CN101263091A - 用于垫子应用的玻璃纤维束及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供了可用于垫子形成应用的干燥的短切玻璃纤维束。短切玻璃纤维束(42)由基本上平行取向布置的多根玻璃纤维(12)形成。通过将施胶组合物施涂到拉细的玻璃纤维上、将纤维劈裂以得到所需纤维束特数、将湿的玻璃纤维束短切到离散长度和在介电炉、Cratec炉或旋转托盘烘箱中干燥湿的玻璃纤维束，由此制备干燥的短切玻璃纤维束。另外，也可以通过以下方法制备干燥的玻璃纤维束：将拉细的玻璃纤维施胶，使施过胶的纤维穿过传热腔室，其中由套筒加热的空气通入传热腔室以干燥玻璃纤维束，将干燥施过胶的玻璃纤维束劈裂以得到所需纤维束特数，以及将干燥的玻璃纤维束短切。施胶组合物包括一种或多种选自氨基硅烷、不饱和聚酯或环氧树脂的成膜剂。

Description

用于垫子应用的玻璃纤维束及其制备方法
本发明的技术领域和工业应用
本发明一般地涉及非织造纤维垫，和更特别地涉及短切玻璃纤维的干燥纤维束，它可用作在形成垫子的应用中常规地使用的玻璃形式(form)的替代品，和甚至更特别地涉及湿法成网的垫子形成应用。还提供短切玻璃纤维的干燥纤维束的形成方法。
发明背景
典型地，通过经衬套或孔板拉伸熔融玻璃形成长丝，并施涂含润滑剂、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防止长丝间磨蚀并有助于玻璃纤维与玻璃纤维在其内使用的基体之间的相容性。在施涂施胶组合物之后，可将湿纤维集束成一股或更多股纤维股，短切并收集。短切的纤维股可含有成百或成千的单根玻璃纤维。然后可在湿润的条件下作为湿法短切纤维股玻璃纤维股(WUCS)包装所收集的短切玻璃纤维股，或者干燥，形成干燥的短切纤维股(DUCS)。
湿法短切纤维常规地用于湿法成网工艺中，在所述湿法成网工艺中，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。含有淤浆的纤维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。然后施涂粘合剂，并干燥所得垫子，以除去任何残留的水并固化粘合剂。所形成的非织造垫子是分散的单根玻璃长丝的组件。
干燥的短切纤维股常用于干法成网工艺中，在所述干法成网工艺中，干燥的纤维股在传输带或筛网上吹气，并凝固形成垫子。例如，干燥的短切纤维股悬浮在空气中，以松散的纤维网形式收集在筛网或多孔转鼓上，然后凝固形成随机取向的纤维束。
通过湿法成网和干法成网形成的纤维垫极其适合于作为许多种类应用的增强剂。为了最终的层压体实现可接受的机械性能，它必须包括以重量计足量的玻璃增强剂。尽管存在于干法成网垫内的纤维的纤维束提供高的玻璃含量，但制造干燥短切纤维股是昂贵的，因为在短切之前，通常在单独的步骤中干燥和包装这种纤维股。因此，希望利用不那么昂贵的玻璃形成platform，所述玻璃形成platform在要求高冲击强度的复合材料内将实现增加的玻璃含量。
以前制造过干燥的短切玻璃纤维束。以下公开了形成干燥的短切纤维的这些纤维束的方法的一些实例。
Schaefer的美国专利No.4024647公开了干燥和传输短切玻璃纤维股的方法与装置。通过衬套内的孔隙拉细玻璃长丝，并用润滑剂粘合剂和/或施胶剂涂布。将长丝集束成一股或更多股纤维股并短切。湿法短切的纤维然后下落在第一振动传输带上。通过保持纤维束粘合在彼此上，第一振动传输带的振动维持短切纤维股在纤维束内。然后短切的纤维股传递到第二振动传输带上并经过加热区，在此加热短切的纤维股，降低含湿量到小于0.1wt％。所需长度的短切纤维股然后穿过第二振动传输带的小孔部分内并进入收集包装中。
Flautt等人的美国专利No.5055119公开了一种形成玻璃纤维束或纤维股的能量有效的方法与装置。由从加热衬套中排放的熔融玻璃形成玻璃纤维。纤维向下移动并通过施涂器施涂施胶剂到玻璃纤维上。为了干燥玻璃纤维，来自衬套周围的空气在衬套下方经过，在此通过衬套的热量加热它。加热的空气被引入到玻璃纤维穿过其中的腔室内。传热接触引起施胶组合物内的水或溶剂蒸发。然后将干燥的纤维集束成纤维束。随后可短切该纤维束。
Blough等人的美国专利No.6148641公开了由连续纤维股源生产干燥短切的纤维股的方法与装置。在所述的方法中，通过在短切组件内短切纤维股，从出口组件中喷射短切的纤维股到过渡料槽直接进入干燥腔室内，在干燥腔室内收集短切纤维股，并在干燥腔室内至少部分干燥纤维股，从而由一股或更多股连续纤维股生产短切纤维股。
另外，形成含有玻璃纤维束的短切纤维股垫子，例如如干法成网工艺中得到的，和在湿法成网工艺中通过湿法成网工艺得到的单根纤维。以下列出了这些垫子的一些实例。
Hannes等人的美国专利Nos.4112174和4129674公开了由单丝纤维的纤维网和在整个纤维网当中以无规取向图案形式散置的伸长的玻璃纤维束形成的玻璃垫子。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。为了在垫子形成工艺过程中，在淤浆内保持玻璃纤维的纤维束成纤维束形式，用水或其他这种液体不溶性粘合剂涂布纤维束。
Bodoc等人的美国专利Nos.4200487公开了一种玻璃垫，它包括单根玻璃长丝和延长的玻璃纤维元件。延长的玻璃纤维元件由滑动分开的玻璃纤维的纤维束形成，且当搅拌淤浆时，变得纵向相连。认为玻璃纤维元件有助于垫子的高强度性能，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。通过湿法成网工艺形成垫子。
Rokman等人的美国专利No.6767851和美国专利申请公布No.2002/0092634公开了一种非织造垫子，其中至少20％的纤维以具有约5-450根纤维/束纤维束的纤维束形式存在。在优选的实施方案中，在垫子内至少85％的纤维为纤维束形式。通过基本上非水溶性施胶剂，例如环氧树脂或PVOH，将纤维保持在纤维束内。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垫子。
