專利名稱：柔軟的多股預(yù)浸漬紗、用其制成的產(chǎn)品及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔軟的多股預(yù)浸漬紗，用其制作的產(chǎn)品，以及制備方法。更具體地說(shuō)本發(fā)明涉及一種非常柔軟的多股預(yù)浸漬紗，該紗適合于紡織、編織等，由這種紗生產(chǎn)的產(chǎn)品以及制備這種紗的方法。這種柔軟的多股預(yù)浸漬紗可加工成一種柔軟的形狀和尺寸準(zhǔn)確均勻的多股預(yù)浸漬紗帶，用于長(zhǎng)絲纏繞、擠拉及類似的生產(chǎn)工藝，這種多股預(yù)浸漬紗也可加工成一種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物，再進(jìn)一步加工成多維織物，預(yù)成型制品和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這種預(yù)浸漬紗還可由連續(xù)纖維或長(zhǎng)絲結(jié)合以含有部分回收塑料的基體樹(shù)脂。
由纖維或長(zhǎng)絲和基體樹(shù)脂結(jié)合在一起做成的預(yù)浸漬紗，工藝上是周知的，通常稱做“預(yù)浸漬料”。預(yù)浸漬紗是預(yù)浸漬料中的一種。通常的預(yù)浸漬紗是由數(shù)百根或數(shù)千根纖維或長(zhǎng)絲被夾裹在連續(xù)的樹(shù)脂基體中而做成。通常使用的增強(qiáng)纖維均有市售，一般是由連續(xù)長(zhǎng)絲并成股，稱之為“紗”。每股紗中長(zhǎng)絲數(shù)量變化很大。基體樹(shù)脂也有很多種類，但目前主要有兩種樹(shù)脂為主，即熱塑性塑料和部分固化的熱固性聚合物。
熱塑性聚合物在預(yù)浸漬料和其它復(fù)合材料制品中已廣泛使用，并也將可能在航空領(lǐng)域和其它高等復(fù)合材料中使用。比較起熱固性材料來(lái)，熱塑性塑料在斷裂韌性、沖擊強(qiáng)度以及耐腐蝕等方面更具優(yōu)越性。熱塑性塑料做成的預(yù)浸漬料可以有無(wú)限長(zhǎng)的儲(chǔ)存期，保證后加工的質(zhì)量，并解決了熱固性預(yù)浸漬料的儲(chǔ)存和冷凍的問(wèn)題。熱塑性預(yù)浸漬料比多數(shù)熱固性預(yù)浸漬料的剛性交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加堅(jiān)韌。很少熱固性材料能夠滿足使用在航空領(lǐng)域中的復(fù)合材料所要求的耐破壞性和濕熱壓縮強(qiáng)度。熱塑性聚合物在用作復(fù)合材料基體樹(shù)脂時(shí)，由于其熔體粘度很高，很難均勻地涂覆在纖維表面。一般情況下，熱塑性預(yù)浸漬料都很硬挺，不大適合于紡織、編織或鋪制成預(yù)成型制品，用它所做成的織物非常僵硬。同樣，在采用這種硬挺的熱塑性預(yù)浸漬料進(jìn)行長(zhǎng)絲纏張或制備形狀復(fù)雜的制品時(shí)也很困難。在鋪制過(guò)程中，必須在接觸點(diǎn)上集中加熱才能使預(yù)浸漬材料與模具相服貼。
熱固性聚合物也用作預(yù)浸漬料的基體樹(shù)脂。使用熱固性預(yù)聚體做成的預(yù)浸漬料盡管也比較柔軟，但通常都很粘，需使用一層保護(hù)性剝離涂層。這層剝離涂層在預(yù)浸漬料使用之前一定要除去。盡管熱固性預(yù)浸漬料可在某些場(chǎng)合中使用，比如長(zhǎng)絲纏繞，但由于它發(fā)粘，要使用保護(hù)性剝離涂層，因此不能用于紡織、編織，也不能用于散狀或片狀模塑料中的斷切纖維的原料。
預(yù)浸漬紗還有其它兩種類型，一是金屬基體的預(yù)浸漬紗，它同熱塑性預(yù)浸漬紗相似;一是部分固化的陶瓷預(yù)浸漬紗，它同熱固性預(yù)浸漬紗相似。由于金屬和陶瓷復(fù)合材料的使用市場(chǎng)有限，這兩種預(yù)浸漬紗一般無(wú)貨供應(yīng)，并且在生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)中也未受到重視。金屬和陶瓷預(yù)浸漬料可以用類似于熱塑性和熱固性預(yù)浸漬料的加工方式進(jìn)行生產(chǎn)。
連續(xù)纖維的預(yù)浸漬料可用多種浸漬方法生產(chǎn)，包括熱熔融法，溶液法，乳液法，懸浮液法，表面聚合法，纖維交混法，薄膜交織法，電鍍法和固體粉末法。
熱熔融工藝是將纖維和樹(shù)脂在高剪切率下強(qiáng)行通過(guò)一個(gè)高濕模具來(lái)達(dá)到浸漬。由于溫度很高，熱塑性塑料有可能會(huì)降解，這個(gè)工藝方法的其它缺點(diǎn)是纖維紗受到的應(yīng)力很大，另外浸漬熱塑性塑料很困難。
溶液涂覆法是將樹(shù)脂基體材料溶解在溶劑中，然后讓纖維通過(guò)此溶液，再干燥除去溶劑。這個(gè)工藝有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是熱塑性塑料的溶解度在高濃度時(shí)有限，且多數(shù)工程熱塑性塑料在室溫下不溶于低沸點(diǎn)的溶劑。另外，同熱熔融法遇到的問(wèn)題一樣，很高的溶液粘度使得浸漬很困難，也會(huì)使纖維粘在一起。這個(gè)工藝的另一問(wèn)題是難以除去溶劑，預(yù)浸漬料中殘余的溶劑會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料中所不希望的孔隙。
乳液法采用表面活性劑，將樹(shù)脂制備成一種水乳液，從而把顆粒度很小的粉末狀基體材料涂覆到纖維表面。這個(gè)工藝的缺點(diǎn)是很難將表面活性劑從最后的預(yù)浸漬紗中除去。
懸浮液涂覆法，也叫做濕粉末法。這個(gè)方法不用溶劑，旨在解決多數(shù)熱塑性塑料在室溫下不溶解于溶劑的問(wèn)題。在此方法中，粉末樹(shù)脂懸浮在通常是水的液體媒質(zhì)中，樹(shù)脂在液體媒質(zhì)中并沒(méi)有溶解，使纖維束通過(guò)此懸浮液中。粒狀的基體樹(shù)脂懸浮體并不會(huì)浸潤(rùn)纖維表面，要用較高的壓力才能使樹(shù)脂和纖維固結(jié)，制成復(fù)合材料。這種預(yù)浸漬料一般都很粘，所以不適合紡織或編織。這個(gè)工藝的另一缺點(diǎn)是必須要除去液體媒質(zhì)，和在制備聚合物/液體膠體時(shí)所使用的易揮發(fā)物質(zhì)、懸浮劑或表面活性劑。另外，懸浮液如果攪拌不良，則可能引起顆粒凝結(jié)，在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)聚合物粒子下沉。
在乳液或懸浮液涂覆工藝中，懸浮體或乳膠體的粒子尺寸要比纖維直徑小才能達(dá)到緊密混合。對(duì)于很多無(wú)法用乳液聚合或懸浮聚合制備的熱塑性塑料要做成如此細(xì)的粉末是非常困難的。粒子的尺寸增加，則混合的質(zhì)量降低，從而造成在固結(jié)后的復(fù)合材料中，基體樹(shù)脂分散不好，復(fù)合材料性能低劣。
在表面聚合法中，聚合物基體材料在纖維基底上聚合而涂覆上去。這個(gè)工藝的缺點(diǎn)是需要除去溶劑，阻聚劑或聚合反應(yīng)副產(chǎn)物等物質(zhì)。表面聚合只能采用一些特殊的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如電化學(xué)聚合。很多具有商業(yè)價(jià)值的聚合物材料不能采用此法生產(chǎn)。
在纖維交混法工藝中，聚合物基體材料做成纖維狀，然后與增強(qiáng)纖維在干燥的情況下混編在一起。直到復(fù)合材料固結(jié)時(shí)，這些聚合物基體纖維才通過(guò)某種方法，比如溶融而浸潤(rùn)到增強(qiáng)纖維表面。浸潤(rùn)的效果取決于整個(gè)制品當(dāng)中樹(shù)脂與纖維的交混程度。由于這種交混物中樹(shù)脂基體沒(méi)有浸潤(rùn)增強(qiáng)纖維，在相同的加工時(shí)間和溫度下，這種紗需要有比完全潤(rùn)濕的預(yù)浸漬紗更高的壓力才能固結(jié)成復(fù)合材料。
薄膜澆鑄的方法可解決熱塑性聚合物在熱融法中所遇到的一些問(wèn)題。這種方法是將用熱熔法或溶液法澆鑄而成的基體材料的薄膜鋪放在纖維上面。纖維被夾在兩層薄膜當(dāng)中，然后加熱、壓延，從而將樹(shù)脂壓入到纖維中去。
美國(guó)塞南米德公司(American Cyanamid)采用電鍍法制備出一種柔軟的金屬基體預(yù)浸漬紗。該紗中每根纖維均被金屬基體充分浸潤(rùn)，均勻涂覆。這種預(yù)浸漬紗具備紡織、編織、長(zhǎng)絲纏繞、以及制成散狀或片狀模塑料所要求的各種性能。另外，這種預(yù)浸漬紗不用高壓就可固結(jié)?？墒请婂兎椒ǖ娜秉c(diǎn)是可用來(lái)進(jìn)行電鍍的原料種類有限。多數(shù)具有價(jià)值的陶瓷或聚合物材料均不能電鍍?cè)谠鰪?qiáng)纖維表面。另外，由于長(zhǎng)絲或纖維本身在此方法中用作電極之一，它必須能導(dǎo)電，因此玻璃纖維或有機(jī)纖維就無(wú)法進(jìn)行電鍍。
纖維紗的固體粉末涂覆法是生產(chǎn)預(yù)浸漬料的一種最新方法。此法的主要優(yōu)點(diǎn)是不用任何溶劑，在加工過(guò)程中也不要引入很大的應(yīng)力。在多數(shù)采用此方法的場(chǎng)合中，最終目的都是要有效地形成一層很薄的厚度均勻的高質(zhì)量涂層。形成粉末狀的樹(shù)脂在環(huán)境(溫度)或較高的存儲(chǔ)溫度下必須能夠維持固體狀，當(dāng)加熱時(shí)，能夠熔融成低粘度流體，滲透到纖維紗當(dāng)中去。干燥粉末涂覆法有很多優(yōu)越性。它不用溶劑或水，不潮濕，從而有助于涂覆材料的回收使用。這一點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)上很有好處，使得粉末有可能達(dá)到100%的利用率。另外此法不用昂貴的溶劑，減少了溶劑的揮發(fā)和浪費(fèi)。正是主要由于這些潛在的優(yōu)越性，粉末涂覆法得到了開(kāi)發(fā)和進(jìn)一步的發(fā)明。
另一種粉末樹(shù)脂基體涂覆纖維的方法是奧托凱姆公司(Atochem)發(fā)明的，即首先用干燥的熱塑性聚合物粉末涂覆纖維，然后再將其用熱塑性材料包裹起來(lái)。但在這個(gè)過(guò)程中，由于樹(shù)脂基體沒(méi)有熔融，只有部分同包皮直接接觸的纖維被樹(shù)脂浸潤(rùn)。同被樹(shù)脂完全浸潤(rùn)的預(yù)浸漬紗相比，在其它相同的加工條件下，這種預(yù)浸漬紗要采用更高的壓力才能固結(jié)。另外，類似于懸浮液涂覆，這個(gè)工藝需要使用粒度很小的粉末，一般小于20微米。要將熱塑性聚合物加工成如此細(xì)微的粉末，成本很高。
預(yù)浸漬紗中的樹(shù)脂基體的體積含量一般要超過(guò)25%才能固結(jié)，形成無(wú)空隙的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。如果樹(shù)脂含量低于25%，則在固結(jié)過(guò)程中還要另外再加入樹(shù)脂。預(yù)浸漬紗是一維線狀的，但通過(guò)紡織，編織，去絲纏繞和其它一些加工方法，可轉(zhuǎn)變成二維和三維結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。另外，預(yù)浸漬紗還可通過(guò)切割或其它方式制成不連續(xù)的纖維增強(qiáng)的用于模塑工藝的原材料。
本發(fā)明中的基本預(yù)浸漬紗的最小彎曲半徑不超過(guò)15毫米，每股紗的平均厚度不超過(guò)100微米，因而適合于紡織，編織，長(zhǎng)絲纏繞，以及進(jìn)一步加工成各種有用的形狀和結(jié)構(gòu)。紡織和編織工藝，要求每股紗的厚度不超過(guò)上述限制。但如果組成預(yù)浸漬紗的各股紗之間不相互牽制，那么預(yù)浸漬紗的尺寸就不必受到約束。預(yù)浸漬紗中的各股是整體預(yù)浸漬紗中的一個(gè)分割的單元，它遠(yuǎn)比預(yù)浸漬紗整體固結(jié)得多。股與股之間分開(kāi)的距離至少是各股厚度的30倍。它們既不發(fā)粘，又相互分開(kāi)，因而可在很大程度上獨(dú)立地進(jìn)行柔性變形。
本發(fā)明中的基本多股柔軟預(yù)浸漬紗通過(guò)以下三個(gè)步驟制備而成(1)增強(qiáng)長(zhǎng)絲束向側(cè)面分散開(kāi)，讓所有纖維或長(zhǎng)絲均暴露在周圍環(huán)境之中，(2)樹(shù)脂基體與分散開(kāi)的長(zhǎng)絲接觸，產(chǎn)生界面粘結(jié)，(3)在樹(shù)脂基體凝固成不粘乎狀態(tài)之前，預(yù)浸漬紗中的各股紗保持相互分開(kāi)，從而阻止股與股之間有明顯的粘并。如此形成的基本預(yù)浸漬紗可再進(jìn)一步加工成各種有用的制品。
本發(fā)明中的多股柔軟預(yù)浸漬紗帶通過(guò)以下三個(gè)步驟制備而成(1)增強(qiáng)長(zhǎng)絲來(lái)向側(cè)面分散開(kāi)，讓所有纖維或長(zhǎng)絲均暴露在周圍環(huán)境之中，(2)樹(shù)脂基體與分散開(kāi)的長(zhǎng)絲接觸，產(chǎn)生界面粘結(jié)，(3)涂覆過(guò)的纖維紗束在餐力作用下形成一定的形狀，從而制成一定尺寸的柔軟的帶子。
本發(fā)明中的多股柔軟預(yù)浸漬紗無(wú)紡布是通過(guò)以下四個(gè)步驟制造而成(1)增強(qiáng)長(zhǎng)絲束向側(cè)面分散開(kāi)，讓所有纖維或長(zhǎng)絲均暴露在周圍環(huán)境之中，(2)樹(shù)脂基體與分散開(kāi)的長(zhǎng)絲接觸，產(chǎn)生界面粘結(jié)，(3)在樹(shù)脂基體凝固成不粘手狀態(tài)之前，預(yù)浸漬紗中的各股紗保持相互分開(kāi)，從而阻止股與股之間有明顯的粘并，以形成預(yù)浸漬紗織物的基布，(4)采用疊加、點(diǎn)連接或針刺等連接方式將預(yù)浸漬紗基布制成無(wú)紡布。
本發(fā)明中由回收塑料組成的樹(shù)脂基體所做成的柔軟預(yù)浸漬紗采用以下三個(gè)步驟制備(1)增強(qiáng)纖維或長(zhǎng)絲的基質(zhì)向側(cè)面分散開(kāi)，讓所有纖維或長(zhǎng)絲均暴露在周圍環(huán)境之中，(2)由回收塑料組成的樹(shù)脂基體與分散開(kāi)的纖維或長(zhǎng)絲接觸，產(chǎn)生界面粘結(jié)，(3)在由回收塑料組成的樹(shù)脂基體凝固成不粘手狀態(tài)之前，相鄰的纖維或長(zhǎng)絲之間保持側(cè)面分開(kāi)，從而阻止相互之間的明顯粘并。
