CN101784712A - 减轻复合材料中蠕变的杂混纤维结构体 - Google Patents

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Abstract

具有减少蠕变趋势的杂混纤维结构体。更具体地说，通过将一种或多种高强度聚烯烃纤维和一种或多种低蠕变增强纤维加捻在一起所形成的加捻、低蠕变纱。

Description

减轻复合材料中蠕变的杂混纤维结构体
本发明的背景
本发明的领域
本发明涉及具有减少蠕变趋势的杂混(hybrid)纤维结构体。更具体地说，本发明涉及通过将一种或多种高强度聚烯烃纤维和一种或多种低蠕变增强纤维加捻在一起所形成的加捻、低蠕变纱。
相关技术的描述
优选的是在用于高要求环境中的复合材料应用如体育用品、飞机部件、传送带中使用轻质、高强度纤维增强材料并且将该纤维增强材料用于高压管状结构如管材、软管和其它管道的形成中。高性能热塑性纤维如聚烯烃纤维是形成这些复合结构的优异材料，因为它们具有非常高的强度与重量特性。例如，美国专利4,608,220教导了用于飞机部件的制造中的纤维增强的纤维复合材料。美国专利6,804,942例如教导了从用增强织物带条包裹的聚合物管所形成的复合材料管式组装件。此类高压管状结构被设计来在极端条件下工作，其中它们必须承受由它们所传输的气体和液体引起的化学和机械作用。
高性能热塑性纤维也已知可用于具有优异的防弹或抗切割性的制品的形成。例如美国专利6,979,660教导了从未加捻的聚乙烯纱形成的保护织物。美国专利4,886,691教导了抗切割性制品，其中较低抗切割性元件被更加抗切割性夹套材料包围。抗切割性夹套材料可以从纱形成，后者包括被第二种纤维包裹的非加捻的纵向聚烯烃纤维线条。因此，纤维复合材料已经用于各种应用的各种工业中。
尽管某些聚合物纤维类型已知具有某些益处，但是它们还已知具有某些缺点。例如，尽管聚烯烃纤维已知具有优异的强度与重量特性，但是已经发现它们比芳族聚酰胺或碳纤维更容易发生长期蠕变。随着时间的推移，长期蠕变效果可以导致纤维断裂并且损害纤维制品的完整性。在一些应用如高压管和软管中，复合材料完整性的损害能够潜在性地对包围基础结构和环境的消费者造成显著的伤害。尽管如此，聚烯烃纤维的有吸引力的强度与重量性能使得它们成为用于此类高要求应用的高度理想的材料。因此，现有技术中需要用高强度聚烯烃纤维形成的但具有降低的蠕变趋势的高性能复合结构体。本发明提供这一需要的解决方案。
本发明的概述
本发明提供加捻、低蠕变的纱，它包括具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维以及一种或多种低蠕变增强纤维的加捻结合物，其中根据ASTMD6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低伸长率。
本发明还提供由多根的加捻、低蠕变的纱形成的制品，该纱包括具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维以及一种或多种低蠕变增强纤维的加捻结合物，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低伸长率。
本发明进一步提供生产加捻、低蠕变的纱的方法，该方法包括：
a)提供具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维；
b)提供一种或多种低蠕变增强纤维，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低的伸长率。
c)以至少约0.5捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率将该聚烯烃纤维和低蠕变增强纤维加捻在一起。
附图简述
图1是本发明的加捻杂混纱的透视示意图。
本发明的叙述
本发明提供杂混纱结构体，该结构体可以减轻在由其形成的复合材料中的蠕变。如在图1中所述，形成了杂混纱10，它是一种或多种聚烯烃纤维12和一种或多种低蠕变增强纤维14的加捻结合物。