尽管存在这些干燥的短切玻璃纤维束和含有纤维束的垫子，但本领域仍需要成本可行且有效的方法增加由使用湿法成网垫子得到的玻璃纤维的含量。
发明概述
本发明的一个目的是提供短切的玻璃纤维束，它可用作在形成垫子的应用中常规地使用的玻璃形式的替代品。由彼此基本上平行取向布置的多个单根玻璃纤维形成短切的玻璃纤维束。形成短切纤维束所使用的玻璃纤维可以是任何类型的玻璃纤维。尽管诸如天然纤维、矿物纤维、碳纤维、陶瓷纤维和/或合成纤维之类的增强纤维可存在于短切玻璃纤维束内，但优选在短切玻璃纤维束内的所有纤维是玻璃纤维。纤维至少部分用施胶组合物涂布，所述施胶组合物包括一种或更多种成膜剂(例如聚氨酯成膜剂、聚酯成膜剂和/或环氧树脂成膜剂)、至少一种润滑剂和至少一种硅烷偶联剂(例如氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂)。在玻璃纤维上的施胶剂在形成和随后加热玻璃纤维束的过程中维持完整度并在随后的加工步骤过程中辅助长丝化短切的玻璃纤维束，以便形成得到成品具有美学上令人愉悦外观的垫子。
本发明的另一目的是提供形成短切玻璃纤维束的方法，所述玻璃纤维束可用作在形成垫子的应用中常规地使用的玻璃形式的替代品。含一种或更多种成膜剂(例如聚氨酯成膜剂、聚酯成膜剂和/或环氧树脂成膜剂)、至少一种润滑剂和至少一种硅烷偶联剂(例如氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂)的施胶组合物以常规的方式被施涂到拉细的玻璃纤维上。施胶的玻璃纤维可劈裂成含有预定数目单根玻璃纤维的玻璃纤维束。希望玻璃纤维束具有20-200g/km的纤维束特数。然后可将玻璃纤维束短切成湿法短切玻璃纤维束并干燥，以凝固或硬化施胶组合物。优选地，在烘箱，例如常规的介电炉(RF)、流化床烘箱，例如
Figure A20068003348600091
烘箱(获自Owens Corning)，或者旋转托盘热烘箱中干燥纤维的湿纤维束，形成短切玻璃纤维束。
本发明的再一目的是提供形成短切玻璃纤维束的方法，该方法利用传热腔室绝热干燥湿的施胶玻璃纤维。含一种或更多种成膜剂(例如聚氨酯成膜剂、聚酯成膜剂和/或环氧树脂成膜剂)、至少一种润滑剂和至少一种硅烷偶联剂(例如氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂)的施胶组合物施涂到通过衬套拉细的玻璃纤维上。施胶的玻璃纤维然后可穿过传热腔室，在此通过衬套加热的空气被引入到所述传热腔室内，基本上干燥在玻璃纤维上的施胶剂。从传热腔室中出来的干燥玻璃纤维可劈裂成含有预选数目单根玻璃纤维的玻璃纤维束。希望玻璃纤维束具有20-200g/km的纤维束特数。可在短切玻璃纤维股成短切玻璃纤维束之前，将玻璃纤维股一起集束成单一的丝束。在一个例举的实施方案中，在常规的介电炉(RF)、流化床烘箱，例如
Figure A20068003348600092
烘箱(获自Owens Corning)，或者旋转托盘热烘箱中进一步干燥短切的纤维束。
本发明的优点是，可在比常规的湿法成网工艺速度快的速度下形成短切玻璃纤维束。增加可生产短切玻璃纤维束的速度提供较高的产量和可销售给消费者的额外产品。
本发明另一优点是可采用低的制造成本形成短切玻璃纤维束，这是因为湿的玻璃纤维不必在单独的步骤中干燥和短切。
本发明再一优点是形成短切玻璃纤维束所使用的湿纤维在最终短切的纤维股垫内很少或者没有产生起绒毛。
考虑到随后的详细说明，本发明的前述和其他目的、特征和优点将更加充分地变得显而易见。然而特别要理解，附图是为了阐述目的，和不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是根据本发明一个例举的实施方案的短切纤维股束的示意图；
图2是阐述根据本发明至少一个实施方案形成玻璃纤维束的例举方法的步骤的流程图；
图3是根据本发明一个例举实施方案，形成干燥的短切纤维股束的方法的示意图；
图4是根据本发明至少一个其他的例举实施方案，形成干燥的短切纤维股束的方法的示意图；
图5是根据本发明，利用短切的纤维股束，形成短切纤维股垫子的加工线的示意图；
图6是在常规的短切纤维股垫子和根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束得到的短切的纤维股垫子的横向和纵向的层压体拉伸强度的示意图；
图7是在常规的短切纤维股垫子和根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束得到的短切的纤维股垫子的横向和纵向的层压体拉伸模量的示意图；
图8是常规的短切纤维股垫子和根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束得到的短切的纤维股垫子的横向和纵向的层压体弯曲强度的示意图；
图9是常规的短切纤维股垫子和根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束得到的短切的纤维股垫子的横向和纵向的层压体弯曲模量的示意图；
图10是根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束形成的层压体在横向上的拉伸强度的示意图；
图11是根据本发明利用干燥的短切玻璃纤维束形成的层压体在纵向上的拉伸强度的示意图；
图12是在0度处，采用本发明的施胶组合物施胶的玻璃纤维制造的预制整体模塑料相对于对照物的IZOD缺口冲击强度的示意图；
图13是在90度处，采用本发明的施胶组合物施胶的玻璃纤维制造的预制整体模塑料相对于对照物的IZOD缺口冲击强度的示意图。
本发明的详细说明和优选实施方案
除非另有说明，此处所使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域技术人员通常理解的相同含义。尽管可在本发明的实践或试验中使用与此处所述的任何方法和材料类似或等价的那些，但此处描述优选的方法和材料。