基本預(yù)浸漬紗的制備方法如下。作為原料的纖維紗由很多長(zhǎng)絲組成，它們被分散開(kāi)，造成長(zhǎng)絲之間的相互分離。樹(shù)脂基體材料然后涂覆在這些分散開(kāi)的長(zhǎng)絲表面。當(dāng)足夠的涂覆量達(dá)到以后，樹(shù)脂液化，從而形成被樹(shù)脂充分潤(rùn)濕的長(zhǎng)絲。隨著液化的樹(shù)脂基體沿著纖維鋪散開(kāi)來(lái)，樹(shù)脂基體的厚度變薄，最后樹(shù)脂薄膜在長(zhǎng)絲之間破裂。如果纖維紗充分分散，并一直維持此分散狀態(tài)，則樹(shù)脂液膜在凝固時(shí)，將在長(zhǎng)絲之間破裂。涂覆過(guò)的長(zhǎng)絲，不論是以單根纖維涂覆的，還以是纖維束涂覆的，然后都冷卻下來(lái)，樹(shù)脂基體凝固。在此過(guò)程中，長(zhǎng)絲分成小股。有時(shí)一些長(zhǎng)絲會(huì)連接在相鄰的兩股紗之間，成為股間連結(jié)體。各個(gè)紗股不停地受到拉力，從而使纖維紗連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也使長(zhǎng)絲受到一軸向張力，而不致于自我松弛，從而形成一塊長(zhǎng)絲和基體材料的結(jié)合體。浸好的紗股可以并結(jié)在一起以形成各種厚度的預(yù)浸漬紗，它們可再用來(lái)纏繞，做成帶狀或紡織品，或按需要做進(jìn)一步的加工。
本發(fā)明中的柔軟的多股預(yù)浸漬紗帶的特點(diǎn)是具有一定的寬度和厚度。通常用纖維紗股做成的柔軟的多股預(yù)浸漬紗沒(méi)有確定的幾何尺寸，使得用這種預(yù)浸漬紗加工成尺寸精密的高質(zhì)量制品往往很困難。本發(fā)明中的這種柔軟的多股預(yù)浸漬紗帶具有一定的幾何尺寸，可適合于長(zhǎng)絲纏繞，先進(jìn)的纖維束鋪放工藝和擠拉。
本發(fā)明用來(lái)生產(chǎn)這種柔軟的預(yù)浸漬紗帶的裝置的第一個(gè)實(shí)施例是采用兩個(gè)相匹配的輥?zhàn)?，一個(gè)輥?zhàn)颖砻嫦掳迹硪粋€(gè)輥?zhàn)颖砻嫔贤?或者一個(gè)輥?zhàn)颖砻婵逃邪疾?，而另一輥?zhàn)觿t表面上帶有與其相配的凸塊。當(dāng)柔軟的多股預(yù)浸漬紗通過(guò)兩個(gè)輥?zhàn)又g幾何形狀一定的空隙時(shí)，就形成了該幾何尺寸的預(yù)浸漬紗帶。在第二個(gè)實(shí)施例中的裝置是獨(dú)立地采用一個(gè)表面下凹的輥?zhàn)印．?dāng)柔軟的預(yù)浸漬紗在張力下通過(guò)此輥?zhàn)油鈭A的某一部分時(shí)，張力和輥?zhàn)拥南掳夹螤罟餐饔?，迫使柔軟的多股預(yù)浸漬紗逐漸移向輥?zhàn)影济娴淖畹吞?，從而形成一個(gè)具有適當(dāng)?shù)膸缀涡螤畹膸ё印?br> 本發(fā)明中的柔軟的多股預(yù)浸漬紗的無(wú)紡的織物可以用來(lái)生產(chǎn)成本低廉的二維織物，而它又可用作原料再進(jìn)一步加工成二維和三維的織物、預(yù)成型物和各種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。因此，采用本發(fā)明中的柔軟的無(wú)紡織物所生產(chǎn)的產(chǎn)品要比用柔軟的多股預(yù)浸漬紗所生產(chǎn)的編織物和紡織物便宜。采用本發(fā)明的技術(shù)，用室溫下為固體狀的樹(shù)脂基體做成的織物可以是很柔軟的，而用常規(guī)技術(shù)的生產(chǎn)的織物則是硬挺的。本發(fā)明中柔軟的多股預(yù)浸漬紗可用來(lái)生產(chǎn)柔軟的多股預(yù)浸漬紗的無(wú)紡織物，這種織物使用固體樹(shù)脂基體，既柔軟且纖維表面浸漬良好。采用雙纖維結(jié)構(gòu)，即樹(shù)脂基體和增強(qiáng)材料同為纖維狀，比如交混紗，交混編織，或用纖維、樹(shù)脂交替鋪放的結(jié)構(gòu)所做成的紡織物，一般來(lái)說(shuō)也是很柔軟，但卻不具備象本發(fā)明的織物中表現(xiàn)出樹(shù)脂對(duì)纖維的浸漬，因而在固結(jié)過(guò)程中，這種雙纖維結(jié)構(gòu)就需要采用更加苛刻的加工條件。
本發(fā)明中的這種織物的制備是將組成柔軟的多股預(yù)浸漬紗的相互之間連接著的各紗股的各纖維相互鋪疊，連在一起而成。本發(fā)明是傾向于將兩股或多股預(yù)浸漬紗鋪疊在一起，形成重量約為50克/平方米到500克/平方米的織物，最好約為150克/平方米到350克/平方米。適合于將多股預(yù)浸漬紗連接在一起的方法有很多種，本發(fā)明傾向于使用熱融點(diǎn)連接和針腳式線連接。典型的做法是將鋪疊在一起的多股預(yù)浸漬紗在選擇好的地方加熱熔融，這樣既可將預(yù)浸漬紗連接在一起，同時(shí)又保持了它們?cè)械娜彳浶?。其它適合的連接技術(shù)包括有針刺法，纖維相互纏結(jié)法以及局部加壓法。
用回收塑料做成的預(yù)浸漬料中的樹(shù)脂基體含有大量的回收廢塑料，但也會(huì)含有一些未用過(guò)的新塑料。盡管各種塑料都可用作這種預(yù)浸漬料的基體樹(shù)脂，但熱塑性塑料更為合適?；厥盏乃芰鲜紫缺磺卸?，磨成粉末。如果回收料中混雜有各種不同的塑料，則要采用密度分離法將它們部分凈化，然后用此粉末涂覆并熔融到增強(qiáng)纖維表面做成預(yù)浸漬紗。用這種預(yù)浸漬紗制成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的方法同一般預(yù)浸漬紗相同。使用的增強(qiáng)纖維可以是各種形式，如網(wǎng)格布，紡織物或纖維紗。增強(qiáng)纖維可以以紡織布或分散的纖維紗的形式來(lái)進(jìn)行表面涂覆。如果使用纖維紗，一般做成多股預(yù)浸漬紗，它們可用于紡織、編織、去絲纏繞、制帶、制無(wú)紡布，等等。
本發(fā)明的主要目的在于生產(chǎn)一種柔軟的多股預(yù)浸漬紗，適合于紡織、編織、長(zhǎng)絲纏繞、擠拉、制帶、無(wú)紡織物，還可加工成散狀模塑料的原料。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是能夠使用多種纖維和基體的樹(shù)脂來(lái)生產(chǎn)具有商業(yè)價(jià)值的預(yù)浸漬紗。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是生產(chǎn)一種柔軟的預(yù)浸漬紗，這種預(yù)浸漬紗中含有足夠數(shù)量的長(zhǎng)絲，適合于經(jīng)濟(jì)地制備各種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是生產(chǎn)一種纖維被充分浸潤(rùn)的預(yù)浸漬紗，因而在復(fù)合材料固結(jié)過(guò)程中，不需使用過(guò)高的壓力去使增強(qiáng)纖維充分浸潤(rùn)。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是能在很高的速率下生產(chǎn)預(yù)浸漬紗，因而可以減少生產(chǎn)過(guò)程中樹(shù)脂的固化或固化階段的升級(jí)。
本發(fā)明的第六個(gè)目的是采用價(jià)格便宜的粗粒狀的樹(shù)脂基體來(lái)生產(chǎn)預(yù)浸漬紗，樹(shù)脂粒度可比纖維直徑大兩倍以上，短纖維狀樹(shù)脂也可使用。
本發(fā)明的第七個(gè)目的是采用各種纖維和基體樹(shù)脂生產(chǎn)具有商業(yè)價(jià)值的預(yù)浸漬紗帶。
本發(fā)明的第八個(gè)目的是生產(chǎn)一種柔軟的預(yù)浸漬無(wú)紡布，可適用于擠拉，長(zhǎng)絲纏繞，或做成散狀模塑料的原料，或做成各種預(yù)制品和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第九個(gè)目的是生產(chǎn)一種柔軟的預(yù)浸漬無(wú)紡織物，其中含有足夠的長(zhǎng)絲，適合于經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)二維和三維的預(yù)制品和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第十個(gè)目的是生產(chǎn)一種無(wú)紡預(yù)浸漬織物，它可采用類似于粘性的熱固性預(yù)浸漬帶的加工方法鋪制成高級(jí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第十一個(gè)目的是生產(chǎn)一種無(wú)紡預(yù)浸漬織物，可用來(lái)制備樹(shù)脂傳遞模塑工藝中使用的預(yù)制品，比如管狀預(yù)制品，它可采用滾管方式制作。
本發(fā)明的第十二個(gè)目的是生產(chǎn)一種預(yù)浸漬紗，其中纖維或長(zhǎng)絲基質(zhì)上涂覆的基體樹(shù)脂主要是由回收塑料組成。
本發(fā)明的第十三個(gè)目的是生產(chǎn)一種預(yù)浸漬紗，它采用價(jià)格低廉的廢料作為基體材料。
本發(fā)明的第十四個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)方法，可使用對(duì)加工設(shè)備或?qū)ψ罱K產(chǎn)品危害很小的原料作為基體樹(shù)脂來(lái)生產(chǎn)預(yù)浸漬紗。
本發(fā)明的最后的一個(gè)目的是采用部分混雜了的或被污染了的樹(shù)脂，不用凈化而直接用來(lái)生產(chǎn)預(yù)浸漬紗，其最終的復(fù)合材料性能仍能達(dá)到要求。
下面將通過(guò)附圖和詳細(xì)的解釋進(jìn)一步描述上述的各個(gè)目的以及其它一些雖未列出，但內(nèi)行人可以很容易推導(dǎo)出來(lái)的目標(biāo)。


圖1是本發(fā)明中用于生產(chǎn)多股柔軟預(yù)浸漬紗的總的工藝流程圖解;
圖2表示本發(fā)明的基本的柔軟預(yù)浸漬紗中的紗股;
圖3是一般的預(yù)浸漬紗(圖3a)與本發(fā)明的預(yù)浸漬紗(圖3b)的對(duì)比;
圖4表示本發(fā)明的預(yù)浸漬紗中，增強(qiáng)長(zhǎng)絲表面上的樹(shù)脂基體固化以后各股的情況。圖4a為合股之前，圖4b為合股之后;
圖5是本發(fā)明中樹(shù)脂基體材料在增強(qiáng)長(zhǎng)絲表面上熔融過(guò)程的說(shuō)明。圖5a是長(zhǎng)絲受到側(cè)面約束時(shí)的情況，圖5b是不受側(cè)面約束時(shí)的情況，圖5c是樹(shù)脂基體材料在長(zhǎng)絲之間形成的收縮頸的截面;
圖6為本發(fā)明的紗股的厚度對(duì)不同
撓曲剛度的紗股的彈性模量曲線圖;
圖7是采用靜電流化床作為涂覆裝置的本發(fā)明的總工藝流程圖;
圖8是采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)預(yù)浸漬紗帶的詳細(xì)圖解;
圖9是采用本發(fā)明的無(wú)爐實(shí)施例生產(chǎn)預(yù)浸漬紗帶的詳細(xì)圖解;
圖10為制備預(yù)浸漬紗帶用的分別帶有凸塊和凹槽的兩個(gè)輥?zhàn)拥难貓D8中的b-b線的截面圖;
圖11a和圖11b是圖10所示的輥?zhàn)拥牧硗鈨煞N實(shí)施例;
圖12是采用一個(gè)輥?zhàn)又苽漕A(yù)浸漬紗帶的截面示意圖;
圖13是圖12所示的采用一個(gè)輥?zhàn)又苽漕A(yù)浸漬紗帶的側(cè)面示意圖;
圖14是本發(fā)明的單向無(wú)紡預(yù)浸漬紗織物的示意圖，其中14a為鋪疊在一起的預(yù)浸漬紗的軸向截面示意圖;14b表示鋪疊在一起的預(yù)浸漬紗的點(diǎn)連接;
圖15為本發(fā)明的多向預(yù)浸漬紗無(wú)紡織物的示意圖，預(yù)浸漬紗相鄰各層排向不同，其中15a表示預(yù)浸漬紗的鋪疊;15b表示鋪疊在一起的預(yù)浸漬紗的點(diǎn)連接;
圖16為圖14b所示的單向無(wú)紡織物的俯視圖，表明一種典型的點(diǎn)連接形式;
圖17為圖14a所示的單向無(wú)紡織物的俯視圖，表明一種典型的針腳式線連接形式，圖18為本發(fā)明的基本預(yù)浸漬紗股的顯微鏡照片(放大39.9倍);
圖19為本發(fā)明的基本預(yù)浸漬紗的顯微鏡照片(放大倍數(shù)為1)，該紗中樹(shù)脂基體材料已固結(jié)到增強(qiáng)長(zhǎng)絲表面，但尚未合股;
圖20為在Opsi(磅/平方英寸)壓力下用聚丙烯浸漬玻璃纖維制成的預(yù)浸漬紗帶的截面的顯微鏡照片(放大倍數(shù)50);
圖21為在20psi壓力下用聚丙烯浸漬玻璃纖維制成的預(yù)浸漬紗帶的截面的顯微鏡照片(放大倍數(shù)50);
圖22為在20psi壓力下用聚丙烯浸漬玻璃纖維制成的預(yù)浸漬紗帶的截面的顯微鏡照片(放大倍數(shù)200);
圖23為本發(fā)明中用聚丙烯和玻璃纖維制成的預(yù)浸漬紗帶的照片;
圖24為本發(fā)明中通過(guò)交織一種粘結(jié)劑纖維制成的無(wú)紡預(yù)浸漬紗織物的照片。
1.綜述本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是促進(jìn)對(duì)纖維或長(zhǎng)絲的浸潤(rùn)，并減小相鄰的已浸潤(rùn)的長(zhǎng)絲之間的粘并。為防止已涂覆的長(zhǎng)絲相互粘并，在樹(shù)脂基體固結(jié)之前，長(zhǎng)絲之間必須要保持分開(kāi)。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)絲相互分開(kāi)的方法之一是維持對(duì)長(zhǎng)絲的軸向拉力，限止它們向側(cè)面松弛。圖5表示位于兩根長(zhǎng)絲上的一粒樹(shù)脂基體的熔融過(guò)程。圖5a中，由于纖維受到較高的軸向張力，因而限止了長(zhǎng)絲之間的相互靠攏;而圖5b中，長(zhǎng)絲受到的軸向拉力很低，當(dāng)樹(shù)脂基體顆粒熔融，在長(zhǎng)絲表面上浸潤(rùn)時(shí)，兩根長(zhǎng)絲則被拉攏到一起。
在圖5(c)中，當(dāng)長(zhǎng)絲被充分浸潤(rùn)后，兩根長(zhǎng)絲之間的樹(shù)脂熔體的厚度仍很大，相比之下，圖5a(c)中，由于長(zhǎng)絲橫向移動(dòng)受阻，熔體的厚度要大大小于5b(c)，這樣兩根長(zhǎng)絲之間的樹(shù)脂膜很容易破碎，從而將兩根涂覆了樹(shù)脂的長(zhǎng)絲分開(kāi)，結(jié)果如圖5a(d)所示。
