專利名稱：粗紗和生產(chǎn)粗紗的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及玻璃纖維粗紗并涉及用于由直接拉拔卷裝生產(chǎn)粗紗和復(fù)合制品的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在玻璃纖維工業(yè)方面，許多應(yīng)用中使用粗紗制品。例如，在噴射粗紗(gun roving)應(yīng)用中，將玻璃纖維粗紗制品或粗紗送到短切機(jī)噴射裝置(chopper gun)中，該噴射裝置把粗紗短切成玻璃纖維的短片段。把這種短切無(wú)捻粗紗與樹(shù)脂混合并噴射到模具上。然后，至少一名工人在該模具上輾滾該噴射的纖維玻璃/樹(shù)脂復(fù)合材料以便將它弄平，把它均勻地展開(kāi)，并使其容易潤(rùn)濕。然后固化這一復(fù)合材料，并通常把它從模具中取出，產(chǎn)生具有所需形狀的復(fù)合材料。
粗紗卷裝通常通過(guò)卷繞玻璃纖維絲束由至少兩個(gè)形成的卷裝制造，以便形成集裝好的粗紗。當(dāng)從與一批熔融態(tài)玻璃連接的纖維成型設(shè)備或拉絲坩堝拉拔出玻璃長(zhǎng)絲時(shí)，形成絲束。把這些長(zhǎng)絲收集成一束或多束絲束，并卷繞在拉絲成形卷繞機(jī)的旋轉(zhuǎn)拉絲機(jī)頭上，以便產(chǎn)生卷成卷裝。在卷繞期間，拉絲機(jī)頭繞水平、縱向軸旋轉(zhuǎn)，以卷繞絲束并為形成卷成卷裝而擺動(dòng)。將多束絲束(典型地2至12束)卷繞成單個(gè)卷成卷裝或形成絲餅。拉絲成形卷繞機(jī)一般具有12英寸的擺動(dòng)拉絲機(jī)頭，并典型地以3000米/分鐘的卷繞速度操作。在卷繞速度為3000米/分鐘并且用12英寸拉絲機(jī)頭時(shí)，拉絲成形卷繞機(jī)應(yīng)當(dāng)以約3100轉(zhuǎn)/分鐘運(yùn)行。該拉絲成形卷繞機(jī)利用旋臂協(xié)助構(gòu)造卷成卷裝。這些旋臂控制絲束放置，以便逐步且均勻地構(gòu)造出卷成卷裝。
通過(guò)匯集來(lái)自多個(gè)卷成卷裝(每個(gè)卷成卷裝具有2到12束絲束)的多束絲束并且用粗紗卷繞機(jī)圍繞水平、縱向軸旋轉(zhuǎn)的拉絲機(jī)頭卷繞這些絲束，形成粗紗卷裝。用這種方式形成的粗紗稱作“集裝粗紗”。常規(guī)的集裝粗紗一般由30至60束絲束卷繞形成。例如，可通過(guò)在粗紗卷繞機(jī)上卷繞12束卷成卷裝形成具有200碼/磅產(chǎn)出的常規(guī)集裝粗紗，每個(gè)卷成卷裝具有4束絲束且每束絲束具有200根長(zhǎng)絲且長(zhǎng)絲直徑為10至13微米。這些絲束一般具有圓形或橢圓形截面。
粗紗應(yīng)用，例如噴射粗紗應(yīng)用，需要由許多具有高長(zhǎng)絲支數(shù)的絲束形成的玻璃纖維紗束。用于粗紗應(yīng)用的現(xiàn)行集裝粗紗具有許多弊病。對(duì)現(xiàn)行粗紗的一個(gè)主要關(guān)切是劈裂效率?！迮研省迨谴旨喸谄錇橐子谀雺杭庸ざ糖泻笾匦路珠_(kāi)成絲束的能力。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，″劈裂效率″是指，短切粗紗后的絲束的表觀數(shù)除以實(shí)際用于形成該粗紗的總絲束數(shù)。劈裂效率常常被表示為百分?jǐn)?shù)。盡管人們希望會(huì)有100％的劈裂效率，但是使用現(xiàn)行的集裝粗紗制品不能商業(yè)獲得這樣一種劈裂效率。
現(xiàn)行的集裝粗紗制品還包括其它缺陷，例如，由于集裝粗紗表面上的懸線而難于退繞出，把切短玻璃粗紗(chopped rovings)碾壓開(kāi)的勞務(wù)成本高，以及碾壓時(shí)發(fā)生的“回跳”和“符合度”。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及玻璃纖維粗紗，涉及玻璃纖維噴射粗紗，以及涉及玻璃纖維集裝粗紗。本發(fā)明還涉及用于形成玻璃纖維粗紗的方法和系統(tǒng)，涉及用于形成玻璃纖維噴射粗紗的方法和系統(tǒng)，以及涉及用于形成玻璃纖維集裝粗紗方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及形成復(fù)合制品的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包裝單元(packaging unit)。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，玻璃纖維噴射粗紗含有許多從眾多直接拉拔卷裝得到的絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單獨(dú)一束玻璃纖維絲束。使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，這產(chǎn)生了有兩個(gè)基本上平表面的圓柱形卷裝。本發(fā)明實(shí)施方案中有用的直接拉拔卷繞機(jī)的例子允許來(lái)自單個(gè)拉絲坩堝的多束絲束被高速卷繞成多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束。除了其它特征以外，在一個(gè)實(shí)施方案中使用直接拉拔卷繞機(jī)將絲束卷繞成直接拉拔卷裝，這產(chǎn)生了一種與常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上卷繞的絲束相比，橫截面較扁平的絲束。卷繞成直接拉拔卷裝的絲束的橫截面可用其有效縱橫比表征。在噴射粗紗的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比大于5.9。在一些另外的非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能在5.9和10之間。
玻璃纖維集裝粗紗的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括一個(gè)卷繞好的卷裝，該卷裝含有來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的10至200束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束?？墒褂么旨喚砝@機(jī)卷繞該集裝粗紗。
形成玻璃纖維噴射粗紗的方法的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案包括，提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心(hollowcenter)和單束的玻璃纖維絲束；從每個(gè)直接拉拔卷裝經(jīng)過(guò)直接拉拔卷裝的中心給紗；和結(jié)合這些絲束以便形成噴射粗紗。可使用至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)，且每臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上能卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝，將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝。在另外一些非限制性的實(shí)施方案中，可加大每束絲束的有效縱橫比。在另外一些非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能在5.9和10之間。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案，形成玻璃纖維集裝粗紗的方法包括提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心和單束的玻璃纖維絲束；和從多個(gè)直接拉拔卷裝中卷繞這些絲束以便形成一個(gè)玻璃纖維集裝粗紗?？墒褂弥辽僖慌_(tái)直接拉拔卷繞機(jī)，其具有每單臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝的能力，將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝。在另外一些非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能大于5.9，而且可能進(jìn)一步地在5.9和10之間。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案，該集裝粗紗是帶有二個(gè)基本上平直表面的圓柱體，并且這些基本上平直表面的每一個(gè)基本上沒(méi)有懸線。
用于形成玻璃纖維集裝粗紗的系統(tǒng)的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括一定供應(yīng)量的熔融態(tài)玻璃；至少一個(gè)拉絲坩堝；至少一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器；至少一臺(tái)能夠同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)；和一臺(tái)粗紗卷繞機(jī)?？蓪⒃撊廴趹B(tài)玻璃提供給至少一個(gè)拉絲坩堝，由其形成玻璃纖維絲。這些玻璃纖維絲至少部分地用粘結(jié)劑涂覆，并可收集成至少四束絲束。在至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上，這至少四束絲束可被卷繞成至少四個(gè)直接拉拔卷裝，而且每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束。來(lái)自這些直接拉拔卷裝的絲束可在這臺(tái)粗紗卷繞機(jī)中集裝形成一個(gè)集裝粗紗。
本發(fā)明還涉及形成復(fù)合制品的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，形成復(fù)合制品的方法包括結(jié)合來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的多束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成一條粗紗；把這一粗紗供應(yīng)給一粗紗噴射裝置(roving gun)；短切該粗紗；將此切短玻璃粗紗與一種樹(shù)脂至少部分地混合；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂。可使用一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，該卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝。來(lái)自每個(gè)直接拉拔卷裝的這些絲束可是結(jié)合形成該粗紗，在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，這在剛要把該粗紗供應(yīng)到該短切噴射裝置之前完成。
在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，形成復(fù)合制品的方法包括卷繞來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的多束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成一條集裝粗紗；把這一集裝粗紗供應(yīng)給一臺(tái)粗紗噴射裝置(roving gun)；短切該集裝粗紗；將此切短玻璃粗紗與一種樹(shù)脂至少部分地混合；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，用于形成復(fù)合制品的系統(tǒng)可包括多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束；一個(gè)樹(shù)脂源；一臺(tái)粗紗噴射裝置和一個(gè)模具?？蓪?lái)自這些直接拉拔卷裝的這些絲束提供給該粗紗噴射裝置，并在剛要把這些絲束供應(yīng)到該粗紗噴射裝置之前結(jié)合形成一條粗紗。該粗紗噴射裝置短切該粗紗并且該粗紗至少部分地與該樹(shù)脂混合。可將混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到該模具上，然后碾壓以便形成該復(fù)合材料。
附圖簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，會(huì)更好地理解以下描述，這些附圖中

圖1是本發(fā)明方法的一個(gè)非限定實(shí)施方案的示意圖，用于生產(chǎn)直接拉拔卷裝。
圖2圖解說(shuō)明本發(fā)明的一種玻璃纖維束非限定實(shí)施方案的橫截面。
圖3圖解說(shuō)明本發(fā)明集裝粗紗的一個(gè)實(shí)施方案，將其與常規(guī)集裝粗紗比較。
圖4圖解說(shuō)明本發(fā)明方法的一個(gè)非限定實(shí)施方案的透視圖，該方案用于經(jīng)堆疊直接拉拔卷裝形成粗紗。
圖5圖解說(shuō)明本發(fā)明方法一個(gè)非限制性實(shí)施方案的俯視圖，其用于經(jīng)堆疊直接拉拔卷裝形成粗紗。
圖6是本發(fā)明包裝單元的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的透視圖。
圖7是本發(fā)明包裝單元的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖8是本發(fā)明包裝單元的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的俯視圖。
圖9是本發(fā)明包裝單元的另一個(gè)非限制性實(shí)施方案的透視圖。
圖10是本發(fā)明包裝單元的另一個(gè)非限制性實(shí)施方案的側(cè)視圖。
圖11是本發(fā)明包裝單元的另一個(gè)非限制性實(shí)施方案的端視圖。
圖12是本發(fā)明包裝單元的另一個(gè)非限制性實(shí)施方案的俯視圖。
發(fā)明詳述為了本說(shuō)明目的，除非另有陳述，在本說(shuō)明書(shū)中使用的表示組分?jǐn)?shù)量、反應(yīng)條件等等的所有數(shù)字應(yīng)被理解為在所有情況下用術(shù)語(yǔ)“約”限制。因此，除非指出與此相反，否則在以下說(shuō)明中提出的數(shù)字參數(shù)是近似值，這些數(shù)字能夠依據(jù)本發(fā)明試圖獲得的有利性質(zhì)而改變。在最低限度上，且不看作企圖限制各權(quán)利要求范圍等價(jià)原則應(yīng)用地，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少根據(jù)報(bào)告的有效數(shù)字位數(shù)并通過(guò)應(yīng)用常規(guī)四舍五入法解釋。