在附图中，为了清楚起见，线、层和区域的厚度可以放大。要理解，在附图当中出现的相同的数字标记表示相同的元件。此处使用术语“顶部”、“底部”和“侧面”仅仅为的是说明目的。要理解当提到一个元件在另一元件“之上(on)”时，它可直接在其他元件“之上”，或可存在插入的元件。术语“施胶剂(sizing，size)”、“施胶组合物(sizing composition，size composition)”分别可互换使用。术语“纤维股(strand)”和“纤维束(bundle)”此处也可互换使用。
本发明涉及短切玻璃纤维束，它可用作在形成垫子的应用中使用的常规玻璃形式(form)的替代品，和形成这种短切玻璃纤维束的方法。图1一般性地描绘了本发明的短切玻璃纤维束的实例。如图1所示，短切玻璃纤维束10由多个具有直径16和长度14的单根玻璃纤维12形成。在致密的针织物或者“成束”结构中单根玻璃纤维12彼此基本上平行地取向。此处所使用的措辞“基本上平行”是指单根玻璃纤维12彼此平行或者几乎平行。可在短切纤维股垫子(CSM)的形成中，在片状模塑料(SMC)的形成中，在预制整体模塑料(BMC)中，在手工敷层应用中，和在喷淋应用中，使用本发明的短切玻璃纤维束。另外，可使用短切玻璃纤维束生产在树脂压铸(RTM)或结构反应注塑(SRIM)中使用的预成形体。在结构反应注塑中，在筛网上对干燥的短切玻璃纤维束10吹气，利用所需部件，例如卡车床或机动车的门内部的形状。
形成短切玻璃纤维束所使用的玻璃纤维可以是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、ECR-型玻璃纤维(例如，商购于Owens Corning的
Figure A20068003348600121
玻璃纤维)、羊毛玻璃纤维或其结合物。在至少一个优选的实施方案中，玻璃纤维是湿法应用的短切纤维股玻璃纤维(WUCS)。可通过本领域已知的常规方法形成湿法应用的短切纤维股玻璃纤维。希望湿法应用的短切纤维股玻璃纤维的含湿量为约5-约30％，和甚至更理想地含湿量为约5-约15％。
在纤维10的纤维束内使用其他增强纤维，例如天然纤维、矿物纤维、碳纤维、陶瓷纤维和/或合成纤维，例如聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和/或聚对苯二甲酰对苯二胺(商业上以
Figure A20068003348600122
形式销售)被视为在本发明的范围内。此处所使用的术语“天然纤维”是指从植物的任何部分，其中包括，但不限于，茎、种子、叶子、根或韧皮中提取的植物纤维。在纤维束内包括合成纤维得到由挠性更大或者对小的半径更加保形的纤维束形成的垫子。此外，在随后的加工中，使用合成纤维可充当垫子的粘合剂，以保持短切玻璃纤维束10在一起并形成短切纤维股垫子。然而，优选在纤维束10内的所有纤维是玻璃纤维。
在如图2所示的一个例举的实施方案中，形成短切玻璃纤维束10的方法包括形成玻璃纤维(步骤20)，施涂施胶组合物到玻璃纤维上(步骤22)，劈裂该纤维获得所需的纤维束特数(步骤24)，短切湿纤维成离散的长度(步骤26)，和干燥湿的纤维股(步骤28)，形成短切的玻璃纤维束。
如图3更加详细地所示，可通过从衬套或孔板30中拉细熔融玻璃物料的物流(未示出)，形成玻璃纤维12。拉细的玻璃纤维12的直径可以是约8-约23微米，优选10-16微米。在玻璃纤维12从衬套30中拉伸之后，施涂含水施胶组合物到纤维12上。可通过常规方法，例如通过图3所示的施涂辊32或者通过直接喷淋施胶剂到纤维上(未示出)，从而施涂施胶剂。施胶剂保护玻璃纤维12避免在随后的加工过程中断裂，辅助延迟长丝间的磨蚀，并确保玻璃纤维束的完整度，例如形成纤维股的玻璃长丝的互连。
在本发明中，在玻璃纤维12上的施胶剂还维持在形成和随后加工玻璃纤维束10的过程中纤维束的完整度，例如在湿法成网工艺中，形成短切的纤维股垫子(CSM)。在这一方法中，将玻璃纤维束10加入到白水淤浆中并搅拌。然后将淤浆沉积在移动筛网上，在此除去大部分的水，形成纤维网，施涂粘合剂，并干燥纤维网，除去残留的水并固化粘合剂。与常规的玻璃纤维束不同的是，在形成短切纤维股垫子的过程中，用以下所述的施胶组合物施胶的短切玻璃纤维束10在白水淤浆内保持纤维束形式，或者基本上保持纤维束形式。在至少一个例举的实施方案中，可用施胶组合物施胶在纤维束10内的纤维12，以便在搅拌过程中，预定量的纤维12从纤维束10分散到淤浆内。在随后的加工步骤过程中，在玻璃纤维12上的施胶组合物还辅助长丝化纤维束10，以便形成成品具有美学上人愉悦外观的垫子。
其中在加工过程中，在玻璃纤维上的施胶剂维持纤维束完整度的另一实例是在模塑片状模塑料(SMC)中，在模塑片状模塑料中，用模塑片状模塑料或预制整体模塑料(BMC)装载(填充)金属对模。希望当金属模闭合并加热时，玻璃纤维束10具有纤维束完整度，以便模塑片状模塑料(或BMC)可流动并填充模头，形成所需的部件。然而，若在流动完成之前，玻璃纤维束10在模头内解离成单一的纤维，则单根玻璃纤维形成块料并不完全填充模头，从而导致缺陷部件。另一方面，在模塑片状模塑料或预制整体模塑料流动并填充模头之后，希望玻璃纤维束10此刻长丝化，以降低或者甚至防止“telegraphing”或“fiberprint”的出现机率，所述“telegraphing”或“fiber print”是在部件表面处玻璃纤维束10的轮廓线。因此，在玻璃纤维12上的施胶剂在将来的加工步骤过程中(例如模塑由玻璃纤维束10形成的短切纤维股垫子的过程中)还辅助长丝化短切玻璃纤维束10，形成美学上令人愉悦的成品。
施涂到玻璃纤维12上的施胶组合物包括一种或更多种成膜剂(例如聚氨酯成膜剂、聚酯成膜剂和/或环氧树脂成膜剂)、至少一种润滑剂和至少一种硅烷偶联剂(例如氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂)。视需要，弱酸，例如乙酸、硼酸、偏硼酸、琥珀酸、柠檬酸、甲酸和/或聚丙烯酸可加入到施胶组合物中，辅助硅烷偶联剂水解。基于干燥纤维，在约0.05-约2.0％的燃烧损失(Loss on Ignition)(LOI)下，施涂施胶组合物到玻璃纤维12上。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。