由于長(zhǎng)絲的阻礙，樹(shù)脂融體頸縮，產(chǎn)生于一垂直于長(zhǎng)絲軸向的拉伸應(yīng)力，如圖5c所示。這個(gè)拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生是由于長(zhǎng)絲之間的樹(shù)脂傾向于去覆蓋長(zhǎng)絲而被拉開(kāi)所致。如果此應(yīng)力σN超過(guò)了融體的破壞應(yīng)力σf，則縮頸破損。樹(shù)脂基體的破壞應(yīng)力可用做判據(jù)來(lái)確定該樹(shù)脂的加工條件。比如說(shuō)，通常低分子量的樹(shù)脂融體的拉伸破壞應(yīng)力非常低。而高分子量的熔融聚合物的強(qiáng)度隨加工溫度升高而降低。另外，部分溶劑化的或增塑過(guò)的聚合物的拉伸強(qiáng)度比其對(duì)應(yīng)的純聚合物的強(qiáng)度要低。
被分散開(kāi)的預(yù)浸漬紗的厚度很低，因此可以在一很短的時(shí)間內(nèi)將聚合物樹(shù)脂熔融，并且熔化溫度可以高于該樹(shù)脂的安全使用溫度。在這種情況下，樹(shù)脂熔體的彈性強(qiáng)度可以變得很低，從而有助于預(yù)浸漬紗分裂成多股。
通常樹(shù)脂基體成型時(shí)，操作溫度應(yīng)等于或略高于該樹(shù)脂的熔融溫度。而按本發(fā)明的涂覆工藝，操作溫度可大大高于樹(shù)脂基體的軟化溫度，只要能保證在操作中的滯留時(shí)間內(nèi)，基體樹(shù)脂不會(huì)降解或進(jìn)升到下一固化階段即可。在本發(fā)明中，滯留時(shí)間可以很短，因而沒(méi)有明顯的基體材料降解或樹(shù)脂的固化階段升級(jí)。加熱爐或加熱器的操作溫度與纖維和樹(shù)脂在爐中的滯留時(shí)間有關(guān)。如果滯留時(shí)間很短，則溫度可調(diào)高，反之也一樣。在這種條件下，操作溫度可以高于基體樹(shù)脂材料開(kāi)始降解或固化階段開(kāi)始升級(jí)的溫度。只要保證滯留時(shí)間很短，基體樹(shù)脂材料不會(huì)較長(zhǎng)久地停留在這樣溫度之中以致降解或固化升級(jí)。
在一粘彈性液體中，導(dǎo)致其拉伸強(qiáng)度降低的因素也同樣會(huì)導(dǎo)致其表面張力降低和液體的粘度降低。因此，有利于長(zhǎng)絲分散的條件也同樣在利于液體沿長(zhǎng)絲的擴(kuò)散。這樣，圖5a所示的液滴形狀就可通過(guò)改變材料和改變加工條件降低液體彈性來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。通過(guò)限制或阻礙長(zhǎng)絲之間相互靠攏，在破碎之前，樹(shù)脂基體縮頸的長(zhǎng)度Ln′可以大大減小，從而截面積An′可以變薄。因此，造成縮頸破壞所需的力Fn′降低。在樹(shù)脂浸潤(rùn)和固結(jié)的過(guò)程中保持長(zhǎng)絲分散將有助于達(dá)到長(zhǎng)絲涂覆。施加外力則可幫助實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)絲之間的液膜的破裂。在垂直于長(zhǎng)絲分散平面的方向上鼓吹熱空氣會(huì)有助于破碎長(zhǎng)絲之間的液膜。使分散開(kāi)的長(zhǎng)絲通過(guò)一刻有凹槽的輥?zhàn)?，長(zhǎng)絲在輥軸上受壓，這也會(huì)有助于分裂長(zhǎng)絲之間的液膜。很多類似的機(jī)械裝置都可用來(lái)幫助長(zhǎng)絲相互之間的分散。
為了生產(chǎn)出本發(fā)明中的這種基本預(yù)浸漬紗，樹(shù)脂基體必須要很好地浸潤(rùn)纖維，只有這樣才能不采用常用的粘結(jié)劑而仍可達(dá)到樹(shù)脂基體與長(zhǎng)絲之間的粘結(jié)。樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)可以采用一樹(shù)脂基體液化器，比如熔融器或爐子，通過(guò)加熱使樹(shù)脂液化。要達(dá)到較好的浸潤(rùn)，就需要使基體樹(shù)脂在選用的液化設(shè)備內(nèi)保留足夠的滯留時(shí)間，從而使樹(shù)脂將纖維充分浸潤(rùn)。市售的液化器種類有很多種，包括任何輻射式或傳導(dǎo)式的爐子。對(duì)于干燥樹(shù)脂粉末，采用輻射式爐子要更好一些。另外也可用加熱的模具來(lái)取代爐子用做液化器。
樹(shù)脂基體的液化方法是本發(fā)明的一個(gè)部分。任何粒度的基體樹(shù)脂材料都可以用來(lái)涂覆纖維，包括粗顆粒和短纖維。由于本發(fā)明中，基體樹(shù)脂液化并且沿長(zhǎng)絲表面潤(rùn)濕鋪展，從而減小了通常在使用大粒度樹(shù)脂和直徑很細(xì)的長(zhǎng)絲時(shí)所遇到的樹(shù)脂基體與長(zhǎng)絲之間粗混合的問(wèn)題。因此，在本發(fā)明的工藝中，基體樹(shù)脂材料的粒度大小不是一個(gè)十分關(guān)鍵的因素，其范圍可以從涂覆工藝中一般采用的相當(dāng)于或小于長(zhǎng)絲的直徑或厚度到比長(zhǎng)絲直徑大很多倍，包括采用短纖維。在本發(fā)明之前，從還沒(méi)有人成功地采用大直徑的粒子的樹(shù)脂作為基體材料。這種做法可大大節(jié)約成本。
2.原材料的選擇可用做纖維紗的纖維種類有很多種，其中包括玻璃纖維，碳纖維和石墨纖維;有機(jī)纖維，特別是諸如酰胺和芳香族聚酯一類的液晶纖維;陶瓷纖維，比如碳化硅;混紡纖維，比如酰胺/碳，酰胺/玻璃，酰胺/碳/玻璃和碳/玻璃。
一般來(lái)說(shuō)，如果纖維的直徑或厚度超過(guò)25微米，則不可使用。例如，如使用直徑為140微米的硼纖維就毫無(wú)意義，因?yàn)槿绱顺叽绲睦w維不可能做得很柔軟。另外，所選用的纖維應(yīng)是用做增強(qiáng)材料的纖維，并且是連續(xù)纖維。適合于此工藝的纖維應(yīng)能在樹(shù)脂基體固結(jié)時(shí)的工藝溫度下保持熱穩(wěn)定。另外纖維的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和熔融溫度要高于室溫，并且熔融溫度要高于復(fù)合材料固結(jié)加工溫度。
熱塑性和熱固性聚合物均可用作基體樹(shù)脂材料。本發(fā)明中傾向于使用的聚合物材料通常不應(yīng)發(fā)粘，在固化以后使用過(guò)程當(dāng)中，其玻璃轉(zhuǎn)變溫度或熔融溫度應(yīng)高于室溫，特別是玻璃轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)高于高室溫。因此，一些彈性材料，橡膠和皮革，它們?cè)谑覝叵潞苋彳?，不可用做基體材料。在些熱固性塑料，在通常的操作溫度下發(fā)粘，可以在低溫下操作以減少粘性，從而可用作樹(shù)脂基體材料。一些非聚合物材料，比如銅，低熔點(diǎn)金屬，陶瓷母體等也可用作基體材料。基體材料可以為任何形狀，如粒子、粉末和短纖維。
聚合物的類別很多，舉例如下ABS系列，縮醛類，丙烯酸類，醇酸聚酯，烯丙基類，氨基類，環(huán)氧類，氟塑料，呋喃類，蜜胺類，尼龍類，酚醛類，苯基氧化物和苯基醚類，聚酰胺，聚酰胺-亞酰胺，聚丁烯類，聚碳酸酯類，聚酯類，聚雙醚酮(PEEK)，聚醚酮類(PEK)，聚亞酰胺醚類(PEKK)，聚乙烯類，聚亞酰胺類，聚甲基戊烯類，聚硫化苯類，聚丙烯類，聚苯乙烯類，聚氨酯類，砜類，脲類和乙烯基類。共聚物，混合物也可用做聚合物基體材料。
在上面列舉的這些聚合物類別中，本發(fā)明傾向于使用那些在多股預(yù)浸漬紗形成后，一旦凝結(jié)就立刻不再發(fā)粘的材料。另外，對(duì)于熱固性聚合物，預(yù)浸漬紗剛剛開(kāi)始凝結(jié)時(shí)，高分子不應(yīng)完全固化，從而保證在復(fù)合材料制品最后固化時(shí)纖維和樹(shù)脂之間的良好粘結(jié)。本發(fā)明傾向于使用的基體材料包括有各種工程聚合物材料，如聚雙醚酮類，聚酰胺類，環(huán)氧類和聚酯類。
用做生產(chǎn)回收塑料預(yù)浸漬紗的基體材料，本發(fā)明傾向于使用的是那些含有大量回收的廢塑料的材料?；厥盏幕旌纤芰?，或回收塑料與未使用過(guò)的塑料的混合物也可以使用。盡管任何塑料都可用途樹(shù)脂基體材料，熱塑性塑料要更好一些。被選用做基體材料的塑料首先切碎，然后研磨成粉末。如果回收的廢塑料是混合物，或含有一些未使用過(guò)的塑料，則此粉末可以通過(guò)密度分離法來(lái)進(jìn)行凈化。樹(shù)脂基體的粉末被涂覆并溶融粘結(jié)在增強(qiáng)纖維表面，做成預(yù)浸漬制品。用這種預(yù)浸漬制品制成預(yù)浸漬紗的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的方法與通常的預(yù)浸漬制品相同。使用回收塑料做成的預(yù)浸漬紗并不非要柔軟才有使用價(jià)值。本發(fā)明方法可生產(chǎn)各種具有不同柔軟性的預(yù)浸漬紗。能將含有不同量的回收塑料的基體材料與增強(qiáng)維結(jié)合使用，不論其柔軟性如何總是有用的。
采用了回收塑料，基體材料的成本總是要大大低于其它基體材料。有時(shí)在回收塑料料中會(huì)含有一些不熔的物質(zhì)，它們可以?shī)A帶在預(yù)浸漬紗制品中而不至于損壞加工設(shè)備或產(chǎn)品質(zhì)量。這些塑料并不是在一精密的擠出機(jī)中熔融，而在在一無(wú)直接接觸的爐子中熔融，因此，那些不熔物質(zhì)不會(huì)損壞加工設(shè)備。另外，預(yù)浸漬紗和復(fù)合材料制品的性能主要是由增強(qiáng)纖維控制，因此有些混雜的或污染的基體材料是可以允許的。采用本發(fā)明的方法，回收塑料并不一定要高度凈化即可保證預(yù)浸漬紗和復(fù)合材料能達(dá)到合格的性能。
一般來(lái)說(shuō)，不同的塑料是不相容的，因此混合的塑料的物理性能通常較差。工業(yè)塑料的邊角廢料在回收時(shí)往往是按類分開(kāi)的，因而是一較好的回收源。消費(fèi)者使用的廢塑料是一混合物，其混合度取決于回收方式。比如，同聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯瓶子混合在一起的有不是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的瓶蓋，紙標(biāo)簽和其它類型的瓶子和塑料消費(fèi)品。因此，在一聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的廢塑料中，可能只有80%聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。在過(guò)去，這剩下的20%是一件麻煩事，需要采用一個(gè)昂貴的凈化過(guò)程來(lái)處理。在本發(fā)明中，卻可允許一個(gè)很大比例的雜質(zhì)存在。比如，一個(gè)典型的預(yù)浸漬紗可由50%的纖維，40%的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹(shù)脂基體和10%的雜質(zhì)組成。由于纖維主導(dǎo)著預(yù)浸漬紗以及由此做成的任何復(fù)合材料的性能，預(yù)浸漬紗中可以允許一個(gè)較高百分含量的雜質(zhì)以無(wú)害填料的形式存在。
盡管其它類型的塑料也可以使用，但由于回收塑料主要是著重于熱塑性塑料，故本發(fā)明傾向于使用的回收塑料是熱塑性塑料。數(shù)種熱塑性塑料的混合物也適合于用做基體材料。未經(jīng)化學(xué)處理的固化了的熱固性塑料基本上是用作填料。另外，回收塑料同未使用過(guò)的塑料的混合物也可使用，并可能更適合于商品生產(chǎn)。
3.預(yù)浸漬紗的特點(diǎn)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM-D1388是用于確定紡織物剛度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。此法可用來(lái)表征預(yù)浸漬紗的剛性。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣品一般是一英寸寬，小于一英寸寬的樣品也可進(jìn)行測(cè)量，此差距可在最后結(jié)果中進(jìn)行校正。在此對(duì)ASTM-D1388進(jìn)行描述的目的是用做參考。
標(biāo)準(zhǔn)的熱塑性預(yù)浸漬紗，比如I CI公司生產(chǎn)的APC2，厚度為5密耳，或127微米，撓曲剛度約為216，000毫克-厘米。具有如此剛度的預(yù)浸漬紗很難用于紡織，編織或制成帶狀或柔軟的織物。在這些場(chǎng)合中，人們傾向于使用較薄的預(yù)浸漬紗，即多股預(yù)浸漬紗，平均每股厚度不超過(guò)50微米，這就是本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品。
對(duì)于紡織，成帶和無(wú)紡織物制備中，柔軟性很重要。ASTM-D-1388-64(9175)中規(guī)定的懸壁梁測(cè)試法就是通過(guò)測(cè)量預(yù)浸漬紗的彎曲長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算其撓曲剛度。彎曲長(zhǎng)度是預(yù)浸漬紗的重量和其剛度之間相互作用的量度，是通過(guò)預(yù)浸漬紗在其自身重量下的彎曲表征的。它表示預(yù)浸漬紗在一平面上受重力而彎曲時(shí)的剛度。
預(yù)浸漬紗的外表面的彈性應(yīng)變最大。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)增強(qiáng)纖維受到0.3%以上的壓縮形變時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生皺折。對(duì)于一個(gè)彈性層，它的應(yīng)變同該彈性層的厚度及最小彎曲半徑有下列的關(guān)系h＝2Rmin·e其中，h是彈性層的厚度Rmin是彈性層的最小彎曲半徑e為所能承受的最大表面應(yīng)變比如，當(dāng)一個(gè)彈性層受到一個(gè)最小彎曲半徑為10毫米，最大應(yīng)變?yōu)?.3%的時(shí)候，其厚度則不可能超過(guò)60微米。最小彎曲半徑取決于產(chǎn)品的幾何形狀，而最大應(yīng)變?nèi)Q于增強(qiáng)纖維，因此彈性層的厚度即取決于材料性質(zhì)，也取決于它的實(shí)際使用。這種關(guān)系如圖6所示。
