CN101253290A - 使用短切原丝用于非织造毡垫的二元分散的纤维结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用短切原丝用于非织造毡垫的二元分散的纤维结构，提供由增强纤维束和单根的增强纤维形成的短切原丝毡。可操纵短切原丝毡，包含预选量的增强纤维束和/或单根的增强纤维，以选择或提高短切原丝毡的特定特征。在至少一个实施方案中，增强纤维是湿法应用的短切原丝玻璃纤维。增强纤维至少部分用施胶组合物涂布，所述施胶组合物在毡垫的形成过程中维持纤维束的完整度并在随后的加工步骤过程中辅助长丝化纤维束，以便形成成品具有美学上令人愉悦外观的短切原丝毡。在短切原丝毡内纤维束的保留率产生单位体积的玻璃纤维含量比常规分散的纤维毡垫高的毡垫。这一增加的玻璃纤维含量提供给成品以改进的机械和冲击性能。

Description

使用短切原丝用于非织造毡垫的二元分散的纤维结构
技术领域
本发明一般地涉及非织造纤维垫，和更特别地涉及由单根增强纤维和增强纤维束形成的短切原丝毡(strand mat)。还提供制造短切原丝毡的方法。
背景技术
玻璃纤维可用于各种技术中。例如，玻璃纤维常常用作聚合物基体内的增强剂，以形成玻璃纤维增强的塑料或复合材料。玻璃纤维以连续或短切长丝、短切原丝、粗纱、织造织物、非织造织物、网状物和稀松布形式使用以增强聚合物。
典型地，通过经衬套或孔板拉伸熔融玻璃形成长丝，并施加含润滑剂、偶联剂和成膜粘合剂树脂的含水施胶组合物到长丝上，形成玻璃纤维。施胶组合物提供纤维保护以免长丝间磨蚀并有助于玻璃纤维和玻璃纤维在其内使用的基体之间的相容性。在施加施胶组合物之后，纤维可集束成一股或更多股纤维股并缠绕成组，或者可在湿润的同时短切纤维并收集。然后可干燥所收集的短切原丝并固化，形成干燥的短切纤维或者可在其湿润状况下以湿法短切纤维形式包装它们。
纤维垫(它是一种形式的纤维非织造增强剂)极其适合于作为许多种类合成塑料复合材料的增强剂。干燥的短切玻璃纤维辫子(DUCS)在热塑性制品中常常用作增强材料。这些干燥的短切玻璃纤维可容易地喂入到常规机器内并可容易地用于常规方法，例如干法成网工艺中。在常规的干法成网工艺中，短切干燥的玻璃纤维并在传送带或筛网上鼓风，并凝固形成毡垫。例如，干燥的短切纤维和/或聚合物纤维悬浮在空气中，以松散的纤维网形式收集在筛网或多孔传送带上，然后凝固形成随机取向纤维的毡垫。
湿法短切纤维常规地用于湿法成网的工艺中，在所述工艺中，湿法短切纤维分散在含有表面活性剂、粘度改性剂、消泡剂和/或其他化学试剂的水淤浆内。一旦短切的玻璃纤维引入到淤浆内，则剧烈搅拌淤浆，以便纤维分散。含纤维的淤浆沉积在移动的筛网上，在此除去显著大部分的水形成纤维网。然后施加粘合剂，和干燥所得垫，除去任何残留的水并固化粘合剂。所形成的非织造垫是分散的单根玻璃长丝的组件。当希望均匀的纤维分布和/或重量时，典型地使用湿法成网工艺。
另一方面，干法成网工艺尤其适合于生产高度多孔的毡垫(例如低密度)且适合于其中在所得毡垫内希望开放结构以允许各种液体或树脂快速渗透的情况。与湿法成网垫不同，由纤维束形成干法成网垫，结果可具有比湿法成网垫高的基重。图1中图示了常规的短切原丝毡。遗憾的是，常规的干法成网工艺倾向于在其整个表面积上产生不具有均匀的重量分布的毡垫，特别是当与通过常规的湿法成网工艺形成的毡垫相比时。另外，使用干燥短切的纤维可比在湿法成网工艺中所使用的湿法短切纤维加工更加昂贵，这是因为在短切之前，通常在单独的步骤中干燥并包装干燥的短切纤维。
对于在形成复合部件中的一些增强应用来说，希望形成其中毡垫包括开放、多孔结构(与干法成网工艺一样)且具有均匀重量(与湿法成网工艺一样)的纤维垫。关于这一点，在尝试生产含有湿法成网和干法成网垫二者所需特征的毡垫中，形成了含有单根玻璃纤维(与在湿法成网工艺中发现的一样)和玻璃纤维束(与在干法成网工艺中发现的一样)二者的纤维垫。以下列出了这些毡垫的一些实例。
汉尼斯(Hannes)等人的美国专利Nos.4112174和4129674公开了玻璃垫，它由在整个纤维网中以随机取向的图案形式散布的单丝纤维和延长的玻璃纤维束的纤维网形成。玻璃纤维束优选含有约20-300根单丝。通过湿法成网工艺形成纤维垫。形成含基础纤维和增强纤维的水淤浆，以便淤浆的固体含量低。淤浆沉积在移动的筛网上，在此除去大部分的水形成纤维网。在形成单丝和延长的玻璃纤维束的纤维网之后，添加粘合剂物质，以辅助保持单丝纤维和增强束在一起。然后使纤维网穿过干燥器，蒸发任何残留的水并固化该粘合剂。
班德克(Bondoc)等人的美国专利Nos.4200487和4242404公开了玻璃垫，它包括单根玻璃长丝和延长的玻璃纤维元件。通过湿法成网工艺形成毡垫。通过纤维束的常规长丝化形成单根长丝。由纵向延长其纤维纵向相连的给定的纤维束，形成延长的玻璃纤维元件。特别地，在白水淤浆的搅拌过程中，来自纤维束的一些纤维被长丝化(形成单独的长丝)。在部分长丝化的纤维束内的其余纤维(或者在最初未长丝化的纤维束内的纤维)然后滑动分开，并纵向相连，形成延长的玻璃纤维元件。结果纤维元件具有其长度超过单根纤维的有效长度。例外，纤维元件的直径在中间大于在纤维元件的末端。认为玻璃纤维元件有助于毡垫具有高的强度性能和单根长丝提供在制造屋顶板中浸渍沥青所需的均匀的致密度。
比尔(Beer)等人的美国专利No.5883021公开了一种真空模塑的相容垫，它包括玻璃单丝和基本上均匀地分布在该毡垫内的玻璃纤维辫子。优选地，基于总的固体，玻璃单丝以约30-99重量％的用量存在。另外，至少一部分玻璃单丝与玻璃纤维辫子缠结。玻璃纤维辫子可含有约5-150根通常平行的抗分离的内聚玻璃纤维单丝。通过气流成网工艺形成纤维垫。
Martine等人的美国专利No.5883023公开了一种针织垫，它包括不连续的玻璃单丝和不连续的玻璃纤维辫子。基于总的固体，玻璃单丝以至少约30wt％到约99wt％的用量存在于毡垫内。玻璃纤维辫子具有至少约100根通常平行的玻璃纤维单丝。玻璃单丝和玻璃纤维辫子基本上均匀地分布在整个毡垫内。通过气流成网工艺制造毡垫。