盡管本發(fā)明的數(shù)值范圍和參數(shù)列出的寬范圍是近似值，但是盡可能準(zhǔn)確地記錄特定實(shí)施例中列出的各數(shù)值。但是，任何數(shù)值固有地包含某些由標(biāo)準(zhǔn)偏差必然引起的誤差，這是在它們各自的試驗(yàn)測(cè)定中發(fā)現(xiàn)的。此外，本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有范圍將被理解為包括任意包含在其中的子范圍。例如，某個(gè)陳述的范圍″1至10″應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括任意子范圍，這些子范圍介于最小值1和最大值10之間(并包括這兩個(gè)值)；即，以最小值1或更大的值開(kāi)始，例如1至6.1，并以10或更小的值結(jié)束，例如5.5至10，的全部子范圍。另外，任何被稱為″并入本發(fā)明″的參考文獻(xiàn)將被理解為將其完整合并。
值得進(jìn)一步引起注意的是，本說(shuō)明書(shū)中，單數(shù)形式“一個(gè)(a)”，“一個(gè)(an)”和“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非特意和不含糊地限制到一個(gè)對(duì)象上。
本發(fā)明涉及玻璃纖維粗紗、玻璃纖維噴射粗紗、玻璃纖維集裝粗紗，用于形成玻璃纖維噴射粗紗的方法和系統(tǒng)，以及用于形成玻璃纖維集裝粗紗方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于形成復(fù)合制品的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包裝單元。
在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″絲束(end)″是指許多根單絲，它們至少部分地被粘結(jié)劑涂覆并集合在一起供后續(xù)使用或加工。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″股線″是許多束絲束。
本發(fā)明通常用于天然、人造或合成材料的紡織品絲束或紗等的卷繞，并用于由紡織品絲束、紗等形成粗紗。這類天然纖維的非限制性實(shí)例包括棉纖維；而人造纖維包括纖維素纖維，例如人造絲和石墨纖維；且合成纖維包括聚酯纖維、聚烯烴纖維例如聚乙烯或聚丙烯，和如尼龍等聚酰胺纖維及聚芳酰胺纖維(這些纖維的一個(gè)例子是KevlarTM(凱夫拉爾)，其可從特拉華州威爾明頓的E.I.Dupont deNemours Co.購(gòu)得)。
現(xiàn)在將聯(lián)系玻璃纖維的生產(chǎn)、集裝和應(yīng)用中其使用的內(nèi)容，一般性討論本發(fā)明。但是，本技術(shù)領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員會(huì)明白，本發(fā)明可用于以上討論的任何紡織材料的加工。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，能在許多玻璃纖維的生產(chǎn)、集裝和應(yīng)用中實(shí)施本發(fā)明。適合于本發(fā)明的玻璃纖維的非限制性實(shí)施例可包括，由可成纖玻璃結(jié)合物制備的那些玻璃纖維，例如″E-型玻璃″、″A-玻璃″、″C-玻璃″、″S-玻璃″、″ECR-玻璃″(耐腐蝕玻璃)，及它們的無(wú)氟和/或無(wú)硼的衍生物。
在玻璃纖維卷繞中本發(fā)明有利地采用直接拉拔卷繞機(jī)。例如，本發(fā)明有益地利用直接拉拔卷繞機(jī)，以便將玻璃纖維絲束卷繞成直接拉拔卷裝其供噴射粗紗應(yīng)用中使用。本發(fā)明實(shí)施方案中有用的直接拉拔卷繞機(jī)的例子允許來(lái)自單個(gè)拉絲坩堝的許多絲束被高速卷繞成多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該直接拉拔卷繞機(jī)可用直到4500米每分鐘的高速卷繞玻璃纖維的絲束。由于采用一個(gè)直徑為230毫米的拉絲機(jī)頭，這種卷繞速度相當(dāng)于大約6200轉(zhuǎn)/分鐘。由于卷繞機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將有可能獲得更高速的卷繞，并且在本發(fā)明中能夠有利地使用更高卷繞速度的直接拉拔卷繞機(jī)。采用直接拉拔卷繞機(jī)，利用橫動(dòng)導(dǎo)紗器(其和擺動(dòng)拉絲機(jī)頭相對(duì))將這些絲束卷繞成卷裝，其物理地移動(dòng)該絲束，構(gòu)造出這種直接拉拔卷裝。橫動(dòng)導(dǎo)紗器和這種高速卷繞產(chǎn)生了一種非圓形的且比卷繞在常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上的絲束更扁平的絲束。以高速將每束絲束卷繞成單獨(dú)的卷裝，借此直接拉拔卷繞機(jī)有利地讓更大的纖維長(zhǎng)絲和更大尺寸的絲束被卷繞成卷裝，供噴射粗紗應(yīng)用中使用，減少懸線問(wèn)題，并產(chǎn)生更扁平的絲束供改良的下游工藝使用。
本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案可采用一種直接拉拔卷繞機(jī)，它是高速的、多位卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)。在一些實(shí)施方案中也可是一種無(wú)接觸的直接拉拔卷繞機(jī)，這種無(wú)接觸直接拉拔卷繞機(jī)意味著，例如，卷繞機(jī)不使用接觸條(或接觸性絲束導(dǎo)絲器)。本發(fā)明中有用的直接拉拔卷繞機(jī)可以低費(fèi)用將4至12束絲束卷繞成4至12直接拉拔卷裝，使每束絲束卷繞成分開(kāi)的直接拉拔卷裝。也可在本發(fā)明的實(shí)施方案中采用能卷繞更多直接拉拔卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明中有用的直接拉拔卷繞機(jī)可以低費(fèi)用將6束絲束卷繞成6個(gè)直接拉拔卷裝，使每束絲束卷繞成分開(kāi)的直接拉拔卷裝。
如上所述，每束玻璃纖維絲束在直接拉拔卷繞機(jī)上卷繞，以便為每束絲束形成一個(gè)單獨(dú)的直接拉拔卷裝。本發(fā)明直接拉拔卷裝上的一束玻璃纖維絲束可含有至多800根絲每束絲束。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，當(dāng)與在常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上卷繞的絲束相比較時(shí)，該玻璃纖維絲束具有更扁平的、非圓形的橫截面。
本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案涉及玻璃纖維粗紗，涉及玻璃纖維噴射粗紗，并涉及集裝的玻璃纖維粗紗。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，玻璃纖維噴射粗紗含有許多從眾多直接拉拔卷裝得到的絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單獨(dú)一束玻璃纖維絲束。使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，這產(chǎn)生了一個(gè)有兩個(gè)基本上平表面的圓柱形卷裝。在單臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上可卷繞至少4個(gè)直接拉拔卷裝。使用卷繞一束絲束的直接拉拔卷繞機(jī)，生產(chǎn)一束絲束，該絲束具有比常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上卷繞的絲束更扁平的橫截面。卷繞成直接拉拔卷裝的絲束的橫截面可用其有效縱橫比表征(以下更詳細(xì)地討論)。在噴射粗紗的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比大于5.9。在另外一些非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能在5.9和10之間。
來(lái)自這些直接拉拔卷裝的這些絲束是″松散分組的″，以便形成噴射粗紗。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″松散分組的″是指這些絲束結(jié)合在一起，以致可同時(shí)加工或使用這些絲束(例如，供應(yīng)給粗紗噴射裝置)，但是這些絲束未彼此粘著。
每束絲束可包括多達(dá)800根絲。在一個(gè)實(shí)施方案中，每束絲束可包含至多600根絲。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，這種絲束可包含至多500根絲。在另一些非限制性實(shí)施方案中，每根絲束可包含超過(guò)200根絲。在其他實(shí)施方案中，每束絲束可包含超過(guò)300根絲。就直徑而言，在一些非限制性的實(shí)施方案中，這些絲可具有至多16微米的直徑。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，這些絲的直徑至多為13微米。在其它非限制性的實(shí)施方案中，這些絲的直徑可介于6和16微米之間。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，這些絲的直徑可介于9和13微米之間。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，噴射粗紗包括介于10和200束之間的玻璃纖維絲束。絲束的數(shù)量可取決于要求的噴射粗紗產(chǎn)量(通常表示成碼/磅)。例如，在某一實(shí)施方案中，噴射粗紗的產(chǎn)量少于300碼/磅，這種情況下，噴射粗紗可包括至多50束絲束。在一個(gè)進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，其中噴射粗紗的產(chǎn)量在100和300碼/磅，這時(shí)該噴射粗紗可包含20至30束絲束。在某一非限制性實(shí)施方案中，其中噴射粗紗的理想產(chǎn)量少于250碼/磅，噴射粗紗可包括至多40束絲束。在一個(gè)進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，其中噴射粗紗的理想產(chǎn)量在150和250碼/磅之間，該噴射粗紗可包含介于24和40束之間的絲束。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，具有介于100和300碼/磅之間理想產(chǎn)量的噴射粗紗，該噴射粗紗包括20-50束的絲束，同時(shí)每束絲束具有300-500根絲，且每根絲的直徑介于9和13微米之間。
本發(fā)明的噴射粗紗顯示超過(guò)常規(guī)噴射粗紗產(chǎn)品的改進(jìn)的劈裂效率。在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，噴射粗紗的非限制性實(shí)施方案可呈現(xiàn)大于90％，優(yōu)選大于95％的劈裂效率。在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，本發(fā)明的噴射粗紗還呈現(xiàn)出需要的符合度。噴射粗紗的各個(gè)非限制性實(shí)施方案可呈現(xiàn)小于1.5的符合度。
本發(fā)明還涉及玻璃纖維集裝粗紗。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，玻璃纖維集裝粗紗包括一個(gè)卷繞好的卷裝，該卷裝含有來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的10至200束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束?？墒褂么旨喚砝@機(jī)卷繞該集裝粗紗。本發(fā)明的玻璃纖維集裝粗紗與本發(fā)明的噴射粗紗可具有相似的性能和特征。來(lái)自這些直接拉拔卷裝的這些絲束當(dāng)將它們繞成集裝粗紗時(shí)，也是″松散分組的″。
在本發(fā)明另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，在臨近使用時(shí)，把從多個(gè)直接拉拔卷裝取得的這些絲束結(jié)合成一個(gè)本發(fā)明的粗紗卷裝。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝包含一束單個(gè)的玻璃纖維絲束。在其它非限制性的實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝是從內(nèi)部取用的，這意味著，從該卷裝的內(nèi)側(cè)拉出該絲束的端頭，使得該卷裝從內(nèi)側(cè)向外退繞。在一個(gè)非限制的例子中，可將這些卷裝堆疊，而且來(lái)自這些卷裝每一個(gè)的絲束可從卷裝的中心供應(yīng)。來(lái)自堆疊卷裝的這些絲束可結(jié)合形成本發(fā)明的粗紗產(chǎn)品。
用于形成粗紗制品的本發(fā)明方法的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括對(duì)準(zhǔn)多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝有一個(gè)中空中心，并有單束玻璃纖維絲束，穿過(guò)直接拉拔卷裝的中心，從每個(gè)卷裝松退或退繞這些絲束，并將這些絲束結(jié)合在一起以形成粗紗產(chǎn)品。
在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，形成玻璃纖維噴射粗紗的方法包括，提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心(hollow center)和單束的玻璃纖維絲束；從每個(gè)直接拉拔卷裝經(jīng)過(guò)直接拉拔卷裝的中心喂絲束；和結(jié)合這些絲束以便形成噴射粗紗。在本實(shí)施方案中，使用至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)，且每臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上能卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝，將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝。在另外一些非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能大于5.9，而且可能進(jìn)一步地在5.9和10之間。
在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，其中該噴射粗紗的產(chǎn)量少于300碼/磅，可提供多達(dá)50個(gè)直接拉拔卷裝。在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施方案中，其中該噴射粗紗的產(chǎn)量介于100碼/磅至300碼/磅之間，可提供20至50個(gè)直接拉拔卷裝。在另一個(gè)實(shí)施方案中，其中該噴射粗紗的產(chǎn)量少于250碼/磅，可提供多達(dá)40個(gè)直接拉拔卷裝。在另一個(gè)實(shí)施方案中，其中該噴射粗紗的產(chǎn)量介于150碼/磅至200碼/磅之間，可提供24至40個(gè)直接拉拔卷裝。