4.預(yù)浸漬紗及產(chǎn)品的生產(chǎn)用來(lái)生產(chǎn)預(yù)浸漬紗的方法在圖1中已用一簡(jiǎn)化了的流程圖進(jìn)行了說(shuō)明。下面對(duì)選用的設(shè)備加以描述。下面的描述應(yīng)同圖1結(jié)合在一起閱讀，這樣可加深理解本生產(chǎn)方法。圖1中101為纖維紗102的送紗裝置，可以是紗筒或卷紗盤。纖維紗可以直接由前一道生產(chǎn)工藝提供，也可由其它來(lái)源供貨。纖維紗102是由許許多多的各個(gè)長(zhǎng)絲104組成，在分散工藝過(guò)程103中，這些長(zhǎng)絲相互之間被分散開(kāi)，形成在截面方向分散的各個(gè)長(zhǎng)絲104。對(duì)于含有6000根長(zhǎng)絲的紗，通常分散的寬度為2英寸。在涂覆工藝過(guò)程105中，分散開(kāi)的長(zhǎng)絲104被涂上基體材料。當(dāng)涂覆量達(dá)到要求以后，即成為涂覆過(guò)的纖維106。然后這些涂覆在纖維表面的基體材料在潤(rùn)濕工藝過(guò)程107中液化，最后形成充分浸潤(rùn)的纖維紗108。
當(dāng)液化了的基體樹(shù)脂沿著長(zhǎng)絲104表面鋪展開(kāi)時(shí)，基體樹(shù)脂的厚度逐漸變薄，最后，位于長(zhǎng)絲104之間的樹(shù)脂薄膜破裂(見(jiàn)圖5)，這一現(xiàn)象發(fā)生在分裂步驟109的過(guò)程之中或之前。如果被浸潤(rùn)的纖維紗108分散得很好，并且一直維持的話，則分裂步驟109就可免掉，因?yàn)槲挥诶w維104之間的樹(shù)脂膜會(huì)在固結(jié)過(guò)程中破碎。另外，如果纖維紗分散得很好，樹(shù)脂膜就不會(huì)將各紗股并連在一起，因此也就不再需要一個(gè)過(guò)程去破碎股與股之間的樹(shù)脂膜了。涂覆后的長(zhǎng)絲110可以是單根的，也可以是分股的，通過(guò)一冷卻過(guò)程112冷卻，樹(shù)脂基體在此過(guò)程中凝固，而長(zhǎng)絲110也在此過(guò)程中集束成許多獨(dú)立的紗股113。有時(shí)在冷卻過(guò)程112中，各長(zhǎng)絲110會(huì)與鄰近的紗粘并而成為股間連接物111。紗股113通過(guò)一牽引裝置114不斷被拉牽，以維持纖維紗102不斷地輸送到系統(tǒng)中來(lái)，并對(duì)長(zhǎng)絲104產(chǎn)生一個(gè)軸向拉力，使其不會(huì)自行松散，從而形成一塊樹(shù)脂和長(zhǎng)絲的結(jié)合體。各個(gè)獨(dú)立的紗股在過(guò)程115中集合起來(lái)，組成厚度不同的預(yù)浸漬紗，然后通過(guò)步驟116收卷起來(lái)，或根據(jù)不同要求作進(jìn)一步的加工。
預(yù)浸漬紗帶的生產(chǎn)是通過(guò)將涂覆好的纖維紗引入一個(gè)具有一定幾何形狀的縫隙，迫使纖維紗在此縫隙內(nèi)壓合在一起，從而形成一個(gè)已知幾何形狀的柔軟的紗帶。用于生產(chǎn)柔軟預(yù)浸漬紗帶的裝置有多種，如圖8至圖13所示。但最傾向于使用的則是如圖10和圖11所示的兩個(gè)相配合的輥?zhàn)樱粋€(gè)下凹，一個(gè)上凸，或者一個(gè)刻有凹槽，另一個(gè)則帶有對(duì)應(yīng)此凹槽的凸塊，凸塊可正好嵌入另一輥?zhàn)拥陌疾蹆?nèi)。當(dāng)涂覆好的纖維紗通過(guò)兩個(gè)輥?zhàn)又g已知幾何尺寸縫隙時(shí)，就形成了該幾何形狀的預(yù)浸漬紗帶。兩個(gè)輥?zhàn)右话闶遣捎贸Ｓ玫难b置在一定的壓力下相互作用的，比如采用氣缸，彈簧或液壓缸，安裝在其中的一個(gè)輥?zhàn)由稀］佔(zhàn)友b置位于涂覆生產(chǎn)線的出口端，或者代替涂覆熔融生產(chǎn)線中的熔融爐。
其次傾向于采用的生產(chǎn)柔軟預(yù)浸漬紗帶的裝置是一個(gè)表面下凹的滾輪，如圖12和圖13所示。涂覆過(guò)的纖維紗受牽引力通過(guò)滾輪圓周表面上的某一點(diǎn)，在拉力和滾輪凹面構(gòu)型的雙重影響下，纖維紗逐漸移向滾輪凹面的最低點(diǎn)，從而形成了具有一定外形的帶子。加在纖維紗上的張力可以通過(guò)系統(tǒng)中的收卷裝置施加。該凹面滾輪可以裝在涂覆生產(chǎn)線的產(chǎn)品終端，如果滾輪被加熱，并且對(duì)纖維紗的壓力足夠大時(shí)，它可取代涂覆熔融生產(chǎn)線中的熔融爐。其次，采用表面平直的滾輪也可用來(lái)生產(chǎn)預(yù)預(yù)浸漬紗帶。
用預(yù)浸漬紗生產(chǎn)無(wú)紡織物的方法描述如下，請(qǐng)參考閱讀圖14至圖17。
紗股113，股間連接纖維111和各長(zhǎng)線110共同組成了預(yù)浸漬紗133。該預(yù)浸漬紗包括有增強(qiáng)長(zhǎng)絲132和涂覆在其表面上的樹(shù)脂基體131。預(yù)浸漬紗133通過(guò)冷卻過(guò)程112冷卻以后，按所需的織物構(gòu)型排列。圖14a是按單向疊加形式排列，圖15a是多向疊加形式排列。為了增加織物139的強(qiáng)度，在排列時(shí)最好將預(yù)浸漬紗133相互搭接起來(lái)。
當(dāng)預(yù)浸漬紗133排列好以后，就將它們結(jié)合在一起。圖14b和圖15b所示的方法是通過(guò)熱熔融將疊放好的預(yù)浸漬紗133在選定好的一些地點(diǎn)粘結(jié)起來(lái)，從而形成了點(diǎn)粘接的織物139。在結(jié)合預(yù)浸漬紗133時(shí)，采用一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)粘接137。采用這種點(diǎn)粘結(jié)的方法，各點(diǎn)之間相互分散，并不連續(xù)，可以得到柔軟的織物139。除此之外，采用縫紉，針刺，壓力點(diǎn)連接或噴水錘也可將預(yù)浸漬紗133結(jié)合在一道。圖17是采用縫紉方法的一個(gè)例子?？p線可以同預(yù)浸漬紗133的運(yùn)行方向成一角度，以便有助于連續(xù)加工。本發(fā)明的無(wú)紡織物中設(shè)有相互交織在一起的增強(qiáng)纖維。但如圖24所示，可以用粘結(jié)劑長(zhǎng)絲或粘結(jié)劑紗線將增強(qiáng)纖維交織在一起。在這種情況下，所得到的織物是由不同的纖維紡織而成，但是單就增強(qiáng)纖維來(lái)說(shuō)，仍是無(wú)紡的。
制備好的織物139，用纏繞的方法收卷起來(lái)，以備進(jìn)一步使用。另外，預(yù)浸漬紗133或織物139還可以進(jìn)一步加工成二維或三維的無(wú)紡織物，甚至做成形狀復(fù)雜的預(yù)成型體。例如，采用多頭鋪放或滾管工藝，可作成管式預(yù)成型體，常用于生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)的制品，如高爾夫球桿，網(wǎng)球拍、帆船桅桿等。
要達(dá)到良好的樹(shù)脂浸潤(rùn)，需保證有足夠的滯留時(shí)間，以使得樹(shù)脂基體液化并潤(rùn)濕纖維。在此浸潤(rùn)過(guò)程中，纖維或長(zhǎng)絲不能允許橫向松散，這一點(diǎn)甚為重要。這一點(diǎn)可以通過(guò)在纖維紗上施加一定的張力來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)纖維或長(zhǎng)絲被浸潤(rùn)得比較充分時(shí)，液化樹(shù)脂基體通常包覆在由多根纖維組成的纖維股上。為了生產(chǎn)出本發(fā)明的預(yù)浸漬紗，纖維股之間一定要相互分開(kāi)，如圖2所示。只有這樣才能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)涂覆的多股預(yù)浸漬紗，在圖2中，單獨(dú)涂覆的纖維股用134表示，它是由增強(qiáng)長(zhǎng)絲132和基體樹(shù)脂材料131組成的。每一股紗134若能完全獨(dú)立，如136所示的那樣是最理想的。但股紗134之間也可能會(huì)有一些股間連接物135，這些股間連接物通常是由單長(zhǎng)絲132和在其表面涂覆的樹(shù)脂材料131所組成。涂覆過(guò)的股紗的繞曲剛度比完全固結(jié)的預(yù)浸漬紗要低。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖3和圖4。在通常的預(yù)浸漬紗生產(chǎn)中，纖維紗多是由含800到13，000根長(zhǎng)絲132的股紗所組成。每根長(zhǎng)絲132的直徑或厚度一般為4到16微米，這些纖維紗涂覆上樹(shù)脂基體材料131后就形成了預(yù)浸漬紗130。用通常的生產(chǎn)工藝制備的預(yù)浸漬紗的紗股134，寬度為1/8到1/2英寸。這里所說(shuō)的紗股，在通常的工藝是指獨(dú)立的，一般只含有一股的預(yù)浸漬紗130。它們可以獨(dú)立使用，也可同其它只含一般的預(yù)浸漬紗130一道使用，制備成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。而本發(fā)明中的紗股134是獨(dú)立的，由充分浸潤(rùn)了的長(zhǎng)絲132組成，每一股的平均厚度等于或小于100微米，小于50微米則更好。這些紗股集合起來(lái)，從而形成任意厚度的多股預(yù)浸漬紗133。
在整個(gè)加工過(guò)程中，如果長(zhǎng)絲132通過(guò)纖維紗分散器充分分散開(kāi)，并維持一個(gè)足夠的張力，則長(zhǎng)絲132就不會(huì)橫向松散，從而就可產(chǎn)生或維持紗股之間的分離。紗股之間的分離可在加熱爐16內(nèi)進(jìn)行的樹(shù)脂浸潤(rùn)過(guò)程之前或同時(shí)發(fā)生。而通常情況下，這種分離是在液化的樹(shù)脂131沿著長(zhǎng)絲132軸向浸潤(rùn)時(shí)發(fā)生的。分離的方法有多種，比如可采用機(jī)械分離器，包括帶有刻槽的輥?zhàn)?，刀子，激光切割器，還有向垂直于分散開(kāi)的纖維紗方向提供對(duì)流，等等。
單股預(yù)浸漬紗130含有多個(gè)紗股134，它們的厚度和寬度不等。紗股134的平均厚度小于100微米，但小于50微米則更好。紗股134的最大厚度是100微米而最小的厚度則為該紗股中所使用的增強(qiáng)長(zhǎng)絲132的未浸漬樹(shù)脂時(shí)的長(zhǎng)絲直徑或厚度。一般來(lái)說(shuō)，紗股134的長(zhǎng)度大于其寬度，而其長(zhǎng)度和寬度均大于它的厚度，通常紗股134的厚度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其寬度，其寬度一般小于2，000微米。另外，紗股134的平均長(zhǎng)度最好是大于其厚度的30倍以上。
5.優(yōu)選的設(shè)備。
有一點(diǎn)需要說(shuō)明一下，以上描述的各個(gè)步驟闡明了本發(fā)明的生產(chǎn)方法，但它們并不僅僅局限于本文中所列舉的各個(gè)實(shí)例。為了更好地理解前面所提到的各個(gè)工藝步驟，下面將列舉一個(gè)例子。此例是采采用了圖7中所示的設(shè)備8。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖7。纖維紗11受到牽引，從送紗輪10通過(guò)設(shè)備8，最后收集在收卷輪12上。收卷輪12受到驅(qū)動(dòng)，在一可變的速度下旋轉(zhuǎn)，而送紗輪則不需用動(dòng)力去驅(qū)動(dòng)。線速度一般為每分鐘3到30米。較慢的速度也可采用，但從經(jīng)濟(jì)角度上則不可取，因?yàn)轭A(yù)浸漬紗的單位時(shí)間產(chǎn)量降低，并且由于爐內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，基體樹(shù)脂會(huì)降解，或固化度升級(jí)，從而樹(shù)脂受到破壞。更高的線速度也是可行的，只要能夠保證以下幾點(diǎn)應(yīng)配好輔助裝置，減少纖維紗的振動(dòng);涂覆樹(shù)脂材料的單元設(shè)備應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度以保證足夠的涂覆量，加熱爐的長(zhǎng)度和溫度足以使基體樹(shù)脂液化。在某些情況下，只要條件合適，每分鐘30米以上的線速度也是可以采用的。夾送輪14的作用是牽引從加熱爐16中出來(lái)的纖維11。收卷輪在一恒定的張力下纏繞，這是通過(guò)用一張力控制器來(lái)調(diào)節(jié)纏繞器電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的(圖中沒(méi)有顯示)。纖維紗通過(guò)設(shè)備8的速度可由夾送輪14的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制。
在本實(shí)例中，纖維紗的供給是直接從預(yù)先纏繞好的纖維紗筒上提供的。纖維紗的供給也可直接來(lái)自前一道生產(chǎn)工藝。在送紗過(guò)程中，應(yīng)避免將纖維紗11中的纖維13捻轉(zhuǎn)。纖維加捻以后很難分散。另外，每卷紗自身張力應(yīng)控制好，這將有助于在整個(gè)浸漬過(guò)程中維持張力恒定。在送紗裝置與纖維紗分散器18之間也可設(shè)置一纖維紗導(dǎo)向板(未示出)，以幫助引導(dǎo)纖維通過(guò)分散器18。
在本實(shí)例中，纖維紗分散器18采用了一系列的輥?zhàn)?7和一空氣梳19，從而將纖維紗11分散成長(zhǎng)絲13。通常設(shè)有兩組輥?zhàn)?7，一組設(shè)在空氣梳19之前，一組設(shè)在其之后。輥?zhàn)?7主要有兩個(gè)作用;(1)是給纖維紗施加張力從而減少在操作中纖維紗的橫向松馳;(2)是減少纖維紗的振動(dòng)。輥?zhàn)涌刹捎萌魏芜m宜的材料做成，可以具有各種不同表面特征。但是采用平滑的聚四氟乙烯輥?zhàn)痈鼮楹线m，因?yàn)檫@種材料可使纖維分散良好。在所有使用的輥?zhàn)赢?dāng)中，至少要有一個(gè)，最好是最靠近涂覆裝置20的入口處的輥?zhàn)樱欢ㄒ捎脤?dǎo)體材料，最好是不銹鋼，這樣纖維紗在進(jìn)入涂覆系統(tǒng)20之前可以接地?？諝馐?9則已是一項(xiàng)眾所周知的工業(yè)技術(shù)。