杰非(Jaffee)等人的美国专利No.6187697公开了一种两层纤维垫，它由(1)主体部分层和(2)含微细纤维和/或颗粒的表面部分层形成。采用树脂粘合剂将各层粘结在一起。优选地，表面层内的大多数颗粒和/或纤维大于在毡垫的主体部分内纤维之间的开口。在湿法成网的非织造垫机器上制造该毡垫。
罗科曼(Rokman)等人的美国专利No.6767851和美国专利申请No.2002/0092634公开了非织造的毡垫，其中至少20％的纤维以每束具有约5-450根纤维的纤维束形式存在。在优选的实施方案中，在毡垫内至少85％的纤维为纤维束形式。通过基本上水不溶的施胶剂，例如环氧树脂或聚乙烯醇(PVOH)，保持纤维在纤维束内。另外，纤维束可包括至少10％的增强纤维，例如玻璃纤维。可通过泡沫或水工艺制造毡垫，但优选泡沫工艺。特别地，在液体或泡沫内形成纤维的淤浆，其中淤浆内至少20％的纤维是通过水不溶的施胶剂保持在一起的纤维束。可将粘合剂加入到淤浆中，从淤浆中除去泡沫或水，形成纤维网，随后固化粘合剂，以增加所产生的毡垫的完整度。
尽管尝试形成含有湿法成网和干法成网毡垫特征的改进毡垫，但本领域仍需要存在成本可行且有效的方法形成非织造毡垫，所述非织造毡垫具有基本上均匀的重量分布，和具有可在生产增强复合材料部件中使用的开放的多孔结构，所述增强复合材料部件克服了常规的湿法成网和干法成网工艺的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供短切原丝毡，它同时含有增强纤维束和单根增强纤维。可用各种含量增强纤维束和/或单根增强纤维形成短切原丝毡，以便选择或提高短切的原丝毡的特定特征。另外，可操纵(控制)短切的原丝毡具有预定量的增强纤维束和单根增强纤维，形成具有所需比值和重量分布的毡垫。在增强纤维束内存在的纤维的特定数量随短切原丝毡的特定应用和该毡垫所需的强度和厚度而变化。优选增强纤维束具有约20-约75克/千米的束纤号数(tex)。适合于在短切原丝毡内使用的增强纤维包括玻璃纤维、羊毛玻璃纤维、天然纤维、矿物纤维、碳纤维和陶瓷纤维。用施胶组合物至少部分涂布增强纤维，所述施胶组合物在毡垫形成过程中将维持纤维束的完整度和在随后的加工步骤过程中辅助长丝化纤维束，以便形成成品在美学上具有令人愉悦外观的毡垫。基于干燥纤维计，可在约0.05-约2.0％的燃烧损失(Loss on Ignition)(LOI)下，施加施胶组合物到纤维上。在短切原丝毡内纤维束的保留产生具有比常规的分散纤维毡垫高的玻璃含量的毡垫。反过来这种增加的玻璃含量将提供成品改进的机械和冲击性能。
本发明的目的还在于提供制备短切原丝毡的方法，所述短切原丝毡由增强纤维束和单根增强纤维形成。用施胶组合物至少部分涂布玻璃纤维，所述施胶组合物包括至少一种成膜剂(例如，聚氨酯成膜剂、聚酯树脂成膜剂和环氧树脂成膜剂)、润滑剂(例如，Lubesize K-12)和硅烷偶联剂(例如，氨基硅烷)。任选地，可添加弱酸(例如，乙酸)，以辅助硅烷偶联剂水解。在毡垫的形成过程中施胶组合物可维持纤维束的完整度，和在随后的加工步骤过程中使得可长丝化纤维束。在用施胶组合物处理纤维之后，以纤维束形式收集它们，短切成不同的长度并干燥。优选地，在介电炉或Cratec烘箱内干燥纤维束。干燥的纤维束分散在含有表面活性剂、粘度改性剂和/或其他化学试剂的水淤浆内，并搅拌。在至少一个例举的实施方案中，当在淤浆内搅拌玻璃纤维束时，一些玻璃纤维束释放单根的玻璃纤维。在另一例举的实施方案中，可采用施胶组合物对纤维束进行施胶，以便在搅拌过程中，在淤浆内纤维很少或者没有从纤维束中分散。在这一实施方案中，可添加已知量的单根纤维到白水淤浆内，形成具有所需形态的短切原丝毡。由于可控制在淤浆内存在的单根纤维量，因此可微调短切原丝毡，以满足特定应用的需要。然后在移动的筛网上沉积淤浆，在此除去大多数水，形成纤维网，施加粘合剂，并干燥该纤维网，以除去残留的水并固化粘合剂。所形成的非织造的短切原丝毡是预定用量的随机分散的单根玻璃纤维和玻璃纤维束的组件。
本发明进一步的目的是提供施胶组合物，它包括成膜剂保持纤维成束，润滑剂辅助降低纤维与纤维之间的摩擦，和硅烷偶联剂粘结玻璃纤维到层压树脂基体上。可将弱酸，例如乙酸加入到施胶组合物上，以辅助硅烷偶联剂水解。可用于施胶组合物的化学品的非限定性实例包括成膜剂，例如聚氨酯成膜剂、环氧树脂成膜剂和不饱和聚酯树脂成膜剂；润滑剂，例如Lubesize K-12(硬脂酸乙醇酰胺，获自艾德蒙海外股份有限公司(AOC))和PEG 400 MO(单油酸酯，获自德国科宁公司(Cognis))；和硅烷，例如氨基硅烷。在形成毡垫过程中有效地维持纤维束完整度的合适的施胶组合物的具体实例包括聚氨酯基成膜分散体结合氨基硅烷(和任选地聚氨酯-丙烯酸合金)和环氧基成膜剂分散体结合环氧固化剂(和任选地环氧固化剂)。
本发明的优点是与常规分散的纤维毡垫相比，纤维束的保留便于短切原丝毡单位体积具有较高的玻璃含量。
本发明进一步的优点是可一步法成形并短切用于形成短切原丝毡的玻璃纤维。
本发明的另一优点是通过短切原丝毡赋予的增加的玻璃含量将提供成品改进的机械和冲击性能以及较高的完整性。
本发明再一优点是可使用短切原丝毡形成诸如电缆管道(ductliner)和天花板瓷砖之类产品的表面处理剂，且不需要施加辅助的遮布(veil)。
本发明的优点还在于可通过化学和/或机械方法调节短切原丝毡的最终形态，在短切原丝毡内提供一系列范围的纤维辫子和纤维束的分散。
考虑到随后的详细说明，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得显而易见。然而，要明确地理解，附图用于阐述目的和不打算解释为限定本发明的范围。
附图简述
考虑到本发明的下述详细公开内容，特别是当结合附图时，本发明的优点将变得显而易见，其中：
图1是常规的短切玻璃纤维毡垫的照片图示；
图2是根据本发明至少一个例举的实施方案由玻璃纤维束和单根玻璃纤维形成的短切玻璃纤维毡垫的部分放大的剖视图；
图3是根据本发明的至少一个例举的实施方案的短切原丝毡的照片图示；
图4是常规的短切原丝毡和根据本发明的短切原丝毡在横向和纵向上的层压体拉伸强度的示意图；和
图5是常规的短切原丝毡和根据本发明的短切原丝毡的横向和纵向上的层压体挠曲强度的示意图。
