CN102472869A - 捻接的玻璃纤维粗纱以及用于捻接玻璃纤维粗纱的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及捻接玻璃纤维粗纱以及用于捻接粗纱的系统和方法。在一个实施方案中，接合玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的一部分气动捻接以形成捻接区域；和将粘合剂施涂于该捻接区域。在一个实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括捻接区域，所述捻接区域包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维，其中所述捻接区域为约1-20厘米长并且具有捻接前第一粗纱的约50-150％的拉伸强度。

Description

捻接的玻璃纤维粗纱以及用于捻接玻璃纤维粗纱的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求了于2009年7月29日提交的临时申请61/271,990的优先权，该申请的整个内容通过引用并入本文。
发明领域
本发明涉及捻接玻璃纤维粗纱以及用于捻接玻璃纤维粗纱的系统和方法。
背景
玻璃纤维粗纱可用于许多应用。典型地，以特制卷装形式提供玻璃纤维粗纱。尽管呈特制卷装的粗纱具有显著的长度，但一些应用经常希望将粗纱捻接在一起以产生长的准连续的玻璃纤维粗纱。一种接合玻璃纤维粗纱的现有技术是空气缠结捻接。该技术通过在待接合的端部之上施加高压空气使粗纱的单根纤维散布并且缠结。可使用多种通常称为“空气捻接器”或“气动捻接器”的商业设备来捻接粗纱。
近年来，已经开发出制造技术以制得用长玻璃纤维增强的热塑性树脂。例如G-LFT(造粒-长纤维技术)和D-LFT(直接-长纤维技术)的方法利用保持足够长度的纤维增强热塑性树脂，以提供具有希望的机械性能和耐久性的产品。在一些长纤维技术(LFT)应用中，粗纱的空气缠结捻接通常可能有缺陷。例如，涉及升高的温度、高粘度和/或高拉伸速率的LFT应用经常导致空气缠结捻接失败。另外，用于LFT应用的玻璃纤维粗纱上的施胶组合物可以降低玻璃长丝间的摩擦并且进一步降低空气捻接方法的有效性，尤其在升高的温度下。就对纤维施加高张力的应用而言，捻接通常必须非常长(0.5-1米)。这种长捻接必须由受训工作人员手工获得。尽管如此，该方法也极费劳力，并且产生不一致品质的捻接。LFT方法中常用的长捻接的另一缺点是产生大量“绒毛”或“松散玻璃(loose glass)”，这是许多应用不希望的。此外，如果不恰当地实施长空气捻接，则该捻接可能不能经受得住进一步的下游工艺。
鉴于LFT方法中捻接所遇到的低效率和困难，需要改进的捻接和用于捻接玻璃纤维粗纱的方法。
概述
本发明的一些实施方案涉及接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的改进方法。在一些实施方案中，本发明提供了接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法，其包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；和将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分。
本发明的其他实施方案涉及改进的捻接玻璃纤维粗纱。在一些实施方案中，本发明提供了捻接玻璃纤维粗纱，其包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；和至少一个捻接区域，其包含与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维，其中所述至少一个捻接区域为约1-约10厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度。
本发明的另一些实施方案涉及用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统。在一些实施方案中，本发明提供了用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统，其包括：气动捻接器；粘合剂施涂机；紫外辐射源；和传送捻接粗纱的装置。
附图简述
图1是本发明的捻接粗纱的侧视图。
图2是沿着图1的线2-2取下的图1的捻接粗纱的横截面图。
图3是具有“堆叠”轮廓的捻接的捻接粗纱的侧视图。
图4是沿着图3的线4-4取下的图3的捻接粗纱的横截面图。
详述
出于本说明书的目的，除非另外说明，说明书中使用的表示物质的量、工艺条件等的所有数值将被理解为在所有情形中由术语“约”修饰。因此，除非相反地说明，在以下说明书中描述的数值参数是近似值，其可以取决于将通过本发明获得的所希望的性能而变化。至少地并且不试图限制等同原则应用于权利要求书的范围，每一数值参数应该至少根据具有所报导的有效数位的数目并且通过采用一般舍入技术来理解。
尽管描述本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但描述于具体实施例中的数值被尽可能准确地报导。然而，任何数值固有地含有由在可用的试验测量中发现的标准偏差必然产生的误差。
进一步注意如本说明书中使用的，单数形式“一”、“一个/一种”和“所述/该”包括复数对象，除非清楚并且明确地限于一个对象。
本文使用的术语“粗纱”是指多根单个玻璃纤维长丝并且包括单端粗纱和多端粗纱两者。单端粗纱是结合成离散股的单束连续长丝。多端粗纱由多个离散股组成，每一股具有多根连续长丝。本文中与长丝、股或粗纱关联使用的措词“连续”是指长丝、股或粗纱通常具有显著的长度，但不应理解为是指该长度是永久的或无限的。在现今的商业制造环境中，其中由一个卷装或多个卷装供应连续股或粗纱，连续股或粗纱典型地具有约40,000-约160,000米的长度，尽管可以提供其他长度。另外，本文互换使用的术语“捻接(splice)”和“捻接(splicing)”是指接合至少两根玻璃纤维粗纱的行为。此外，本文使用的术语“捻接”可以作为选择地指捻接粗纱的捻接区域，如通过术语使用的上下文变得明确。
本发明一般可用于将两根或更多根玻璃纤维粗纱接合或捻接在一起以形成玻璃纤维的准连续长股(或粗纱)。本领域普通技术人员将认识到可在制造、组装、施加和/或使用许多玻璃纤维粗纱中实施本发明。适用于本发明的玻璃纤维的非限定性例子可包括由可纤维化玻璃组合物制备的那些，例如“E-玻璃”、“A-玻璃”、“C-玻璃”、“S-玻璃”、“ECR-玻璃”(耐腐蚀玻璃)、和其不含氟和/或不含硼的衍生物。用于本发明实施方案中的玻璃纤维股或粗纱，包括上面施涂施胶或涂料组合物的类型，可以使用本领域那些普通技术人员公知的技术进行选择。
本发明通常可用于将两根或更多根玻璃纤维粗纱接合或捻接在一起，其中需要有效地延长一根或多根粗纱的长度以形成准连续粗纱。本发明可用于例如将两根或更多根适用于LFT应用的玻璃纤维粗纱接合或捻接在一起。本发明还可用于例如将两根或更多根适用于热固性脉动挤出应用的低特玻璃纤维粗纱接合或捻接在一起。本领域普通技术人员将认识到本发明可用于捻接许多不同类型的玻璃纤维粗纱。可通过本发明的方法捻接的商业玻璃纤维粗纱的非限定性例子包括PPG的
Figure BDA0000136686500000041
Figure BDA0000136686500000042
和
Figure BDA0000136686500000043
粗纱。