為了用本發(fā)明的方法形成噴射粗紗，在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，噴射粗紗可呈現(xiàn)大于90％，優(yōu)選大于95％的劈裂效率。本發(fā)明還涉及形成玻璃纖維集裝粗紗的方法。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，形成玻璃纖維集裝粗紗的方法包括提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心和單束的玻璃纖維絲束；和從多個(gè)直接拉拔卷裝中卷繞這些絲束以便形成一個(gè)玻璃纖維集裝粗紗?？墒褂弥辽僖慌_(tái)直接拉拔卷繞機(jī)，其具有每單臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝的能力，將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝。在非限制性實(shí)施方案中，每束絲束的有效縱橫比可能大于5.9，而且可進(jìn)一步地在5.9和10之間。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案，該集裝粗紗是帶有二個(gè)基本上平直表面的圓柱體，并且這些基本上平直表面的每一個(gè)基本上沒(méi)有懸線。
在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，其中該集裝粗紗的產(chǎn)量至多300碼/磅，可提供多達(dá)50個(gè)直接拉拔卷裝。在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施方案中，其中該集裝粗紗的產(chǎn)量介于100碼/磅至300碼/磅之間，可提供20至50個(gè)直接拉拔卷裝。在另一個(gè)實(shí)施方案中，其中該集裝粗紗的產(chǎn)量至多250碼/磅，可提供多達(dá)40個(gè)直接拉拔卷裝。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，其中該集裝粗紗的產(chǎn)量介于150碼/磅至250碼/磅之間，可提供24至40個(gè)直接拉拔卷裝。
為了用本發(fā)明的方法形成供噴射粗紗應(yīng)用所使用的集裝粗紗，在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該噴射粗紗可呈現(xiàn)大于90％，優(yōu)選大于95％的劈裂效率。
本發(fā)明還涉及形成玻璃纖維集裝粗紗的系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，用于形成玻璃纖維集裝粗紗的系統(tǒng)的包括一定供應(yīng)量的熔融態(tài)玻璃；至少一個(gè)拉絲坩堝；至少一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器；至少一臺(tái)能夠同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)；以及一臺(tái)粗紗卷繞機(jī)?？蓪⒃撊廴趹B(tài)玻璃提供給至少一個(gè)拉絲坩堝，由其形成玻璃纖維絲。這些玻璃纖維絲至少部分地用粘結(jié)劑涂覆，并可收集成至少四束絲束。在至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上，這至少四束絲束可被卷繞成至少四個(gè)直接拉拔卷裝，而且每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束。來(lái)自這些直接拉拔卷裝的絲束可在這臺(tái)粗紗卷繞機(jī)中集裝形成一個(gè)集裝粗紗。
該至少一臺(tái)拉絲坩堝，在一些實(shí)施方案中，可生產(chǎn)至少4束絲束，同時(shí)每束絲束有至多600根絲。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，該至少一臺(tái)拉絲坩堝可生產(chǎn)至少4束絲束，同時(shí)每束絲束有至多500根絲。在一些非限制性的實(shí)施方案中，該至少一臺(tái)拉絲坩堝可生產(chǎn)至少4束絲束，同時(shí)每束絲束有多于200根絲。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，該至少一臺(tái)拉絲坩堝可生產(chǎn)至少4束絲束，同時(shí)每束絲束有多于300根絲。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，每根絲的直徑至多可為16微米。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，每根絲的直徑可為至多13微米。在其它非限制性的實(shí)施方案中，每根絲可具有大于6微米的直徑。在一些非限制性的實(shí)施方案中，每根絲可具有大于9微米的直徑。在其它實(shí)施方案中，該至少一臺(tái)拉絲坩堝也許能生產(chǎn)至少六束絲束。例如在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該至少一臺(tái)拉絲坩堝能生產(chǎn)至少6束絲束，每束絲束具有300至500根絲。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，每根絲的直徑可為介于9和13微米之間。
可用多種方式供應(yīng)熔融態(tài)玻璃，例如直接-熔融成纖操作，和間接(或玻璃球熔體)成纖操作。在一種直接-熔融成纖操作中，將玻璃纖維熔融爐中的原料組合、熔融并均勻化。該熔融態(tài)玻璃分子軌道從該熔爐到一個(gè)前爐并進(jìn)入成纖裝置或拉絲坩堝(討論在下面)在那里該熔融態(tài)玻璃漸細(xì)地成為連續(xù)玻璃纖維。在一個(gè)玻璃球-熔體(marble-meltglass)成型操作中，將具有最終所需玻璃組成的玻璃片或玻璃球進(jìn)行預(yù)成型，并輸送給一臺(tái)拉絲坩堝，它們?cè)谶@里熔化并變細(xì)成為連續(xù)玻璃纖維。如果使用一臺(tái)預(yù)熔化機(jī)，則首先將這些玻璃球輸送到該預(yù)熔化機(jī)中，使這些玻璃球熔融，然后將熔融態(tài)的玻璃輸送給一臺(tái)成纖裝置，在該裝置處，使該玻璃變細(xì)形成連續(xù)纖維。為了獲得與玻璃組成和該玻璃纖維成形方法有關(guān)的附加信息，請(qǐng)參見(jiàn)K.Loewenstein，《連續(xù)玻璃纖維的制造技術(shù)》(1993年第三版)的第30-44，47-103和115-165頁(yè)，通過(guò)引用將這些內(nèi)容明確合入本發(fā)明。
在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，卷繞后，這些直接拉拔卷裝可用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)至少進(jìn)行部分地干燥。為了獲得與干燥有關(guān)的附加信息，請(qǐng)參見(jiàn)K.Loewenstein著，《連續(xù)玻璃纖維的制造技術(shù)》(1993年第三版)的第219-222頁(yè)，通過(guò)引用將這些內(nèi)容明確并入本發(fā)明。
本發(fā)明還涉及包裝單元。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明的包裝單元包括，卷裝紗運(yùn)輸箱和排列在該卷裝紗運(yùn)輸箱上的多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心并具有單束絲束，其中排列這些直接拉拔卷裝，以便來(lái)自這些直接拉拔卷裝每一個(gè)的絲束可從這些卷裝的中心取用并結(jié)合形成一條粗紗。
在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該包裝單元包含的直接拉拔制品可多達(dá)形成粗紗所需量的兩倍。在這一實(shí)施方案中，將第一組直接拉拔卷裝(即，該包裝單元的一半)松脫出，以形成一條粗紗?？蓪⑦@第一組直接拉拔卷裝連接到第二組直接拉拔卷裝上，以便提供連續(xù)供應(yīng)的粗紗。當(dāng)使第一組卷裝松脫出紗時(shí)，下一組卷裝開(kāi)始松脫或退繞，從而形成該粗紗。同樣地，可連接多臺(tái)包裝單元，以便提供一條超長(zhǎng)供應(yīng)的粗紗，從而不打斷粗紗的供應(yīng)。
這些直接拉拔卷裝可按照多種方式排列在卷裝紗的運(yùn)輸箱上。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可將這些直接拉拔卷裝垂直堆疊。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可以把這些直接拉拔卷裝排列成水平行。在這個(gè)實(shí)施方案中，可采用一種防止相鄰行列上的卷裝彼此接觸的卷裝固定架(rack)?？筛鶕?jù)以下因素改變直接拉拔卷裝的這種排列一條粗紗所需的直接拉拔卷裝的數(shù)量、卷裝紗運(yùn)輸箱上任何的尺寸限制、這些直接拉拔卷裝的規(guī)格尺寸和一些其它因素。
本發(fā)明還涉及形成復(fù)合制品的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，形成復(fù)合制品的方法包括組合來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的許多玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成一條粗紗；把這一粗紗供應(yīng)給一粗紗噴射裝置(roving gun)；短切該粗紗；至少部分地混合此切短玻璃粗紗和一種樹(shù)脂；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂?？墒褂靡慌_(tái)直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，該卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝。來(lái)自每個(gè)直接拉拔卷裝的這些絲束可結(jié)合形成該粗紗，在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，這在剛要把該粗紗供應(yīng)到該短切噴射裝置之前完成。例如，一臺(tái)短切噴射裝置的操作人員可將來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的絲束直接供應(yīng)給該噴射裝置?？蓮倪@些直接拉拔卷裝本身而不是從一集裝的粗紗卷裝拖拽出這些絲束。
在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，這些粗紗可呈現(xiàn)大于90％，優(yōu)選大于95％的劈裂效率。在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，本發(fā)明方法中使用的用于成形復(fù)合材料的噴射粗紗可表現(xiàn)出可取的符合度。例如，噴射粗紗可顯現(xiàn)不到1.5的符合度。
在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，形成復(fù)合制品的方法包括卷繞來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的許多玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成一集裝粗紗；把這一集裝粗紗供應(yīng)給一粗紗噴射裝置(roving gun)；短切該集裝粗紗；至少部分地混合此切短玻璃粗紗和一種樹(shù)脂；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂。在這個(gè)實(shí)施方案中，可使用一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，該卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，提供給該粗紗噴射裝置的集裝粗紗可能是帶有二個(gè)基本上平直表面的圓柱體，這些基本上平直表面基本上沒(méi)有懸線。
在短切并從粗紗噴射裝置噴射出后，該粗紗可呈現(xiàn)大于90％，優(yōu)選大于95％的劈裂效率。在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，在形成復(fù)合材料的方法中使用的集裝粗紗還顯現(xiàn)可取的符合度。例如，集裝粗紗可顯現(xiàn)不到1.5的符合度。
本發(fā)明還涉及形成復(fù)合制品的系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，用于形成復(fù)合制品的系統(tǒng)可包括多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束；一個(gè)樹(shù)脂源；一臺(tái)粗紗噴射裝置和一個(gè)模具。可將來(lái)自這些直接拉拔卷裝的這些絲束提供給該粗紗噴射裝置，并在剛要把這些絲束供應(yīng)到該粗紗噴射裝置之前將這些絲束結(jié)合形成一條粗紗。該粗紗噴射裝置短切該粗紗并且該粗紗至少部分地與該樹(shù)脂混合。將混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到該模具上，然后碾壓以便形成該復(fù)合材料。
圖1是制造直接拉拔卷裝的本發(fā)明方法和系統(tǒng)的一個(gè)圖解的非限制性實(shí)施方案。把制造玻璃纖維的批料從料倉(cāng)5轉(zhuǎn)移一臺(tái)混合設(shè)備，例如一臺(tái)混合機(jī)10中。將這些混合的批料輸送到熔爐15中，在這里將它們加熱至形成熔融態(tài)玻璃。由這些批料按照本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的方式形成熔融態(tài)玻璃。然后這種熔融態(tài)玻璃經(jīng)過(guò)拉絲坩堝20(或者其它纖維成型設(shè)備)，以形成玻璃纖維長(zhǎng)絲。
這些玻璃纖維絲然后至少部分地用一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器30涂以粘結(jié)劑25。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″粘結(jié)劑″與″漿料″、″上漿的″或″上漿″具有同樣的意義，并且是指在這些玻璃纖維形成后立刻施加到這些絲上的那種含水組合物。
用粘結(jié)劑涂覆玻璃纖維的表面，在將它們匯集成絲束時(shí)，這會(huì)保護(hù)玻璃纖維免受絲間磨損。典型的粘結(jié)劑可包括如下組分成膜劑，例如淀粉和/或熱塑性或熱固性的聚合物成膜劑以及它們的混合物，潤(rùn)滑劑，例如動(dòng)物油、植物油或礦物油或者各種蠟，偶聯(lián)劑，乳化劑，抗氧化劑，紫外光穩(wěn)定劑，著色劑，抗靜電劑和水，這僅是舉幾個(gè)例子。適用于本發(fā)明的粘結(jié)劑的非限制性實(shí)例在美國(guó)專利6139958及以下文獻(xiàn)中提出，K.Loewenstein著，《連續(xù)玻璃纖維的制造技術(shù)》(1993年第三版)的第275-277頁(yè)，通過(guò)引用將這些內(nèi)容并入本發(fā)明。