具体实施方式
除非另有说明，此处所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。尽管可在本发明的实践或测试中使用与本文所述类似或等价的所有方法和材料，此处则对优选的方法和材料做出描述。
在附图中，为了清楚起见，可放大线、层和区域的厚度。要注意，在全部附图当中出现的相同的附图标记表示相同的元件。要理解当一个元件被称为“在另一元件上”时，它可直接在其上或者贴着其他元件，或者可存在居间的元件。此处术语“增强纤维(reinforcementfibers)”和“增强纤维(reinforcing fibers)”可以互换使用。另外，术语“施胶剂(sizing)”、“施胶(size)”、“施胶组合物(sizingcomposition)”和“施胶组合物(size composition)”可以互换使用。
本发明涉及由增强纤维束和离散(例如单根)增强纤维形成的短切原丝毡，和制造这种毡垫的方法。一般地如图2所述，短切原丝毡10包括在整个短切原丝毡10当中随机取向的增强纤维束12和单根增强纤维14。短切原丝毡10是开孔结合和渗透性低的结构的结合物，其中所述开孔结构是在常规的干法成网毡垫中可见的纤维束的典型，所述渗透性低的结构是在常规的湿法成网遮布中可见的紧密堆积的排列单根纤维或长丝的典型。
可采用各种用量的增强纤维束12和/或单根增强纤维14，形成短切原丝毡10，产生兼有湿法成网和干法成网毡垫二者所需特征的短切原丝毡10，并便于选择提高湿法成网或干法成网毡垫的特定特征。短切原丝毡10是可在其中要求较高的结构完整度、较高的拉伸强度或较高的顶破强度的各种各样应用中，例如在屋顶、建筑物和机动车产品、门的外层、船壳、桌面、托盘、容器、纤维绝缘的增强表面处理剂和电缆管道产品中使用的松软度低的非织造毡垫。
增强纤维可以是适合于提供良好的结构质量和耐久性的任何类型的有机、无机或天然纤维。合适的增强纤维的实例包括玻璃纤维、羊毛玻璃纤维、天然纤维、矿物纤维、碳纤维和陶瓷纤维。与本发明结合使用的术语“天然纤维”是指从植物的任何部分中提取的植物纤维，其中包括，但不限于，茎、种子、叶子、根或韧皮。形成短切原丝毡的增强纤维可包括仅仅一类的增强纤维(例如玻璃纤维)，或者替代地可在形成短切原丝毡中使用大于一类的增强纤维。在短切原丝毡内包括合成纤维或聚合物树脂，例如聚酯、聚乙烯、聚丙烯和类似物被视为在本发明的范围内。可添加合成纤维或聚合物树脂，用一步法生产涂布或填充的短切原丝毡的预成形体，然后可在常规的闭模工艺中使用所述预成形体，所述闭模工艺使用常常称为片状模塑料的这种预成形体。另外，在短切原丝毡内存在合成纤维可提高该毡垫的拉伸强度。
在优选的实施方案中，所有增强纤维是玻璃纤维。任何类型的玻璃纤维，例如A-型玻璃纤维、C-型玻璃纤维、E-型玻璃纤维、S-型玻璃纤维、AR-型玻璃纤维、ECR-型玻璃纤维(例如，商购于欧文斯科宁公司(Owens Corning)的Advantex玻璃纤维)或其改性物可用作增强纤维。在至少一个优选的实施方案中，增强纤维是湿法应用的短切原丝玻璃纤维(WUCS)。可通过本领域已知的常规方法形成用作增强纤维的湿法应用的短切原丝玻璃纤维。希望湿法应用的短切原丝玻璃纤维的含湿量为约5-约30％，和甚至更理想的是，含湿量为约5-约15％。另外，在粘合剂固化之前，存在单根增强纤维改进毡垫的湿强度。
形成增强纤维束12和单根增强纤维14的增强纤维可以是长度为约0.25-约3.0英寸，和优选约0.25(0.635厘米)-约1.25英寸(3.175厘米)的短切纤维。另外，增强纤维的直径可以是约8-约23微米，优选约12-约16微米。另外，增强纤维在短切原丝毡内可具有彼此不同的长度和直径。增强纤维可以以纤维束12和单根纤维14的形式以最终产品约0-约99wt％的用量存在于短切原丝毡10内。
另外，可由约0-约100重量％(基于全部纤维)的增强纤维束和约0-约100重量％(基于全部纤维)的单根增强纤维形成短切原丝毡10。单根纤维14和增强纤维束12的用量比例根据短切原丝毡10所需的应用而变化。例如，在其中存在较低要求表面质量和较高的结构要求(例如船壳)的应用中，非常高数量的增强纤维束12(例如≥约95wt％)可存在于短切原丝毡10内。或者，对于结构不那么苛刻，但表面更容易被察觉的组件，例如表面托盘(surface tray)或机动车行李架来说，短切原丝毡10可具有较大量的单根增强纤维14(例如≥约30wt％)。
可通过以下所述的湿法成网工艺形成短切原丝毡10。要注意，相对于其中增强纤维是玻璃纤维的优选的实施方案描述了例举的方法。正如本领域所已知的，可通过衬套或孔板从中拉细熔融玻璃材料的物流，形成玻璃纤维。在纤维从衬套中拉伸之后，将含水施胶组合物施加到纤维上。可通过施加辊或者通过直接喷洒施胶剂到纤维上来施加施胶剂。一般地，施胶剂保护纤维避免在随后的加工过程中断裂，有助于延迟长丝间磨损，并确保玻璃纤维辫子的完整性，例如形成纤维辫子的玻璃长丝的互连。
在本发明中，在添加纤维束到白水淤浆中之前和当将纤维束加入到白水淤浆中并在以下所述的湿法成网工艺中搅拌时，在玻璃纤维上的施胶剂在纤维束的成形和加工过程中还维持纤维束的完整性。另外，在随后的加工步骤(例如，模塑短切原丝毡)过程中，在短切的纤维上的施胶剂辅助在短切原丝毡内长丝化纤维束，形成美学上具有令人愉悦外观的成品。在随后的加工步骤过程中，施胶组合物允许快速长丝化纤维束，形成成品，结果快速润湿纤维。可通过选择施胶组合物内的各组分和/或施胶到玻璃纤维上的施胶组合物用量来实现增强纤维的选择分散。
施胶组合物包括一种或更多种成膜剂保持纤维成束，润滑剂辅助降低纤维与纤维之间的磨损，和硅烷偶联剂粘结玻璃纤维到层压体树脂基体上。视需要，弱酸，例如乙酸、硼酸、偏硼酸、琥珀酸、柠檬酸、甲酸和/或聚合物酸，例如聚丙烯酸类可加入到施胶组合物中以辅助水解硅烷偶联剂。基于干燥纤维计可在约0.05-约2.0％的燃烧损失(LOI)下将施胶组合物施加到纤维上。燃烧损失(LOI)可定义为在玻璃纤维表面上沉积的有机固体物质的百分数。