成膜剂是在玻璃纤维12之间产生改进的粘合性的试剂，这种改进的粘合性将导致改进的纤维股完整度。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DSM)；聚酯分散体，例如Neoxil 2106(获自DSM)；Neoxil 9540(获自DSM)；和Neoxil PS 4759(获自DSM)；和环氧树脂分散体，例如PE-412(获自AOC)；NX9620(获自DSM)；Neoxil 0151(获自DSM)、2762(DSM)、NX 1143(DSM)和AD 502(获自AOC)、Epi Rez 5520(获自Hexion)、Epi Rez 3952(获自Hexion)、Witcobond W-290H(获自Chemtura)和Witcobond W-296(获自Chemtura)。在施胶组合物内可存在施胶剂中活性固体约5-约95wt％，优选活性固体约40-约80wt％的成膜剂。
施胶组合物还包括一种或更多种硅烷偶联剂。硅烷偶联剂提高成膜剂对玻璃纤维12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。可在本发明中使用的硅烷偶联剂的实例的特征可以在于官能团氨基、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。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General Electric的A-1100)和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(获自General Electric的A-174)。硅烷偶联剂以施胶组合物内活性固体的约5-约30wt％，和甚至更优选以活性固体的约10-约15wt％的用量存在于施胶组合物内。
另外，施胶组合物可包括至少一种润滑剂以便于制造。润滑剂以施胶组合物内活性固体约0-约15wt％的用量存在于施胶组合物内。优选地，润滑剂以活性固体重量的约5-约10wt％的用量存在。尽管可使用任何合适的润滑剂，但适合于在施胶组合物中使用的润滑剂的具体实例包括以牌号Lubesize K-12销售的硬脂酸乙醇酰胺(获自AOC)；PEG 400 MO，一种具有约400个环氧乙烷基的单油酸酯(获自Cognis)；和Emery 6760L，一种聚乙烯亚胺聚酰胺盐(获自Cognis)。
已发现，一些族的化学品的结合物特别有效地引起短切玻璃纤维束10在随后的加工过程中保持纤维束形式。例如，聚氨酯基成膜分散体结合氨基硅烷，例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷(由General Electric以A-1100形式销售)在施胶组合物中有效地将单根玻璃纤维束12保持在一起。也已发现添加诸如聚氨酯-丙烯酸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ResolutionPerformance Products的Epi-Rez 5520和环氧固化剂，例如DPC-6870，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(AOC)或Neoxil PS 4759(获自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Benox L-40LV(Norac Company，Inc.)使用)。过氧化苯甲酰固化催化剂固化(交联)不饱和聚酯树脂并使得在玻璃纤维周围的膜耐水。
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，Ashland Chemical的分公司)、抗静电剂，例如Emerstat 6660A(获自Cognis)、表面活性剂，例如Surfynol 465(获自Air Products)、Triton X-100(获自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玻璃纤维12之后，将它们集束并劈裂成具有特定所需数目单根玻璃纤维12的纤维股36。splitter shoe 34将拉细的施胶玻璃纤维劈裂成纤维股36。在短切纤维股36之前，玻璃纤维股36可穿过第二splitter shoe(未示出)。存在于纤维股36内的单根玻璃纤维12的特定数目(和因此玻璃纤维12的劈裂数目)将根据短切玻璃纤维束10的特定应用而变化。例如，假设衬套具有4000个孔隙以供玻璃纤维拉细，则需要劈裂拉细的玻璃纤维40条路径，以实现含有100根纤维的一束玻璃纤维束。玻璃纤维的特定纤维束的纤维束特数取决于形成纤维束的玻璃纤维的直径。在以上给出的其中纤维束含有100根单独的玻璃纤维的实施例中，若玻璃纤维的纤维直径为12微米，则计算的纤维束的特数为29。若纤维直径为16微米，则计算的纤维束特数为51g/km。希望玻璃纤维12劈裂成具有特定数目单根纤维的纤维束，以实现约20-约200g/km，优选约30-约50g/km的纤维束特数。
纤维束36从集束shoe38传递到切碎机40/皮壳(cot)60的结合装置内，在此它们被短切成长度为约0.125-约3英寸，和优选约0.25-约1.25英寸的湿法短切玻璃纤维束42。湿法短切玻璃纤维束42可下落在传输带44(例如小孔传输带)上，以供传输到干燥烘箱46内。或者，可在随后使用的容器(未示出)内收集短切玻璃纤维42的湿纤维束。
然后干燥湿的施胶短切纤维42的纤维束，凝固或硬化施胶组合物。优选地，在烘箱46，例如常规的介电炉(RF)、流化床烘箱，例如烘箱(获自Owens Corning)，或者旋转托盘热烘箱中干燥纤维42的湿纤维束，形成短切玻璃纤维束10。然后在收集容器48内收集干燥的短切玻璃纤维束10。在例举的实施方案中，除去大于约99％的游离水(亦即，在短切纤维束42外部的水)。然后希望通过干燥烘箱46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42中除去所有或几乎所有的游离水。