本发明的一些实施方案涉及用于接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的改进方法。本发明的一些实施方案还涉及改进的捻接玻璃纤维粗纱。本发明的另一些实施方案涉及用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统。
本发明的捻接玻璃纤维粗纱的一些实施方案可以具有各种性能。例如，本发明的捻接玻璃纤维粗纱的一些实施方案可以在一些实施方案中表现出捻接前被接合粗纱之一的拉伸强度的约50％-约150％的拉伸强度。
在本发明的一些实施方案中，一种接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；和将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分。如上所述，一些使用玻璃纤维粗纱的应用对粗纱施加高张力。本发明的捻接方法的一些实施方案可以是快速的并且可以提供相当短的捻接，同时仍然保持可接受的拉伸强度。
在本发明的一些实施方案中，一种接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；和将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分，其中该捻接区域为至少约1厘米长度。在一些实施方案中，该捻接区域可以为约1-约5厘米长度。在一些实施方案中，该捻接区域为约1-约10厘米，而在另一些实施方案中，其为约1-约20厘米长度。本发明的捻接方法也可用于形成更长的捻接。在一些实施方案中，该捻接区域可以最高可达约100厘米长度，而在一些实施方案中，该捻接区域可以为约1-约100厘米长度。本发明的捻接方法可用于形成几乎任何长度的捻接，只要希望的捻接长度可使用气动捻接获得。本领域普通技术人员理解对于不同的应用，可能希望不同长度的捻接区域。在选择捻接区域的长度中可能重要的因素包括待捻接的粗纱中玻璃长丝的数目和直径；粗纱所经受的张力；捻接的希望的强度；捻接的横截面积和/或体积；施涂于长丝和/或股的任何施胶组合物或其他涂料的用量和化学组成；长度等级和与捻接粗纱的下游加工相关的其他条件(例如通过浸渍模具、股涂布模具(strand coating die)或热熔浸渍浴，有或没有针或者波状波，并且在涉及树脂的情况下，树脂加工温度、树脂粘度和加工期间捻接暴露于树脂的时间)；以及其他因素。在一些实施方案中，大部分的重叠区域可以被气动捻接。在另一些实施方案中，基本上全部的重叠区域可以被气动捻接。
应该进一步注意，对于一些应用，在本发明的一些实施方案中可能不希望将粘合剂加入捻接区域的整个长度。一般而言，在一些实施方案中施涂粘合剂的捻接区域的长度可能比未施涂粘合剂的捻接区域或粗纱的长度更刚性。在使用玻璃纤维粗纱的一些实施方案，包括一些LFT应用中，可以使粗纱通过各种弯管和/或波状物，例如通过挤出机中的波形板。当弯管和/或波状物包括尖的弯管时，捻接粗纱的刚性长度可能变脆并且断裂，而不是弯曲和流动。因此在本发明的一些实施方案中，施涂粘合剂的捻接区域的长度应该至少部分基于粗纱的预期应用来选择。在本发明的一些实施方案中，粘合剂应该被添加至捻接区域的仅仅一部分长度。在本发明的一些实施方案中，粘合剂应该被添加至不大于约5厘米的捻接区域的长度。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂可以被添加至大于约5厘米的捻接区域的长度。
在本发明的其中重叠区域被气动捻接的一些实施方案中，使该重叠区域的至少一部分气动捻接包括使加压空气的一个或多个喷射流体冲击到该重叠区域的至少一部分中。在一些另外的实施方案中，使该重叠区域的至少一部分气动捻接可以包括使加压空气的一个或多个喷射流体冲击到该重叠区域的至少一部分中，由此使粗纱中的多根玻璃纤维捻合。
本发明的一些实施方案可以表现出和/或产生有利的捻接形状。一些实施方案的该特征将参照附图论述。如图1所示，在本发明的一些实施方案中，气动捻接器可以产生使第一粗纱10的前端的多根纤维捻合到第二粗纱20的后端内形成的“凹口”中的捻接，以使得第一粗纱10被“褶皱”到第二粗纱20中，形成具有“褶皱”轮廓的捻接30。这种捻接的横截面可以为基本上圆形的，如图2所示。该褶皱轮廓与通过其他捻接方法形成的捻接形状不同，其中两根粗纱部分重叠，一根在另一根上面，如图3所示。第一粗纱40的前端与第二粗纱50的后端部分重叠以形成具有“堆叠”轮廓的捻接60。如图4中所示，具有“堆叠”轮廓的捻接的横截面可与数字8的外形基本上类似。对于许多应用而言，“堆叠”轮廓是不希望的。尽管具有堆叠轮廓的捻接可以具有与具有褶皱轮廓的捻接相似的总横截面积或总体积，但当具有堆叠轮廓的捻接通过模具或经受树脂浸渍浴中的粘性阻力时，堆叠轮廓的形状更有可能导致捻接的不希望的剥离或其他破坏。在本发明的其中使两根或更多根玻璃纤维粗纱的重叠区域气动捻接的一些实施方案中，使重叠区域的至少一部分气动捻接可包括使加压空气的一个或多个喷射流体冲击到重叠区域的至少一部分中，由此使粗纱中的多根玻璃纤维捻合并且得到具有褶皱轮廓的捻接。
本发明的一些实施方案的另一个特征是产生具有相对小的横截面积的捻接。在本发明的一些实施方案中，捻接在其最厚点可以具有不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约150％的横截面积。在一些实施方案中，捻接在其最厚点可以具有不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约95％的横截面积。在另一些实施方案中，捻接在其最厚点具有不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约85％的横截面积。具有这种横截面积的捻接可使用本发明的方法和系统的实施方案形成。
本发明的一些实施方案的另一个特征是产生具有相对小体积的捻接。在一些实施方案中，捻接可以具有不大于捻接前重叠区域的至少一部分体积的约150％的体积。在一些实施方案中，捻接可以具有不大于捻接前重叠区域的至少一部分体积的约95％的体积。在另一些实施方案中，捻接可以具有不大于捻接前重叠区域的至少一部分体积的约85％的体积。具有这种体积的捻接可使用本发明的方法和系统的实施方案形成。
可用于本发明的一些实施方案中的粘合剂可以具有各种性质。如上所述，在一些实施方案中粘合剂可以被施涂于捻接区域的至少一部分。粘合剂的粘度可以影响一些实施方案的效果。在一些实施方案中，粘合剂在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂在25℃表现出约1-约10厘泊的粘度。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂在25℃表现出约1-约5厘泊的粘度。在本发明的一些实施方案中，粘合剂在25℃表现出约3厘泊的粘度。
其中粘合剂被施涂于两个或更多个粗纱的捻接区域的至少一部分的本发明方法的一些实施方案可以进一步包括使粘合剂固化。因此，可用于一些实施方案的粘合剂包括可固化粘合剂。可用于本发明的一些实施方案的粘合剂的另一特征涉及它们的固化能力。在本发明的一些实施方案中，固化的粘合剂可以防止在下游处理和加工期间捻接粗纱的不希望的粘性。粘合剂可以通过本领域普通技术人员已知的任何合适方式固化，尽管一些固化机理可能优选于另一些。另外，一些单个粘合剂可以以多种方式固化。例如，单个粘合剂可以通过暴露于空气、暴露于湿分、暴露于光(例如可见光或紫外光)、加热、或其组合而固化。在本发明的一些实施方案中，粘合剂包括可固化粘合剂，例如可光固化粘合剂。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂包括紫外光(UV)可固化粘合剂。在本发明的一些实施方案中，粘合剂包括甲基丙烯酸甲酯。