成膜剂是在增强纤维之间产生改进的粘合性的试剂，它导致改进的纤维辫子完整性。在本发明中使用的合适的成膜剂包括聚氨酯成膜剂、环氧树脂成膜剂和不饱和聚酯树脂成膜剂。成膜剂的具体实例包括，但不限于，聚氨酯分散体，例如Neoxil 6158(获自荷兰矿业公司(DSM))；聚酯分散体，例如Neoxil 2106(获自荷兰矿业公司(DSM))；Neoxil 9540(获自荷兰矿业公司(DSM))；和Neoxil PS 4759(获自荷兰矿业公司(DSM))；和环氧树脂分散体，例如PE-412(获自艾德蒙海外股份有限公司(AOC))；NX9620(获自荷兰矿业公司(DSM))；Neoxil 0151(获自荷兰矿业公司(DSM))、Neoxil 2762(荷兰矿业公司(DSM))、Nx 1143(荷兰矿业公司(DSM))和AD 502(获自艾德蒙海外股份有限公司(AOC))。在施胶组合物内可存在约5-约90重量％活性固体，优选约40-约80重量％活性固体的成膜剂。
施胶组合物包括一种或更多种硅烷偶联剂。硅烷偶联剂提高成膜共聚物对玻璃纤维的粘合性，并在随后的加工过程中降低绒毛或断裂纤维长丝的含量。可在本发明施胶组合物中使用的硅烷偶联剂的实例可以以官能团氨基、环氧基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、脲基、异氰酸根合和氮杂酰胺基为其表征。在施胶组合物中使用的合适的偶联剂是可商购的，例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷(获自通用电气公司(General Eletric)的A-1100)和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(获自通用电气公司(General Eletric)的A-174)。氨基硅烷偶联剂以施胶组合物内约5-约30重量％活性固体的含量存在于施胶组合物中，和甚至更优选用量为约10-约15重量％的活性固体。
另外，施胶组合物可包括至少一种润滑剂以便于制造。可存在施胶组合物内活性固体重量约0-约15重量％的用量的润滑剂。优选地，润滑剂以活性固体重量的约5-约10重量％的用量存在。可使用任何合适的润滑剂。适合于在施胶组合物中使用的润滑剂包括，但不限于，以牌号Lubesize K-12销售的硬脂酸乙醇酰胺(获自艾德蒙海外股份有限公司(AOC))和PEG 400 MO(获自德国科宁公司(Cognis))、具有约400个环氧乙烷基的单油酸酯。
已发现，一些族的化学品的结合物在引起纤维束在白水淤浆内保持束形式方面特别有效。例如，聚氨酯基成膜分散体与氨基硅烷结合，例如与γ-氨丙基三乙氧基硅烷(由通用电气公司(General Electric)以A-1100品牌销售)相结合在施胶组合物中有效地将纤维束保持在一起。已发现添加诸如聚氨酯-丙烯酸类合金之类的添加剂到聚氨酯基施胶组合物中有助于维持纤维束的完整性。
另外，环氧基成膜剂分散体结合环氧固化剂是本发明中使用的有效施胶组合物。特别地，环氧基成膜剂，例如获自第高性能产品公司(Resolution Performance Products)的Epi-Rez 5520和环氧固化剂，例如DPC-687，尤其结合甲基丙烯酰氧基硅烷，例如甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(商购于通用电气公司(General Electric)的A-174)形成有效的施胶组合物。
此外，已发现不饱和聚酯树脂成膜剂有效地形成有用的施胶组合物。例如，不饱和聚酯树脂成膜剂，例如PE-412(在水中乳化的在苯乙烯内的不饱和聚酯(艾德蒙海外股份有限公司(AOC))或Neoxil PS4759(获自荷兰矿业公司(DSM))是在本发明中使用的有效施胶剂。不饱和聚酯成膜剂可单独或结合过氧化苯甲酰固化催化剂，例如BenoxL-40LV(Norac Company，Inc.)使用。过氧化苯甲酰固化催化剂催化固化(交联)不饱和聚酯树脂并使得在玻璃纤维周围的膜具有耐水性。
所使用的施胶组合物可任选地含有常规的添加剂，其中包括消泡剂，例如Drew L-139(获自Drew Industries，阿西兰石油公司(AshlandChemical)的分公司)、抗静电剂，例如Emerstat 6660A(获自德国科宁公司(Cognis))、表面活性剂，例如Surfynol 465(获自美国气体化工产品公司(Air Products))、Triton X-100(获自德国科宁公司(Cognis))和/或增稠剂。添加剂可以以痕量(例如＜活性固体重量的约0.1％)到活性固体重量的约5％的用量存在于施胶组合物内。
在用施胶组合物处理纤维之后，以纤维束形式收集它们并短切成不同的长度。由位于彼此基本上平行取向上的多个短切玻璃纤维形成纤维束。存在于增强纤维束内的单根纤维的具体数量根据短切原丝毡的特定应用和该毡垫所需的强度与厚度而变化。增强纤维束可具有约20-约500克/千米，优选约20-约75克/千米，和甚至更优选约30-约50克/千米的束纤号数。
然后干燥湿法施胶的短切玻璃纤维束，凝固或硬化施胶组合物。优选地，在常规的介电炉(RF)、流化床烘箱，例如Cratec烘箱(获自欧文斯科宁公司(Owens Corning))，或者标准的旋转托盘热烘箱中干燥纤维束。优选通过干燥烘箱除去基本上所有的水。应当注意此处所使用的措辞“基本上所有的水”是指在纤维束中除去所有或几乎所有的游离水。在例举的实施方案中，除去大于约99％的游离水(在增强纤维外部的水)。然后在水淤浆内分散干燥的纤维束，所述水淤浆可含有表面活性剂、粘度改性剂或其他化学试剂，并搅拌，以便在整个淤浆内分散增强纤维束。要理解可单独形成短切的增强纤维束并在含水淤浆内沉积。
在至少一个例举的实施方案中，当在淤浆内搅拌玻璃纤维束时，一些玻璃纤维束释放单根玻璃纤维。这些单根玻璃纤维沿着纤维束在整个淤浆内分散。若在成品内希望额外类型的增强纤维，则除了释放的纤维以外，其他类型的单根增强纤维也可加入到淤浆中。分散体的用量或者所释放的单根纤维的含量至少是在施胶组合物内特定成膜剂、白水化学和毡垫形成条件的函数。例如，在混合罐内通过混合器遇到的剪切纤维束的量，纤维束在白水淤浆内的时间长度，在干燥/固化烘箱之前除去一部分水的真空力，和通过干燥/固化烘箱施加的热量可影响是否从纤维束中释放或者分散单根纤维。另外，施胶组合物中的各成分或单独的组分可对纤维量具有影响，如果释放的话。