在至少一个例举的实施方案中，在常规的介电炉(RF)内干燥玻璃纤维42的湿纤维束。介电炉包括在连续荷电的电极之间产生交替高频电场的间隔电极。玻璃纤维42的湿纤维束穿过电极之间并经过电场，在所述电场内，高的交替电场起到激发水分子的作用并提高其分子能到足以引起湿法短切纤维束42内的水蒸发的程度。
介电炉干燥湿法玻璃纤维42的纤维束提高纤维与纤维之间的内聚性并降低纤维束与纤维束之间的粘合性。介电能最终穿透短切的玻璃纤维42的湿纤维束，并引起水快速蒸发，从而辅助保持湿法玻璃纤维束42彼此隔离。另外，介电炉允许湿的玻璃纤维束42干燥且不具有搅拌纤维的积极(active)方法，而搅拌是从湿纤维中除去湿气常规地要求的。不具有搅拌将减少或者消除在常规的流化床和托盘干燥烘箱内常见的纤维的磨蚀或摩擦，这种磨蚀或摩擦是由于在烘箱内高的空气流速和在床内纤维物料的机械运动导致的。另外，不具有搅拌将大大地增加介电炉维持玻璃纤维成束的能力且没有如剧烈的常规热方法一样长丝化玻璃纤维束。
在替代的实施方案中，可在流化床烘箱，例如
Figure A20068003348600172
烘箱，或者旋转托盘烘箱中干燥湿法短切玻璃纤维束42。在
Figure A20068003348600173
干燥烘箱和旋转托盘烘箱二者中，使用具有控制温度的热空气流，干燥湿法短切玻璃纤维束42并硬化施胶组合物。干燥的纤维束10然后可在筛网上穿过，以除去长的绒球，并收集在短切玻璃纤维束10之前的其他非所需的物质。另外，在
Figure A20068003348600181
和旋转托盘烘箱内典型地出现的高烘箱温度允许施胶剂快速固化到降低过早长丝化出现机率的非常高的程度。
在图4一般地描述的第二实施方案中，从衬套30中拉细玻璃纤维12。将以上详述的含水施胶组合物施涂到拉细的玻璃纤维12上，形成湿的施胶玻璃纤维50。可通过常规方法，例如通过外部施涂辊32或者通过将施胶剂直接喷淋在玻璃纤维12上(未示出)，从而施涂施胶剂。认为在本发明范围内的是在传热腔室52内布置施胶剂涂布器。湿的施胶玻璃纤维50然后进入传热腔室52内并在传热腔室52的最上端54内从衬套30周围附近引入环境空气。
如图4所示，传热腔室52在施胶剂涂布器32下方延伸并以足够邻近衬套30的方式与传热腔室52的最上端54一起布置，以便通过衬套30产生的外热进入到加热传热腔室52的最上端54内的空气。另外，传热腔室52基本上布置在施胶的玻璃纤维50的周围，以便加热的空气可蒸发掉在湿的玻璃纤维50上的施胶组合物内存在的任何水或溶剂。传热腔室52从施胶剂涂布器32向下延伸，其距离足以干燥或基本上干燥湿的施胶玻璃纤维50。在优选的实施方案中，玻璃纤维50中的含湿量小于约0.05％。湿的玻璃纤维50经传热腔室52行进并以干燥的玻璃纤维56形式离开腔室52。在Flautt等人的美国专利No.5055119中详细地公开了这一绝热方法。
然后将干燥的施胶玻璃纤维56集束并劈裂成具有特定所需数目单根玻璃纤维12的干燥的纤维束58。splitter shoe34将干燥的施胶玻璃纤维56劈裂成干燥的纤维股58，然后可通过集束shoe38将所述纤维股58集束成单一的丝束59以供短切。要理解，splitter shoe34可位于传热腔室52的内部(未示出)，在离开传热腔室52之前，将湿的玻璃纤维50劈裂成纤维股。在这一情况下，集束shoe 38可以或者可以不位于传热腔室52内。还要理解，splitter shoe 34可位于施胶剂涂布器32和传热腔室52之间，在进入传热腔室52之前劈裂玻璃纤维12(未示出)。
可通过常规的皮壳(cot)60和切碎机40的结合装置，短切结合的玻璃纤维股59的丝束，形成干燥的短切纤维束10。如上所述，干燥的短切纤维束10的长度可以是约0.125-约3英寸，和优选长度为约0.25-约1.25英寸，在至少一个优选的实施方案中，干燥的施胶玻璃纤维56劈裂成纤维束特数为约20-约200g/km，和优选约30-约50g/km的干燥的纤维束58。干燥短切的玻璃纤维束10可落在收集容器48上以供储存或者置于传输带上以供在线形成短切的纤维股垫子(没有示出这一实施方案)。在替代的实施方案中，干燥的短切纤维束10可置于传输带(未示出)上以供传输到常规的介电(RF)炉、流化床烘箱，例如
Figure A20068003348600191
烘箱，或者旋转托盘烘箱中，以供进一步干燥它们。
在使用中，可使用干燥的短切玻璃纤维束10，形成短切纤维股垫子84，如图5所示。可通过储存容器60提供干燥的短切玻璃纤维束10给传输带62。干燥的短切玻璃纤维束10置于含有各种表面活性剂、粘度改性剂、消泡剂和/或其他化学试剂的混合罐64内，在搅拌下形成短切的玻璃纤维束淤浆(未示出)。该淤浆可穿过机械箱(machinechest)66和恒定液面箱68，通过施胶组合物，进一步分散从短切玻璃纤维束10中选择性释放的任何纤维。玻璃纤维束淤浆然后可从恒定液面箱68转移到流料箱70中，在此淤浆沉积在移动筛网或者小孔传输带74上，并从淤浆中除去显著大部分的水，形成纤维网72。可通过常规的真空或者空气抽吸系统(在图5中未示出)从纤维网72中除去水。然后通过粘合剂涂布器78施涂粘合剂76到纤维网72上。粘合剂涂布的纤维网80然后经过干燥烘箱82，以除去任何残留的水并固化该粘合剂。从烘箱82中出来的所形成的非织造短切纤维股垫子84包括随机分散的玻璃纤维束。可在收集辊86上卷曲非织造短切纤维股垫子84储存以供随后使用。
粘合剂可以是丙烯酸粘合剂、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元醇(例如三乙醇胺或甘油)形成的标准的热固性丙烯酸粘合剂。在本发明中使用的合适的丙烯酸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Duracet 675(获自FranklinInternational)。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、UV稳定剂、偶联剂(例如氨基硅烷)、润滑剂、润湿剂、表面活性剂和/或抗静电剂。