在这里使用的“纤维”是细长体，它的长度尺寸远远大于宽度和厚度的横向尺寸。用于本发明中的纤维的截面可以广泛地变化。它们可以在截面上是圆形的，扁平的或长方形(oblong)的。因此，该术语纤维包括具有规则或不规则截面的长丝，带(ribbon)，条(stip)等等。它们还可具有不规则或规则的多叶(multi-lobal)形横截面，该截面具有从该纤维的线性轴或纵向轴突出的一个或多个规则或不规则叶突。优选的是该纤维是单叶状的和具有基本上圆形的截面。在这里使用的“纱”是由多根纤维或长丝组成的股线(strand)。
聚烯烃纤维12和低蠕变增强纤维14优选是高强度、高拉伸模量纤维。在这里使用的“高强度、高拉伸模量纤维”是具有至少约7g/旦尼尔或更高的优选的韧性、至少约150g/旦尼尔或更高的优选的拉伸模量、和优选至少约8J/g或更高的断裂能的纤维，各自都由ASTMD2256测量。在这里使用的术语“旦尼尔”指线密度的单位，等于质量(克)/每9000米的纤维或纱。在本发明的更优选的实施方案中，聚烯烃纤维的韧性应该是约15g/旦尼尔或更高，优选约20g/旦尼尔或更高，更优选约25g/旦尼尔或更高和最优选约30g/旦尼尔或更高。本发明的聚烯烃纤维也具有约300g/旦尼尔或更高，更优选约400g/旦尼尔或更高，更优选约500g/旦尼尔或更高，更优选约1,000g/旦尼尔或更高和最优选约1,500g/旦尼尔或更高的优选的拉伸模量。本发明的聚烯烃纤维也具有约15J/g或更高，更优选约25J/g或更高，更优选约30J/g或更高的优选的断裂能和最优选具有约40J/g或更高的断裂能。该聚烯烃纤维可以具有任何合适的旦尼尔，例如50到约3000旦尼尔，更优选约200到3000旦尼尔，再更优选约650到约2000旦尼尔，和最优选约800到约1500旦尼尔。
在这里使用的术语“韧性”指拉伸应力，表达为力(克)/每单位不受力的(unstressed)试样的线密度(旦尼尔)。纤维的“初始模量”是代表材料抗变形特性的材料性能。该术语“拉伸模量”指韧性(表达为克-力/每旦尼尔(g/d))的变化与应变(表达为原始纤维长度的分数(in/in)(cm/cm))的变化的比率。
特别合适的高强度、高拉伸模量聚烯烃纤维材料包括高密度和低密度聚乙烯。特别优选的是伸直链聚烯烃纤维，如高度取向的、高分子量的聚乙烯纤维，特别是超高分子量聚乙烯纤维，和聚丙烯纤维，特别是超高分子量聚丙烯纤维。这些纤维类型是现有技术中周知的。最优选的伸直链聚乙烯纤维具有至少500,000，优选至少一百万和更优选在两百万和五百万之间的分子量。用于本发明中的特别优选的纤维类型是以商标
Figure GPA00001027334100041
销售并且由Honeywell International Incof Morristown，NJ制造的聚乙烯纤维。Ounce-for-ounce，
Figure GPA00001027334100042
高性能聚乙烯纤维比钢要强十五倍并且比
Figure GPA00001027334100043
强40％，同时是足够的轻可以飘浮在水上。
Figure GPA00001027334100044
纤维是现有技术中周知的并且已描述在例如美国专利4,623,547和4,748,064中。最优选的
Figure GPA00001027334100045
纤维是
Figure GPA00001027334100046
1000(1300旦尼尔)纤维。
美国专利4,413,110，4,440,711，4,535,027，4,457,985，4,623,5474,650,710和4,748,064一般讨论了用于本发明中的优选的高强度、伸直链聚乙烯纤维的形成。美国专利4,137,394和4,356,138(它们的公开内容被引入这里供参考)描述了伸直链聚乙烯(ECPE)纤维如何在溶液纺丝过程中生成。美国专利4,551,296和5,006,390(它们的公开内容被引入这里供参考)描述了ECPE纤维如何从溶液纺丝形成凝胶结构。
正如现有技术中通常已知的，“蠕变”是当受到连续性负荷时材料随着时间的推移所发生的长期的、纵向的形变。纤维、纱或织物的蠕变趋势可以，例如，通过ASTM D6992的分级等温试验法(SteppedIsothermal method)(SIM)来测定。根据ASTM D6992，SIM是暴露的一种方法，它使用温阶和停留时间来加速所要试验的单个试样在负荷下的蠕变响应。在这里使用的“低蠕变”增强纤维优选包括这样的纤维，当纤维在室温下受到等于纤维的最大拉伸强度(UTS)的50％的应力达到200个小时时，该纤维具有约3.0％或更低伸长率、更优选约2.0％或更低伸长率、再更优选约1.0％或更低伸长率和最优选约0.5％或更低伸长率。纤维的UTS是纤维在断裂之前能够承受的最高负荷。这里使用的合适的低蠕变增强纤维14包括碳纤维，玻璃纤维，聚芳酰胺(芳族聚酰胺)纤维，特别是对-芳族聚酰胺纤维，聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯纤维，和它们的结合物。这些纤维类型中的每一种和它们的制造方法是大家所熟知的。碳纤维是可商购的，例如，从Kureha Corporation of Japan以商标