施胶剂中的成膜成分是发生何种长丝化程度(纤维从纤维束中分散)的主要动力。特别地，在玻璃纤维上存在的成膜剂的类型与用量二者对玻璃纤维束的长丝化程度起到重要作用。若纤维束保持纤束形式的话，则施加到玻璃纤维上的成膜剂应当对它需在其内使用的工艺过程具有耐受性。例如，若在施胶剂中使用热固性成膜剂，例如环氧成膜剂并施加到玻璃纤维上，随后使其成束并在干燥烘箱内固化，则成束的玻璃纤维倾向于很少长丝化，这是因为成膜剂交联并通常不透水。另一方面，若添加太少的成膜剂到在玻璃纤维辫子上施加的施胶剂上，则即使成膜剂是通常显示出优良耐水性的成膜剂，例如环氧成膜剂，则小量成膜剂可允许纤维束长丝化并释放单根纤维，这是因为在纤维束上施胶剂涂层是不完全的。水溶性成膜剂，例如聚乙酸乙烯酯将允许纤维束长丝化，不管将多少成膜剂加入到施胶剂中并施加到玻璃纤维上，这是因为施胶剂具有水溶性。
另外，硅烷偶联剂和润滑剂可对从纤维束中释放的纤维量具有影响。例如，甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，例如获自通用电气公司(General Electric)的A-174可形成坚硬、长丝化差的纤维束。另一方面，存在润滑剂可通过使涂层对水敏感，从而提高纤维束长丝化的倾向。因此，通过改变机械毡垫的成形条件和/或施胶组合物的组分和/或用量，可形成(操纵)具有预定量纤维束和单根纤维的短切原丝毡。
在替代的实施方案中，可采用施胶组合物给纤维束施胶，以便在搅拌过程中，没有或基本上没有纤维从纤维束中分散到白水淤浆内。措辞“基本上没有”此处含意是指没有单根纤维或几乎没有单根纤维从纤维束中释放。例如，且如上所述，若施加到纤维上的施胶剂含有可交联的成膜剂，例如环氧成膜剂，则玻璃纤维可在整个毡垫成形工艺中保持束纤形式，这是因为在加热过程中成膜剂的交联使得纤维束耐水。在这一替代的实施方案中，可添加已知预定用量的单根纤维到白水淤浆内，形成具有所需形态的短切原丝毡。关于形成纤维束的增强纤维，加入到淤浆内的单根纤维可具有约0.25英寸(0.635厘米)到约3英寸(7.62厘米)的短切纤维长度。另外，加入到淤浆内的单根纤维可相同或不同于形成纤维束的增强纤维，这取决于所需的成品。由于可控制加入到淤浆内的单根纤维量，因此可微调短切原丝毡，以满足特定应用的需要。例如，可添加充足的单一纤维到白水淤浆中，以便当由该毡垫制造层压体时，得到具有高拉伸强度结果但可仍然满足用树脂快速润湿这一需求的毡垫。一般地，在白水淤浆内存在的单根纤维的重量百分数越高，则润湿最终的短切原丝毡越慢，因为待润湿的纤维的总表面积较高。
通过选择调节在白水内的分散度或渗透率，可操纵该毡垫，以便于引入各种填料，例如碳酸钙、滑石和/或其他公知的矿物和/或有机填料。填料的选择对于特定应用来说可能是特定的，和可选择掺入到短切原丝毡10内的特定填料，以提高短切原丝毡10的某些性能，例如电阻和/或导电率，或者可生物降解性。分散度提供这些填料或添加剂改进的保留率。例如，分散纤维的闭合性质充当筛网捕获填料，和因此取决于分散度，可产生一系列范围的毡垫，所述毡垫可包括具有或大或小颗粒填料的轻微填充的毡垫到高度填充的毡垫。可利用这种预定的渗透率来改进物理性能，例如吸音和表面抗腐蚀性。
然后含有纤维束和单根纤维的白水淤浆可流到流浆箱(head box)内，在此淤浆沉积在移动的金属丝筛网或(形成金属丝的)网目上，并除去显著大部分的水，形成纤维网。在淤浆内存在单根纤维可用于形成短切原丝毡，这是因为加入到淤浆内的从玻璃纤维束和/或那些单根的增强纤维中获得的单一纤维有助于在毡垫制造工艺过程中从成形链转移单根纤维和纤维束到粘合剂施加部分上。单根纤维与彼此和与纤维束一起缠结，并使湿法未固化的毡垫得到“湿强度”。尽管不希望束缚于理论，但分散所需的(或者待添加的)单根纤维量可以是在短切原丝毡10内存在的单根纤维的“最小值”或阈值量，以便可高效和有效转移淤浆到成形金属丝上。
纤维束的分散度和/或加入到淤浆内的单根纤维的用量导致纤维网含有所需比例和重量分布的玻璃纤维束和单根玻璃纤维。可通过常规的真空或抽气体系，从纤维网中除去水。然后施加粘合剂到纤维网上，和(例如通过烘箱)加热所得毡垫，以除去残留的水并固化粘合剂。所形成的非织造的短切原丝毡是预定量随机分散的单根玻璃纤维和玻璃纤维束的组件，如图3所示。
粘合剂可以是丙烯酸类粘合剂、苯乙烯丙烯腈粘合剂、苯乙烯丁二烯橡胶粘合剂、脲甲醛粘合剂或其混合物。优选地，粘合剂是由聚丙烯酸和至少一种多羟基化合物(例如三乙醇胺或甘油)形成的标准的热固性丙烯酸类粘合剂。在本发明中使用的合适的丙烯酸类粘合剂的实例包括塑化的聚乙酸乙烯酯粘合剂，例如Vinamul 8831(获自Celenese)和改性的聚乙酸乙烯酯，例如Duracet 637和Duracet675(获自Franklin International)。粘合剂可任选地含有改进工艺和产品性能的常规添加剂，例如染料、油、填料、着色剂、紫外线稳定剂、偶联剂(例如硅烷、氨基硅烷和类似物)、润滑剂、润湿剂、表面活性剂和/或抗静电剂。可供应粘合剂到纤维上，其速度使得短切原丝毡含有约2.5-约20重量％的粘合剂。
可由沿着纤维轴一起包装的纤维形成松软度低的成束的短切玻璃纤维毡垫，与常规的分散玻璃纤维毡垫，例如屋顶毡垫相比，所述纤维允许短切的玻璃纤维毡垫具有增加的玻璃纤维含量。另外，纤维束在短切原丝毡内的保留率在最终的应用的产品内允许提供较高的玻璃纤维含量。由于短切原丝毡具有增加的玻璃纤维含量，因此它能在成品内提供增加的机械和冲击性能以及较高的完整性。较高的结构完整性反过来导致改进的表面质量，这是因为来自于毡垫的分散纤维部分的闭合结构所致。可使用本发明的短切原丝毡形成诸如电缆管道和天花板瓷砖之类产品的表面处理剂。另外，可在不需要施加辅助遮布的情况下使用短切原丝毡。省去辅助的装饰性表面遮布的需要将降低制造成本和增加产率。