本发明的一些实施方案的另一个特征是产生可以承受用于一些下游工艺(例如在一些LFT应用中)的高温的捻接粗纱。在一些实施方案中，可能重要的是粘合剂承受可能用于下游工艺的高温。例如，一些实施方案包括能够使玻璃纤维基本上粘附在一起同时经历至多约450℃的温度至多约200秒的粘合剂。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂能够使玻璃纤维基本上粘附在一起同时经历约140-约450℃的温度约2-约200秒。
在一些应用中在生产下游产品期间，粘合剂在玻璃纤维粗纱中的存在可被看作污染物。对于一些应用，可能希望将该污染物的量限制到单一ppm范围，即约1-约10ppm。因此，在其中将粘合剂施涂于捻接区域的至少一部分的一些实施方案中，使用的粘合剂的量可能是重要的。在一些实施方案中，可以将约0.5克或更少的粘合剂施涂于捻接区域。在本发明的另一些实施方案中，将粘合剂施涂于捻接区域的至少一部分可以包括施涂约0.1克粘合剂。在本发明的另一些实施方案中，将粘合剂施涂于捻接区域的至少一部分可以包括施涂约0.01克或更多的粘合剂。
在这里描述可用于本发明的各个实施方案中的粘合剂的许多特征。可以根据应用使用具有一个或多个这些特征的粘合剂。例如，在其中粘合剂被施涂于两根或更多根玻璃纤维粗纱的捻接区域的至少一部分的一些实施方案中，粘合剂可以(i)在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度；(ii)包括可UV固化的粘合剂；和(iii)当经历至多约450℃的温度至多约200秒时使玻璃纤维基本上粘附在一起。
在本发明的一些实施方案中，接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分；和修整第一粗纱的前端和第二粗纱的后端。在一些实施方案中，可以在施涂粘合剂之前修整所述端。
在本发明的一些实施方案中，接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分；和使粘合剂固化。在本发明的一些实施方案中，使粘合剂固化包括用光照射粘合剂。在本发明的另一些实施方案中，使粘合剂固化包括用紫外(UV)光照射粘合剂。
本发明的一些实施方案涉及具有高拉伸强度的捻接粗纱或者可以得到具有高拉伸强度的捻接粗纱。一般而言，未捻接的玻璃纤维粗纱的拉伸强度可以基于粗纱股中玻璃纤维长丝的数目和厚度；施涂于长丝和/或股的任何施胶组合物或其他涂料的量和化学组成；长丝和/或股中玻璃纤维的组成；和其他因素而变化。除非本文另外说明，在本申请中报导或要求的拉伸强度值根据以下规程确定。选择大约10英寸的粗纱作为标距长度。在捻接粗纱的情形下，标距长度被选择为使得捻接居中于标距长度的中间。然后在Instron测试框架上测试标距长度，该框架使用圆柱形夹具以使标距长度与夹具位置分离。使用1000磅元件作为测力传感器。以10英寸/分钟的速度移动框架。使粗纱断裂所需的力通过测力传感器测量并且使用Instron设备软件记录。一般而言，一些未捻接的玻璃纤维粗纱具有大于或等于约70lbf的拉伸强度，这对于一些需要对粗纱施加高张力的应用可能是希望的。一些未捻接的玻璃纤维粗纱具有小于约70lbf的拉伸强度。
在本发明的一些实施方案中，接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法包括：使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；和将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分，其中在施涂粘合剂后，捻接区域具有至少约70lbf的拉伸强度。在本发明的另一些实施方案中，在施涂粘合剂后，捻接区域可以具有至少约80lbf，至少约130lbf，或者约70-约140lbf的拉伸强度。在一些实施方案中，在施涂粘合剂后，捻接区域可以具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约50％的拉伸强度。在另一些实施方案中，在粘合剂施涂后，捻接区域可以具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约70％的拉伸强度。在多个另一些实施方案中，在施涂粘合剂后，捻接区域的拉伸强度可以为捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约80％；或捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约90％；或捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约120％；或者捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50％-约150％。
本发明的一些实施方案涉及捻接玻璃纤维粗纱。在本发明的一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；和至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50％-约150％的拉伸强度。在另一些实施方案中，至少一个捻接区域可以为至多约20厘米长度。在本发明的另一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化的粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度。在另一些实施方案中，至少一个捻接区域可以为至多约20厘米长度。在本发明的另一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化的粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度；具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度；并且具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约150％的横截面积。在另一些实施方案中，至少一个捻接区域可以为至多约20厘米长度。在一些实施方案中，所述至少一个捻接区域具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约95％的横截面积。在另一些实施方案中，所述至少一个捻接区域具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约85％的横截面积。
在本发明的一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化的粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度；并且粘合剂(i)在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度；(ii)包括可UV固化的粘合剂；和(iii)当经历至多约450℃的温度至多约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起。在另一些实施方案中，至少一个捻接区域可以为至多约20厘米长度。在本发明的另一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化的粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度；并且粘合剂(i)在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度；(ii)包括可UV固化的粘合剂；(iii)当经历至多约450℃的温度至多约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起；和(iv)以约0.5g或更少的量存在。在另一些实施方案中，至少一个捻接区域可以为至多约20厘米长度。