纖維紗11在離開(kāi)送紗輪10以后，進(jìn)入第一組輥?zhàn)?7，纖維被分散開(kāi)。第一組輥?zhàn)拥呐帕蟹绞娇墒估w維紗11在通過(guò)時(shí)象紡織一樣，先從第一組輥?zhàn)?7的上面，然后緊接著從第二組輥?zhàn)拥南旅嫱ㄟ^(guò)，這樣可對(duì)纖維施加一個(gè)衡定的張力，并減少長(zhǎng)絲束13的振動(dòng)。纖維紗11然后進(jìn)入空氣梳19，在那里受到強(qiáng)制的空氣流的作用進(jìn)一步分散。舉例來(lái)說(shuō)，含有3，000根長(zhǎng)絲的紗通常要分散成1英寸以上的寬度才可保證所得到的預(yù)浸漬紗性質(zhì)柔軟。由于同樣的原因，第二組輥?zhàn)拥呐帕信c第一組輥?zhàn)拥呐帕蟹绞较嗨?。第二組輥?zhàn)拥淖詈笠粋€(gè)最好也是由導(dǎo)電材料做成，這樣纖維就可在進(jìn)入涂覆裝置前接地。
分散器18的裝置可以采用各種不同類型，其中包括平滑的，或刻有凹槽或有凸面的輥?zhàn)踊驖L筒;空氣梳;空氣梳和輥?zhàn)踊驖L筒結(jié)合使用;帶狀噴氣流;超聲波分散器;以及液體浴。在選擇纖維紗分散器時(shí)主要應(yīng)考慮的是其是否能將纖維紗分散成一聚集帶，最好此聚集帶僅有單長(zhǎng)絲厚，并且此分散器不會(huì)損壞纖維或長(zhǎng)絲。
在分散裝置18和涂覆裝置20之間，還可隨不同的應(yīng)用情況增加其它的工藝步驟。比如，在生產(chǎn)特殊用途的預(yù)浸漬紗時(shí)，可能還要采用清除纖維表面浸潤(rùn)劑，表面活化和施加粘結(jié)劑的裝置。
長(zhǎng)絲束13然后進(jìn)入涂覆裝置20，基體樹(shù)脂材料在此裝置中涂覆到纖維13的表面。在纖維13進(jìn)入和通過(guò)涂覆20時(shí)，仍然保持分散狀態(tài)?？梢允褂玫耐扛惭b置有很多種類，下面將舉例說(shuō)明。不過(guò)粉末噴涂裝置和靜電流化床兩種方法更為合適。采用粉末噴涂裝置時(shí)，一般來(lái)說(shuō)操作費(fèi)用較低。其它各種涂覆系統(tǒng)，比如濕粉末法，熱熔法以及溶液涂覆也可采用。
a.流化床在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，流化床裝置由一箱體21組成，其內(nèi)放有基體樹(shù)脂粉末22。在一空氣流和機(jī)械振動(dòng)的相互作用下，粉末22流體化。另外，通過(guò)一安裝在外殼28底部的高壓電極26使粉末帶電。電極26可由鋒利的尖狀物或象通常所用的細(xì)電線做成。在涂覆裝置的箱體21頂端有一出口32，使流化的空氣24可以由此出口逸出。
讓預(yù)浸漬紗纖維基質(zhì)從連接在一金屬框架上的幾個(gè)輥?zhàn)拥纳喜亢拖虏客ㄟ^(guò)，可同時(shí)達(dá)到接地和分散的目的。分散得好，則基質(zhì)很薄，更多粉末可涂上去，并且得到的產(chǎn)品更柔軟。如果纖維紗在涂覆之前不經(jīng)分散，這樣制得的預(yù)浸漬紗則很硬挺，其中的纖維也不可能完全涂覆。
粉末粒子22均勻地分散在涂覆裝置的容器28之內(nèi)。使用靜電涂覆，粉末粒子的粒度范圍盡量控制在20到80微米之間，平均粒度約為50微米。比此粒度更小和更大的粉末也曾被分別使用，制備出柔軟的預(yù)浸漬紗。粒度小于20微米的粉末用得很成功。實(shí)際上這些微細(xì)粉末，特別是粒度小于10微米的粒子，在流化床中聚結(jié)成較大的粒子。粒度最大達(dá)250微米的粗粒粉末也進(jìn)行了使用。但是預(yù)浸漬紗的柔軟度隨所使用的粉末粒度的增加而減小。短纖維狀的樹(shù)脂也同樣可以用作粉末22。在使用回收塑料時(shí)，由于回收塑料粉末通常都是用磨碎的方法得到的，而磨碎工藝的成本隨平均粒度減小而增加，因此一般傾向于使用粗顆粒。在考慮使用較粗粒度的粉末時(shí)，必須要結(jié)合柔軟性和預(yù)浸漬紗后加工中所要求的混合度這兩個(gè)相反因素綜合平衡。微孔板34對(duì)于通過(guò)此板的空氣24產(chǎn)生一個(gè)很高的阻力，從而可使得有足夠的空氣24在一較低的速度下通過(guò)，將粉末22流化。對(duì)微孔板34施加機(jī)械振動(dòng)可加強(qiáng)流化，并減少空氣在粉末床中的溝流和粉末結(jié)塊。流化床33中粉末22的厚度一般為2到4英寸(50到100毫米)。
在流化床裝置20中，粉末22的粒子對(duì)纖維產(chǎn)生靜電吸附。帶電的粉末粒子22相互排斥，最后上升到箱體21的上部，形成一帶電的粒子云40，而纖維就通過(guò)此粒子云。在本文列舉的這個(gè)實(shí)例中，采用的是靜電技術(shù)公司生產(chǎn)的C30型靜電流化床涂覆機(jī)。床身的尺寸為15厘米×15厘米。輸出電壓為0-90KV(千伏)，空氣進(jìn)量為每分鐘0-0.4標(biāo)準(zhǔn)立方米。流化床裝置20內(nèi)使用了離子化空氣裝置36，它是通過(guò)液化床33下面的電極通電而產(chǎn)生，以防止由于電火花31引燃流化粉末22的意外。
用來(lái)流化的空氣24必須干燥、清潔?？諝庵械呐K物會(huì)堵塞微孔板34，造成流化不均勻?？諝庵械臐駳鈺?huì)引起粉末22在流化床33中結(jié)塊，使流化效果降低。通常干燥空氣24的壓力在200到700千帕。每分鐘流過(guò)每平方米擴(kuò)散板34的流量約為1.5米3。流化的粉末是通過(guò)控制流化空氣24來(lái)維持流體狀態(tài)。一個(gè)常用的干燥流化空氣的方法是采用一裝滿硅膠的干燥柱(圖中未顯示)。另外，空氣還可通過(guò)冷凍方式干燥。濕空氣通入干燥柱中，經(jīng)過(guò)一絲網(wǎng)后與硅膠接觸。濕氣在干燥柱中被分離掉。干燥空氣24然后再由干燥柱的出口通入到流化床33中。
流化床裝置20中所采用的電壓一般在-30到-100KV之間。多數(shù)情況下，采用負(fù)電。輸出電壓大約不超過(guò)-100KV。在裝置20短路接地時(shí)，最大輸出功率不能超過(guò)所使用的粉末粒子22的引燃能量。所需使用的高電壓，取決于正在使用的粉末的性能，一般在-35到-90KV之間。例如，聚酯樹(shù)脂粉末在電壓小于或等于-40KV時(shí)，涂覆效果較好。而環(huán)氧樹(shù)脂粉末則在-40到-70KV之間操作較好。乙烯類樹(shù)脂粉末通常需要一較高的操作電壓，范圍在-60到-75KV。而對(duì)PEEK，較好的涂覆效果則出現(xiàn)在-70到-90KV之間。
為了將過(guò)量的涂覆粉末收集并送回到粉末供應(yīng)貯槽(圖中未顯示)，在涂覆系統(tǒng)中還裝有一個(gè)真空排氣裝置(圖中未顯示)。典型的排氣裝置是由一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)分離器或袋式過(guò)濾器組成(圖中未顯示)，或兩者結(jié)合使用。排氣裝置可以裝在頂部，進(jìn)口和出口，或者四周?？諝馀懦鏊俣葢?yīng)該大致與進(jìn)口空氣24的速度相同。在本實(shí)例中，排氣裝置采用一個(gè)濾筒式排氣裝置，將粉末收集在一個(gè)真空袋過(guò)濾器中進(jìn)行回收。排氣筒將空氣吸入，進(jìn)而帶入粉末，最后通過(guò)搖晃裝在筒內(nèi)的過(guò)濾袋將粉末回收。
纖維在樹(shù)脂涂覆容器內(nèi)的滯留時(shí)間一般為大約1到5秒鐘。這個(gè)時(shí)間的確定應(yīng)取決于纖維的種類，纖維分散的程度，塑料樹(shù)脂的種類，粒子的大小，涂覆器的操作條件，(比如空氣流速和靜電電荷)，以及預(yù)浸漬紗中所要求的樹(shù)脂含量。
纖維涂覆以后，就如圖1和圖8所示，送入加熱爐16，或者如圖9所示，直接通過(guò)一個(gè)陶瓷或其它材料的加熱器70。這一加熱過(guò)程應(yīng)在纖維離開(kāi)流化床裝置20以后盡快實(shí)施，以保證粉末22熔融，粘結(jié)在纖維上。否則電荷就會(huì)衰減，粉末會(huì)脫離纖維。加熱爐16或加熱器70的溫度取決于纖維和樹(shù)脂粉末22。但是在確定加熱爐16或加熱器70的溫度和在加熱爐16或加熱器70內(nèi)的滯留時(shí)間時(shí)，應(yīng)該要保證涂覆過(guò)的纖維在加熱爐中的滯留時(shí)間之內(nèi)，樹(shù)脂粉末22不會(huì)達(dá)到其分解溫度。加熱爐的溫度應(yīng)該要高到足以能將所有的塑料基體熔融。
對(duì)涂覆過(guò)的纖維可以采取傳導(dǎo)或輻射方式進(jìn)行加熱。在本實(shí)例中，加熱爐16是采用了一個(gè)倫德伯路(Lindberg)一段加熱管式爐，最高操作溫度為1200℃，長(zhǎng)度75厘米，內(nèi)徑5厘米。預(yù)浸漬紗在爐內(nèi)的典型滯留時(shí)間大約為2到20秒。在多數(shù)情況下，低于10秒鐘的滯留時(shí)間，足以將塑料液化，熔結(jié)到纖維表面。對(duì)于一些粘性熔體，比如高分子量的聚乙烯，往往需要較長(zhǎng)一些時(shí)間才可促使樹(shù)脂沿纖維表面的浸潤(rùn)。輻射式或傳導(dǎo)式的加熱都是適用的。
在回收的廢塑料制品當(dāng)中，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯通常要算作熔點(diǎn)最高的塑料。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的熔點(diǎn)將近250℃，因此加熱爐的溫度至少也要達(dá)到真熔點(diǎn)溫度，即250℃，最好設(shè)在300℃，甚至更高。為了減少在爐內(nèi)的滯留時(shí)間，并且加強(qiáng)樹(shù)脂浸潤(rùn)，加熱爐的溫度可以設(shè)得很高，而物料溫度并不會(huì)達(dá)到爐溫。當(dāng)加熱爐溫度超過(guò)400℃時(shí)，大多數(shù)回收塑料在一定的滯留時(shí)間內(nèi)都會(huì)降解。在這種情況下，必須要采取一定的措施將從纖維紗上滴落到加熱爐內(nèi)的樹(shù)脂粉末除去，否則，會(huì)增加火災(zāi)的可能性。
b.粉末噴涂利用粉末噴涂工藝將樹(shù)脂基體材料粒子涂覆到纖維表面，可以使用靜電噴槍或者摩擦靜電(摩擦充電)噴槍來(lái)進(jìn)行。靜電噴槍的最基本的設(shè)計(jì)就是一根管子帶有一個(gè)與高壓發(fā)電機(jī)相連的充電電極。粉末粒子用某種方式，一般是用驅(qū)動(dòng)氣流，通過(guò)槍管，并受電極作用帶電。帶電的粉末粒子然后被輸送到纖維表面，與纖維粘結(jié)，從而涂覆上去。纖維由于是接地的，這樣在帶電的粉末粒子和基質(zhì)之間就產(chǎn)生了一個(gè)相反的極性。
在本實(shí)例中，靜電噴槍是裝在一個(gè)粉末容器內(nèi)的，該容器取代了流化床。纖維在離開(kāi)分散器以后，進(jìn)入粉末容器內(nèi)。粉末狀樹(shù)脂被輸送到噴槍內(nèi)，使之帶電，然后再噴射到接地的纖維上面。部分帶電的粉末粒子粘結(jié)并涂覆到纖維表面，而其余的則被循環(huán)到噴槍中。涂覆過(guò)的纖維離開(kāi)的粉末容器，然后進(jìn)入加熱爐。
此方法的工藝參數(shù)包括有通過(guò)噴槍的空氣流速，粉末流入量，以及靜電大小。這些參數(shù)都是可變的，其數(shù)值的選擇主要是根據(jù)所使用的纖維和樹(shù)脂材料的性質(zhì)。比如，當(dāng)使用Ransburg-Gema AG 701-6型靜電噴槍，樹(shù)脂基體材料為粒度小于150微米的尼龍11粉末，并混有一些碳黑顏料;纖維紗為12K的碳纖維，已被分散成5厘米寬，在這種條件下，所采用的工藝條件是空氣流動(dòng)水平為0-7，粉末流動(dòng)水平為0-10，靜電大小為0到-80KV。表一列出了涂覆工藝參數(shù)和數(shù)值。
表一 涂覆工藝數(shù)值線速度 空氣流速 粉末流速 靜電大小 樹(shù)脂重量(米/分鐘) 水平 水平 (-KV) 含量(%)3.54 1.5 4.5 25 34.86.21 2.0 6.0 15 41.08.25 2.0 10.0 7 43.513.65 2.0 10.0 7 30.0c.濕粉末涂覆工藝在濕粉末涂覆工藝中，比如懸浮液法或乳液涂覆法，樹(shù)脂基體材料是潮濕的粉末。纖維紗在進(jìn)入涂覆裝置20之前不需要接地。因此，前面所提到的不銹鋼輥?zhàn)?7在此法中就不再需要。纖維在離開(kāi)分散器18以后，如需要，還可通過(guò)一個(gè)打底劑涂上增粘劑。
涂完增粘劑以后，纖維就進(jìn)入濕粉末涂覆系統(tǒng)，它是由一個(gè)輥?zhàn)油扛财?，一個(gè)濕粉末或乳液儲(chǔ)槽和一個(gè)懸浮液泵組成。樹(shù)脂基體材料懸浮在液體媒質(zhì)之中，該液體可以是水或溶液。水質(zhì)的液體媒質(zhì)中包括有水，有時(shí)還有一水溶性粘結(jié)劑。溶劑質(zhì)的液體媒質(zhì)包括有溶劑，需要時(shí)也含有一種可溶性粘結(jié)劑。纖維通過(guò)輥?zhàn)油扛财鞯纳媳砻?，輥?zhàn)右话阍谂c纖維運(yùn)行相反的方向上旋轉(zhuǎn)。輥?zhàn)油扛财鞯南卤砻媾c儲(chǔ)槽中的懸浮液或乳液相接觸。隨著不停地旋轉(zhuǎn)，輥?zhàn)訉腋∫夯蛉橐簬У缴媳砻?，使之與正在通過(guò)的纖維接觸從而涂覆上去。懸浮液泵可以維持懸浮液或乳液的濃度均勻。
涂覆了的纖維離開(kāi)輥?zhàn)油扛财骱螅M(jìn)入一干燥器，懸浮液涂覆過(guò)程中帶入的水分或溶劑在這里蒸發(fā)掉。如果樹(shù)脂融合到纖維表面，則水溶性粘結(jié)劑也可以除去。然后，干燥的纖維離開(kāi)干燥器進(jìn)入一個(gè)熔融器。在那里樹(shù)脂基體材料液化并浸潤(rùn)纖維表面。在濕粉末涂覆工藝法中，還有一個(gè)方法是不用輥?zhàn)油扛财鳎苯幼尷w維通過(guò)懸浮液或乳液，然后直接進(jìn)入干燥器。
d.熱熔融涂覆工藝熱熔融涂覆系統(tǒng)通常是由一個(gè)輥?zhàn)油扛财骰蛞粋€(gè)擠出機(jī)和一個(gè)模具所組成。熱熔融法使用輥?zhàn)訒r(shí)，其操作方式與上述的濕粉末涂覆系統(tǒng)相同，只是在這里，不再使用懸浮液或乳液貯槽，而是使用了一個(gè)含有樹(shù)脂基體材料的熱熔體貯槽。同濕粉末涂覆工藝一樣，輥?zhàn)油扛财饕部梢圆挥?，纖維可直接通過(guò)熱熔體貯槽。
熱熔融法使用擠出機(jī)和模具操作時(shí)，是將分散開(kāi)的纖維牽引通過(guò)一個(gè)縫型模具，而擠出機(jī)不停地向此模具提供熱熔體基體材料，在模具內(nèi)將纖維涂覆。口模成型段刻有溝槽以將預(yù)浸漬紗分成多股。當(dāng)樹(shù)脂基體的熱熔體與纖維接觸以后，纖維立即就被浸潤(rùn)。因此，可能就沒(méi)有必要再另設(shè)一個(gè)加熱爐去進(jìn)一步完成樹(shù)脂浸潤(rùn)。在此工藝中，一些特殊的裝置，比如帶有溝槽的模具，或者輥?zhàn)油扛财鳎赡苄枰褂?，以幫助將預(yù)浸漬紗分成多股。