短切原丝毡也可用作表面处理或增强层用于常规的“棉胎”、“毯子”或“板材”类纤维绝缘体。本发明的短切原丝毡提供结构性提高的隔绝性(这是因为在毡垫内存在增强纤维束所致)并提高表面的绝缘质量(这是因为单根纤维在整个毡垫内分散所致)。对于常规较低密度的“棉胎”或“毯子”绝缘体来说，通过短切原丝毡添加的结构强度为提高的弯曲劲度或挠曲强度形式。对于较高密度的“板材”绝缘来说，通过短切原丝毡提供的增加的劲度也可导致增加的耐穿孔性。改进的耐穿孔性可尤其有利于在加热和通风管道中使用的绝缘板。此外，通过使用具有选择渗透度的毡垫，短切原丝毡不仅增加绝缘产品的劲度，而且增加耐空气性以提高噪音吸收性能用于声学应用。
或者，短切原丝毡可在内部位于纤维绝缘体内并用作内部隔膜。在这一实施方案中，短切原丝毡可在两层“棉胎”或“毯子”绝缘体之间层合，以提供增强的绝缘材料。也可通过平分绝缘体，在平分的绝缘体的两侧之一上放置短切原丝毡，和再一起结合平分的绝缘体部分和在其间布置的短切原丝毡(隔膜)，从而将短切原丝在内部布置在“棉胎”或“毯子”绝缘体内。或者，可紧密地混合增强纤维束与绝缘纤维本体，提供绝缘体以“棉胎”劲度，以便它没有在墙壁内在支柱(stud)之间和从顶部天花板橼子(rafter)上流挂。可不需要这种增强的绝缘棉胎来使用支撑性线材或其他固定装置，原地保持绝缘体，正如采用常规的绝缘材料一样的使用。
可以预见当耐碱玻璃纤维(AR型玻璃纤维)在短切原丝毡内用作增强纤维或者增强纤维之一时，短切原丝毡可用作混凝土基体的增强材料。在短切原丝毡内增强纤维束和单根增强纤维的结合起到双重作用：提供混凝土产品以结构增强和良好的表面性能。
还可以预见短切原丝毡可用作“土工布”产品。在这一应用中，在短切原丝毡内单根纤维允许容易吸收任何不粘附喷涂物(overspray)，例如种子(seeds)或覆盖料，并抑制不想要的植物，例如杂草生长。在短切原丝毡内的结构纤维束可提供结构强度，以限制在施加毡垫过程中和在其整个使用寿命期间撕裂。
在一般性描述本发明的情况下，可通过参考以下所示的一些具体实施例，获得进一步的理解，提供这些具体实施例，为的是仅仅阐述且不打算完全包括或者限制，除非另有说明。
实施例
如以下一般地所述，在料桶(bucket)内制备表1-3列出的施胶配方。为了制备施胶组合物，将约90％的水，和酸(若存在于施胶组合物内的话)加入到料桶内。将硅烷偶联剂加入到该料桶中，并搅拌混合物，其时间段允许硅烷水解。在水解硅烷之后，在搅拌下，将润滑剂和成膜剂加入到混合物中，形成施胶组合物。然后用剩余的水稀释该施胶组合物，以实现约4.5％混合固体的目标混合物固体含量。
表1-聚氨酯施胶组合物
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  W290H(a)   83.64
  A-187(b)   1.12
  A-1100(c)   4.68
  A-100(d)   9.95
  Lubesize K-12(e)   0.61
(a)聚氨酯成膜分散体(德国科宁公司(Cognis))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)γ-氨丙基三乙氧基硅烷(通用电气公司(General Electric))
(d)聚氨酯-丙烯酸类合金(德国科宁公司(Cognis))
(e)硬脂酸乙醇酰胺(艾德蒙海外股份有限公司(AOC))
表2-环氧施胶组合物A
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  ER 5520(a)   46.15
  DPC-6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   1.08
  A-174(d)   4.62
(a)在水中的环氧树脂成膜分散体(第高性能产品公司(ResolutionPerformance Products))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表3-环氧施胶组合物D
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  ER  3546(a)   46.15
  DPC-6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   1.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(第高性能产品公司(ResolutionPerformance Products))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
按照常规的方式(例如，以上所述的辊类施涂器)，将每一施胶剂施加到E-玻璃纤维上并用于形成短切原丝毡。将纤维辫子分成被短切为1.25英寸(3.175cm)的短切长度的具有40克/千米的束纤号数的纤维束并在塑料管内收集。然后在商业等级的40MHz RF烘箱内干燥玻璃纤维束约30分钟。将玻璃纤维束(含湿量基本上为0％)加入到合适的添加剂(表面活性剂、分散剂和类似物)加入其中的大的淤浆罐内。表4中列出了白水淤浆的组分(除了水以外)。
表4
  白水组分  用量(ppm)
  Drewfloc 270(a)  400-900
  Surfynol 465(b)  50-200
  Drew L-139(c)  5-25
  Nalco  7330(d)  1-5
(a)阴离子聚丙烯酰胺(获自Drew Industries)
(b)非离子表面活性剂(获自美国气体化工产品公司(AirProducts))
(c)消泡剂(获自Drew Industries)
(d)杀虫剂(ONDEO Nalco)