本發(fā)明用于涂層玻璃纖維制品的合適粘結(jié)劑的一個(gè)非限制性實(shí)例包括至少一種成膜劑，至少一種偶聯(lián)劑，一種潤(rùn)滑劑和一種消泡劑。如果該粘結(jié)劑包括兩種成膜劑、一種成膜劑可為主要的(或基本的)成膜劑，而另一種成膜劑可為次要的(或次級(jí)成膜劑)。
本發(fā)明可用的粘結(jié)劑的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，主要的(或基本的)成膜劑可為一種不飽和聚酯分散體。不飽和聚酯分散體的一個(gè)非排它例子是一種可水溶的、可分散的或可乳化的雙酚A多酯聚合物，像通過(guò)使用聚亞烷基多元醇如聚乙二醇，由雙酚A、丁二醇或馬來(lái)酸酐或馬來(lái)酸和己二酸以內(nèi)和/或外乳化形成的一種雙酚A多酯聚合物。將聚酯內(nèi)乳化，該內(nèi)乳化是通過(guò)乙氧基化重均分子量約30000至約45000的聚合物而完成的，而且多分散指數(shù)Mw/Mn為9或更小，并優(yōu)選5左右至9左右。
這種聚合物的一個(gè)非限制性例子是烷氧基化雙酚A聚酯樹(shù)脂的單一水乳液，其可在市場(chǎng)上可買(mǎi)到，商品名為NEOXIL954/D且由意大利科摩市的意大利DSM公司生產(chǎn)，并且它是雙酚A的二縮水甘油醚與丁二醇和己二酸和馬來(lái)酸酐和丙二醇及乙二醇類的反應(yīng)產(chǎn)物，其基本上無(wú)不飽和環(huán)氧基。為了獲得與NEOXIL954/D有關(guān)的附加信息，請(qǐng)參見(jiàn)美國(guó)專利6139958號(hào)，通過(guò)引用將該專利的內(nèi)容并入本發(fā)明中。雙酚A聚酯樹(shù)脂另外的非排它例子是那些能以水乳液形式獲得的由意大利DSM出品的商品名為NEOXIL952的樹(shù)脂。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，主要成膜劑的量可占粘結(jié)劑的五十(50)至一百(100)重量百分?jǐn)?shù)。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，主要成膜劑的量可占粘結(jié)劑的介于七十五(75)和一百(100)重量百分?jǐn)?shù)之間。在一個(gè)進(jìn)一步的性的實(shí)施方案中，基于固體總量，主要成膜劑的量可占粘結(jié)劑的介于八十五(85)和九十五(95)重量百分?jǐn)?shù)之間。
在本發(fā)明所用粘結(jié)劑的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，一種次要的(或次級(jí)的)成膜劑可為高分子量環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明非限制性實(shí)施方案中用到的高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的一個(gè)非排它例子是一種聚環(huán)氧化物成膜劑，其環(huán)氧當(dāng)量介于約500和1700之間。這樣的聚環(huán)氧化物成膜劑的一個(gè)非限制性例子是，市售的意大利DSM出品的品名NEOXIL8294的產(chǎn)品。合適的聚環(huán)氧化物成膜劑的另一個(gè)非限制性例子是市售的Resolution Performance Products出品的品名 EPI-REZ Resin3522-W-60的產(chǎn)品。
具有不同分子量或不飽和度的其它聚酯也可以用作次級(jí)成膜劑。雙酚A聚酯樹(shù)脂的一個(gè)另外的非排它例子是能以水乳液形式獲得的由意大利DSM出品的商品名為NEOXIL952樹(shù)脂。這種NEOXIL952材料的水乳液是一種非離子型的乳狀液，其具有液體、乳狀外觀，含固量為百分之40+/-2且pH值在3至5之間。
本發(fā)明有用的次級(jí)成膜劑的其它例子包括增塑性樹(shù)脂，例如己二酸鹽聚酯。己二酸鹽聚酯的一個(gè)例子是意大利DSM出品的NEOXIL9166。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，次要成膜劑的量可構(gòu)成粘結(jié)劑的零(0)至五十(50)重量百分?jǐn)?shù)。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，次要成膜劑的量可構(gòu)成粘結(jié)劑的零(0)至二十五(25)重量百分?jǐn)?shù)。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，基于固體總量，次要成膜劑的量可構(gòu)成該粘結(jié)劑的介于五(5)和十五(15)重量百分?jǐn)?shù)之間。
本發(fā)明中有用的粘結(jié)劑還可包含一種或多種偶聯(lián)劑?？捎糜诒景l(fā)明粘結(jié)劑中的偶聯(lián)劑的非限制性實(shí)例包括有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、過(guò)渡金屬偶聯(lián)劑、含氨基的沃納偶聯(lián)劑及其混合物。這些偶聯(lián)劑典型地具有雙官能度。每種金屬或硅原子已經(jīng)在其上附著了能與玻璃纖維表面反應(yīng)的或者相反可被化學(xué)吸引但不一定鍵合到玻璃纖維表面的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)。通常，偶聯(lián)劑中包括的另一官能度提供對(duì)成膜聚合物的反應(yīng)性或相容化。
盡管不是要求的，但是本發(fā)明中有機(jī)硅烷化合物是優(yōu)選的偶聯(lián)劑。合適有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的非限制性實(shí)施例包括A-187γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、A-1100γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、A-174γ-甲基丙烯?；醣籽趸柰椤⒁约癆-1120 N-(β-氨乙酸)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，其中每個(gè)產(chǎn)品均可從Osi Specialties of Tarrytown，NY購(gòu)買(mǎi)到。雖然在本發(fā)明中不做限定，但是基于固體總量，偶聯(lián)劑的量可占粘結(jié)劑的零(0)至十(10)重量百分?jǐn)?shù)之間。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，基于固體總量，偶聯(lián)劑的量可占粘結(jié)劑的零(0)至五(5)重量百分?jǐn)?shù)之間。在一個(gè)非限制性的例子中，該粘結(jié)劑包括二種偶聯(lián)劑。包括兩種偶聯(lián)劑的粘結(jié)劑的一個(gè)非排它例子可包含以總固體為基礎(chǔ)，零(0)至二(2)重量百分?jǐn)?shù)的A-187有機(jī)硅烷和零(0)和三(3)重量百分?jǐn)?shù)的A-1100有機(jī)硅烷。
用于本發(fā)明的粘結(jié)劑的一個(gè)非限制性實(shí)施方案還可包括一種潤(rùn)滑劑。該潤(rùn)滑劑例如，可以是一種陽(yáng)離子潤(rùn)滑劑。適于本發(fā)明的陽(yáng)離子潤(rùn)滑劑的非限制性實(shí)例包括帶有胺基的潤(rùn)滑劑，具有乙氧基化胺氧化物的潤(rùn)滑劑，和具有乙氧基化脂肪酰胺的潤(rùn)滑劑。帶胺基的潤(rùn)滑劑的一個(gè)非限制性實(shí)例是，改性聚乙烯胺，例如EMERY 6717，它是可從Ohio(俄亥俄)Cognis Corporation of Cincimati購(gòu)得的部分酰胺化的聚乙烯亞胺。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，潤(rùn)滑劑的量可占粘結(jié)劑的零(0)至五(5)重量百分?jǐn)?shù)。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，潤(rùn)滑劑的量可占粘結(jié)劑的介于一(1)和二(2)重量百分?jǐn)?shù)之間。
盡管不是要求的，但是在本粘結(jié)劑中還可存在較少量的各種添加劑，例如抗靜電劑、殺(真)菌劑、殺細(xì)菌劑、和/或消泡劑。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該粘結(jié)劑還包括一種消泡劑。適用于本發(fā)明的消泡劑的一個(gè)非限制性實(shí)例是“Drewplus L-140”，可從DrewIndustrial Division of Ashland Specialty Chemical Company購(gòu)買(mǎi)到該產(chǎn)品。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，基于固體總量，消泡劑的量可構(gòu)成該粘結(jié)劑的不到十分之一(0.1)重量百分?jǐn)?shù)。
在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，該粘結(jié)劑中可包含足夠?yàn)樵撜辰Y(jié)劑提供合適的pH值(典型地2至10)量的有機(jī)和/或無(wú)機(jī)的酸或堿。例如在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可加入冰醋酸以便降低pH值。在一些非限制性的實(shí)施方案中，粘結(jié)劑的pH值約在4和6之間。
該粘結(jié)劑可進(jìn)一步包括一種載體，例如水，優(yōu)選去離子水。該載體以一定的量存在，該量是有效地獲得一種足以提供適于施加到纖維上粘度的總固體(不揮發(fā)物質(zhì))含量。通常，水的存在量足以使獲得的總固體含量在約8-約20重量％的范圍內(nèi)，并優(yōu)選在約9-約12％的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，水可構(gòu)成該粘結(jié)劑的約88到約91重量百分?jǐn)?shù)?？筛鶕?jù)需要的燒失量確定該粘結(jié)劑中總固體含量的選擇。
用于本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的粘結(jié)劑可按照以下配方制備表1
1 普通冰醋酸。
2 A-187γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅，得自O(shè)Si Specialties ofTarrytown，NY。
3 A-1100γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷，得自O(shè)Si Specialties ofTarrytown，NY。
4 Drewplus L-140，得自Drew Industrial Division of AshlandSpecialty Chemical Company。將列于本行量的Drewplus L-140與如前一行所列的水混合，這在與其它粘結(jié)劑組分混合之前。
5 EMERY 6717，得自O(shè)hio(俄亥俄)Cognis Corporation ofCincimati的部分酰胺化的聚乙烯亞胺。在與其它粘結(jié)劑組分混合前，在為形成“熱水/潤(rùn)滑劑”行所列混合物量而與水混合之前，將本行所列量的Emery 6717與醋酸混合。
6 NEOXIL8294，得自意大利DSM的聚環(huán)氧化物成膜劑。
7 NEOXIL954/D得自意大利DSM的烷氧基化雙酚A聚酯樹(shù)脂的水乳液。
含表1所列成分的粘結(jié)劑可如下制備首先在攪拌下向混料槽中順序地添加水、醋酸、第一硅烷和第二硅烷。所列水/消泡劑可作為預(yù)混合物制備，然后加到該混料槽中。接著制備熱水/醋酸/潤(rùn)滑劑的混合物，并添加到該混料槽中。接著可將該次要成膜劑和該主要成膜劑直接添加到該混料槽中。最后，可向該混料槽中添加去離子水，直至達(dá)到100加侖的最終體積。
通常，雖然不進(jìn)行限制，但是玻璃纖維的燒失量(LOI)可為小于一點(diǎn)五(1.5)重量百分?jǐn)?shù)。在其它非限制性的實(shí)施方案中，LOI可為零點(diǎn)八(0.8)至一點(diǎn)五(1.5)重量百分?jǐn)?shù)。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，LOI可為0.85至1.15重量百分?jǐn)?shù)。
在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″燒失量″或″LOI″是指，按照式1確定的存在于玻璃纖維上的干燥的粘結(jié)劑的重量百分?jǐn)?shù)LOI＝100×[(W干-W裸)/W干] (式1)其中W干是在220°F(約104℃)的烘箱中干燥60分鐘后，該玻璃纖維的重量加上該粘結(jié)劑的重量；而W裸是在1150°F(約621℃)的烘箱中加熱該玻璃纖維20分鐘，并在干燥器中冷卻到室溫后，裸玻璃纖維的重量。
可用本技術(shù)領(lǐng)域各種已知方式的任一種，例如，通過(guò)使這些絲與靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的施加裝置，如輥或帶施加器接觸，或者通過(guò)噴射，或者通過(guò)其它手段，將這種粘結(jié)劑施加到本發(fā)明的長(zhǎng)絲上，但是不限于此。為了討論合適的施加裝置，請(qǐng)參見(jiàn)K.Loewenstein著，《連續(xù)玻璃纖維的制造技術(shù)》(1993年第三版)的第165-172頁(yè)，通過(guò)引用將這些內(nèi)容并入申請(qǐng)。
涂覆以后，在進(jìn)行卷繞前，用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)收集這些玻璃纖維絲，使其成為至少一束絲束。然后，該至少一束絲束被卷繞到一臺(tái)高速、直接拉拔、多卷裝的卷繞機(jī)35上，以形成至少一個(gè)直接拉拔卷裝。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝僅含一束絲束。然后，這些直接拉拔卷裝至少能在干燥器中，例如在烘箱干燥器40中部分干燥，從而減少含水量并固化該粘結(jié)劑中任何可固化的組分。例如，可在烘箱干燥器中于介于240和300°F的溫度干燥這些直接拉拔卷裝8至15小時(shí)。在其它非限制性的實(shí)施方案中，可使用介電干燥技術(shù)干燥這些直接拉拔卷裝，例如用微波干燥和高頻干燥。接著，為了裝運(yùn)給客戶，可在本發(fā)明的包裝單元45處集裝這些直接拉拔卷裝。
用于形成玻璃纖維絲和絲束的拉絲坩堝，其一般用劈裂/絲束(splits/ends)數(shù)，生產(chǎn)能力，拉絲漏嘴個(gè)數(shù)和拉絲漏嘴大小表征?？梢允褂帽绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員通常知道的拉絲坩堝。例如，用于本發(fā)明方法的拉絲坩堝可被分割成4至20路，這些拉絲坩鍋的生產(chǎn)能力至多350磅/小時(shí)，可具有800到10000個(gè)拉絲漏嘴，并可具有產(chǎn)生直徑6-23微米絲的拉絲漏嘴直徑。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，這種拉絲坩堝可具有150-300磅/小時(shí)的生產(chǎn)能力，而且有可能能夠形成1000-6000根絲，每根絲的直徑為9-16微米。為了獲得與拉絲坩堝有關(guān)的附加信息，請(qǐng)參見(jiàn)K.Loewenstein著，《連續(xù)玻璃纖維的制造技術(shù)》(1993年第三版)的第119-165頁(yè)，通過(guò)引用將這些內(nèi)容明確地并入本申請(qǐng)。