在本发明的一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；和至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有至少约70lbf的拉伸强度。在本发明的另一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度并且具有至少约70lbf的拉伸强度。
在本发明的另一些实施方案中，捻接玻璃纤维粗纱包括：包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；至少一个捻接区域，其包括与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维；和至少部分紧固至少一个捻接区域的固化的粘合剂，其中所述至少一个捻接区域为至少约1厘米长度；具有至少约70lbf的拉伸强度；并且具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约150％的横截面积。在一些实施方案中，所述至少一个捻接区域具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约95％的横截面积。在另一些实施方案中，所述至少一个捻接区域具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约85％的横截面积。在引入固化的粘合剂的捻接玻璃纤维粗纱的实施方案中，粘合剂可以具有一种或多种本文所述的性质。
本发明的一些实施方案涉及用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统。在本发明的一些实施方案中，用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统包括气动捻接器；粘合剂施涂机；和紫外(UV)辐射源。在一些实施方案中，所述系统进一步包括传送捻接粗纱的装置。在本发明的另一些实施方案中，用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统包括气动捻接器；粘合剂施涂机；紫外(UV)辐射源；和传送捻接粗纱的装置，其中所述系统是至少部分自动化的。所述系统可以通过本领域普通技术人员已知的任何合适手段而至少部分地自动化。在本发明的一些实施方案中，所述系统可以通过包含传送捻接粗纱的机动化装置而至少部分自动化。传送捻接粗纱的机动化装置可以包括本领域普通技术人员已知的任何合适装置。在本发明的另一些实施方案中，所述系统可以通过包含自动化捻接器而至少部分自动化。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的自动化捻接器。在本发明的一些实施方案中，所述系统可以通过包含自动粘合剂施涂机而至少部分自动化。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的自动粘合剂施涂机。在本发明的另一些实施方案中，所述系统可以通过包含自动紫外(UV)辐射源而至少部分自动化。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的自动UV辐射源。在本发明的一些实施方案中，所述系统可以通过包含至少一个配合捻接工艺的步骤和/或驱动该系统的一个或多个其他组件的控制器而至少部分自动化。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的控制器。在包括用于捻接两根或更多根玻璃纤维粗纱的系统的本发明的一些实施方案中，其中所述系统包括多个组件并且是至少部分自动化的，该系统的一些或全部所述多个组件可以通过本领域普通技术人员已知的任何合适手段彼此机械地连接和/或电连接。
如上所述，本发明的某些实施方案包括气动捻接器或者气动捻接重叠区域的至少一部分以形成捻接区域。在一些实施方案中，气动捻接可以使用人工空气捻接器进行。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的人工空气捻接器。可以在一些实施方案中使用的商购获得的人工空气捻接器的一个非限定性例子是
Figure BDA0000136686500000131
110人工空气捻接器，其可从Mesdan S.p.A商购获得。可商购获得的人工空气捻接器的另一个非限定性例子是PENTWYN人工空气捻接器，其可从PentwynSplicers或其经销商商购获得。
在本发明的一些实施方案中，可以使用自动空气捻接器进行气动捻接。可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的自动空气捻接器。可以在本发明的一些实施方案中使用的商购获得的自动空气捻接器的非限定性例子包括
Figure BDA0000136686500000141
116自动空气捻接器和
Figure BDA0000136686500000142
116G自动空气捻接器，各自可从Mesdan S.p.A商购获得。
可用于本发明实施方案中的一些气动捻接器包括捻接室。在本发明的另一些实施方案中，在气动捻接器中不使用捻接室。一些气动捻接器允许调节某些性质，例如空气施加于待捻接区域的时间长度、空气压力和其他特征。在一些实施方案中，加压空气被施加于捻接区域至少1秒。在一些实施方案中，加压空气被施加于捻接区域少于约10秒。在另一些实施方案中，加压空气被施加于捻接区域少于约5秒。在一些实施方案中，使用90psi或更大的空空气压力力。在另一些实施方案中，使用小于90psi的空空气压力力。在一些实施方案中，使用大于100psi的空空气压力力。在选择空空气压力力中的一个考虑因素是使捻接期间对粗纱的损害最小化。例如在一些实施方案中，如果空空气压力力过高，则可能出现对粗纱的过度损害。
如上所述，本发明的一些实施方案包括粘合剂或施涂粘合剂。在选择用于本发明实施方案的粘合剂中可能重要的许多因素包括，例如粘合剂的粘度、粘合剂的成分、施涂粘合剂后希望的捻接强度、待施涂的粘合剂的量、希望的粘合剂的固化时间、希望的粘合剂应当固化的方式、成本、接触粘合剂的潜在职员、和其他因素。在一些实施方案中，施涂于捻接区域的至少一部分的粘合剂是选自以下的粘合剂：植物和动物淀粉、天然产物树脂、动物胶、合成和天然橡胶、胶乳、聚氯丁二烯、热塑性粘合剂、UV固化粘合剂、丙烯腈、氰基丙烯酸酯、丙烯酸系、环氧树脂、酚类、氨基树脂、甲醛树脂、乙烯基酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚硫化物、聚丙烯、聚氯乙烯、硅氧烷和苯乙烯丙烯酸系共聚物。在一些实施方案中，粘合剂是快速固化粘合剂。在一些实施方案中，粘合剂是UV固化粘合剂。在本发明的一些实施方案中，粘合剂是快速固化氰基丙烯酸酯粘合剂。在本发明的另一些实施方案中，粘合剂是可UV固化的氰基丙烯酸酯粘合剂。可用于本发明的一些实施方案中的粘合剂的一个非限定性例子是
Figure BDA0000136686500000151