e.溶液涂覆溶液涂覆工藝要使用各種溶劑。在此方法中，樹(shù)脂基體材料溶解在一個(gè)適當(dāng)?shù)娜軇┊?dāng)中，然后纖維通過(guò)此溶液，或者涂有溶液的輥?zhàn)?，從而將纖維涂覆，涂覆過(guò)的纖維通過(guò)一個(gè)干燥器，將溶劑蒸發(fā)掉。
6.預(yù)浸漬紗樣品a.碳纖維紗/PEEK樹(shù)脂基體材料使用Hercules公司的6K AS4碳纖維紗，未加任何浸潤(rùn)劑，長(zhǎng)絲直徑8微米。纖維通過(guò)一帶狀噴氣流，纖維紗被分散成大約60毫米寬。位于分散器入口和出口處的輥?zhàn)訉?duì)纖維紗產(chǎn)生張力。然后纖維紗通過(guò)一靜電床，床內(nèi)裝有ICI公司生產(chǎn)的PEEK 150 PF樹(shù)脂粉末，平均粒度為90微米。纖維紗與地相接，而粉末在負(fù)65KV的電壓下充電。纖維紗在橫向張力下以分散開(kāi)的形式通過(guò)一管式加熱爐，爐內(nèi)溫度為450℃，將PEEK溶融。纖維紗然后在空氣中冷卻，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)樱詈蟮竭_(dá)裝有張力調(diào)節(jié)的纏繞卷裝器。纖維紗在粉末涂覆器內(nèi)和加熱爐內(nèi)和加熱內(nèi)的滯留時(shí)間分別為1.4秒和6.7秒。線速度為每分鐘6.8米。預(yù)浸漬紗中纖維的體積含量為60%。預(yù)浸漬紗的撓曲剛度是890毫克-厘米，而未經(jīng)涂覆的纖維的撓曲剛度則是670毫克-厘米。通過(guò)對(duì)比分析，固結(jié)后的預(yù)浸漬紗的剛度大約是216，000毫克-厘米。
b.玻璃纖維紗/PEEK樹(shù)脂基體材料使用Owens Corning纖維玻璃公司的高溫S2玻璃纖維紗，每股紗含長(zhǎng)絲4，080根，經(jīng)高溫浸潤(rùn)劑處理，長(zhǎng)絲直徑9微米。樹(shù)脂基體材料是與上例a中相同的PEEK。玻璃纖維紗經(jīng)過(guò)帶狀噴氣流，最好在與最后一個(gè)接地的輥?zhàn)咏佑|之前，用一濕泡沫塊進(jìn)行清洗，以增加表面電導(dǎo)。然后玻璃長(zhǎng)絲紗通過(guò)一靜電床，床內(nèi)裝有ICI公司生產(chǎn)的PEEK 150 PF樹(shù)脂粉末，平均粒度為90微米。纖維紗與地相接，而粉末在負(fù)70KV電壓下充電。纖維紗在橫向張力下以分散開(kāi)的形式通過(guò)一管式加熱爐，爐內(nèi)溫度為450℃，將PEEK熔融。纖維紗然后在空氣中冷卻，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?，最后到達(dá)裝有張力調(diào)節(jié)的纏繞卷裝器。纖維紗在粉末涂覆器內(nèi)和加熱爐內(nèi)的滯留時(shí)間分別為5.2秒和26.3秒。線速度為每分鐘1.7米。預(yù)浸漬紗中的纖維體積含量為60%。
c.碳纖維紗/LaRC-TPI樹(shù)脂基體材料使用Hercules公司的6K AS4碳纖維紗，未經(jīng)任何浸潤(rùn)劑處理，各單纖維長(zhǎng)絲直徑8微米。樹(shù)脂基體材料是熱塑性聚亞酰胺LaRC TPI。預(yù)浸漬紗的制備方法如例a所述。當(dāng)碳纖維長(zhǎng)絲紗通過(guò)帶狀空氣流以及位于其前、后的輥?zhàn)右院?，進(jìn)入一靜電床，床中裝有Rogers公司生產(chǎn)的LaRCTPI粉末，平均粒度為35微米。纖維紗與地相接，而粉末在負(fù)67KV電壓下充電。為防止松散纖維紗在橫向張力下以分散開(kāi)的形式通過(guò)一管式加熱爐，爐內(nèi)溫度為400℃，將TPI熔融。纖維紗然后在空氣中冷卻，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?，最后到達(dá)裝有張力調(diào)節(jié)的纏張卷裝器。纖維紗然后在空氣中冷卻，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?，最后到達(dá)裝有張力調(diào)節(jié)的纏繞卷裝器。纖維紗在粉末涂覆器內(nèi)和加熱爐內(nèi)的滯留時(shí)間分別為3.2秒和16秒。線速度為每分鐘2.9秒。預(yù)浸漬紗中紗維的體積含量為37%。預(yù)浸漬紗的撓曲剛度為7，000毫克-厘米。而未經(jīng)涂覆的纖維紗的撓曲剛度則是670毫克-厘米。
7.預(yù)浸漬紗的涂覆后處理a.綜述當(dāng)纖維13在涂覆裝置20中被樹(shù)脂基體材料浸潤(rùn)以后，預(yù)浸漬紗50可以視情況需要通過(guò)一組拋光輥?zhàn)?6。這組輥?zhàn)?6可以設(shè)置在加熱爐16或加熱器70內(nèi)，也可設(shè)置在緊靠加熱爐16或加熱器70的出口處。但是不管在任何情況下，輥?zhàn)?6裝在設(shè)備8中的位置，都要處于樹(shù)脂基體材料仍然是液體狀態(tài)之處。拋光輪46的作用是迫使液態(tài)基體樹(shù)脂進(jìn)入纖維紗股內(nèi)，以得到較好的浸潤(rùn)，并減小由于遺留并固結(jié)在紗股外表面上的樹(shù)脂基體液滴所造成的股與股之間的表面阻力。
由于組成預(yù)浸漬紗的紗股很細(xì)，預(yù)浸漬紗50在離開(kāi)加熱爐16或加熱器70以后很快冷卻。通?？諝饫鋮s就足夠了。當(dāng)然在某些場(chǎng)合下，若使用鼓風(fēng)器，冷卻輥?zhàn)踊蝾愃蒲b置也可帶來(lái)某些益處。在冷卻過(guò)程中很重要的一點(diǎn)是要使分散開(kāi)的紗股保持足夠的張力，否則預(yù)浸漬紗中的各個(gè)紗股就會(huì)松散，相互粘并，形成大堆的紗股和樹(shù)脂基體的結(jié)塊，使得預(yù)浸漬紗的撓曲剛度很高。另外還有一點(diǎn)很重要的是不要讓預(yù)浸漬紗中的單根纖維在固結(jié)時(shí)相互接觸，這樣會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的股間粘結(jié)。需要時(shí)，也可以加熱爐16或加熱器70之后用一對(duì)流冷卻設(shè)施(圖中未顯示)使各股保持分開(kāi)。傳導(dǎo)冷卻的方式也可以使用。傳導(dǎo)冷卻需要表面接觸，這樣可以限制纖維紗的橫向移動(dòng)。在冷卻以后，也可以采用前面描述過(guò)的一些機(jī)械裝置進(jìn)行分股。但是單單依靠冷卻以后再進(jìn)行分股是很不好的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致超過(guò)限量的纖維破損。一般來(lái)說(shuō)，預(yù)浸漬紗中的樹(shù)脂基體的體積含量一定要在25%以上，只有這樣才能形成一個(gè)基本不含空洞的結(jié)構(gòu)，可用于進(jìn)一步加工成最終復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
夾送輪14的主要作用是在加工過(guò)程中牽引纖維紗11，并對(duì)纖維紗11施加足夠的張力，以防止其橫向自我松散。用于牽引纖維的裝置可以有很多種，其中包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)的夾送輪，最好是表面涂有橡膠;還有摩擦輥輪，最好也是有橡膠表面涂層。卷裝設(shè)備12可以是任何一種常用的帶有張力調(diào)節(jié)的纖維紗卷裝器。另外，預(yù)浸漬紗49也可直接輸送到下一道加工工藝，比如切割機(jī)，用以生產(chǎn)片狀或散狀模塑料的原料。
b.帶狀制品生產(chǎn)預(yù)浸漬紗的帶狀制品，就象圖8和圖9所表示的那樣，纖維13在涂覆裝置20中被樹(shù)脂基體材料潤(rùn)濕以后，預(yù)浸漬紗49就被送到成帶區(qū)109。本發(fā)明最傾向于使用的成帶裝置是采用兩個(gè)相匹配的輥?zhàn)樱粋€(gè)輥?zhàn)颖砻婵逃邪疾?0，而另一輥?zhàn)?2則帶有凸塊。圖10和圖11a表明了輥?zhàn)?0和輥?zhàn)?2的構(gòu)造。輥?zhàn)?2的凸塊與輥?zhàn)?0的凹槽相互匹配吻合。當(dāng)粉末熔結(jié)涂覆的纖維紗49通過(guò)帶有凹槽的輥?zhàn)?0和帶有凸塊的輥?zhàn)?2之間時(shí)，就將粉末熔結(jié)涂覆的纖維紗49轉(zhuǎn)變成具有已知幾何尺寸的預(yù)浸漬紗帶狀制品50。圖11b表示帶有凹槽的輥?zhàn)?0和帶有凸塊的輥?zhàn)?2的另一種構(gòu)造。在這里，凹槽普通是一下凹的形狀，而凸塊則普通成一個(gè)上凸的形狀，下凹面與上凸面之間相互匹配。如圖11a所示，輥?zhàn)?2的凸塊結(jié)構(gòu)與輥?zhàn)?0的凹槽相互匹配，相互吻合。柔軟的多股預(yù)浸漬紗通過(guò)輥?zhàn)?0和62之間，這樣纖維紗49就轉(zhuǎn)變成幾何形狀一定的帶狀制品50。輥?zhàn)?0和62一般是通過(guò)裝在其中一個(gè)輥?zhàn)由系臍飧?4，在一定的壓力下相互作用的，也可采用其它加壓的方法，如彈簧或液壓缸。
輥?zhàn)?0、62裝在熱熔結(jié)涂覆生產(chǎn)線的出口處，即成帶區(qū)，它取代了圖1中所示的分離步驟109。圖8中表明，輥?zhàn)?0和62安裝在熔融步驟107，也就是加熱爐16和卷裝步驟116，也就是收卷器12之間。在這個(gè)例子當(dāng)中，柔軟的多股預(yù)浸漬紗自加熱爐16中出來(lái)，由一安裝在兩輥之間輥隙附近的加熱器66對(duì)纖維紗49加熱，保持其溫度。聚焦石英紅外燈是一種合適的加熱器66，比如Argus公司生產(chǎn)的74.285型，功率大約2500瓦，由一3PN1010型Stalo自耦變壓器控制?？逃邪疾鄣妮?zhàn)?0的直徑大約為12.5厘米，寬度為2.5厘米，凹槽的寬度為1.25厘米，深0.31厘米。帶有凸塊的輥?zhàn)?2的直徑大約為12.5厘米，寬2.5厘米，與凹槽相匹配的凸塊的寬度為1.25厘米，高度為0.31厘米。通常是冷的輥?zhàn)?，可以讓纖維104分離，因此分離步驟109常常并不需要。另外，冷卻步驟112常常也可以通過(guò)這些輥?zhàn)觼?lái)完成，或通過(guò)長(zhǎng)絲104與周圍完全接觸來(lái)完成。
纖維紗49通過(guò)一收卷裝置12被牽引通過(guò)輥?zhàn)?0和62。當(dāng)纖維紗通過(guò)時(shí)，通過(guò)壓力裝置64，一個(gè)輥?zhàn)颖粔旱搅硪惠佔(zhàn)由?。氣缸是一種合適的壓力裝置64，比如Bimba公司生產(chǎn)的091.5D型，配有Speedaire公司生產(chǎn)的1Z838B型壓力控制器。一個(gè)合適的氣缸可以對(duì)0.5英寸寬的纖維紗49產(chǎn)生大約20psig[表壓(磅/平方英寸)]的力。當(dāng)使用帶有凸塊的輥?zhàn)?2時(shí)，纖維紗受力作用，進(jìn)入到凹槽與凸塊之間的縫隙，帶有凹槽的輥?zhàn)?0與帶有凸塊的輥?zhàn)?2之間的縫隙的幾何尺寸是一定的。纖維紗在此縫隙當(dāng)中壓合在一起，就形成了具有一定幾何尺寸的柔軟的帶狀制品50。生產(chǎn)者根據(jù)需要選擇輥?zhàn)?0的凹槽與輥?zhàn)?2的凸塊的尺寸以生產(chǎn)出所需幾何尺寸的帶狀制品50。當(dāng)使用帶有凸面的輥?zhàn)?2時(shí)，纖維紗在外力作用下，進(jìn)入凹面與凸面之間，在那里壓合在一起，從而形成一已知幾何尺寸的柔軟帶狀制品50。生產(chǎn)者根據(jù)需要選擇凹面輥?zhàn)?0和凸面輥?zhàn)?2的相對(duì)半徑，以生產(chǎn)出所需幾何尺寸的帶狀制品50。輥?zhàn)?0，62通常是用空氣冷卻，以使樹(shù)脂基體固化，這樣帶狀制品50就可以操作處理。帶狀制品50然后再經(jīng)過(guò)一導(dǎo)向輪68，通過(guò)收卷裝置12卷裝起來(lái)。
在圖9顯示的例子中，輥?zhàn)尤〈思訜釥t16。如果不使用加熱爐16，通常要用一個(gè)第二加熱器70。陶瓷加熱器可以適合此用途，比如GTE Sylvania公司生產(chǎn)的陶瓷加熱器，功率為500瓦，尺寸12.5×6.25厘米，裝有Barber-Coleman 560型控制器。這個(gè)加熱器70的作用是用來(lái)將粉末22熔化在纖維紗上，以得到粉末熔結(jié)涂覆的纖維紗49。纖維紗49然后再通過(guò)以上結(jié)合圖8描述過(guò)的成帶區(qū)。
加熱器66和70的功率大小取決于材料和生產(chǎn)的線速度。對(duì)于生產(chǎn)6K的碳纖維紗，用PEEK樹(shù)脂涂覆，線速度每分鐘1.5米，制成1.25厘米寬的帶子，上面所提到的加熱器就可適用。
現(xiàn)在另舉一個(gè)例子，成帶區(qū)是由一個(gè)凸面或凹面的輥?zhàn)?0組成，如圖12和13所示。粉末熔結(jié)涂覆的纖維紗49在張力下通過(guò)輥?zhàn)?0圓周上的某一點(diǎn)，在張力和輥?zhàn)拥陌济嫘螤畹墓餐饔孟?，纖維紗移到凹面的最低點(diǎn)，從而由纖維紗49轉(zhuǎn)變成幾何形狀已定的帶狀材料50。纖維紗所受到的張力可通過(guò)收卷裝置12或圖中未顯示的其它種類的裝置來(lái)提供。通過(guò)改變輥?zhàn)?0凹面結(jié)構(gòu)的相對(duì)半徑以及作用在纖維紗49上的張力，就可將纖維紗49并合在一起，轉(zhuǎn)變成幾何尺寸選定的柔軟的帶狀材料50。同前例一樣，輥?zhàn)?0也可以加以冷卻，從而可使樹(shù)脂基體材料固化，使帶狀材料50例于操作處理。帶狀材料50然后通過(guò)導(dǎo)向輪68，通過(guò)收卷裝置12卷裝起來(lái)。另外，只要纖維紗上受到的張力足以能使柔軟的多股預(yù)浸漬紗轉(zhuǎn)變成帶狀，也可使用一個(gè)或多個(gè)平面輥?zhàn)印?br> 圖20，21和22是用本發(fā)明生產(chǎn)的預(yù)浸漬紗的截面的照片。這些預(yù)浸漬紗是用玻璃纖維和聚丙烯基體材料做成。圖23是用本發(fā)明制備的聚丙烯和加強(qiáng)玻璃纖維增強(qiáng)長(zhǎng)絲的帶狀材料的照片。圖23a的帶狀材料是在每分鐘3米的線速度，采用一個(gè)114紅外燈熔融樹(shù)脂材料的條件下制備的，輥?zhàn)铀艿膲毫?75千帕。圖23b的帶狀材料的制備條件為線速度每分鐘1.4米，樹(shù)脂基體材料在370℃下熔融，輥?zhàn)由系膲毫?75千帕。