用于本發(fā)明的直接拉拔卷繞機(jī)的非限制性實(shí)施方案是一種高速的、多位卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)。在某些實(shí)施方案中，用于本發(fā)明的直接拉拔卷繞機(jī)可有利地使更大的纖維絲和更大的絲束尺寸卷繞成供粗紗應(yīng)用使用的卷裝，減少懸線問(wèn)題，并產(chǎn)生更扁平的絲束供改良的下游工藝使用。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該直接拉拔卷繞機(jī)可用直到4500米每分鐘的高速卷繞玻璃纖維的絲束。合適的卷繞機(jī)是市售的由日本Shimadzu公司和由德國(guó)Dietze和Schell制造的。這樣卷繞機(jī)包括，作為非限制性例子的，Shimadzu公司制造的DRH-4T型及Dietze和Schell制造的DS 360/2-6型。隨著卷繞機(jī)技術(shù)發(fā)展，直接拉拔卷繞機(jī)可用更高的速度卷繞這些絲束。這些卷繞機(jī)優(yōu)選能夠同時(shí)卷繞多個(gè)直接拉拔卷裝。例如，取決于所用的卷繞機(jī)，在單臺(tái)卷繞機(jī)上能形成2至12個(gè)直接拉拔卷裝。上述-引用的卷繞機(jī)可同時(shí)卷繞6個(gè)直接拉拔卷裝。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，用于本發(fā)明的卷繞機(jī)可具有一種至多300毫米(典型地，介于200和230毫米)的拉絲機(jī)頭直徑。在其它的實(shí)施方案中，可使用更大直徑的拉絲機(jī)頭。
將每束玻璃纖維卷繞在直接拉拔卷繞機(jī)上，以便形成本發(fā)明直接拉拔卷裝的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案。用于形成玻璃纖維絲束的絲數(shù)和絲的直徑可根據(jù)其應(yīng)用不同而不同。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明直接拉拔卷裝上的一束玻璃纖維絲束可含有200-800根絲每束絲束。形成絲束時(shí)有用的長(zhǎng)絲(絲)的非限制性實(shí)例可以是″D″，″E″，″G″，″H″，″K″，″M″，或″T″纖維，其具有6-16微米的直徑。每束絲束中的這些絲可具有相同的直徑。在非限制性的實(shí)例中，這些絲束可為50碼/磅至超過(guò)500碼/磅。當(dāng)與用常規(guī)方法形成的絲束相比時(shí)，這些玻璃纖維絲束可具有較扁平的，非圓形的橫截面。圖2舉例說(shuō)明本發(fā)明玻璃纖維絲束的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的一種橫截面。
本發(fā)明非限制性實(shí)施方案的玻璃纖維絲束的橫截面可用這些絲束的縱橫比表征。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，術(shù)語(yǔ)″縱橫比″是指橫截面高度(圖2中″H″，較短尺寸)除以它的橫截面寬度(圖2中″W″，較長(zhǎng)尺寸)。玻璃纖維絲束的縱橫比可基于它們將被使用的應(yīng)用進(jìn)行選擇。由于難于測(cè)量某一絲束的實(shí)際橫截面高度和橫截面寬度(由于絲束的尺寸及絲的數(shù)量)，所以某一絲束的縱橫比可測(cè)定為并表達(dá)為″有效縱橫比″。實(shí)施例2描述了如何計(jì)算絲束的有效縱橫比。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃纖維絲束的有效縱橫比可大于5.9。在其它非限制性的實(shí)施方案中，該有效縱橫比介于5.9和10之間。為具體玻璃纖維絲束選定有效縱橫比可能取決于許多因素，這些因素包括，例如該玻璃纖維的理想應(yīng)用，短切長(zhǎng)度和所涂覆的粘結(jié)劑。在一束絲束被卷繞時(shí)，該絲束的縱橫比會(huì)發(fā)生改變，這是由于例如卷繞張力和與該絲束其它部分接觸的緣故。
使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞的直接拉拔卷裝會(huì)有許多有利性能。直接拉拔卷裝上的這些絲束可能通常是均一的大小。在其它非限制性的實(shí)施方案中，當(dāng)絲束與一種樹(shù)脂混合時(shí)，該直接拉拔卷裝上的這些玻璃纖維絲束也可以或能夠具有所需的“潤(rùn)濕”性能。提高的潤(rùn)濕性能可以或者能夠表征為絲束中樹(shù)脂的擴(kuò)散性改進(jìn)(即，樹(shù)脂更快地穿透該絲束)。
直接拉拔卷裝被圓柱地造型，并具有一個(gè)中空中心。能夠卷繞這種直接拉拔卷裝，使得該絲束能夠從直接拉拔卷裝的內(nèi)側(cè)松脫出或退繞出。直接拉拔卷裝可以改變其尺寸規(guī)格，這取決于具體的產(chǎn)品(例如，所形成纖維的直徑和類型)和/或卷繞機(jī)，并通?；诒阌诤罄m(xù)處理和加工而確定。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可從該直接拉拔卷裝外側(cè)退出該絲束。
直接拉拔卷裝可為多種尺寸?？赡苡脕?lái)形成單根粗紗或粗紗產(chǎn)品的直接拉拔卷裝可大體上尺寸相同或可包含相同量的玻璃。例如，直接拉拔卷裝直徑可能是約20厘米至約30.5厘米(約8至約12英寸)，而且會(huì)具有約5厘米至約30.5厘米(約2至約12英寸)的長(zhǎng)度。直接拉拔卷裝的尺寸主要由經(jīng)濟(jì)上而非技術(shù)上的考慮決定。直接拉拔卷裝的側(cè)面可為方形的(例如，非圓或非錐形的)。
當(dāng)用直接拉拔制品形成本發(fā)明的集裝粗紗(更詳細(xì)討論如下)時(shí)，該集裝粗紗表現(xiàn)出減少的懸線或浮線環(huán)。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，粗紗可以或可能比傳統(tǒng)的集裝粗紗的浮線環(huán)和懸線更少。圖3顯示傳統(tǒng)的集裝粗紗55在其基本上平直的表面之一57上帶有浮線環(huán)和懸線，以及本發(fā)明集裝粗紗60，在其基本上平直的表面之一62基本上無(wú)懸線和浮線環(huán)。
在本申請(qǐng)中用到時(shí)，″懸線″指的是多端(或多絲束)材料的松垂。典型的玻璃纖維粗紗可能在整個(gè)15米(50英尺)長(zhǎng)度上松垂15到25厘米(6至10英寸)。這種松垂會(huì)妨礙機(jī)械設(shè)備和/或其它鄰近的粗紗并引起不合乎需要的工藝中斷。這些懸線可例如在絲束由卷裝到所制造的產(chǎn)品的加工過(guò)程中引起浮線環(huán)和紗線纏結(jié)。懸線的大概起因可能包括，例如卷繞期間的張力變動(dòng)和幾何學(xué)影響。如上所述，在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，當(dāng)直接拉拔卷裝結(jié)合成一條粗紗時(shí)，這些卷裝比由常規(guī)卷成卷裝形成的粗紗的懸線更少。
由直接拉拔卷裝形成的本發(fā)明的集裝粗紗，其避免浮線環(huán)和懸線是因?yàn)?，每個(gè)直接拉拔卷裝包含單束絲束。用于粗紗卷裝的常規(guī)卷成卷裝涉及在單個(gè)卷成卷裝上卷繞多束絲束。由于卷繞到單個(gè)卷裝上的絲束的不同張力變動(dòng)和不同長(zhǎng)度，產(chǎn)生懸線和浮線環(huán)問(wèn)題。
如圖1中說(shuō)明的和上述討論的，可用批料源(例如，用于批料的儲(chǔ)料斗5)、混合機(jī)10或其它混合設(shè)備、熔爐15、至少一臺(tái)拉絲坩堝20、至少一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器30、至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)35、和干燥機(jī)40形成直接拉拔卷裝。如上所述，還可通過(guò)間接(或玻璃球熔體)成纖操作供應(yīng)熔融態(tài)玻璃。
本發(fā)明涉及粗紗和形成粗紗的方法。本發(fā)明粗紗的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括多個(gè)直接拉拔卷裝。使用一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)形成每個(gè)直接拉拔卷裝。
在本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，可在臨近使用時(shí)，把絲束或從多個(gè)直接拉拔卷裝取得的絲束結(jié)合成一個(gè)粗紗卷裝。例如，在噴射成形應(yīng)用中，將絲束或從多個(gè)直接拉拔卷裝獲得的絲束結(jié)合并直接進(jìn)料給該粗紗噴射裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝包含單束的玻璃纖維絲束。通過(guò)從多個(gè)直接拉拔卷裝結(jié)合這些絲束而在臨近使用時(shí)，形成一種粗紗卷裝，本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案在用于粗紗產(chǎn)品的絲束數(shù)量上為用戶提供了靈活性。例如，如果某位用戶為了特定應(yīng)用希望一種粗紗產(chǎn)品具有更多束絲束，則該用戶可從另外的直接拉拔卷裝增加所用的絲束以便形成該粗紗產(chǎn)品。這種特征能讓用戶更有力地控制生產(chǎn)能力(例如，每小時(shí)通過(guò)短切噴射裝置(chopping gun)的玻璃磅數(shù)))。這樣，用戶可通過(guò)增加絲束數(shù)或增加經(jīng)過(guò)短切噴射裝置的絲束數(shù)目，提高生產(chǎn)能力。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明的一條粗紗可包含10-200束玻璃纖維絲束。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，該粗紗包含至多50束絲束。在一個(gè)進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，該粗紗包含20到50束絲束?？蓪⒚渴z束卷繞到它自己的直接拉拔卷裝上，該卷裝是用一種高速、直接拉拔、多卷裝的卷繞機(jī)形成的。在非限制性的實(shí)施方案中，每束絲束可包含多達(dá)800根絲。粗紗產(chǎn)品的產(chǎn)量也會(huì)根據(jù)應(yīng)用的不同而改變。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，粗紗的產(chǎn)量在100碼/磅和1800碼/磅之間。在其它實(shí)施方案中，產(chǎn)量至多300碼/磅。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，產(chǎn)量在100碼/磅和300碼/磅之間。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，產(chǎn)量在150碼/磅和250碼/磅之間。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝是從內(nèi)部取用的，這意味著，從該卷裝的內(nèi)側(cè)拉出該絲束的端頭，使得該卷裝從內(nèi)側(cè)向外退繞。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可從該直接拉拔卷裝的外部提供這些直接拉拔卷裝。當(dāng)從內(nèi)部取用直接拉拔卷裝時(shí)，可對(duì)準(zhǔn)多個(gè)卷裝，使得通過(guò)這些卷裝的中心取用這些多個(gè)卷裝。例如，可將這些卷裝堆疊，并且來(lái)自每個(gè)卷裝的絲束能夠經(jīng)過(guò)這些卷裝的中心供應(yīng)。來(lái)自堆疊卷裝的這些絲束可結(jié)合形成本發(fā)明的粗紗。
圖4和圖5舉例說(shuō)明在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，直接拉拔卷裝能夠被如何堆疊和如何經(jīng)過(guò)這些卷裝的中空中心取用這些卷裝。如圖4和5所示，將五個(gè)直接拉拔卷裝75、80、85、90、95堆疊。每個(gè)直接拉拔卷裝包括一束絲束77、82、87、92、97，其穿過(guò)這些卷裝的中心取用，并與其余的絲束結(jié)合形成股線100。根據(jù)形成粗紗所結(jié)合的直接拉拔卷裝的數(shù)目，可堆疊多個(gè)直接拉拔卷裝或可結(jié)合許多列堆疊的直接拉拔卷裝用于形成該粗紗。換句話說(shuō)，圖4所示堆疊產(chǎn)生的結(jié)合(組合)的絲束100可與另一路堆疊產(chǎn)生的結(jié)合絲束進(jìn)行組合，以形成一條粗紗。
用于形成這種粗紗產(chǎn)品的絲束數(shù)目可取決于該應(yīng)用。如上所述，一個(gè)非限制性實(shí)施方案中的一條粗紗可包含10-200束玻璃纖維絲束。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，包含至多50束絲束。在其它實(shí)施方案中，該粗紗可包含多達(dá)40束絲束。在一個(gè)實(shí)施方案中，一條粗紗可包含20-50束絲束。在其它實(shí)施方案中，該粗紗可包含24-40束絲束。
同常規(guī)的集裝粗紗比較起來(lái)，本發(fā)明的粗紗可提供改進(jìn)的劈裂效率。本發(fā)明的粗紗能有利地具有基本上完全劈裂的效率。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，部分明的粗紗能有利地提供大于90％的劈裂效率。在其它非限制性的實(shí)施方案中，這種劈裂效率可介于95％和100％之間。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，該劈裂效率可為100％。
例如，一位消費(fèi)者可能需要一種至少40束絲束的粗紗制品。為了劈裂效率的原因，一位制造業(yè)者可生產(chǎn)一種具有48束絲束的常規(guī)集裝粗紗產(chǎn)品。在本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，粗紗制品可由少于48束的絲束形成，同時(shí)為該應(yīng)用有利地提供了所要求數(shù)量的短切絲束。
本發(fā)明的粗紗可表現(xiàn)出其它可取的特征。例如本發(fā)明的粗紗制品可能或可以表明改良的絲束完整性。絲束完整性是指，一束絲束中的絲在短切時(shí)保持在一束絲束中的能力。