设定工艺模拟设备，以便在白水内彻底混合纤维束5分钟。泵送玻璃纤维-水淤浆到流浆箱中，在此将其转移到湿法成网的成形链上(所述成形链以约10-50英尺/分钟(fpm)行进)。通过流浆箱转移淤浆到成形金属丝上，然后转移到粘合剂链上。施加5％Vinamul 8831到纤维网上并在450下干燥纤维网20秒。分别由表2和3中列出的环氧施胶组合物A和D形成的毡垫的基重为1盎斯/平方英尺(oz/ft2)。使用表1列出的聚氨酯施胶组合物形成基重为0.5盎斯/平方英尺(oz/ft2)的毡垫。在图4和5中，聚氨酯1表示基重为0.5盎斯/平方英尺(oz/ft2)的本发明的毡垫和聚氨酯2表示基重为1.5盎斯/平方英尺(oz/ft2)的本发明的毡垫。
然后在纸板筒管上卷绕毡垫并切割成1英尺×1英尺(30.48厘米×30.48厘米)的片。将切割毡垫片置于在100吨压机上的加热工具内。将催化的聚酯树脂(AOC H93)倾倒在毡垫上并在200下密闭压机20分钟。采用基重总计3盎斯/平方英尺(oz/ft2)的玻璃纤维毡垫，制备层压体。
取出模塑的层压体并测试拉伸强度和挠曲强度。根据美国材料试验学会(ASTM)D5083列出的测试工序测定拉伸强度，和根据美国材料试验学会(ASTM)D790列出的工序测定挠曲强度。比较本发明的毡垫和表5列出的毡垫的拉伸强度与挠曲强度。
表5
 常规毡垫   说明
 M723   获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的1盎斯/平方英尺(oz/ft2)的短切原丝毡
 M8643   获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的1盎斯/平方英尺(oz/ft2)的电挤拉成型(electrical-pultrusion)等级的连续长丝毡
 M8610   获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的1盎斯/平方英尺(oz/ft2)的通用目的的连续长丝毡
 CSM Input   获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的在湿法工艺模拟线中形成的1盎斯/平方英尺(oz/ft2)的常规短切原丝毡
图4和5分别图示了在横向(MD)和纵向(CD)二者上层压体的拉伸强度测试和层压体的挠曲强度测试的结果。本领域的技术人员会预期连续长丝毡垫，例如获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的M8643和M8610的性能优于常规短切原丝毡，这是因为它们由连续纤维辫子制成。然而，由本发明的短切原丝毡形成的层压体显示出基本上等于或好于由常规毡垫形成的层压体的机械性能。特别地，本发明的短切原丝毡层压体显示出在获自欧文斯科宁公司(Owens Corning)的M723A、M8643、M8610和CSM Input短切原丝毡标准值±10％内的机械性能。因此，可得出结论，相对于获自欧文斯科宁公司(OwensCorning)的标准毡垫，含有本发明的施胶组合物的实验毡垫具有优良的拉伸强度和挠曲强度，且具有所需的性能质量。
还研究了其他施胶剂并发现可用于本发明。下表6-15中列出了这些施胶组合物的实例。
表6-施胶剂1
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil 6158(a)   85.16
  Lubesize K-12(b)   9.52
  A-1100(c)   4.70
  A-100(d)   0.63
(a)聚氨酯成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)硬脂酸乙醇酰胺(艾德蒙海外股份有限公司(AOC))
(c)γ-氨丙基三乙氧基硅烷(通用电气公司(General Electric))
(d)聚氨酯-丙烯酸类合金(德国科宁公司(Cognis))
表7-施胶剂2
  施胶组合物的组分   活性固体wt％
  PE  412(a)   82.91
  Benox L-40LV(b)   9.75
  PEG 400MO(c)   0.83
  A-174(d)   6.50
(a)聚酯树脂成膜分散体(艾德蒙海外股份有限公司(AOC))
(b)过氧化苯甲酰固化催化剂(Norac Company，Inc.)
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表8-施胶剂3
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil 2105(a)   82.9l
  Benox L-40LV(b)   9.75
  PEG 400MO(c)   0.83
  A-174(d)   6.50
(a)聚酯树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)过氧化苯甲酰固化催化剂(Norac Company，Inc.)
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表9-施胶剂4
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil  954D(a)   82.91
  Benox L-40LV(b)   9.75
  PEG 400MO(c)   0.83
  A-174(d)   6.50
(a)聚酯树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)过氧化苯甲酰固化催化剂(Norac Company，Inc.)
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表10-施胶剂5
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil PS 4759(a)   82.91
  Benox L-40LV(b)   9.75
  PEG 400MO(c)   0.83
  A-174(d)   6.50
(a)聚酯树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)过氧化苯甲酰固化催化剂(Norac Company，Inc.)
