化過(guò)程中使用液體粘合劑有關(guān)的排放問(wèn)題(包括，例如，改進(jìn)環(huán)境和安全條件)。
以上描述了為滿足本發(fā)明的各種目標(biāo)而提出的本發(fā)明的各種實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)認(rèn)可的是這些實(shí)施方案僅僅是本發(fā)明原理的舉例說(shuō)明。在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，做出本發(fā)明的許多改進(jìn)和修改，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種纖維玻璃粗紗，含有多個(gè)纖維玻璃紗線；和至少一種含有內(nèi)芯和外套的雙組分絲線粘合劑，其中內(nèi)芯含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且其中外套含有共聚聚酯。
2.權(quán)利要求1的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗的3wt％以上，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
3.權(quán)利要求2的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
4.權(quán)利要求3的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗的3-12％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
5.權(quán)利要求1的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑含有多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。
6.權(quán)利要求5的纖維玻璃粗紗，其中雙組分絲線粘合劑的每個(gè)長(zhǎng)絲大于30旦尼爾。
7.權(quán)利要求1的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑含有至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。
8.權(quán)利要求7的纖維玻璃粗紗，其中雙組分絲線粘合劑的每個(gè)長(zhǎng)絲大于30旦尼爾。
9.權(quán)利要求1的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑的外套占絲線粘合劑的至少50wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
10.權(quán)利要求10的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑的外套占至少絲線粘合劑的70wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
11.一種纖維玻璃粗紗，含有多個(gè)纖維玻璃紗線；和至少一種含有內(nèi)芯和外套的雙組分絲線粘合劑，其中內(nèi)芯含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且其中外套含有二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
12.權(quán)利要求11的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗的3wt％以上，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
13.權(quán)利要求12的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
14.權(quán)利要求13的纖維玻璃粗紗，其中絲線粘合劑占纖維玻璃粗紗3-12％，以纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
15.權(quán)利要求11的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑含有多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。
16.權(quán)利要求15的纖維玻璃粗紗，其中雙組分絲線粘合劑的每個(gè)長(zhǎng)絲大于30旦尼爾。
17.權(quán)利要求11的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑含有至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。
18.權(quán)利要求17的纖維玻璃粗紗，其中雙組分絲線粘合劑的每個(gè)長(zhǎng)絲大于30旦尼爾。
19.權(quán)利要求11的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑的外套占絲線粘合劑的至少50wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
20.權(quán)利要求11的纖維玻璃粗紗，其中至少一種雙組分絲線粘合劑的外套占絲線粘合劑的至少70wt％，以絲線粘合劑的總重量計(jì)。
21.一種形成多紗線纖維玻璃粗紗的方法，包括在第一張力下給粗紗繞線器提供多個(gè)纖維玻璃紗線；在第二張力下給粗紗繞線器提供至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套；并且將纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲纏繞，形成多紗線纖維玻璃粗紗，其中第二張力小于第一張力。
22.權(quán)利要求21的方法，其中內(nèi)芯含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且其中外套含有共聚聚酯。
23.權(quán)利要求21的方法，其中內(nèi)芯含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯并且其中外套含有二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
24.權(quán)利要求21的方法，其中至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲含有最多50wt％的絲線粘合劑，以至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的總重量計(jì)。
25.權(quán)利要求21的方法，其中至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲含有15-50wt％的絲線粘合劑，以至少一個(gè)纖維玻璃紗線和多個(gè)雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲的總重量計(jì)。
26.權(quán)利要求21的方法，其中絲線粘合劑長(zhǎng)絲占多紗線纖維玻璃粗紗的3wt％以上，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
27.權(quán)利要求21的方法，其中絲線粘合劑長(zhǎng)絲占多紗線纖維玻璃粗紗的3-18wt％，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
28.權(quán)利要求21的方法，其中絲線粘合劑長(zhǎng)絲占多紗線纖維玻璃粗紗的3-12wt％，以多紗線纖維玻璃粗紗的總重量計(jì)。
29.一種含有權(quán)利要求1纖維玻璃粗紗的預(yù)成型品。
30.一種含有權(quán)利要求11纖維玻璃粗紗的預(yù)成型品。
全文摘要
一種多紗線纖維玻璃粗紗含有多個(gè)纖維玻璃紗線和至少一種雙組分絲線粘合劑。雙組分絲線粘合劑可以含有至少一束雙組分絲線粘合劑長(zhǎng)絲，每個(gè)長(zhǎng)絲具有內(nèi)芯和外套。
文檔編號(hào)C08K7/14GK1646443SQ03808399
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者S·J·莫利斯, J·C·彼得斯, 李雯 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司