本發(fā)明粗紗的非限制性實(shí)施方案能夠或可能在短切、與樹(shù)脂混合、噴射和輾平時(shí)運(yùn)作良好，以便在噴射粗紗操作期間形成一種組合物。例如，當(dāng)碾開(kāi)該玻璃纖維/樹(shù)脂混合物時(shí)，使用本發(fā)明的粗紗能夠或可能減少″回跳″和″符合度”。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，″回跳″是指切短玻璃纖維絲束在它已經(jīng)被碾壓(碾壓)后回到它原來(lái)的形狀。例如，在使用一種粗紗噴射裝置將常規(guī)的集裝粗紗制品噴射到一模具上，并由一名操作員將其碾壓以后，這些絲束最初會(huì)變扁平，但是后來(lái)回到它們?cè)瓉?lái)的形狀。在本申請(qǐng)中用到時(shí)，″符合度″是指，在碾壓加工期間，切短玻璃纖維絲束與模具表面相符合的能力，尤其是與模具邊緣和角落相符合的能力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的粗紗在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，本發(fā)明的粗紗符合度小于1.5。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的粗紗在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，符合度為0.3-1.5。
用于形成粗紗制品的本發(fā)明方法的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括對(duì)準(zhǔn)多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝有一個(gè)中空中心，并有單束玻璃纖維絲束，穿過(guò)直接拉拔卷裝的中心，從每個(gè)卷裝供應(yīng)絲束，并將這些絲束結(jié)合在一起以形成粗紗。這些直接拉拔卷裝可例如是如圖4-5所示垂直堆疊的，或者水平方向?qū)?zhǔn)對(duì)準(zhǔn)的?？梢允褂迷S多其它的排列。
本發(fā)明還有涉及集裝粗紗或粗紗球。本發(fā)明的一種集裝粗紗或″粗紗球″包括單個(gè)粗紗卷裝，其由本發(fā)明的多個(gè)直接拉拔卷裝形成。該集裝粗紗的形成是通過(guò)，圍繞繞水平軸或垂直軸旋轉(zhuǎn)的拉絲機(jī)頭卷繞來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的絲束。用這種方式形成的粗紗在本申請(qǐng)中稱作″集裝直接拉拔粗紗″或″集裝粗紗″?！逶谝粋€(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可用粗紗卷繞機(jī)形成本發(fā)明的集裝粗紗，例如用868型或者858型粗紗卷繞機(jī)，兩者可從FTS/Leesona of Burlington，NC購(gòu)得。當(dāng)使用一種粗紗卷繞機(jī)，例如Leesona 868時(shí)，可以950-1250英尺/分鐘的速度將這些直接拉拔卷裝卷繞成集裝直接拉拔粗紗制品。卷繞速度選擇常常是生產(chǎn)能力和空間限制間的一種折中平衡。時(shí)常是經(jīng)濟(jì)利益支配了卷繞條件的選擇。因此，任何有關(guān)粗紗卷繞機(jī)的卷繞條件的說(shuō)明，除非另有說(shuō)明，不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)性限定看待。
可將一種抗靜電劑，例如出自Cognis Corporation of Cincinnati，Ohio的產(chǎn)品號(hào)EM-6661-A的產(chǎn)品，在卷繞前施加到這些來(lái)自直接拉拔卷裝上絲束上，以便減少靜電荷，這種靜電荷會(huì)導(dǎo)致切短的股線彼此排斥，并引起用戶的應(yīng)用問(wèn)題。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可用0.1毫升/分鐘的速度施加這種抗靜電劑。
在本發(fā)明中，用于形成集裝直接拉拔粗紗的絲束數(shù)量可依據(jù)應(yīng)用進(jìn)行改變。在本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，作為噴射粗紗(例如，供應(yīng)給短切噴射裝置，與樹(shù)脂混合，和噴射)使用的集裝直接拉拔粗紗是由10-200個(gè)本發(fā)明的直接拉拔卷裝裝配的，并且在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施方案中，是由30-50個(gè)直接拉拔卷裝，或者由24-40個(gè)卷裝裝配的。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束的玻璃纖維絲絲束，并且是用一種高速、直接拉拔、多卷裝的卷繞機(jī)形成的。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，使用卷繞機(jī)例如ShimadzuCorporation生產(chǎn)的DRH-4T型卷繞機(jī)和Dietze and Schell生產(chǎn)的DS360/2-6型卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，卷繞速度為500-6500轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘。在非限制性的實(shí)施方案中，每束絲束可包含100-1000根絲。在非限制性的實(shí)施方案中，在形成期間用一種粘結(jié)劑涂覆這些直接拉拔卷裝，例如用以前討論過(guò)的那些粘結(jié)劑。本發(fā)明的集裝粗紗能夠或可能比常規(guī)的集裝粗紗表現(xiàn)出更低的取用張力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的集裝粗紗在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，符合度小于1.5。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的集裝粗紗在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，符合度為0.3-1.5。
本發(fā)明還涉及包裝單元。除了本申請(qǐng)討論和舉例說(shuō)明過(guò)的包裝單元之外，還可采用許多不同的包裝單元。圖6-圖12舉例說(shuō)明本發(fā)明包裝單元的二個(gè)非限制性的實(shí)施方案。依據(jù)粗紗的應(yīng)用和用于形成該粗紗的直接拉拔卷裝的數(shù)目，能夠在該卷裝紗運(yùn)輸箱上使用許多種直接拉拔卷裝的排列。直接拉拔卷裝的排列能夠利用這些直接拉拔卷裝的中空中心同時(shí)取用單路堆疊的卷裝。當(dāng)采用多路堆疊形成粗紗時(shí)，來(lái)自每條直接拉拔卷裝堆疊的結(jié)合的絲束可被結(jié)合形成該粗紗。
由于卷裝紗運(yùn)輸箱的尺寸限制，支架的尺寸限制，以及對(duì)裝運(yùn)的考慮，可能可取的是，將本發(fā)明的包裝單元限制到某一最大尺寸。這樣，會(huì)需要很多直接拉拔卷裝的堆疊來(lái)形成粗紗。盡管這些實(shí)施方案顯示每堆疊5個(gè)直接拉拔卷裝，但是一路堆疊可包含許多卷裝。
圖6-圖8提供本發(fā)明包裝單元的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的透視、側(cè)視和俯視圖。在所顯示的非限制性實(shí)施方案中，包裝單元125包括，卷裝紗運(yùn)輸箱130和排列在該卷裝紗運(yùn)輸箱130上的多個(gè)直接拉拔卷裝135，每個(gè)直接拉拔卷裝135具有一個(gè)中空中心140并具有單束絲束145，其中排列這些直接拉拔卷裝，以便來(lái)自這些直接拉拔卷裝每一個(gè)的絲束可從這些卷裝的中心取用并結(jié)合形成一條粗紗。本實(shí)施方案中顯示的包裝單元125包括80個(gè)直接拉拔卷裝135。這80個(gè)直接拉拔卷裝排列在16路堆疊中，每堆疊各有5個(gè)卷裝。來(lái)自每路堆疊的5束絲束組合為每路堆疊形成一路堆疊絲束150。雖然在圖6-圖8中未示出，但是堆疊絲束150能組合形成一條粗紗用于所需應(yīng)用。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，80個(gè)直接拉拔卷裝可排列在10路堆疊中，每堆疊各有8個(gè)卷裝。
可基于噴射粗紗工作者希望供應(yīng)給該噴射裝置的玻璃纖維的量(例如，碼數(shù))確定為了形成一條粗紗所要取用的直接拉拔卷裝的數(shù)量。用于形成粗紗所取用的直接拉拔卷裝的數(shù)量也可取決于每個(gè)直接拉拔卷裝中絲束的尺寸。例如，較少量的大絲束卷裝可與較大量的小絲束卷裝提供相同碼數(shù)。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可取用28至75個(gè)直接拉拔卷裝用于形成一條粗紗。這樣，在包括80個(gè)直接拉拔卷裝的包裝單元中，可首先取用一套40個(gè)直接拉拔卷裝(例如，八路堆疊，每堆疊放5個(gè)直接拉拔卷裝，五路堆疊，每堆疊8個(gè)卷裝等等)?？蓪⒌谝唤M40個(gè)直接拉拔卷裝連接到第二組40個(gè)直接拉拔卷裝上，以便提供連續(xù)供應(yīng)的粗紗。換句話說(shuō)，當(dāng)?shù)谝唤M40個(gè)卷裝被完全用掉時(shí)，另40個(gè)卷裝能立刻無(wú)中斷地開(kāi)始配發(fā)供應(yīng)，用于形成該粗紗。同樣地，可連接多臺(tái)包裝單元，以便提供一條超長(zhǎng)供應(yīng)的粗紗，從而不打斷粗紗的供應(yīng)。
這些直接拉拔卷裝可按照多種方式排列在卷裝紗運(yùn)輸箱上。在為排列這些直接拉拔卷裝而選擇一種結(jié)構(gòu)時(shí)，重要因素包括能同時(shí)從多個(gè)卷裝合并絲束，能夠把隨后的卷裝維系在一起以便連續(xù)或多少連續(xù)地供應(yīng)到粗紗噴射裝置，能夠以一種有效的方式把這些卷裝裝運(yùn)給顧客，等等。下述實(shí)施方案是一些方法的實(shí)例，以這些方法，可集裝并轉(zhuǎn)運(yùn)這些直接拉拔卷裝，并且用這些方法部分是由于這些直接拉拔卷裝從內(nèi)側(cè)取用的能力。
在一個(gè)實(shí)施方案中，這些直接拉拔卷裝可如圖6-8所示地垂直堆疊。在本實(shí)施方案中，卷裝如同所示被安排在16路堆疊中，5個(gè)卷裝每堆。這種安排(堆疊數(shù)；每一堆疊的卷裝件數(shù))可能改變，這取決于形成該粗紗所需的直接拉拔卷裝數(shù)目、卷裝紗運(yùn)輸箱的尺寸、包裝單元會(huì)如何連接等等。
在其它實(shí)施方案中，可以把這些直接拉拔卷裝排列成水平行。在這些非限制性的實(shí)施方案中，可采用一種防止相鄰行列上的卷裝彼此接觸的卷裝固定架(rack)。圖9-圖12舉例說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案，其中這些直接拉拔卷裝直接拉拔卷裝排列成水平行。
在圖9-12所示的實(shí)施方案中，包裝單元175包括，卷裝紗運(yùn)輸箱180、放置卷裝紗運(yùn)輸箱180上的卷裝固定架185，以及排列在固定架185上的多個(gè)直接拉拔卷裝190，每個(gè)直接拉拔卷裝190具有一個(gè)中空中心195并具有單束絲束200，其中排列這些直接拉拔卷裝，以便來(lái)自這多個(gè)直接拉拔卷裝每一個(gè)的絲束可從這些卷裝的中心取用并結(jié)合形成一條粗紗。在本實(shí)施方案中顯示的包裝單元175包括80個(gè)直接拉拔卷裝190。這80個(gè)(件)直接拉拔卷裝被安排在16路中，每路有5個(gè)卷裝。來(lái)自每一路的五束絲束200結(jié)合起來(lái)為每一路堆疊形成一路絲束205。雖然在圖9-12中未示出，但是可把這些路絲束205結(jié)合形成一條可用于所需用途的粗紗。
在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，可取用40個(gè)直接拉拔卷裝用于形成一條粗紗。這樣，在包括80個(gè)直接拉拔卷裝的包裝單元中，可首先取用一套40個(gè)直接拉拔卷裝(例如，八路堆疊，每路堆疊放5個(gè)直接拉拔卷裝；五路堆疊，每路堆疊8個(gè)卷裝等等)?？蓪⑦@第一組40個(gè)直接拉拔卷裝連接到第二組40個(gè)直接拉拔卷裝上，以便提供連續(xù)供應(yīng)的粗紗。換句話說(shuō)，當(dāng)?shù)谝唤M40個(gè)卷裝被完全用掉時(shí)，另40個(gè)卷裝能立刻無(wú)中斷地開(kāi)始配發(fā)供應(yīng)，用于形成該粗紗。同樣地，可連接多臺(tái)包裝單元，以便提供一條超長(zhǎng)供應(yīng)的粗紗，從而不打斷粗紗的供應(yīng)。
在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明的包裝單元能夠被重復(fù)利用。換句話說(shuō)，當(dāng)一個(gè)包裝單元中的直接拉拔卷裝被使用過(guò)后，該包裝單元可返回到粗紗制造商將被再填裝。當(dāng)一個(gè)卷裝固定架用于控制直接拉拔卷裝的排列對(duì)準(zhǔn)時(shí)，這種特征可能特別有利。
本發(fā)明還有涉及復(fù)合制品，形成這些復(fù)合制品的方法，以及用于形成復(fù)合制品的裝置。本發(fā)明復(fù)合制品的一個(gè)非限制性的實(shí)施方案包括，一種由直接拉拔卷裝獲得的切短玻璃纖維絲束與樹(shù)脂形成的混合物。這些切短玻璃纖維絲束可能來(lái)自本發(fā)明的一種粗紗產(chǎn)品。換句話說(shuō)，這些切短玻璃纖維絲束可能來(lái)自多個(gè)提供絲束的直接拉拔卷裝，這些絲束用于形成要被短切和使用的粗紗。對(duì)本發(fā)明復(fù)合制品有用的樹(shù)脂可包括，作為非限制性實(shí)例，聚酯、熱固性聚酯、環(huán)氧乙烯基酯、聚氨酯、二聚環(huán)戊二烯和其它熱固性材料。該玻璃纖維/樹(shù)脂混合物容易輾平而且回跳較少，并且模具的邊緣和角落附近產(chǎn)生的符合度較小。
本發(fā)明制造復(fù)合制品方法的一個(gè)非限制性實(shí)施方案包括獲得一條粗紗，把這一粗紗供應(yīng)給一粗紗噴射裝置(roving gun)；短切該粗紗；將此切短玻璃粗紗與一種樹(shù)脂混合；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，獲得一條粗紗包括，結(jié)合多束來(lái)自直接拉拔卷裝的玻璃纖維絲束，用于形成一條粗紗。
在一些非限制性的實(shí)施方案中，用于形成復(fù)合制品的方法可進(jìn)一步包含控制該粗紗里的靜電。能用許多非限制性的方式控制粗紗產(chǎn)品中產(chǎn)生靜電的可能性，例如通過(guò)向粘結(jié)劑中添加抗靜電劑，改良短切機(jī)中輥(或輥的皮殼)的組成，在供給噴射裝置的空氣中分散一種抗靜電劑，利用一種電離室，以及在短切前向粗紗產(chǎn)品施加電壓。
本發(fā)明的復(fù)合制品可包括，例如船，艇身，交通工具零件，浴缸，淋浴器，露營(yíng)車頂棚等等。
用于形成復(fù)合制品的本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案可能包括多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)具有一束玻璃纖維絲束，一個(gè)樹(shù)脂源；一臺(tái)粗紗噴射裝置和一個(gè)模具，其中從多個(gè)直接拉拔卷裝獲得一條粗紗，將該粗紗短切并與一種樹(shù)脂混合，將混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上，并且在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂。這些直接拉拔卷裝可被安排在本發(fā)明的包裝單元上。