由本發(fā)明的方法，用粉末熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗制成的帶狀材料，具有一特定的幾何形狀，適合于長(zhǎng)絲纏繞，先進(jìn)的纖維紗鋪放工藝以及擠拉等不同的加工方法。在長(zhǎng)絲纏繞方法中，采用一個(gè)與最終產(chǎn)品形狀相同的芯軸，將纖維紗纏繞在芯軸上。纖維鋪放架沿著芯軸來(lái)回移動(dòng)一定的距離，這是通過(guò)一個(gè)開(kāi)環(huán)的控制器加以控制的。由于是開(kāi)環(huán)的，控制器并不監(jiān)測(cè)纖維紗的寬度。如果鋪放的纖維紗的寬度太窄，則在相鄰的纖維紗之間會(huì)產(chǎn)生一空隙;相反如果太寬，相鄰鋪放的纖維紗就會(huì)相互疊加。這兩種情況都會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。先進(jìn)鋪放工藝對(duì)纖維紗也有同長(zhǎng)絲纏繞類似的要求。
在擠拉工藝中，紗維束受拉力通過(guò)模具，形成一連續(xù)的二維的形狀。如果被送過(guò)模具里的纖維紗沒(méi)有一定的幾何形狀，勢(shì)必會(huì)在模具內(nèi)重新排列，造成最終產(chǎn)品中纖維分散不均勻，否則纖維或模具就會(huì)破壞。這種紗維的重新排列，產(chǎn)生了摩擦阻力，導(dǎo)致了牽引力的增加，也會(huì)引起纖維，甚至模具損壞。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，都表明需要采用具有一定幾何尺寸的預(yù)浸漬紗。另外，長(zhǎng)絲纏張和擠拉等加工工藝都需要柔軟的預(yù)浸漬紗作為原料，才能保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。而本發(fā)明的柔軟的多股預(yù)浸漬帶狀材料正可以達(dá)到幾何形狀準(zhǔn)確，并且性質(zhì)柔軟。
c.無(wú)紡織物如圖14-17所示，在預(yù)浸漬紗133冷卻時(shí)，或冷卻以后，將它們用手工或機(jī)械排列組合起來(lái)，成為所需要的或者合適的結(jié)構(gòu)，這樣就可以制備成理想的織物139。比如，預(yù)浸漬紗133可以象圖14a所示的那樣，排列成單向的;也可象15a那樣，排列成多向的，或者任意其它方向。然后將預(yù)浸漬紗133相互鋪疊，結(jié)合在一起，即可成為本發(fā)明的無(wú)紡、柔軟、多股預(yù)浸漬紗織物。將預(yù)浸漬紗133結(jié)合在一起的方法很多。對(duì)鋪疊在一起的預(yù)浸漬紗，在選定的點(diǎn)用熱熔方式連接起來(lái)，可做成點(diǎn)連接137的預(yù)浸漬紗織物。作為例子，圖16可用作各種連接的一種形式。其它結(jié)合預(yù)浸漬紗133的方法還有用粘結(jié)劑纖維或紗線縫紉或紡織;針刺;水錘或壓力點(diǎn)連接。圖17表明，縫線138做出的織物139很好。圖24的照片是用纖維交織結(jié)合而成的單向預(yù)浸漬紗無(wú)紡織物。
采用多頭鋪放設(shè)備可以將預(yù)浸漬紗133制成三維無(wú)紡織物，具有復(fù)雜外形的無(wú)紡織物以及二維或三維的預(yù)成型體。鋪放纖維的芯軸(未示出)的形狀可以按不同的要求制作，最終制出所需形狀的織物或預(yù)成型體。本發(fā)明的這些產(chǎn)品可適合于制造各種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。無(wú)紡織物可以象加工粘手的熱固性預(yù)浸漬紗帶那樣，鋪放成高級(jí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。無(wú)紡織物可做成預(yù)成型體用于樹(shù)脂傳遞模塑或模壓工藝。采用管子壓延法可制成管狀預(yù)成型體，這種工藝常用于制備高爾夫球桿，網(wǎng)球拍和帆船桅桿。
除此之外，也可制備一種價(jià)格低廉的二維織物，再用于后道工藝加工。本發(fā)明的產(chǎn)品比起用柔軟多股預(yù)浸漬紗制成的紡織或編織織物的價(jià)格要低。用本發(fā)明的技術(shù)，含有室溫下為固體的樹(shù)脂材料的織物可做得很柔軟。而通常的技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的織物卻很硬挺。本發(fā)明使用固體樹(shù)脂基體做成的織物既達(dá)到柔軟，而且又浸潤(rùn)很好。樹(shù)脂基體和增強(qiáng)纖維都采用纖維形狀的織物結(jié)構(gòu)，例如多混紗，交混編織，或纖維層、樹(shù)脂層交替鋪放的結(jié)構(gòu)，盡管也很柔軟，但卻不能實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)，因而在固結(jié)過(guò)程中，這種雙纖維結(jié)構(gòu)就需要采用比本發(fā)明織物更加苛刻的加工條件。
上面的所有描述，只是用作說(shuō)明解釋之用，而并不是用來(lái)限止本發(fā)明方法的范圍。下面即為本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種性能改進(jìn)的，柔軟的預(yù)浸漬紗的生產(chǎn)方法，該預(yù)浸漬紗包括多股預(yù)浸漬紗股，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股中含有增強(qiáng)長(zhǎng)絲和樹(shù)脂基體材料，該預(yù)浸漬紗的生產(chǎn)方法包括有下列各個(gè)步驟(a)將一股包括很多增強(qiáng)長(zhǎng)絲組成的纖維紗分散，使所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲分散開(kāi)來(lái)但仍保持一體；(b)用所說(shuō)樹(shù)脂基體材料涂覆所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲，在所說(shuō)樹(shù)脂基體材料與所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲之間產(chǎn)生界面粘結(jié)；(c)將與所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲相接觸的所說(shuō)樹(shù)脂基體材料液化，直到所說(shuō)樹(shù)脂基體材料涂覆在所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲上面，形成所說(shuō)預(yù)浸漬紗股。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括有下列步驟(d)將預(yù)浸漬紗股冷卻，在此冷卻過(guò)程中，阻止相鄰的紗股粘并，直至樹(shù)脂基體材料固化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括有下列步驟(e)將涂覆過(guò)的增強(qiáng)長(zhǎng)絲相互分離開(kāi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括有下列步驟(d)將熱熔結(jié)涂覆過(guò)的所說(shuō)預(yù)浸漬紗通過(guò)一成型裝置，制成經(jīng)熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗帶狀材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)的成型裝置對(duì)經(jīng)熔結(jié)涂覆的所說(shuō)預(yù)浸漬紗產(chǎn)生壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所說(shuō)制備經(jīng)熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗帶狀材料的步驟是在所說(shuō)樹(shù)脂基體材料柔順的溫度下進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括對(duì)所說(shuō)預(yù)浸漬紗股冷卻的步驟，在此冷卻過(guò)程中，阻止相鄰的預(yù)浸漬紗股相互粘并，直至所說(shuō)經(jīng)熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗轉(zhuǎn)變成經(jīng)熔結(jié)涂覆的所說(shuō)預(yù)浸漬紗帶狀材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)的帶狀材料成型過(guò)程是通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)相匹配的輥?zhàn)油瓿傻?。在這些輥?zhàn)又?，至少有一個(gè)輥?zhàn)樱鋱A周一般是凸出的形狀，同時(shí)也至少有一個(gè)輥?zhàn)樱鋱A周一般是凹下的形狀，經(jīng)熔結(jié)涂覆的所說(shuō)預(yù)浸漬紗通過(guò)上凸和下凹的輥?zhàn)又g的空隙，所說(shuō)輥?zhàn)又兄辽儆幸粋€(gè)輥?zhàn)邮芰ψ饔茫瑥亩鴮⑺f(shuō)力傳遞給通過(guò)所說(shuō)輥?zhàn)娱g的經(jīng)熔結(jié)涂覆過(guò)的所說(shuō)預(yù)浸漬紗。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)的帶狀材料的成型步驟是通過(guò)一個(gè)圓周一般是下凹的結(jié)構(gòu)的輥?zhàn)油瓿傻?，熔結(jié)涂覆過(guò)的所說(shuō)預(yù)浸漬紗受到張力，并位于下凹圓周結(jié)構(gòu)的至少一部位內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，它還包括下列各步驟(e)將包括至少一預(yù)浸漬紗鋪疊成層，以形成一多層預(yù)浸漬紗結(jié)構(gòu);(f)將鋪疊在一起的所說(shuō)預(yù)浸漬紗連接在一起，形成一無(wú)紡預(yù)浸漬紗織物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所說(shuō)多層預(yù)浸漬紗在步驟e中鋪疊成單向結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所說(shuō)多層預(yù)浸漬紗在步驟12e中鋪疊成多向結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，將所說(shuō)預(yù)浸漬紗連接在一起的方法選自熱熔融，線縫，針刺，壓力點(diǎn)連接，液體錘，纏結(jié)，粘結(jié)劑長(zhǎng)絲混紡，粘結(jié)劑紗線混紡。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，步驟e和f多次重復(fù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括有下列各步驟(e)將包括至少一所說(shuō)預(yù)浸漬紗鋪疊成層，以形成一多層預(yù)浸漬紗結(jié)構(gòu);(f)將所說(shuō)預(yù)浸漬紗排列成所需的預(yù)成型體結(jié)構(gòu);(g)將所說(shuō)預(yù)浸漬紗連接在一起，形成一預(yù)成型體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，步驟e，f，g以任意順序進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，步驟e，f，g同時(shí)進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，步驟e，f，g多次重復(fù)進(jìn)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括下列步驟(e)將所說(shuō)多股預(yù)浸漬紗構(gòu)造成復(fù)合材料制品。
20.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料是未經(jīng)使用過(guò)的原料。
21.根據(jù)1、2、3、4、10、15或18的方法中，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料是未經(jīng)使用過(guò)的原料。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料首先切碎，再研磨成粉末，然后涂覆到增強(qiáng)單纖維上去。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料主要是由新塑料和回收塑料的混合物組成。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料主要是由一種回收塑料組成。
25.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)的分散是橫向分散。
26.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲的分散是由作用在所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲的軸向張力來(lái)維持的。
27.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料是以粉末狀與所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲相接觸的。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所說(shuō)粉末所包括的粒子平均直徑比所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲的平均直徑大兩倍以上。