Figure GPA00001027334100047
商购，从CYTEC Industries Inc.of West Paterson，NJ以商标
Figure GPA00001027334100048
商购，和从Nippon Carbon Co.Ltd.of Tokyo，Japan商购。碳纤维是通过用于聚丙烯腈(PAN)型纤维的标准方法纺丝形成的。首先，聚丙烯腈熔融纺丝成纤维，然后该纤维热解成石墨碳纤维。它们的具体制造方法已描述在例如美国专利4,115,527，4,197,283，4,356,158和4,913,889中，它们的公开内容被引入这里供参考。优选的碳纤维具有约137GPa到约827GPa；更优选约158GPa到约517GPa和最优选约206GPa到约276GPa的拉伸模量。
玻璃纤维是可从市场上买得到的，例如从PPG Industries ofPittsburgh，PA和Nippon Electric Glass Co.，Ltd.Japan商购。参见，例如，美国专利4,015,994，4140533，4762809，5064785，5258227，5284807，6,139,958，6,890,650，6,949,289，等等，它们的公开内容被引入这里供参考。优选的玻璃纤维具有约60Gpa到约90Gpa的拉伸模量。聚酯纤维可从Performance Fibers of Richmond，VA商购。参见，例如，美国专利5,277,858，5,397,527，5,403,659，5,630,976，6,403,006，6,649,263和6,828,021，它们的公开内容被引入这里供参考。优选的聚酯纤维具有约2g/旦尼尔到约10g/旦尼尔；更优选约3g/旦尼尔到约9g/旦尼尔和最优选从约5g/旦尼尔到约8g/旦尼尔的拉伸模量。
聚芳酰胺纤维是可从市场上买得到的并且已描述在例如美国专利3,671,542中。例如，有用的聚(对苯二甲酰对-苯二胺)长丝是由DuPont公司以商标
Figure GPA00001027334100051
进行工业生产的。也可用于本发明的实施中的纤维是由Dupont以商标
Figure GPA00001027334100052
在商业上生产的聚(间苯二甲酰间苯二胺)纤维和由Teijin以商标
Figure GPA00001027334100053
在商业上生产的纤维；由Kolon Industries，Inc.of Korea以
Figure GPA00001027334100054
在商业上生产的聚芳酰胺纤维；由Kamensk Volokno JSC of Russia在商业上生产的对-聚芳酰胺纤维SVMTM和RUSARTM以及由JSC Chim Volokno ofRussia在商业上生产的ARMOSTM对-聚芳酰胺纤维。优选的聚芳基酰胺纤维具有约60GPa到约145GPa和最优选约90GPa到约135GPa的拉伸模量。
在优选的实施方案中，本发明的纱包括包含多根聚烯烃纤维的束和/或包含多根低蠕变增强纤维的束，这些束被加捻在一起形成加捻、低蠕变的纱。例如，在优选的实施方案中，低蠕变增强纤维包括一个或多个丝束(tow)，该丝束包括约3,000根到约12,000根单根增强纤维/长丝的束。现有技术中已知的是通过其所包含的纤维数量来指纤维束。例如，包括3,000根纤维的束被表示为3K束，和包括12,000根纤维的束表示为12K束。另外，在各束中的许多纤维可以加捻在一起成为加捻束，然后将两种不同的纤维类型结合成加捻杂混纱。此加捻会增强纤维的咬合(interlocking)和进一步增强杂混纱的抗蠕变性。优选，该聚烯烃纤维束和该增强纤维束按照约一个捻回/每英寸来各自加捻，但是它们可以更多或更少地加捻。