除噴射粗紗操作之外，本發(fā)明粗紗可被用于許多其它操作，包括墊子、嵌板和其它應(yīng)用，其中使用包括多束絲束的粗紗產(chǎn)品，并需考慮類似的問(wèn)題(例如，劈裂效率、回跳、符合度等等)。
現(xiàn)在將通過(guò)如下的特定的、非限制性的實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。
實(shí)施例1使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)在一個(gè)熔爐中形成熔融態(tài)玻璃并提供給一臺(tái)拉絲坩堝。該熔融態(tài)玻璃經(jīng)過(guò)一拉絲坩堝形成玻璃纖維絲。該拉絲坩堝的生產(chǎn)能力為200磅/小時(shí)，具有2400個(gè)拉絲漏嘴，每個(gè)拉絲漏嘴的直徑介于9和13微米之間，并且是分割成6路。這個(gè)拉絲坩堝生產(chǎn)2400根玻璃纖維絲，這些絲各個(gè)的直徑介于9和13微米之間。該標(biāo)稱絲直徑是10.8微米(″H″絲)。
這些玻璃纖維絲然后至少部分地用一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器涂覆一種粘結(jié)劑。該粘結(jié)劑常常用于涂覆玻璃纖維絲，其按照表1所述配方制備。該玻璃纖維的名義燒失量是一(1.0)重量百分?jǐn)?shù)。
涂覆以后，在進(jìn)行卷繞前，用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)收集這些玻璃纖維絲，使其成為六(6)束絲束。然后在可從Shimadzu公司購(gòu)得的DRH-4T型卷繞機(jī)上卷繞這六(6)束絲束。將每束絲束卷繞成直接拉拔卷裝。以卷繞速度4000米/分鐘運(yùn)行該卷繞機(jī)。
然后，可在烘箱干燥器中于介于240和300°F之間的溫度干燥這些直接拉拔卷裝10小時(shí)。
接著將這些直接拉拔卷裝用于制造一條集裝直接拉拔粗紗。將28個(gè)直接拉拔卷裝裝載到條筒架上，以便供應(yīng)給粗紗卷繞機(jī)。把這些直接拉拔卷裝供應(yīng)給868型粗紗卷繞機(jī)，該機(jī)器可從FTS/Leesona ofBurlington，NC購(gòu)得。該粗紗卷繞機(jī)以1100英尺/分種的速度卷繞這些直接拉拔卷裝，形成一種集裝的直接拉拔粗紗。在卷繞這個(gè)集裝的直接拉拔粗紗卷裝之前，以2毫升/分鐘的速度向來(lái)自直接拉拔卷成卷裝的這些絲束施加可從Cognis購(gòu)得的EM-6661-A抗靜電劑。
然后將該集裝直接拉拔粗紗的符合度與常規(guī)集裝粗紗的符合度進(jìn)行比較。本比較中所用常規(guī)集裝粗紗，其形成所用的卷裝未使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞。相反地，用常規(guī)卷成卷繞機(jī)以4230米/分鐘的卷繞速度卷繞了該卷成卷裝。每個(gè)卷成卷裝分割成兩路(即，兩束絲束纏繞在各自卷成卷裝上)，每束絲束具有200根絲，這些絲的標(biāo)稱直徑為10.8微米(″H″絲)。卷繞前，用一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器將這些玻璃纖維絲至少部分地涂覆一種粘結(jié)劑。該粘結(jié)劑常常用于涂覆玻璃纖維絲，其按照表1所述配方制備。該玻璃纖維的名義燒失量是一(1.0)重量百分?jǐn)?shù)。將28個(gè)卷成卷裝供應(yīng)給一臺(tái)Leesona 868型粗紗卷繞機(jī)。該粗紗卷繞機(jī)用1100英尺/分鐘的速度卷繞這些卷成卷裝，以便形成常規(guī)的集裝粗紗。在卷繞這個(gè)集裝的直接拉拔粗紗卷裝之前，以2毫升/分鐘的速度向來(lái)自直接拉拔卷成卷裝的這些絲束施加可從Cognis購(gòu)得的EM-6661-A抗靜電劑。
如下測(cè)量符合度。首先，短切該集裝的直接拉拔粗紗，將其與一種樹(shù)脂混合，并噴射到一個(gè)″階梯式模具″上。這種″階梯式模具″是一種具有樓梯外觀的模具，其有4個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)為10英寸寬和10英寸高。將該集裝的直接拉拔粗紗和樹(shù)脂供應(yīng)給一個(gè)Magnum霧化噴射裝置。本實(shí)施例中使用的這些樹(shù)脂是Polylite 33087-00聚酯樹(shù)脂，其可從Reichhold，Inc購(gòu)買(mǎi)到。玻璃對(duì)樹(shù)脂的比率是30重量％。在將切短的粗紗/樹(shù)脂混合物噴射(噴霧)到該階梯式模具上以后，一位操作員使用一根鋼輥，碾壓噴射的粗紗/樹(shù)脂混合物。該輥與用于淋浴器/浴盆和舟船工業(yè)中的輥類似。因?yàn)檫^(guò)度碾壓會(huì)影響符合度和回跳，所以在試驗(yàn)工序中定下碾壓量的限制。將這種碾壓限制于平行于該梯級(jí)通過(guò)三次和垂直于該梯級(jí)通過(guò)三次。在粗紗/樹(shù)脂混合物碾壓后，沿著一個(gè)梯級(jí)的長(zhǎng)度方向標(biāo)記一個(gè)12英寸的長(zhǎng)度。計(jì)數(shù)不能符合該梯級(jí)外棱角的切短絲束的數(shù)量。不能符合的切短絲束的總數(shù)除以所需的直線距離(12英寸)，獲得符合度，其被測(cè)量為每英寸上的發(fā)生數(shù)。在標(biāo)記的距離，12″中，增加違規(guī)股線的數(shù)量，我們獲得(發(fā)生數(shù)/英寸)，其計(jì)算是由(違規(guī)中的股線總數(shù)/距離(我們的情況是12英寸)。
用同樣的方法測(cè)量常規(guī)粗紗產(chǎn)品的符合度，該方法是將常規(guī)粗紗產(chǎn)品供應(yīng)給一臺(tái)粗紗噴射裝置。
符合度的結(jié)果如下

如上表所提出的，本發(fā)明的集裝的直接拉拔粗紗表現(xiàn)了超過(guò)常規(guī)集裝粗紗的符合度。對(duì)每個(gè)樣品而言，直接拉拔集裝粗紗的符合度是1.5次發(fā)生或更少/英寸。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中，如以上實(shí)施例1中所述，將具有單束絲束的一個(gè)直接拉拔卷裝纏繞在一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)。同樣地，也像實(shí)施例1中所述那樣，將一種卷成卷裝卷繞在一臺(tái)常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上。如上所述，該卷成卷裝的每一個(gè)包含二束絲束。對(duì)于本實(shí)施例，僅測(cè)試來(lái)自該卷成卷裝的一束絲束。然后，比較來(lái)自此直接拉拔卷裝的這一束絲束的縱橫比與卷成卷裝中兩束絲束之一的縱橫比。
如下測(cè)量這兩種產(chǎn)品的縱橫比。經(jīng)過(guò)兩個(gè)垂直的傳感器供應(yīng)每束絲束。所用的這些傳感器型號(hào)是LS-7030M，可從New Jersey(新澤西州)的Keyence Corporation of Woodcliff Lake購(gòu)買(mǎi)。垂直排列這些傳感器，使得它們?cè)诮z束橫截面通過(guò)這些傳感器之間時(shí)，測(cè)量絲束橫截面的垂直尺寸。
測(cè)量?jī)蓚€(gè)橫截面尺寸(稱為X和Y)。在絲束經(jīng)過(guò)傳感器之間供入時(shí)，通過(guò)這些傳感器測(cè)量這些垂直尺寸。由于技術(shù)限制，要在這些絲束通過(guò)傳感器之間時(shí)控制它們的取向是不可能的，因此這些傳感器不能總是測(cè)量橫截面的最寬或最窄尺寸。這樣，發(fā)展出一個(gè)基于每對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算表觀股線寬度(strand width)的公式。所述表觀股線寬度，Z，用下式計(jì)算Z=X2+Y2]]>
對(duì)于來(lái)自直接拉拔卷裝的絲束和來(lái)自常規(guī)卷成卷裝的絲束，測(cè)試條件均相同，所以下述試驗(yàn)分別在兩種絲束上進(jìn)行。一束絲束在傳感器之間以8英尺/分鐘的速度通過(guò)。供應(yīng)該絲束300秒，這期間記錄1000對(duì)數(shù)據(jù)(X，Y)。用上述公式為每對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算表觀股線寬度，Z。把兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中較小的點(diǎn)(min(X，Y))用作橫截面高度，使得采用下式為每一數(shù)據(jù)對(duì)(X，Y)計(jì)算的樣品縱橫比縱橫比＝Z/Min(X，Y)這樣，對(duì)于本試驗(yàn)測(cè)試，直接拉拔絲束和來(lái)自常規(guī)卷成卷裝的絲束均測(cè)試了1000個(gè)樣品的縱橫比。這一千個(gè)樣品縱橫比中最小的被選為該絲束的有效縱橫比，因?yàn)檫@個(gè)最小的樣品縱橫比應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于該絲束最寬和最窄尺寸與傳感器測(cè)量的X和Y尺寸排成一(行)列的情形。
測(cè)量來(lái)自常規(guī)卷成卷裝的絲束的有效縱橫比2次，且發(fā)現(xiàn)該有效縱橫比在5.0到5.9的范圍內(nèi)。
測(cè)量來(lái)自直接拉拔卷裝的絲束的有效縱橫比3次，且發(fā)現(xiàn)該有效縱橫比在5.9-7.1的范圍內(nèi)。
實(shí)施例2表明，來(lái)自直接拉拔卷裝的絲束比在常規(guī)拉絲成形卷繞機(jī)上卷繞的絲束更扁平，其如上述，單用于粗紗時(shí)，這種絲束可具有所需效果。
能在將要使用時(shí)集裝的本發(fā)明粗紗，可由其呈現(xiàn)的可取特征非限制性地包括消除了對(duì)一種集裝粗紗加工的需要，這種加工用于生產(chǎn)供噴射粗紗和其它應(yīng)用所用的粗紗；降低了生產(chǎn)粗紗產(chǎn)品的制造費(fèi)用；在生產(chǎn)粗紗產(chǎn)品時(shí)干預(yù)更少；生產(chǎn)劈裂效率基本上完美的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)懸線最少或能在隨后加工中產(chǎn)生問(wèn)題的脫落最少的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)燒失量更低的粗紗產(chǎn)品的可能性；生產(chǎn)樹(shù)脂滲透性得到改進(jìn)的粗紗產(chǎn)品；減少在粗紗產(chǎn)品使用期間尋找絲束所花費(fèi)的時(shí)間量；減少使用這些粗紗過(guò)程中的薄壁管浪費(fèi)量；生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后更容易被碾平的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后回跳更小的粗紗產(chǎn)品；以及生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后符合度改進(jìn)了的粗紗產(chǎn)品。
本發(fā)明集裝粗紗產(chǎn)品所能呈現(xiàn)的可取特征非限制性地包括降低了生產(chǎn)粗紗產(chǎn)品的制造費(fèi)用；在生產(chǎn)粗紗產(chǎn)品時(shí)干預(yù)更少；生產(chǎn)劈裂效率基本上完美的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)懸線最少或能在隨后加工中產(chǎn)生問(wèn)題的脫落最少的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)燒失量更低的粗紗產(chǎn)品的可能性；生產(chǎn)樹(shù)脂滲透性得到改進(jìn)的粗紗產(chǎn)品；減少在把卷裝集裝成集裝粗紗產(chǎn)品期間尋找絲束所花費(fèi)的時(shí)間量；減少使用這些粗紗過(guò)程中的薄壁管浪費(fèi)量；生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后更容易被碾平的粗紗產(chǎn)品；生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后回跳更小的粗紗產(chǎn)品；以及生產(chǎn)在與樹(shù)脂混合并噴射到一模具上后符合度改進(jìn)了的粗紗產(chǎn)品。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種目的時(shí)，已經(jīng)描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，這些實(shí)施方案僅僅是舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，無(wú)需背離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，就可以顯而易見(jiàn)地對(duì)其作出各種修改和改寫(xiě)。
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維噴射粗紗，其包括來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的10-200束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束，其中每束絲束包括至多800根絲，且其中每束絲束的有效縱橫比大于5.9。
2.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每束絲束包括至多600根絲。
3.權(quán)利要求2的噴射粗紗，其中每根絲的直徑為至多16微米。
4.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每束絲束包括至多500根絲。
5.權(quán)利要求4的噴射粗紗，其中每根絲的直徑為至多13微米。
6.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中該噴射粗紗含有至多50束玻璃纖維絲束，且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量至多300碼/磅。
7.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中該噴射粗紗含有至多40束玻璃纖維絲束，且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量為至多250碼/磅。
8.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每根絲的直徑介于9和13微米之間，其中每束絲束含有300-500根絲，其中該噴射粗紗包括20-50束玻璃纖維絲束，而且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量介于100和300碼/磅之間。
9.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