29.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料選自ABS系列，縮醛類，丙烯酸類，醇酸樹(shù)脂，烯丙基類，氨基類，環(huán)氧類，氟塑料，呋喃類，蜜胺類，尼龍類，酚醛類，苯基氧化物和苯基醚類，聚酰胺，聚酰胺-亞酰胺，聚丁烯類，聚碳酸酯，聚酯，聚雙醚酮，聚醚酮，聚亞酰胺醚，聚乙烯類，聚亞酰胺類，聚甲基戊烯類，聚硫化苯類，聚丙烯類，聚苯乙烯類，聚氨酯類，砜類，脲類和乙烯基類，上述材料的混合物，銅，低熔點(diǎn)金屬，陶瓷的母體化合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲的平均直徑不超過(guò)25微米。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲是連續(xù)長(zhǎng)絲。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于，所說(shuō)單纖維的熔點(diǎn)高于用其制備的預(yù)浸漬紗的固結(jié)溫度。
33.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲在電氣上是接地的。
34.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲選自玻璃纖維，碳纖維，石墨纖維，有機(jī)纖維，陶瓷纖維，金屬纖維和混紡纖維。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其特征在于，所說(shuō)有機(jī)纖維選自熔點(diǎn)很高的液晶纖維。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其特征在于，所說(shuō)混紡纖維選自酰胺/碳;酰胺/玻璃;酰胺/碳/玻璃，和碳/玻璃纖維。
37.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲在冷卻步驟中相互分離。
38.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)長(zhǎng)絲在冷卻步驟之前相互分離。
39.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲在相當(dāng)大的程序上被樹(shù)脂基體材料浸潤(rùn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)紗股的平均長(zhǎng)度大于其平均寬度。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其特征在于，所說(shuō)紗股的平均寬度大于其平均厚度。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其特征在于，所說(shuō)平均長(zhǎng)度至少是寬度的30倍。
43.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股中的樹(shù)脂基體材料的體積含量超過(guò)25%。
44.根據(jù)1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均每股厚度約小于100微米。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均每股厚度約小于75微米。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均每股厚度約為10到50微米之間。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均每股厚度約為15到30微米之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求2、3、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)涂覆過(guò)的增強(qiáng)長(zhǎng)絲在冷卻過(guò)程中分組形成預(yù)浸漬紗股。
49.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，它在所說(shuō)分散步驟和涂覆步驟之間還進(jìn)一步包括一個(gè)脫除所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲的退漿的步驟。
50.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，它在所說(shuō)分散步驟和涂覆步驟之間，還包括一個(gè)對(duì)所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲施加增粘劑或上漿液的步驟。
51.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，它在所說(shuō)分散步驟和涂覆步驟之間，還包括一個(gè)對(duì)所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲進(jìn)行表面活化的步驟。
52.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括一個(gè)集合(gathering)步驟。
53.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，它還進(jìn)一步包括一個(gè)拋光步驟。
54.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)涂覆步驟是通過(guò)一個(gè)靜電流化床涂覆裝置來(lái)完成的。
55.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、10、15或18的方法，其特征在于，所說(shuō)涂覆步驟是通過(guò)一個(gè)粉末涂覆裝置來(lái)完成的。
56.一種性能改進(jìn)的柔軟的預(yù)浸漬紗，它包括多股預(yù)浸漬紗股，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股包括增強(qiáng)單纖維和樹(shù)脂基體材料;所說(shuō)增強(qiáng)材料被分散開(kāi)來(lái)，但仍保持一體，然后在很大程序上被所說(shuō)樹(shù)脂基體材料浸潤(rùn)，使得所說(shuō)預(yù)浸漬紗股充分固結(jié)成復(fù)合材料制品，且所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均厚度小于100微米。
57.一種已知幾何形狀的，性能經(jīng)改進(jìn)的，柔軟的預(yù)浸漬紗帶狀材料，它包括根據(jù)權(quán)利要求56中的預(yù)浸漬紗，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股被轉(zhuǎn)變成預(yù)浸漬紗帶，使得預(yù)浸漬紗股中的空隙要少于預(yù)浸漬紗帶狀材料中的空隙。
58.根據(jù)權(quán)利要求57中的性能經(jīng)改進(jìn)的柔軟的預(yù)浸漬紗帶狀材料的制備過(guò)程，其特征在于，包括如下步驟(a)提供增強(qiáng)長(zhǎng)絲和樹(shù)脂基體材料;(b)用所說(shuō)樹(shù)脂基體材料涂覆所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲;(c)對(duì)所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲和所說(shuō)樹(shù)脂基體材料加熱，使與所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲接觸的所說(shuō)樹(shù)脂基體材料液化，并涂覆所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲，從而制成熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗;(d)將所說(shuō)熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗通過(guò)一成型裝置，對(duì)其施以成型力，從而將其轉(zhuǎn)變成熔結(jié)涂覆的預(yù)浸漬紗帶狀材料。
59.一種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物，它包括根據(jù)權(quán)利要求56中的那種預(yù)浸漬紗，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗被鋪疊成包括至少一預(yù)浸漬紗層，然后再連接起來(lái)，從而制成無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物。
60.一種根據(jù)權(quán)利要求59的那種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物制成的多維預(yù)成型體，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗被鋪疊成包括至少一預(yù)浸漬紗層，然后連接成所需要的構(gòu)型，從而制成預(yù)成型體。
61.一種根據(jù)權(quán)利要求56中的多個(gè)預(yù)浸漬紗制成的復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)多個(gè)預(yù)浸漬紗被排列成所需要的構(gòu)型，然后將它們連接成具有所說(shuō)復(fù)合材料制品一般結(jié)構(gòu)的預(yù)成型體，再將所說(shuō)預(yù)成型體進(jìn)一步加工成所說(shuō)復(fù)合材料制品。
62.一種根據(jù)權(quán)利要求56中的多個(gè)預(yù)浸漬紗組成的復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料包括回收塑料;所說(shuō)增強(qiáng)長(zhǎng)絲在很大程度上被所說(shuō)樹(shù)脂基體材料浸潤(rùn)，使得所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的空隙含量要低于多股預(yù)浸漬紗的空隙含量。
63.根據(jù)權(quán)利要求56-62中任一權(quán)利要求的那種性能經(jīng)改進(jìn)的，柔軟的預(yù)浸漬紗，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均厚度小于75微米。
64.根據(jù)權(quán)利要求63中的那種性能經(jīng)改進(jìn)的預(yù)浸漬紗，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均厚度約為10到50微米。
65.根據(jù)權(quán)利要求64中的那種性能經(jīng)改進(jìn)的，柔軟的預(yù)浸漬紗，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股的平均厚度約為10到30微米。
66.根據(jù)權(quán)利要求56-62中任一權(quán)利要求的那種性能經(jīng)改進(jìn)的柔軟的預(yù)浸漬紗帶狀材料，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗中各紗股之間通過(guò)共有的增強(qiáng)長(zhǎng)絲相連接。
67.根據(jù)權(quán)利要求59中的那種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物，其特征在于，所說(shuō)多層預(yù)浸漬紗鋪疊成單向構(gòu)型。
68.根據(jù)權(quán)利要求59中的那種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物，其特征在于，所說(shuō)多層預(yù)浸漬紗被鋪疊成多向構(gòu)型。
69.根據(jù)權(quán)利要求59中的那種無(wú)紡預(yù)浸漬紗的織物，其特征在于，將所說(shuō)預(yù)浸漬紗連接在一起的方法選自熱熔融連接，線縫，針刺，壓熔樹(shù)脂基體材料，壓力點(diǎn)連接，液體錘，纏結(jié)，粘結(jié)劑長(zhǎng)絲混紡，粘結(jié)劑紗線混紡。
70.根據(jù)權(quán)利要求62中的那種復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料還包括未經(jīng)使用過(guò)的新塑料。
71.根據(jù)權(quán)利要求62中的那種復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料主要包括回收塑料。
72.根據(jù)權(quán)利要求62中的那種復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料主要包括塑料混合物。
73.根據(jù)權(quán)利要求62中的那種復(fù)合材料制品，其特征在于，所說(shuō)樹(shù)脂基體材料主要包括一種回收塑料組成。
74.根據(jù)權(quán)利要求56-61中任一權(quán)利要求的那些制品，其特征在于，所說(shuō)預(yù)浸漬紗股中的空隙含量要低于預(yù)浸漬紗中的空隙含量。
全文摘要
一種改進(jìn)的柔軟的多股預(yù)浸漬紗，用其制作的產(chǎn)品以及制備的方法。該預(yù)浸漬紗包括由增強(qiáng)長(zhǎng)絲和基本上將之浸潤(rùn)的樹(shù)脂基體材料構(gòu)成的多股預(yù)浸漬紗股。長(zhǎng)絲預(yù)浸漬紗股實(shí)際上成為不含空隙的復(fù)合材料制品。制備該預(yù)浸漬紗的方法包括步驟分散增強(qiáng)長(zhǎng)絲；樹(shù)脂基體材料涂覆增強(qiáng)纖維，使樹(shù)脂基體材料與增強(qiáng)長(zhǎng)絲之間產(chǎn)生界面粘結(jié)；加熱與增強(qiáng)材料相接觸的樹(shù)脂基體材料；冷卻預(yù)浸漬紗股。產(chǎn)品包括帶狀材料，無(wú)紡織物，多向織物，預(yù)成型體和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)等。
文檔編號(hào)D02G3/40GK1082125SQ92109098
公開(kāi)日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1992年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月31日
發(fā)明者J·D·馬齊, B·瓦魯希斯, J·S·科爾頓 申請(qǐng)人:佐治亞科技研究公司