495Super Bonder Instant粘合剂，其可从HenkelCorporation商购获得。可用于一些实施方案中的粘合剂的其他非限定性例子是
Figure BDA0000136686500000152
4306和
Figure BDA0000136686500000153
4307氰基丙烯酸酯粘合剂，其可从Henkel Corporation商购获得。
在本发明包括粘合剂或施涂粘合剂的实施方案中，施涂于捻接区域的粘合剂的量可以在本发明的不同实施方案中变化。在一些实施方案中，粘合剂可以被施涂于捻接区域的至少一部分。在一些实施方案中，粘合剂被施涂于捻接区域的前端。在一些实施方案中，加入捻接区域的粘合剂的量可以基于许多因素，包括例如将施涂粘合剂的捻接区域的尺寸、待接合的粗纱的尺寸、希望的捻接区域的拉伸强度、使用的粘合剂的类型、和其他因素来确定。在一些实施方案中，可以施涂单滴粘合剂，而在另一些实施方案中，可以施涂多滴。在一些应用中在下游产品生产期间，粘合剂在玻璃纤维粗纱中的存在可被看作污染物。对于一些应用，可能希望将该污染物的量限制到单一ppm范围，即约1-约10ppm。
希望用于本发明实施方案中的大多数粘合剂需要在施涂于捻接区域后固化。粘合剂固化的方式和时间可以根据使用的粘合剂的类型而变化。通过允许它们凝固，一些粘合剂可以独立地固化。其他粘合剂可以通过施加紫外光、可见光或热或者其他方式固化。一些单个粘合剂可以通过多于一种方式固化。例如，一些单个粘合剂可以通过暴露于空气、湿分或光(包括日光)；通过加热；或通过这些方式的组合固化。在一些实施方案中，可能希望粘合剂相对迅速地固化。在本发明的一些实施方案中，粘合剂可以在10秒或更少时间内固化。在另一些实施方案中，粘合剂固化时间可以大于10秒。
本发明的一些实施方案包括使用紫外辐射固化粘合剂。UV辐射源可以在不同实施方案中变化，这取决于许多因素，包括例如捻接区域的尺寸和其他因素。UV辐射源可以是本领域普通技术人员已知的任何合适的UV源。可用于本发明的可能的UV源的非限定性例子包括UV LED和UV灯。在包括UV辐射源的本发明的一些实施方案中，UV源可以进一步包括位于UV源上或附近的辐射屏蔽，以阻挡一部分UV辐射，特别是避免不希望或过早的粘合剂固化。例如在一些实施方案中，屏蔽可以设置在放于粘合剂施涂机附近的UV LED侧，以防止来自UV LED的辐射使施涂机内的粘合剂在其被分配前固化。
实施本发明的捻接方法所需的时间可以在本发明的不同实施方案中变化，这例如取决于使用的设备类型、使用的粘合剂类型、设备的布置、操作者的投入、和其他因素。在一些实施方案中，产生捻接和允许粘合剂固化的总时间可以少于20秒。在另一些实施方案中，产生捻接和允许粘合剂固化的总时间可以大于20秒。
实施例
现在将在下面的非限定性具体实施例中描述本发明的一些例举实施方案。
实施例1：使用自动空气捻接器的步骤
本发明的实施方案的一个实施例如下。该规程可以例如用于使一包PPG的
Figure BDA0000136686500000161
4575单端粗纱的后端接合至第二包PPG的
Figure BDA0000136686500000162
4575单端粗纱的前端。
首先，使用自动空气捻接器例如
Figure BDA0000136686500000163
116或
Figure BDA0000136686500000164
116G以产生两根或更多根玻璃纤维粗纱的捻接。在该实施例中，自动空气捻接器包括107m室，尽管在其他实施方案中可以使用其他室。在该实施例中，捻接器对于后端切割被设置在3x3，并且对于捻接时间长度被设置在3，尽管在其他实施方案中可能更希望其他设置。在该实施例中空气压力可以设置在90-100psi，尽管在其他实施方案中可以使用其他空气压力。在该实施例中使用最大尺寸的空气管线。在另一些实施方案中，可以使用较小尺寸的空气管线。
将单滴粘合剂加入捻接的前边缘。粘合剂可以有助于保持在下游工艺例如LFT应用中前边缘免于向后剥离。在一些实施方案中，加入粘合剂也可以增加捻接的拉伸强度。在该实施例中，使用的粘合剂是
Figure BDA0000136686500000171
495Super Bonder速干胶，其是氰基丙烯酸乙酯“特级胶水”。在该实施例中施涂约0.1克粘合剂。
在粘合剂加入捻接区域后，如果必要，使粘合剂进入捻接工作。在该实施例中，操作者的食指和拇指用于将粘合剂辊压到捻接中。在另一些实施方案中，可以使用机器或另外的自动化工艺将粘合剂辊压到捻接中。在一些实施方案中，粘合剂可以具有其中操作者可能不需要使粘合剂进入捻接工作的性质。例如在一些实施方案中，可以使用高流动、低粘度粘合剂，其有效地通过毛细作用将其自身带入捻接。这类粘合剂的例子包括，但不限于，可从Henkel Corporation商购获得的
Figure BDA0000136686500000172
4306和
Figure BDA0000136686500000173
4307氰基丙烯酸酯粘合剂。尽管这类粘合剂可以通过毛细作用将其自身带入捻接，但如果希望，在一些实施方案中也可以提供另外的机械辅助以促进该毛细作用。
使捻接干燥10秒。通过气动捻接而接合粗纱和施涂粘合剂的总时间为每个捻接20-25秒。
实施例2：使用人工空气捻接器的规程
本发明的实施方案的另一个实施例如下。该规程可以例如用于使一包PPG的
Figure BDA0000136686500000174
4588单端粗纱的后端接合至第二包PPG的
Figure BDA0000136686500000175
4588单端粗纱的前端。
首先，将人工空气捻接器例如
Figure BDA0000136686500000176
110或PENTWYN人工捻接器与90psi空气压力一起使用以产生两根或更多根玻璃纤维粗纱的约5厘米长的捻接。然后从捻接上切割前沿和后面的后端。一般而言，应该注意仅除去前沿和后面的后端并且避免损害捻接区域内的纤维。
将单滴粘合剂加入捻接的前边缘。粘合剂可以有助于在下游工艺例如LFT应用中保持前边缘免于向后剥离。在一些实施方案中，加入粘合剂也可以增加捻接的拉伸强度。在该实施例中，使用的粘合剂是
Figure BDA0000136686500000177
495Super Bonder速干胶，其是氰基丙烯酸乙酯“特级胶水”。
在粘合剂加入捻接区域后，如果必要，使粘合剂进入捻接工作。在该实施例中，操作者的食指和拇指用于将粘合剂辊压到捻接中。在另一些实施方案中，可以使用机器或另外的自动化工艺将粘合剂辊压到捻接中。
使捻接干燥10秒。通过气动捻接而接合粗纱和施涂粘合剂的总时间为每个捻接20-25秒。在一些实施方案中，用紫外光或者用可见光(例如强LED)固化捻接。在这些实施方案中，与允许粘合剂空气干燥不同，当施加紫外光或可见光时使粘合剂固化。当施加紫外光时固化并且可以在本发明的一些实施方案中使用的粘合剂的非限定性例子是可从Henkel Corporation商购获得的
Figure BDA0000136686500000181
4306和
Figure BDA0000136686500000182
4307氰基丙烯酸酯粘合剂。
实施例3：本发明的一些捻接粗纱表现的拉伸强度
根据以下规程制备描述于该实施例中的本发明的捻接粗纱。为了形成本发明的捻接粗纱，将一包PPG的
Figure BDA0000136686500000183
4588单端粗纱的前端和第二包PPG的
Figure BDA0000136686500000184
4588单端粗纱的后端两者放入
Figure BDA0000136686500000185
116G自动空气捻接器，重叠约6cm。然后捻接两根粗纱，形成约0.8cm的捻接区域。然后修整前端和后端，随后施涂约0.01g氰基丙烯酸酯粘合剂。然后通过用紫外光照射约4秒使粘合剂固化，得到捻接粗纱。使用前述方法形成19根本发明的捻接粗纱。为了与这些粗纱比较，以与上述相同的方式制备20根另外的本发明的捻接粗纱，除了不加入粘合剂或者不使粘合剂固化。另外，还将捻接粗纱与20根未捻接的