10.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
11.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每束絲束的有效縱橫比介于5.9和10之間。
12.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每束絲束具有一種非圓形的橫截面。
13.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，該噴射粗紗的符合度小于1.5。
14.權(quán)利要求13的噴射粗紗，其中在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，該噴射粗紗的符合度介于0.3和1.5之間。
15.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中將多個(gè)直接拉拔卷裝卷繞在一直接拉拔卷繞機(jī)上。
16.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中每個(gè)直接拉拔卷裝包括一個(gè)有兩個(gè)基本上平表面的圓柱形卷裝。
17.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中這些絲束是松散分組的。
18.權(quán)利要求1的噴射粗紗，其中該噴射粗紗是一種集裝粗紗。
19.一種玻璃纖維集裝粗紗，包括一卷繞的卷裝，其包括來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的10-200束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束，其中每束絲束包括至多800根絲，且其中每束絲束的有效縱橫比大于5.9。
20.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每束絲束包括至多600根絲。
21.權(quán)利要求20的玻璃纖維集裝粗紗，其中每根絲的直徑為至多16微米。
22.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每束絲束包括至多500根絲。
23.權(quán)利要求22的玻璃纖維集裝粗紗，其中每根絲的直徑為至多13微米。
24.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中該玻璃纖維集裝粗紗含有至多50束玻璃纖維絲束，且其中該玻璃纖維集裝粗紗的產(chǎn)量為至多300碼/磅。
25.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中該玻璃纖維集裝粗紗含有介于至多40束的玻璃纖維絲束，且其中該玻璃纖維集裝粗紗的產(chǎn)量為至多250碼/磅。
26.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每根絲的直徑介于9和13微米之間，其中每束絲束含有300-500根絲，其中該玻璃纖維集裝粗紗包括20-50束玻璃纖維絲束，而且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量介于100和300碼/磅之間。
27.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該玻璃纖維集裝粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
28.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該玻璃纖維集裝粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
29.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每束絲束的有效縱橫比介于5.9和10之間。
30.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每束絲束具有一種非圓形的橫截面。
31.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，該玻璃纖維集裝粗紗的符合度小于1.5。
32.權(quán)利要求31的玻璃纖維集裝粗紗，其中在短切和從一粗紗噴射裝置噴射出并與一種樹(shù)脂混合后，該玻璃纖維集裝粗紗的符合度介于0.3和1.5之間。
33.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中將多個(gè)直接拉拔卷裝卷繞在一直接拉拔卷繞機(jī)上。
34.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中每個(gè)直接拉拔卷裝包括一個(gè)有兩個(gè)基本上平表面的圓柱形卷裝。
35.權(quán)利要求19的玻璃纖維集裝粗紗，其中該玻璃纖維集裝粗紗是一種噴射粗紗。
36.一種形成玻璃纖維噴射粗紗的方法，該方法包括提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心和單束的玻璃纖維絲束，其中使用至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝，其中每臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上能卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝，而且其中每束絲束的有效縱橫比大于5.9；從每個(gè)直接拉拔卷裝經(jīng)過(guò)該直接拉拔卷裝的中心喂給絲束；和結(jié)合這些絲束以便形成噴射粗紗。
37.權(quán)利要求36的方法，其中的提供多個(gè)直接拉拔卷裝包括提供至多50個(gè)直接拉拔卷裝，并且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量為至多300碼/磅。
38.權(quán)利要求36的方法，其中的提供多個(gè)直接拉拔卷裝包括提供至多40個(gè)直接拉拔卷裝，并且其中該噴射粗紗的產(chǎn)量為至多250碼/磅。
39.權(quán)利要求36的方法，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該噴射粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
40.權(quán)利要求36的方法，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該噴射粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
41.權(quán)利要求36的方法，其中每束絲束的有效縱橫比介于5.9和10之間。
42.一種形成玻璃纖維集裝粗紗的方法，該方法包括提供多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有一個(gè)中空中心和單束的玻璃纖維絲束，其中使用至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)將每束絲束卷繞成一個(gè)直接拉拔卷裝，其中每臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上能卷繞至少四個(gè)直接拉拔卷裝，而且其中每束絲束的有效縱橫比大于5.9；并且從多個(gè)直接拉拔卷裝卷繞這些絲束以便形成一玻璃纖維集裝粗紗。
43.權(quán)利要求42的方法，其中的提供多個(gè)直接拉拔卷裝包括提供至多50個(gè)直接拉拔卷裝，并且其中該集裝粗紗的產(chǎn)量為至多300碼/磅。
44權(quán)利要求42的方法，其中的提供多個(gè)直接拉拔卷裝，包括提供至多40個(gè)直接拉拔卷裝，并且其中該集裝粗紗的產(chǎn)量為至多250碼/磅。
45.權(quán)利要求42的方法，其中該集裝粗紗是帶有二個(gè)基本上平直表面的圓柱體，并且其中這些基本上平直表面的每一個(gè)基本上沒(méi)有懸線。
46.權(quán)利要求42的方法，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該集裝粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
47.權(quán)利要求46的方法，其中在短切并從一粗紗噴射裝置噴射出后，該集裝粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
48.一種用于形成玻璃纖維集裝粗紗的系統(tǒng)，包括一定供應(yīng)量的熔融態(tài)玻璃；至少一個(gè)拉絲坩堝；至少一臺(tái)粘結(jié)劑敷料器；至少一臺(tái)能夠同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝的直接拉拔卷繞機(jī)；和一臺(tái)粗紗卷繞機(jī)；其中將熔融態(tài)玻璃提供給該至少一個(gè)拉絲坩堝，其中該至少一個(gè)拉絲坩堝形成玻璃纖維絲，其中這些玻璃纖維絲至少部分涂覆了一種粘結(jié)劑，其中這些玻璃纖維絲被收集成至少四束絲束，其中該至少四束絲束在該至少一臺(tái)直接拉拔卷繞機(jī)上被卷繞成至少四個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，并且其中該至少四個(gè)卷裝在該粗紗卷繞機(jī)上集裝形成一集裝粗紗。
49.權(quán)利要求48的系統(tǒng)，其中該至少一個(gè)拉絲坩堝能生產(chǎn)至少四束絲束，每束絲束具有至多600根絲。
50.權(quán)利要求49的系統(tǒng)，其中每根絲的直徑為至多16微米。
51.權(quán)利要求48的系統(tǒng)，其中該至少一個(gè)拉絲坩堝能生產(chǎn)至少六束絲束，每束絲束具有至多500根絲。
52.權(quán)利要求51的系統(tǒng)，其中每根絲的直徑為至多13微米。
53.一種用于形成復(fù)合制品的方法，該方法包括結(jié)合來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的多束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成一條粗紗；把這一粗紗供應(yīng)給一粗紗噴射裝置；短切該粗紗；將此切短粗紗與一種樹(shù)脂至少部分地混合；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂；其中使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，其中該直接拉拔卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝，而且其中恰在把粗紗供應(yīng)到該短切噴射裝置之前，來(lái)自每個(gè)直接拉拔卷裝的這些絲束結(jié)合形成該粗紗。
54.權(quán)利要求53的方法，其中在短切并從該粗紗噴射裝置噴射出后，該粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
55.權(quán)利要求54的方法，其中在短切并從該粗紗噴射裝置噴射出后，該粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
56.權(quán)利要求53的方法，其中在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，該粗紗表現(xiàn)出小于1.5的符合度。
57.權(quán)利要求56的方法，其中在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，該粗紗表現(xiàn)出0.3-1.5的符合度。
58.一種形成復(fù)合制品的方法，該方法包括卷繞來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的多束玻璃纖維絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束，以便形成集裝粗紗；把這一集裝粗紗供應(yīng)給一臺(tái)粗紗噴射裝置；短切該集裝粗紗；將此切短粗紗與一種樹(shù)脂至少部分地混合；把該混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到一個(gè)模具上；并碾壓該模具上的混合的粗紗和樹(shù)脂；其中使用直接拉拔卷繞機(jī)卷繞這些直接拉拔卷裝，而且其中該直接拉拔卷繞機(jī)能同時(shí)卷繞四個(gè)或更多個(gè)直接拉拔卷裝。
59.權(quán)利要求58的方法，其中在短切并從該粗紗噴射裝置噴射出后，該集裝粗紗呈現(xiàn)大于90％的劈裂效率。
60.權(quán)利要求59的方法，其中在短切并從該粗紗噴射裝置噴射出后，該集裝粗紗呈現(xiàn)大于95％的劈裂效率。
61.權(quán)利要求58的方法，其中在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，該集裝粗紗表現(xiàn)出小于1.5的符合度。
62.權(quán)利要求61的方法，其中在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂后，該集裝粗紗表現(xiàn)出0.3-1.5的符合度。
63.權(quán)利要求58的方法，其中該集裝粗紗是帶有二個(gè)基本上平直表面的圓柱體，并且其中這些基本上平直表面的每一個(gè)基本上沒(méi)有懸線。
64.一種用于形成復(fù)合制品的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)直接拉拔卷裝，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束玻璃纖維絲束；一個(gè)樹(shù)脂源；一臺(tái)粗紗噴射裝置和一個(gè)模具；其中將來(lái)自這些直接拉拔卷裝的這些絲束供應(yīng)給該粗紗噴射裝置，其中在恰在要把這些絲束供應(yīng)到該粗紗噴射裝置之前將這些絲束結(jié)合形成一條粗紗；短切該粗紗并且該粗紗至少部分地與該樹(shù)脂混合，將混合的粗紗和樹(shù)脂噴射到該模具上，并在該模具上碾壓該混合的粗紗和樹(shù)脂。
全文摘要
一種玻璃纖維無(wú)捻粗紗，其含有從多個(gè)直接拉拔卷裝得到的多束絲束，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單獨(dú)一束絲束。出自多個(gè)直接拉拔卷裝的絲束可在就要使用時(shí)結(jié)合形成粗紗，例如在剛要于短切噴射裝置中短切該粗紗之前形成粗紗。集裝粗紗也可以通過(guò)卷繞來(lái)自多個(gè)直接拉拔卷裝的多束玻璃纖維絲束，使其成為集裝粗紗卷裝而形成，每個(gè)直接拉拔卷裝具有單束絲束。
文檔編號(hào)D02G3/18GK1643198SQ03806426
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月11日
發(fā)明者湯池, 保羅·A·韋斯特布魯克, 顧樸, 詹姆斯·C·彼得斯, 約翰·L·薩拉特, 克里斯托弗·G·克羅斯 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司