将纤维加捻在一起的各种方法是现有技术中已知的。任何公知的加捻方法都可以采用，如通过合股(plying)加捻。有用的加捻方法已描述在例如美国专利2,961,010，3,434,275，4,123,893和7,127,879中，它们的公开内容被引入这里供参考。测定加捻纱中的捻度的标准方法是ASTM D1423-02。
通过以约0.5捻度到约5捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率，更优选0.75捻度到约3捻度，和最优选约1的低蠕变纤维捻度/每英寸的聚烯烃纤维的捻度比率，将低蠕变增强纤维与聚烯烃纤维加捻在一起，来形成本发明的加捻、低蠕变纱。在本发明的最优选实施方案中，该低蠕变纱包括，基于合股加捻纱的重量，比低蠕变增强纤维含量更高含量的聚烯烃纤维。特别地，加捻纱和从加捻纱形成的制品优选具有占该纱/制品的约10wt％到约45wt％的低蠕变纤维含量，更优选占纱/制品的约15wt％到约35wt％和最优选约17wt％到约30wt％的低蠕变纤维含量。
本发明的杂混纱可以制成为织造或无纺织物，或可以形成为其它纤维结构，包括编织绳或其它结构。形成无纺织物的方法是现有技术中已知的，如通过描述在美国专利6,642,159中的方法，它的公开内容被引入这里供参考。例如，纱可以形成为无纺织物，该无纺织物包括多个的堆叠、重叠纤维平铺层，这些层固结成单层、整体单块(monolithic)的单元。在这一类型的实施方案中，各平铺层可包括在单向性、基本上平行的阵列中沿着通常的纤维方向定向排布的非重叠纱的排列(arrangement)。这一类型的纤维排列在现有技术中已知为“单向带(unitape)”(单向性带)并且在这里称作“单个平铺层(singleply)”。在这里使用的“阵列”描述了纱的有序排列，和“平行阵列”描述了纱的有序平行排列。纤维“层”描述包括一个或多个平铺层的织造或非织造纱的平面排列。在这里使用的“单层”结构指由一个纤维平铺层或已经固结成单个单一(unitary)结构的由一个纤维平铺层或多个纤维平铺层组成的单块整体结构。在特别优选的无纺织物结构中，多个的纤维平铺层(多个的单向带)彼此堆叠，其中相对于各个单个平铺层的纵向纤维方向，各个单个平铺层(单向带)的平行纤维与各个相邻单个平铺层的平行纤维呈直角定位(0度/90度)。此类旋转的单向性定向排布已描述在例如美国专利4,457,985；4,748,064；4,916,000；4,403,012；4,623,573；和4,737,402中。非织造纤维平铺层的堆叠体在加热和加压下固结，或通过将各自纤维平铺层粘附形成单层、整体单块的单元来固结。
典型地，非织造纤维平铺层的多个平铺层的固结要求纱或单根纤维涂覆以聚合物粘结剂材料(在现有技术中也已知为“聚合物基质”)以便将纱粘结在一起。合适的粘结剂材料是现有技术中已知的，并且包括热塑性和热固性材料两者。该术语“涂覆”不希望限制聚合物粘结剂被施涂到纱或纤维表面上的方法。因此，本发明的纱可以涂覆聚合物粘结剂、用聚合物粘结剂浸渍、包埋在聚合物粘结剂中或以另外的方式用聚合物粘结剂施涂，随后任选地固结基质材料/纱的结合物以形成复合材料。固结能够经由干燥，冷却，加热，压力或它们的结合来进行。热和/或压力也许不是必需的，因为该纤维或织物层可以仅仅是胶合在一起，就象在湿层压方法(wet lamination process)中一样。
织造织物可以通过使用现有技术中众所周知的技术，通过使用任何织物组织如平纹组织、五经缎纹、方平组织、缎纹组织、斜纹组织等等来形成。平纹组织织是最常见的，其中纤维以正交0°/90°取向被编织在一起。在织造前，形成纱的杂混纱或纤维可以涂覆或不涂覆聚合物粘结剂材料。
从本发明的纱形成的织造或无纺织物可以通过使用各种的聚合物粘结剂(聚合物基质)材料来制备，其中包括低模量热塑性材料和高模量刚性材料。合适的聚合物粘结剂材料非排他地包括具有低于约6,000psi(41.3MPa)的初始拉伸模量，低于约0℃、更优选低于约-40℃和最优选低于约-50℃的优选的玻璃化转变温度(Tg)，和具有至少约50％，更优选至少约100％的优选的断裂伸长率和最优选具有至少约300％的断裂伸长率的低模量弹性体材料。合适的高模量刚性材料具有至少约1×106psi(6895MPa)的初始拉伸模量，各自由ASTM D638在37℃下测量。此类材料的例子已公开在例如美国专利6,642,159中，它的公开内容被特意引入这里供参考。在这里通篇使用的术语拉伸模量指由ASTM 2256对于纤维和由ASTM D638对于聚合物粘结剂材料测量的弹性模量。聚合物粘结剂可通过各种方法施涂到本发明的纱上，并且术语“涂覆”不希望限制被利用来将聚合物粘结剂施涂到纤维表面上的方法。