通过本发明的短切玻璃纤维束10提供了许多优点。例如，可在显著快的速度下形成短切的玻璃纤维束10，特别是当与通过常规的气流成网工艺形成的相当的玻璃纤维束相比时。增加可生产短切玻璃纤维束的速度允许较高的产量和可销售给消费者的额外的产品。另外，可采用低的制造成本形成短切的玻璃纤维束，这是因为该纤维不必在单独的步骤内干燥和短切。
另外。短切的玻璃纤维束10当在以上所述的湿法工艺中在形成短切纤维股垫子中使用时，提供玻璃显著均匀分布的垫子(空气密度)且外观白。同样有利的是形成短切玻璃纤维束所使用的湿纤维在最终的短切纤维股垫子内很少或者没有产生绒毛。
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一切或者限制，除非另有说明。
实施例
实施例1：形成干燥的短切玻璃纤维束
如以下一般地所述，在料桶(bucket)内制备表1-4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。然后用残留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A
  施胶组合物的组分   活性固体wt％
  W290H(a)   83.64
  A-187(b)   1.12
  A-1100(c)   4.68
  A-100(d)   9.95
  Lubesize K-12(e)   0.06
(a)聚氨酯成膜分散体(Cognis)
(b)环氧固化剂(Resolution Performance Products)
(c)γ-氨丙基三乙氧基硅烷(General Electric)
(d)聚氨酯-丙烯酸合金(Cognis)
(e)硬脂酸乙醇酰胺(AOC)
表2-聚氨酯施胶组合物B
  施胶组合物的组分   活性固体wt％
  W296(a)   491.76
  A-187(b)   6.79
  A-1100(c)   25.86
  PEG 400MO(d)   2.21
(a)聚氨酯成膜分散体(Chemtura)
(b)环氧固化剂(Resolution Performance Products)
(c)γ-氨丙基三乙氧基硅烷(General Electric)
(d)聚氨酯-丙烯酸合金(Cognis)
(e)单油酸酯(Cognis)
表3环氧施胶组合物A
  施胶组合物的组分   活性固体wt％
  ER 5520(a)   46.15
  DPC-6870(b)   46.15
  PEG 400MO(c)   3.08
  A-174(d)   4.62
(a)在水中环氧树脂的成膜分散体(Resolution PerformanceProducts)
(b)环氧固化剂(Resolution Performance Products)
(c)单油酸酯(Cognis)
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(General Electric)
表4-环氧施胶组合物D
  施胶组合物的组分   活性固体wt％
  ER 3546(a)   47.20
  DPC-6870(b)   47.20
  PEG 400MO(c)   0.88
  A-174(d)   4.72
(a)环氧树脂的成膜分散体(Resolution Performance Products)
(b)环氧固化剂(Resolution Performance Products)
(c)单油酸酯(Cognis)
(d)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(General Electric)
按照常规的方式(例如，以上所述的辊类施涂器)，将每一施胶剂施涂到E-玻璃上。将E-玻璃以75lb/hr的生产率经配有2052个孔的尖板的衬套，拉细成13微米的玻璃长丝。将长丝集束并劈裂为16个通路，以实现每束玻璃纤维束128根长丝和约43g/km的纤维束特数。然后采用机械皮壳-切碎机的结合装置，短切玻璃纤维束成约1.25英寸的长度并集束到塑料盘内。短切的玻璃纤维含有约15％的成形湿气。在介电炉内，除去在短切玻璃纤维束内的这一湿气(40MHz，RadioFrequency Co.)，形成干燥的短切玻璃纤维束。
实施例2：使用干燥的短切玻璃纤维束，形成短切纤维股垫子
使用实施例1列出的工序形成的干燥短切纤维束，形成四个短切玻璃垫子。将干燥的短切纤维束(各自含有表1-4列出的不同的施胶组合物)悬浮在250加仑的混合罐内，在所述混合罐内，在搅拌下添加适量添加剂(表面活性剂、分散剂和类似物)，形成短切的玻璃纤维束淤浆。表5中列出了白水淤浆(除了水以外)的组分。
表5
  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Air Products)
(c)消泡剂(获自Drew Industries)
(d)杀虫剂(ONDEO Nalco)
将玻璃淤浆各自沉积在移动链(chain)上，在此通过真空除去大部分的水，形成纤维网。通过导流坝(weir)(幕涂器)，将塑化的聚乙酸乙烯酯垫子粘合剂施涂到玻璃纤维网(获自Celenese的Vinamul 8831)上。然后在450°F下，使湿纤维网经30秒穿过强制空气烘箱，从纤维网中除去残留的水，固化该粘合剂，并形成短切的玻璃垫子。测定垫子的基重为约1oz/ft2。还测定到粘合剂以5.0wt％存在于垫子上。垫子极白并肉眼显示出优良的空气密度。另外，短切的玻璃垫子显示出横向(MD)30lb和纵向(CD)25lb的干燥拉伸强度。
由具有聚酯树脂的短切玻璃垫子(AOC R937)制备层压体，并用Attofina DDM9催化剂(2-丁酮过氧化物)催化。为了便于比较，含本发明的短切玻璃纤维束的层压体全部具有3oz/ft2的基重和基本上相同的厚度。模拟手工敷层，在液压机内，在标准的温度(120°F)和压力下经约30分钟形成层压体。对于14in2的层压体来说，压机压力的下限为10,000lb，转化成约50psi。在机械测试之前，该层压体在烘箱内，在200°F下经历后固化2小时。