Figure BDA0000136686500000186
4588单端粗纱比较。然后根据以下规程测试59根粗纱的每一个的拉伸强度。选择约10英寸的粗纱作为标距长度。在捻接粗纱的情形下，标距长度被选择为使得捻接居中于标距长度的中间。然后在Instron测试框架上测试标距长度，该框架使用圆柱形夹具以使标距长度与夹具位置分离。使用1000磅元件作为测力传感器。框架以10英寸/分钟的速度移动。使粗纱断裂所需的力通过测力传感器测量并且使用Instron设备软件记录。拉伸强度测量的结果示于下表1-3中。如表中所示，不用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的90％，而用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的116％。
表1：未捻接的
Figure BDA0000136686500000191
4588单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   55.51   1.13
  2   128.17   2.51
  3   93.04   2.44
  4   97.03   1.9
  5   80.31   1.46
  6   114.46   1.83
  7   28.98   0.96
  8   43.31   1.34
  9   69.22   2.17
  10   30.28   1.06
  11   53.38   1.71
  12   66.01   1.41
  13   58.93   2.17
  14   68.39   1.94
  15   47   2.08
  16   38.73   1.92
  17   113.25   2.16
  18   64.22   2.03
  19   104.83   1.7
  20   97.78   2.03
  平均   72.64   1.8
  STDEV   29.544   0.445
  COV   40.67   24.75
表2：不加入粘合剂的捻接
Figure BDA0000136686500000201
4588单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   31.93   1.38
  2   56.15   1.43
  3   82.92   1.68
  4   82.86   1.86
  5   64.62   1.69
  6   74.08   1.64
  7   98.46   1.89
  8   99.6   2.15
  9   61.32   1.48
  10   79.68   1.88
  11   48.88   1.69
  12   62.84   1.62
  13   75.48   1.96
  14   52.56   1.7
  15   110.53   2.28
  16   71.23   2.27
  17   29.45   2.24
  18   27.13   2.06
  19   36.71   1.63
  20   62.16   1.29
  平均   65.43   1.79
  STDEV   23.602   0.299
  COV   36.07   16.66
表3：使用粘合剂的捻接4588单端粗纱
  样品  载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1  81.03   1.66
  2  80.12   1.64
  3  93.51   1.86
  4  84.13   1.72
  5  104.78   2.15
  6  69.78   1.49
  7  95.46   2.04
  8  110.27   2.11
  9  91.3   1.67
  10  94.33   1.74
  11  105.12   1.89
  12  52.37   2.12
  13  94.16   2.02
  14  87.34   1.93
  15  94.67   1.85
  16  89.9   2.65
  17  52.03   1.46
  18  63.39   1.29
  19  58.71   2.36
  20
  平均  84.34   1.88
  STDEV  17.517   0.328
  COV  20.77   17.48
实施例4：本发明的一些捻接粗纱表现的拉伸强度
根据以下步骤制备描述于该实施例中的本发明的捻接粗纱。为了形成本发明的捻接粗纱，将一包PPG的4575单端粗纱的前端和第二包PPG的
Figure BDA0000136686500000221
4575单端粗纱的后端两者放入
Figure BDA0000136686500000222
116G自动空气捻接器，重叠约6cm。然后捻接两根粗纱，形成约0.8cm的捻接区域。然后修整前端和后端，随后施涂约0.01g氰基丙烯酸酯粘合剂。然后通过用紫外光照射约4秒使粘合剂固化，得到捻接粗纱。使用前述方法形成30根本发明的捻接粗纱。为了与这些粗纱比较，以与上述相同的方式制备30根另外的本发明的捻接粗纱，除了不加入粘合剂或者不使粘合剂固化。另外，还将捻接粗纱与30根未捻接的
Figure BDA0000136686500000223
4575单端粗纱比较。然后根据以下规程测试90根粗纱的每一个的拉伸强度。选择约10英寸的粗纱作为标距长度。在捻接粗纱的情形下，标距长度被选择为使得捻接居中于标距长度的中间。然后在Instron测试框架上测试标距长度，该框架使用圆柱形夹具以使标距长度与夹具位置分离。使用1000磅元件作为测力传感器。框架以10英寸/分钟的速度移动。使粗纱断裂所需的力通过测力传感器测量并且使用Instron设备软件记录。拉伸强度测量的结果示于下表4-6中。如表中所示，不用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的14％，而用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的55％。
表4：未捻接的
Figure BDA0000136686500000231
4575单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   142.71   3.31
  2   95.23   1.87
  3   100.34   1.68
  4   147.66   2.35
  5   127.91   2.09
  6   149.47   2.36
  7   195.34   3.57
  8   123.81   2.05
  9   132.13   2.18
  10   137.35   2.29
  11   102.81   1.89
  12   110.75   1.74
  13   149.29   2.53
  14   131.32   2.04
  15   134.62   2.23
  16   118.32   1.97
  17   99.87   1.72
  18   98.63   1.69
  19   160.33   2.65
  20   166.6   2.88