根据本发明，为了生产具有低蠕变的无纺织物，此类织物优选包括，基于织物的总重量，约10wt％至约80wt％，更优选约15wt％至50wt％，和最优选约20wt％至约40wt％的粘结剂量。因此，低蠕变、无纺织物优选含有，基于包括粘结剂的织物的总重量，约20wt％到约90wt％，更优选约50wt％到约85wt％，和最优选约60wt％到约80wt％的纤维含量。
本发明的纱和织物特别有吸引力用于形成管状结构如软管和管道，和形成为塑料管结构的外部增强套筒(sleeve)。为了形成管状结构，从本发明的纱形成的织物可以截切成窄的宽度，螺旋形缠绕到芯轴(mandrel)上，然后在合适的加热和优选在加压下固化。至于窄的宽度，是指织物结构具有约1英寸到约20英寸(2.54cm到50.8cm)，更优选约2英寸到约16英寸(5.08cm到40.64cm)，和最优选约4英寸到约16英寸(10.16cm到40.64cm)的宽度。较小直径的管状结构一般是从较窄的织物复合材料形成的。在芯轴上的织物可以在约220°F到280°F(约104℃到138℃)的温度下加热约2小时到约24小时，更优选在约220°F到约240°F(约104℃到约116℃)的温度下加热约4小时到约8小时。该压力可以是约100psi到约150psi(约689kPa到约1033.5kPa)。所形成的软管然后从芯轴上取下。
当将织物结构缠绕在芯轴上时，各后续层能够例如以所需的量与前一层重叠，如以前一层的宽度的约15％到约75％，更优选以前一层的宽度的约一半。应该理解的是，可以使用其它重叠距离(或没有重叠)。当螺旋形缠绕该复合织物时，约40度到约60度的缠绕角度是优选的。为了达到管状结构的最高顶破强度(burst strength)，缠绕角度应该是约57度。为了实现管状结构的进一步强度，该复合织物可以最初在一个方向上被缠绕在芯轴上，然后通过在相反方向上缠绕该复合织物来重叠。所得到的管状结构本身可用作管，软管或管道(conduit)等等。这些结构优选是挠性的。它们可以用于各种应用中，如高或低压气体传输，腐蚀性化学品、油和其它石油产品、水、废物等等的传输。从本发明的杂混纱形成的织物对于各种化学品有特别好的耐受性。
本发明的管状结构的另一种用途是作为现有管材或软管的覆盖物或衬层。此类管可以由金属、塑料或复合材料形成。纤维网络的耐化学品性再次允许化学品(包括腐蚀性化学品)传输通过该管结构并且最大程度减少对现有管材或软管的任何损害。包括高韧性聚烯烃纤维的覆盖物的管结构已公开在2005年9月16日提交的悬而未决的美国专利申请序列号11/228,935中，它的公开内容要求在与本申请一致的程度上被引入这里供参考。例如，本发明的纱或织物可以通过将纱或织物以螺旋方式缠绕在管的外表面上而应用到管上。该管可以最初用本发明的织物在一个方向上缠绕，然后通过在相反方向上缠绕该织物进行重叠。当将织物缠绕在管上时，各后续层可以例如以相当于前一层的宽度的约一半来与前一层重叠。当螺旋形缠绕该织物时，约40到约60度的缠绕角度是优选的，其中约57度的缠绕角度是对于实现最高顶破强度来说最优选的。此类织物覆盖物优选没有粘附于管的外表面，仅仅覆盖该外表面以使得它能够在外表面上自由移动。另外地，该织物覆盖物可通过任何合适的粘合剂粘附于该管的外表面上。可用于本发明中的粘合剂的例子包括热塑性和热固性粘合剂，呈现树脂或流延膜形式。此类粘合剂包括压敏粘合剂，高伸长率聚氨酯，挠性环氧树脂，等等。
下列实施例用于举例说明本发明。
本发明的实施例1
根据ASTM D6992的分级等温试验法(SIM)，在织物的最大拉伸强度的30％下测量从由三个
Figure GPA00001027334100091
1000，1300纤维丝束与碳纤维(拉伸模量＝228GPa(83wt％
Figure GPA00001027334100092
1000，1300旦尼尔；17wt％碳纤维)的一个3K丝束加捻在一起所组成的杂混纱形成的1.5英寸(3.81cm)宽织物条的蠕变断裂时间，即织物样品在恒定蠕变负荷(恒定负荷，自由伸长)下断裂所花费的时间。该3K碳纤维丝束是以1个捻回/每英寸的结合
Figure GPA00001027334100093
丝束的长度进行加捻。测得该织物条具有987磅/英寸(176.28kg/cm)的最大拉伸强度。根据ASTM D6992，样品持续44,500小时。