测试含有本发明的短切玻璃纤维束的层压体的拉伸强度和弯曲强度。根据ASTM D5083列出的试验工序，测定拉伸强度，和根据ASTM D790的试验工序，测定弯曲强度。表6中列出了比较垫子。
表6
  常规垫子   说明
  M723A   获自Owens Corning的1oz/ft2的短切纤维股垫子
  M8643   获自Owens Corning的1oz/ft2的electrical-pultrusion等级的连续长丝
  M8610   获自Owens Corning的1oz/ft2的通用目的的连续长丝
含有本发明的短切玻璃纤维束的层压体的机械测试表明本发明层压体相对于标准短切纤维股垫子(M723A)，和令人惊奇的是，M8643和M8610连续的长丝垫子(CFM)几乎相等的性能。在图6-9中列出了对比试验结果。
实施例3：利用传热腔室形成干燥的短切玻璃纤维束
制备表1-4中列出的每一施胶剂并以常规的方式施涂到E-玻璃上，所述E-玻璃以75lb/hr的生产率经配有2052个孔的尖板的衬套拉细成13微米的玻璃长丝。施胶的纤维劈裂为16个通路，以实现每束玻璃纤维束128根长丝并穿过传热腔室，在此由衬套产生的外部热量加热的空气被引入到传热腔室内，以干燥玻璃纤维束。干燥的玻璃纤维束具有约43g/km的纤维束特数。将干燥的玻璃纤维束集束成一个丝束，并用机械皮壳-切碎机的结合装置，短切成1.25英寸的长度。将短切的玻璃纤维集束到塑料盘内。该玻璃纤维含有0％的形成湿气。
实施例4：使用利用传热腔室形成的干燥的短切玻璃纤维束，形成短切纤维股垫子
使用根据实施例3列出的工序形成的干燥的短切纤维束，形成四根短切的玻璃垫子。干燥的短切纤维束(各自含有表1-4列出的不同的施胶组合物)悬浮在250加仑的混合罐内，在所述混合罐内，在搅拌下添加适量添加剂(表面活性剂、分散剂和类似物)，形成短切的玻璃纤维束淤浆。表7中列出了白水淤浆(除了水以外)的组分。
表7
  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Air Products)
(c)消泡剂(获自Drew Industries)
(d)杀虫剂(ONDEO Nalco)
将玻璃淤浆各自沉积在移动链上，在此通过真空除去大部分的水，形成纤维网。通过导流坝(weir)(幕涂器)，将塑化的聚乙酸乙烯酯垫子粘合剂施涂到玻璃纤维网(获自Celenese的Vinamul 8831)上。然后在450°F下，使湿纤维网经30秒穿过强制空气烘箱，从纤维网中除去残留的水，固化该粘合剂，并形成短切的玻璃垫子。测定垫子的基重为约1oz/ft2。还测定到粘合剂以5.0wt％存在于垫子上。基于肉眼观察，注意到垫子极白并肉眼显示出优良的空气密度。另外，短切的玻璃垫子显示出横向(MD)32lb和纵向(CD)27lb的干燥拉伸强度。
由具有聚酯树脂的短切的玻璃垫子(AOC R937)制备层压体，并用Attofina DDM9催化剂(2-丁酮过氧化物)催化。为了便于比较，含本发明的短切玻璃纤维束的层压体全部具有3oz/ft2的基重和基本上相同的厚度。模拟手工敷层，在液压机内，在标准的温度(120°F)和压力下经约30分钟形成层压体。对于14in2的层压体来说，压机压力的下限为10,000lb，转化成约50psi。在机械测试之前，该层压体在烘箱内，在200°F下经历后固化2小时。含本发明的短切玻璃纤维束的层压体的机械测试表明相对于标准的短切纤维股垫子(M723A)，和令人惊奇地M8643和M8610连续的长丝垫子(CFM)(表6中所列)，该层压体几乎相等的性能。
实施例5：由使用干燥的短切玻璃纤维束形成的短切纤维股垫子得到的层压体的拉伸强度
与以上实施例4所述一样，使用根据实施例3列出的工序形成的干燥的短切纤维束，形成四根短切的玻璃垫子。用聚氨酯施胶组合物A(表1)施胶的干燥的短切纤维束悬浮在250加仑的混合罐内含表7列出组分的白水淤浆中。将玻璃淤浆各自收集在移动链上，在此通过真空除去大部分水，形成纤维网。通过导流坝(weir)(幕涂器)，将塑化的聚乙酸乙烯酯垫子粘合剂施涂到玻璃纤维网(获自FranklinInternational的Duracet 675或Duracet 637)上。然后在450°F下，使湿纤维网经30秒穿过强制空气烘箱，从纤维网中除去残留的水，固化该粘合剂，并形成短切的玻璃垫子。
根据以上实施例4所述的工序，由短切的纤维股垫子制备层压体。表8中列出了所测试的各种样品(样品1-7)。样品1和2含有Duracet637作为粘合剂和样品3与4含有Duracet 675作为粘合剂。测试层压体横向(MD)和纵向(CD)的拉伸强度。表10和11中列出了结果。结果表明该层压体横向显示出偏离。这一偏离证明与根据常规的气流成网工艺制造的垫子相反，后者没有或者基本上没有显示出偏移。横向偏移对于层压体来说是有利的，因为短切的纤维股垫子在消费者牵拉它离开辊的方向上自然较强。结果，可制造较大的辊。另外，额外的强度使得消费者能在较快的速度下牵拉短切纤维股垫子离开辊且垫子撕裂的可能性较小。该数据还证明与对照物相比，采用用施胶组合物A施胶的短切的玻璃纤维束形成的层压体具有优异的强度。
表8
  样品   短切纤维股垫子的说明
  1   0.5oz/ft26层
  2   1.5oz/ft22层
  3   0.5oz/ft26层
  4   1.5oz/ft22层
  5   M723A(1oz/ft23层)，对照物
  6   M723A-2(0.5oz/ft26层)，对照物
  7   M723A-3(1.5oz/ft22层)，对照物
实施例6：使用各种施胶组合物形成预制整体模塑料
采用表8列出的配方，将1/4英寸(1/4″)的短切玻璃纤维制成预制整体模塑料。
表9预制整体模塑料
  组分   pph(份数/100份)
  聚酯树脂E-342(a)   60
  热塑性塑料P-713(B)   40
  tBPB(c)   1.5
  Calwhite II(d)   200
  硬脂酸锌(e)   4
(a)不饱和聚酯树脂(AOC)
(b)热塑性塑料(AOC)
(c)过苯甲酸叔丁酯催化剂
(d)碳酸钙(Cabot)
(e)脱模剂(Aldrich Chemical Co.)