  21   80.31   1.61
  22   181.24   3.12
  23   142.15   2.18
  24   137.86   2.24
  25   178.39   3.19
  26   51.34   1.18
  27   128.24   2.06
  28   137.78   2.28
  29   146.79   2.34
  30   51.92   2.03
  平均   128.683667   2.244
  STDEV   33.90027   0.540252814
表5：不加入粘合剂的捻接的
Figure BDA0000136686500000241
4575单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   17.48   2.06
  2   40.18   1.72
  3   41.82   1.92
  4   5.91   2.09
  5   5.97   3.06
  6   23.88   1.95
  7   14.33   2.11
  8   33.72   1.7
  9   17.42   1.99
  10   7.49   2.57
  11   8.19   2.02
  12   10.71   2.35
  13   11   2.47
  14   29.23   1.67
  15   7.13   2.47
  16   5.69   3.66
  17   16.59   2.14
  18   32.95   1.91
  19   11.67   3.01
  20   21.62   1.99
  21   16.62   1.94
  22   13.55   2.33
  23   12.76   1.72
  24   10.19   2.64
  25   9.84   3.17
  26   22.31   2.45
  27   15.94   2.3
  28   31.6   1.92
  29   19.79   2.85
  30   29.59   1.52
  平均   18.1723333   2.256666667
  STDEV   10.4229183   0.504177947
表6：使用粘合剂的捻接4575单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   36.86   1.25
  2   129.15   2.47
  3   83.66   2.53
  4   74.79   1.69
  5   157.39   2.72
  6   79.66   1.83
  7   89.02   1.76
  8   49.35   1.47
  9   96.1   2.06
  10   93.64   2.19
  11   28.8   1.09
  12   52.13   1.4
  13   29.81   1.34
  14   35.81   2.05
  15   64.77   1.68
  16   32.46   2.14
  17   72.74   1.7
  18   56.6   1.88
  19   50.99   1.19
  20   63.04   1.9
  21   56.01   1.57
  22   75.11   1.8
  23   101.74   2.19
  24   92.61   1.77
  25   98.42   2.13
  26   42.5   1.05
  27   85.38   1.69
  28   54.63   2.17
  29   125.27   3.73
  30   26.8   2.84
  平均   71.1746667   1.909333333
  STDEV   32.1935805   0.569778743
实施例5：本发明的一些捻接粗纱表现的拉伸强度
根据以下规程制备描述于该实施例中的本发明的捻接粗纱。为了形成本发明的捻接粗纱，将一包PPG的
Figure BDA0000136686500000261
4585单端粗纱的前端和第二包PPG的
Figure BDA0000136686500000262
4585单端粗纱的后端两者放入
Figure BDA0000136686500000263
116G自动空气捻接器，重叠约6cm。然后捻接两根粗纱，形成约0.8cm的捻接区域。然后修整前端和后端，随后施涂约0.01g氰基丙烯酸酯粘合剂。然后通过用紫外光照射约4秒使粘合剂固化，得到捻接粗纱。使用前述方法形成20根本发明的捻接粗纱。为了与这些粗纱比较，以与上述相同的方式制备20根另外的本发明的捻接粗纱，除了不加入粘合剂。另外，还将捻接粗纱与20根未捻接的4585单端粗纱比较。然后根据以下规程测试60根粗纱的每一个的拉伸强度。选择约10英寸的粗纱作为标距长度。在捻接粗纱的情形下，标距长度被选择为使得捻接居中于标距长度的中间。然后在Instron测试框架上测试标距长度，该框架使用圆柱形夹具以使标距长度与夹具位置分离。使用1000磅元件作为测力传感器。框架以10英寸/分钟的速度移动。使粗纱断裂所需的力通过测力传感器测量并且使用Instron设备软件记录。拉伸强度测量的结果示于下表7-9中。如表中所示，不用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的46％，而用粘合剂制备的捻接粗纱表现出的平均拉伸强度为未捻接的起始材料的74％。
表7：未捻接的
Figure BDA0000136686500000271
4585单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   157.04   5.72
  2   166.86   2.57
  3   187.04   3.16
  4   201.51   3.41
  5   192.95   3.77
  6   185.36   3.51
  7   174.37   2.89
  8   188.46   3.44
  9   185.75   3.17
  10   168.94   2.67
  11   192.12   3.74
  12   207.94   3.67
  13   193.5   3.65
  14   199.9   3.85
  15   161.18   2.66
  16   149.42   2.86
  17   135.16   2.83
  18   190.36   3.4
  19   163.44   3.09
  20   207.75   3.54
  平均   180.45   3.38
  STDEV   20.028   0.682
  COV   11.1   20.17
表8：不加入粘合剂的捻接4585单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   95.94   2.7
  2   164.89   3.43
  3   74.83   2.64
  4   68.58   2.06
  5   64.4   2.69
  6   94.83   2.41
  7   62.94   1.81
  8   84.81   2.39
  9   88.06   2.31
  10   70.95   2.07
  11   70.33   2.15
  12   110.98   2.52
  13   75.38   4.42