本发明的实施例2
重复本发明的实施例1，只是织物条承受493.5磅/英寸(88.14kg/cm)的蠕变负荷(根据ASTM D6992在50％UTS下测量)。根据ASTM D6992，这一样品持续11,076小时。
本发明的实施例3
重复本发明的实施例1，只是织物条承受789.6磅/英寸(141.02kg/cm)的蠕变负荷(根据ASTM D6992在80％UTS下测量)。根据ASTM D6992，这一样品持续615小时。
本发明的实施例4
重复本发明的实施例1，只是织物条承受888.3磅/英寸(158.65kg/cm)的蠕变负荷(根据ASTM D6992在90％UTS下测量)。根据ASTM D6992，这一样品持续209小时。
对比实施例1
根据ASTM D6992的SIM方法，在织物的最大拉伸强度的50％、80％和90％下，测量2英寸(5.08cm)宽的
Figure GPA00001027334100101
织物式样(style)973条(8×8方平组织，48个
Figure GPA00001027334100102
1000，1300旦尼尔纤维的丝束/每英寸长度和宽度的织物；UTS＝3659磅/英寸(653.5kg/cm)；由Hexcel Corporation of Stamford，CT织造)的蠕变断裂时间。蠕变断裂时间分别是77小时，2小时和0.02小时。
对比实施例2
根据ASTM D6992的SIM方法在织物的最大拉伸强度的50％、80％和90％下测量2英寸宽的
Figure GPA00001027334100103
织物式样704条(31×31平纹组织，
Figure GPA00001027334100104
129，840旦尼尔纤维，UTS＝900磅/英寸(160.74kg/cm)，由Hexcel Corp.织造生产)的蠕变断裂时间。蠕变断裂时间分别是13,300小时，4小时和0.02小时。
对比实施例3
根据ASTM D6992的SIM方法在织物的最大拉伸强度的80％下测量1英寸的多平铺层杂混织物的条的蠕变断裂时间，该杂混织物包括穿透厚度被缝合在一起的
Figure GPA00001027334100105
织物式样973的层和5.7oz/yd2碳纤维织物的层(25wt％的碳纤维含量；UTS＝1522磅/英寸(271.83kg/cm))。蠕变断裂时间是1小时。
尽管本发明已经参考优选实施方案来进行了具体显示和描述，但是本领域中的那些技术人员可以容易地理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作各种变化和改进。因此希望权利要求被解释为覆盖所公开的实施方案，以上讨论的那些备选方案和它们的全部等同方案。

Claims (24)

1.加捻、低蠕变的纱，它包括具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维与一种或多种低蠕变增强纤维的加捻结合物，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低的伸长率。
2.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中所述一种或多种聚烯烃纤维包括一种或多种聚乙烯纤维。
3.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约2.0％或更低的伸长率。
4.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括聚芳族酰胺纤维，碳纤维，玻璃纤维，聚酯纤维或它们的结合物。
5.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括具有约3,000到约12,000根碳纤维的一束或多束。
6.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束，或其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束，或其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束和该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束。