(c)单油酸酯(德国科宁公司(Cognis))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表11-施胶剂6
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil 962D(a)   46.15
  DPC 6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(汉高化学公司(Henkel Chemicals))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表12-施胶剂7
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil 0151(a)   46.15
  DPC  6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(汉高化学公司(Henkel Chemicals))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表13-施胶剂8
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  Neoxil 2762(a)   46.15
  DPC  6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(汉高化学公司(Henkel Chemicals))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表14-施胶剂9
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  NX  1143(a)   46.15
  DPC  6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(汉高化学公司(Henkel Chemicals))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
表15-施胶剂10
  施胶组合物的组分   活性固体重量％
  AD 502(a)   46.15
  DPC 6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)环氧树脂成膜分散体(荷兰矿业公司(DSM))
(b)环氧固化剂(第高性能产品公司(Resolution PerformanceProducts))
(c)单油酸酯(汉高化学公司(Henkel Chemicals))
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(通用电气公司(GeneralElectric))
以上一般地和相对于具体实施方案的方式描述了本发明。尽管以认为是优选实施方案的形式列出了本发明，但可在一般公开内容中选择本领域的技术人员已知的宽范围的各种替代方案。本发明不受其限制，除非通过以下列出的权利要求来限制。

Claims (20)

1.一种非织造的短切原丝毡，它包括：
第一预定量的由多个单根的第一增强纤维形成的纤维束；和
第二预定量的所述单根的第一增强纤维，所述单根的第一增强纤维至少部分用施胶组合物涂布，在形成所述短切原丝毡的过程中，所述施胶组合物从所述纤维束中以所述第二预定量选择性分散所述单根的第一增强纤维，和
其中所述第一和第二预定量相同或不同。
2.权利要求1的非织造的短切原丝毡，其中所述施胶组合物包括一种或更多种成膜剂，所述成膜剂选自聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂中的至少一种；至少一种硅烷偶联剂；和至少一种润滑剂。
3.权利要求2的非织造的短切原丝毡，其中所述成膜剂是聚氨酯成膜剂和所述施胶组合物进一步包括聚氨酯-丙烯酸类合金。
4.权利要求2的非织造的短切原丝毡，其中所述成膜剂是环氧树脂成膜剂和所述施胶组合物进一步包括环氧固化剂。
5.权利要求2的非织造的短切原丝毡，其中所述成膜剂是不饱和聚酯成膜剂和所述施胶组合物进一步包括过氧化苯甲酰固化催化剂。
6.权利要求2的非织造的短切原丝毡，它进一步包括第三预定量的第二单根增强纤维。
7.权利要求1的非织造的短切原丝毡，其中在所述短切原丝毡随后加工成成品的过程中，所述施胶组合物进一步分散所述纤维束为所述多个单根的第一增强纤维。
8.权利要求7的非织造的短切原丝毡，其中所述第二预定量基本上为0。
9.权利要求8的非织造的短切原丝毡，它进一步包括第三预定量的第二单根增强纤维。
10.形成非织造短切原丝毡的湿法成网方法，该原丝毡包括增强纤维束和单根增强纤维，该方法包括下述步骤：
干燥由施胶组合物在其至少一部分上的单根第一增强纤维形成的短切的增强纤维束，凝固在所述第一增强纤维上的所述施胶组合物，形成干燥的第一增强纤维束；
在水淤浆内沉积第一预定量的所述干燥的第一增强纤维束；
搅拌所述淤浆以分散所述第一增强纤维束并从所述第一增强纤维束中选择性释放第二预定量的单根第一增强纤维；
形成所述第一增强纤维束和所述单根的第一增强纤维的纤维网；
施加粘合剂组合物到所述纤维网上；和
加热所述纤维网以干燥所述纤维网并固化所述粘合剂组合物，和形成短切原丝毡，所述短切原丝毡包括所述第一预定量的所述第一增强纤维束和所述第二预定量的所述单根的第一增强纤维。
11.权利要求10的湿法成网方法，它进一步包括下述步骤：
将第一增强纤维集束成由所述第一增强纤维形成的纤维束；和
在所述干燥步骤之前，短切所述纤维束成离散的长度，形成所述短切的增强纤维束。
12.权利要求11的湿法成网方法，它进一步包括下述步骤：
形成第一增强纤维；和
在所述集束步骤之前，施加所述施胶组合物到所述第一增强纤维上。
13.权利要求12的湿法成网方法，其中所述施胶组合物包括选自聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂中的至少一种的一种或更多种成膜剂；至少一种润滑剂；和至少一种硅烷偶联剂。
14.权利要求10的湿法成网方法，其中所述干燥步骤包括使所述短切的增强纤维束穿过选自介电炉、流化床烘箱和旋转托盘热烘箱中的至少一种烘箱。
15.权利要求10的湿法成网方法，它进一步包括下述步骤：在所述成形步骤之前，添加单根的第二增强纤维到所述水淤浆中，所述第二增强纤维不同于所述第一增强纤维。
16.形成非织造的短切原丝毡的湿法成网方法，它包括增强纤维束和单根增强纤维，该方法包括下述步骤：
干燥由在其至少一部分上具有施胶组合物的单根的第一增强纤维形成的短切增强纤维束，在所述第一增强纤维上凝固所述施胶组合物以形成干燥的第一增强纤维束；
添加第一预定量的所述干燥的第一增强纤维束到白水淤浆中；
添加第二预定量的单根第二增强纤维到所述白水淤浆中；
搅拌所述淤浆，在所述白水淤浆当中分散所述第一增强纤维束和所述单根的第二增强纤维；
形成所述第一增强纤维束和所述单根的第二增强纤维的纤维网；
施加粘合剂组合物到所述纤维网上；和
加热所述纤维网，干燥所述纤维网并固化所述粘合剂组合物和形成短切原丝毡，所述短切原丝毡包括所述第一预定量的所述第一增强纤维束和所述第二预定量的所述单根的第二增强纤维。
17.权利要求16的湿法成网方法，它进一步包括下述步骤：
将第一增强纤维集束成第一增强纤维束；和
短切所述第一增强纤维束成离散的长度，在所述干燥步骤之前形成所述短切的增强纤维束。
18.权利要求17的湿法成网方法，它进一步包括下述步骤：
形成第一增强纤维；和
在所述集束步骤之前，施加施胶组合物到所述第一增强纤维上。
19.权利要求16的湿法成网方法，其中所述施胶组合物包括选自聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂中的至少一种的一种或更多种成膜剂；至少一种润滑剂；和至少一种硅烷偶联剂。
20.权利要求19的湿法成网方法，其中所述干燥步骤包括使所述施胶的增强纤维束穿过选自介电炉、流化床烘箱和旋转托盘热烘箱中的至少一种烘箱。
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