采用用各种施胶组合物施胶的各种试验玻璃，在20wt％下制备表8的预制整体模塑料配方。各种实验玻璃纤维在以下以样品1-10形式列出。将原料置于12英寸×18英寸的模具内，并在265°F下，在10,000psi下模塑5分钟。根据ASTM D256，在0°和90°的方向上测试层压体的抗缺口冲击强度。表12和13中列出了结果。结果表明用实验施胶组合物施胶的玻璃纤维具有与对照物至少相当的性能。该结果是预料不到的，因为与其中热干燥玻璃至少20小时的常规方法相比，通过干燥玻璃纤维短的时间段(30分钟)，将实现至少相当的冲击强度。
样品1-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在热烘箱内，在265°F下干燥6小时。
样品2-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，接着在热烘箱内，在265°F下干燥1小时。
样品3-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，接着在热烘箱内，在265°F下干燥2小时。
样品4-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，接着在热烘箱内，在265°F下干燥2小时。
样品5-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，接着在热烘箱内，在265°F下干燥2小时。
样品6-将聚氨酯施胶组合物A(表1)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，接着在热烘箱内，在265°F下干燥2小时。
样品7-将聚氨酯施胶组合物B(表2)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，没有后加热。
样品8-将环氧施胶组合物A(表3)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥30分钟，没有后加热。
样品9-将环氧施胶组合物A(表3)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥20分钟，没有后加热。
样品10-将聚氨酯施胶组合物B(表2)施涂到玻璃纤维上并在RF烘箱内干燥20分钟，没有后加热。
样品12-对照的预制整体模塑料(BMC)干法使用的短切纤维股(获自Rio Claro，巴西；Owens Corning的101C)。
既一般性，又相对于具体实施方案描述了本申请的发明。尽管以认为优选的实施方案的形式列出了本发明，但可在一般的公开内容中选择本领域的技术人员已知的各种宽泛的替代方案。本发明不限于此，本发明的范围通过引证以下列出的权利要求来限制。

Claims (19)

1.在垫子形成应用中使用的短切玻璃纤维束(42)，它包括：
以成束取向的形式布置的多根基本上平行的玻璃纤维(12)，所述玻璃纤维至少部分用施胶组合物涂布，在形成和随后加工所述成束的取向形式的玻璃纤维的过程中，所述施胶组合物维持所述多根玻璃纤维在所述成束的取向内；
其中所述施胶组合物包括：
选自由聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂组成的组中的一种或多种成膜剂；
至少一种硅烷偶联剂；和
至少一种润滑剂。
2.权利要求1的短切玻璃纤维束，其中所述多根玻璃纤维具有约20-约200g/km的纤维束特数。
3.权利要求1的短切玻璃纤维束，其中所述玻璃纤维是湿法应用的短切纤维股玻璃纤维。
4.权利要求1的短切玻璃纤维束，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-丙烯酸合金。
5.权利要求1的短切玻璃纤维束，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。
6.权利要求1的短切玻璃纤维束，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。
7.权利要求1的短切玻璃纤维束，其中所述一种或更多种成膜剂以全部固体重量的约80-约95％的用量存在于所述施胶组合物内，所述至少一种硅烷偶联剂以全部固体重量的约3-约15％的用量存在于所述施胶组合物内，和所述至少一种润滑剂以全部固体重量的约0.1-约2％的用量存在于所述施胶组合物内。
8.权利要求1的短切玻璃纤维束，其中所述至少一种硅烷偶联剂选自由氨基硅烷偶联剂和甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂组成的组。
9.权利要求1的短切玻璃纤维束，其中在未来加工成美学上令人愉悦的成品过程中，所述施胶组合物长丝化所述成束取向形式的所述玻璃纤维。
10.形成短切玻璃纤维束(42)的方法，该方法包括下述步骤：
将施胶组合物施涂到多根拉细的玻璃纤维(12)上，所述施胶组合物包括：
选自由聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂组成的组中的一种或多种成膜剂；
至少一种硅烷偶联剂；和
至少一种润滑剂；
将所述多根玻璃纤维劈裂成在其内具有预定数目玻璃纤维的玻璃纤维股(36)；
短切所述玻璃纤维股，形成湿法短切的玻璃纤维束，所述湿法短切的玻璃纤维束具有离散的长度；和
在选自介电炉、流化床烘箱和旋转托盘热烘箱中的干燥烘箱内干燥所述湿法短切的玻璃纤维束，形成短切的玻璃纤维束。
11.权利要求10的形成短切玻璃纤维束的方法，其中在所述玻璃纤维股内所述预定数目的玻璃纤维是足以提供约20-约200g/km的纤维束特数的数目。
12.权利要求10的形成短切玻璃纤维束的方法，它进一步包括下述步骤：
在所述干燥步骤之前，在传输带上沉积所述湿法短切的玻璃纤维。
13.权利要求10的形成短切玻璃纤维束的方法，其中在所述干燥烘箱内除去在湿法短切玻璃纤维束外部大于或等于约99％的水。
14.权利要求13的形成短切玻璃纤维束的方法，其中所述烘箱是所述介电炉；和
其中所述干燥步骤包括：
使所述湿法短切的玻璃纤维束穿过在所述介电炉内布置的连续相反荷电的电极，在没有搅拌所述湿法短切的纤维束的情况下，引起在所述湿法短切的纤维束内的水蒸发。
15.权利要求13的形成短切玻璃纤维束的方法，其中在流化床内干燥所述湿法短切的纤维束，和使用具有控制温度的热空气流硬化在所述玻璃纤维上的施胶组合物。
16.形成短切玻璃纤维束(42)的方法，该方法包括下述步骤：
将施胶组合物施涂到用套筒拉细的多根玻璃纤维(12)上，所述施胶组合物包括：
选自由聚氨酯成膜剂、不饱和聚酯成膜剂和环氧树脂成膜剂组成的组中的一种或多种成膜剂；
至少一种硅烷偶联剂；和
至少一种润滑剂；
使所述多根施胶的玻璃纤维穿过传热腔室，在此通过所述衬套加热的空气被引入到所述传热腔室内，基本上干燥所述多根施胶的玻璃纤维并形成干燥的玻璃纤维；
将所述干燥的玻璃纤维劈裂成在其内具有预定数目的所述干燥玻璃纤维的玻璃纤维股(36)；和
短切所述玻璃纤维股，形成短切的玻璃纤维束，所述短切的玻璃纤维束具有离散的长度。
17.权利要求16的形成短切玻璃纤维束的方法，该方法进一步包括下述步骤：
在短切所述玻璃纤维束之前，将所述玻璃纤维束集束成单一的丝束。
18.权利要求16的形成短切玻璃纤维束的方法，其中在所述玻璃纤维股内所述预定数目的玻璃纤维是足以提供约20-约200g/km的纤维束特数的数目。
19.权利要求16的形成短切玻璃纤维束的方法，该方法进一步包括下述步骤：
在选自介电炉、流化床烘箱和旋转托盘热烘箱中的干燥烘箱内加热所述短切的玻璃纤维束，进一步干燥所述短切的玻璃纤维束。
20.权利要求16的形成短切玻璃纤维束的方法，其中在所述干燥玻璃纤维离开所述传热腔室之前，发生所述劈裂步骤。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080910