7.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中以约0.5捻度到约3捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率，将低蠕变增强纤维与聚烯烃纤维加捻在一起。
8.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中以约1捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率，将低蠕变增强纤维与聚烯烃纤维加捻在一起。
9.权利要求1的加捻、低蠕变的纱，其中该纱具有相当于纱的约10wt％到约45wt％的低蠕变纤维含量。
10.由多根的加捻、低蠕变的纱形成的制品，该纱包括具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维和一种或多种低蠕变增强纤维的加捻结合物，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低伸长率。
11.权利要求10的制品，其中一种或多种低蠕变增强纤维包括聚芳族酰胺纤维，碳纤维，玻璃纤维，聚酯纤维或它们的结合物。
12.权利要求10的制品，它包括无纺织物。
13.权利要求10的制品，它包括管状结构。
14.权利要求10的制品，其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束，或其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束，或其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束和该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束。
15.权利要求10的制品，其中以约0.5捻度到约3捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率，将低蠕变增强纤维与聚烯烃纤维加捻在一起。
16.权利要求10的制品，其中该制品具有相当于该制品的约10wt％到约45wt％的低蠕变纤维含量。
17.生产加捻、低蠕变的纱的方法，包括：
a)提供具有约7g/旦尼尔或更高的韧性和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的一种或多种聚烯烃纤维；
b)提供一种或多种低蠕变增强纤维，其中根据ASTM D6992试验方法所测定，当纤维在室温下受到等于该纤维的最大拉伸强度的50％的应力达到200个小时时，该一种或多种低蠕变增强纤维具有约3.0％或更低的伸长率；和
c)以至少约0.5捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率将聚烯烃纤维和低蠕变增强纤维加捻在一起。
18.权利要求17的方法，其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括聚芳族酰胺纤维，碳纤维，玻璃纤维，聚酯纤维或它们的结合物。
19.权利要求17的方法，其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束，或其中该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束，或其中该一种或多种聚烯烃纤维包括聚烯烃纤维的加捻束和该一种或多种低蠕变增强纤维包括低蠕变增强纤维的加捻束。
20.权利要求17的方法，其中以约0.75捻度到约3捻度的该一种或多种低蠕变增强纤维/每英寸的该一种或多种聚烯烃纤维的捻度比率，将低蠕变增强纤维与聚烯烃纤维加捻在一起。
21.权利要求17的方法，其中该纱具有相当于纱的约10wt％到约45wt％的低蠕变纤维含量。
22.包括提供权利要求1的一种或多种加捻、低蠕变的纱和由该纱形成制品的方法。
23.权利要求22的方法，它包括将权利要求1的该一种或多种加捻、低蠕变的纱形成为无纺织物。
24.权利要求22的方法，它包括将权利要求1的该一种或多种加捻、低蠕变的纱形成为管状制品。
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