  14   98.28   2.25
  15   90.37   2.66
  16   92.08   2.28
  17   87.73   2.28
  18   47.15   2.07
  19   56.8   2.06
  20   73.96   2.62
  平均   83.66   2.49
  STDEV   24.762   0.574
  COV   29.6   23.03
表9：使用粘合剂的捻接4585单端粗纱
  样品   载荷Max(lbf)   最大载荷下的拉伸应变(％)
  1   85.43   1.61
  2   154.31   2.68
  3   167   2.86
  4   80.34   1.51
  5   157.94   4.05
  6   144.15   2.56
  7   105.96   1.95
  8   148.69   2.8
  9   109.27   2.08
  10   135.52   2.77
  11   85.39   1.99
  12   134.85   2.38
  13   90.59   1.84
  14   177.42   3.21
  15   183.33   3.41
  16   117.95   2.56
  17   173.42   3.05
  18   153.03   2.97
  19   151.13   2.96
  20   107.13   1.91
  平均   133.14   2.56
  STDEV   33.065   0.65
  COV   24.83   25.43
可由本发明的捻接方法和系统以及捻接粗纱表现出的希望的特征包括，但不限于，具有单根天然粗纱的约50％-约150％的拉伸强度的捻接粗纱；具有与单根天然粗纱类似的横截面积和/或体积的捻接粗纱；能够承受高温的捻接粗纱；能够承受通过具有高或稠粘度的组合物的捻接粗纱；快速捻接方法；单一捻接方法；减少生产长纤维粗纱产品的生产成本的捻接方法；和在生产长纤维粗纱产品期间需要较少处理的捻接方法。
描述了本发明的各个实施方案以满足本发明的各个目的。应该认识到这些实施方案仅是本发明原理的解释说明。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本发明的许多变换方式和适应性调整对于本领域那些技术人员将是容易显而易见的。

Claims (33)

1.一种接合两根或更多根玻璃纤维粗纱的方法，其包括：
(a)使第一粗纱的前端与第二粗纱的后端重叠以产生重叠区域；
(b)使该重叠区域的至少一部分气动捻接以形成捻接区域；和
(c)将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分。
2.权利要求1的方法，其中所述捻接区域为至少约1厘米长度。
3.权利要求1的方法，其中所述捻接区域为约1-约20厘米长度。
4.权利要求1的方法，其中所述捻接区域为约1-约10厘米长度。
5.权利要求1的方法，其中所述捻接区域为约1-约5厘米长度。
6.权利要求1的方法，其中使该重叠区域的至少一部分气动捻接包括使加压空气的一个或多个喷射流体冲击到该重叠区域的至少一部分中。
7.权利要求6的方法，其中使该重叠区域的至少一部分气动捻接将粗纱中的多根玻璃纤维捻合。
8.权利要求7的方法，其中使该重叠区域的至少一部分气动捻接得到具有褶皱轮廓的捻接。
9.权利要求7的方法，其中使该重叠区域的至少一部分气动捻接得到在其最厚点具有不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约150％的横截面积的捻接。
10.权利要求7的方法，其中使该重叠区域的至少一部分气动捻接得到体积不大于捻接前该重叠区域的至少一部分的体积的约150％的捻接。
11.权利要求1的方法，其中所述粘合剂在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度。
12.权利要求1的方法，其中所述粘合剂在25℃表现出约1-约10厘泊的粘度。
13.权利要求1的方法，其中所述粘合剂在25℃表现出约1-约5厘泊的粘度。
14.权利要求1的方法，其中所述粘合剂包括甲基丙烯酸甲酯。
15.权利要求1的方法，其中所述粘合剂包括可固化粘合剂。
16.权利要求15的方法，其中所述粘合剂包括可UV固化的粘合剂。
17.权利要求1的方法，其中所述粘合剂当经受至多约450℃的温度至多约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起。
18.权利要求1的方法，其中所述粘合剂当经受约140-约450℃的温度约2-约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起。
19.权利要求1的方法，其中将粘合剂施涂于该捻接区域的至少一部分包括施涂约0.5g或更少的粘合剂。
20.权利要求1的方法，其中所述粘合剂：
(i)在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度；
(ii)包括可UV固化的粘合剂；和
(iii)当经历至多约450℃的温度至多约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起。
21.权利要求1的方法，其进一步包括修整第一粗纱的前端和第二粗纱的后端。
22.权利要求21的方法，其中在施涂粘合剂之前修整所述端。
23.权利要求1的方法，其进一步包括使粘合剂固化。
24.权利要求23的方法，其中使粘合剂固化包括用紫外光照射粘合剂。
25.权利要求1的方法，其中在施涂粘合剂之后，捻接区域具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约70％的拉伸强度。
26.权利要求1的方法，其中在施涂粘合剂之后，捻接区域具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约90％的拉伸强度。
27.权利要求1的方法，其中在施涂粘合剂之后，捻接区域具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的至少约120％的拉伸强度。
28.权利要求1的方法，其中在施涂粘合剂之后，捻接区域具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50％-约150％的拉伸强度。
29.一种捻接玻璃纤维粗纱，其包括：
包含多根玻璃纤维并且具有前端的第一粗纱；
包含多根玻璃纤维并且具有后端的第二粗纱；和
至少一个捻接区域，其包含与第二粗纱的后端的多根玻璃纤维捻合的第一粗纱的前端的多根玻璃纤维，
其中所述至少一个捻接区域为约1-约20厘米长度并且具有捻接前第一粗纱的拉伸强度的约50-约150％的拉伸强度。
30.权利要求29的捻接玻璃纤维粗纱，其进一步包括至少部分紧固所述至少一个捻接区域的固化的粘合剂。
31.权利要求30的捻接玻璃纤维粗纱，其中至少一个捻接区域具有褶皱轮廓和在其最厚点不大于第一和第二粗纱的横截面积总和的约150％的横截面积。
32.权利要求30的捻接玻璃纤维粗纱，其中所述粘合剂：
(i)在25℃表现出约1-约100厘泊的粘度；
(ii)包括可UV固化的粘合剂；和
(iii)当经历至多约450℃的温度至多约200秒时能够使玻璃纤维基本上粘附在一起。
33.权利要求32的捻接玻璃纤维粗纱，其中粘合剂以约0.5g或更少的量存在。
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