CN112689692A - 具有用于改进的织物浸入的缝合纱的多轴增强织物 - Google Patents

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Abstract

公开了由多根连续纤维形成的织物，其中每根纤维包括许多单独长丝。所述纤维通过缝合纱结合在一起。所述缝合纱的性质允许树脂更容易流过所述织物。

Description

具有用于改进的织物浸入的缝合纱的多轴增强织物
本申请要求于2018年8月21日提交的美国临时专利申请号62/720,418的优先权和任何利益，所述文献的全部内容通过参考引入本文。
技术领域
总体发明构思涉及纤维增强材料，更具体地说，涉及使用缝合纱(a stitchingyarn)作为增强织物的一部分而具有改进的浸入性能的系统和方法。
背景技术
使用纤维增强材料(通常呈非织造织物形式)形成结构组件是已知的。织物由多根连续纤维形成，每根纤维包括许多单独的连续长丝。在所述织物内，大多数纤维并排排列并且基本上彼此平行。使用缝合纱将所述纤维结合在一起。此种织物称为非卷曲织物。
织物可以具有0.8mm至数mm的厚度。织物可以形成为具有几乎任何实际的宽度。在制备后，可以将织物卷成卷，每卷的长度为几百米。
如上所述，这些织物可用于形成结构组件。例如，织物可以堆叠或以其它方式分层以形成风能涡轮机叶片的翼梁帽(a spar cap)。特别地，织物切片的多层布置在彼此顶部上以形成结构组件。这些切片布置在模具的特定范围和区域内。浸入方法将可固化基体材料(树脂)导入模具以便渗透所述织物层。可以在浸入方法期间对模具施加真空，以将切片层压制在一起并帮助树脂渗透所述层。之后，使所述树脂固化以形成结构组件。
在结构组件形成期间，树脂完全和均匀地浸渍织物是重要的。树脂对于特定织物能够达到此状态的速度是织物的浸入速率(rate of infusion)。
以期望的(例如，经济上可接受的)浸入速率令人满意地浸渍某些织物是一个挑战。例如，混合织物(hybrid fabric)(例如，由玻璃纤维和碳纤维形成)和较重质织物(例如，具有大于1,200g/m2的面积重量)可能难以均匀地浸渍和/或可能需要较长的时间来达到这样。因此，对于具有改进的浸入性能的增强织物的需求未得到满足。
发明内容
这里提出了提供具有改进的浸入性能的纤维增强材料。纤维增强材料适合于制备结构组件，例如风力涡轮机叶片。
本发明总体上涉及增强织物、增强织物的制备方法和由增强织物形成的复合部件。
在一个示例性实施方案中，提供了增强织物。所述增强织物包含沿第一方向取向的多根第一纤维；沿第二方向取向的多根第二纤维；和沿所述第一纤维和所述第二纤维的各自取向保持它们的缝合纱。第一方向是0度。第二方向不同于第一方向，其中第二方向在0度至90度的范围内。第一纤维占织物的91wt％-99.5wt％。第二纤维占织物的0.5wt％-9wt％。
在一些示例性实施方案中，第一纤维全部是玻璃纤维。在一些示例性实施方案中，第一纤维中的一些是玻璃纤维。在一些示例性实施方案中，第一纤维都不是玻璃纤维。
在一些示例性实施方案中，第二纤维全部是玻璃纤维。在一些示例性实施方案中，第二纤维中的一些是玻璃纤维。在一些示例性实施方案中，第二纤维都不是玻璃纤维。
在一些示例性实施方案中，第一纤维全部是碳纤维。在一些示例性实施方案中，第一纤维中的一些是碳纤维。在一些示例性实施方案中，第一纤维都不是碳纤维。
在一些示例性实施方案中，第二纤维全部是碳纤维。在一些示例性实施方案中，第二纤维中的一些是碳纤维。在一些示例性实施方案中，第二纤维都不是碳纤维。
在一些示例性实施方案中，第一纤维包括至少两种相异类型的纤维。在一些示例性实施方案中，所述两种相异类型的纤维是玻璃纤维和碳纤维。在一些示例性实施方案中，所述至少两种相异类型的纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维(basalt fiber)和碳纤维。
在一个示例性实施方案中，缝合纱占织物的小于3wt％。
在一个示例性实施方案中，缝合纱是聚酯纱。
在一个示例性实施方案中，缝合纱具有60dTex-250dTex的线性质量密度。在一个示例性实施方案中，缝合纱具有大于85dTex的线性质量密度。在一个示例性实施方案中，缝合纱具有大于200dTex的线性质量密度。在一个示例性实施方案中，缝合纱具有大于225dTex的线性质量密度。
在一个示例性实施方案中，缝合纱中离散长丝的数目在20-80的范围内。在一个示例性实施方案中，缝合纱中离散长丝的数目在20-30的范围内。在一个示例性实施方案中，缝合纱中离散长丝的数目在70-80的范围内。
在一个示例性实施方案中，缝合纱中的长丝的平均直径在12μm-30μm的范围内。在一个示例性实施方案中，缝合纱中的长丝的平均直径大于12μm。
在一个示例性实施方案中，缝合纱在缝合之前具有至少24％的卷缩率(CC)。在一个示例性实施方案中，缝合纱在缝合之前具有26％-28％的CC。在一个示例性实施方案中，缝合纱在缝合之前具有30％-32％的CC。在一个示例性实施方案中，缝合纱在缝合之前具有31％-36％的CC。
在一个示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有小于或等于30％的卷缩率(CC)。在一个示例性实施方案中，拆下的缝合纱具有18％-24％的CC。在一个示例性实施方案中，拆下的缝合纱具有21％-24％的CC。
在一个示例性实施方案中，缝合纱形成穿过织物的缝合图案，所述缝合图案是经编缝合图案。
在一个示例性实施方案中，缝合纱形成穿过织物的缝合图案，所述缝合图案是对称双面经编缝合图案。
在一个示例性实施方案中，缝合纱形成穿过织物的缝合图案，所述缝合图案是不对称双面经编缝合图案。
在一个示例性实施方案中，缝合纱形成穿过织物的缝合图案，所述缝合图案是对称菱形缝合图案。
在一个示例性实施方案中，缝合纱形成穿过织物的缝合图案，所述缝合图案是不对称菱形缝合图案。
在一个示例性实施方案中，缝合纱界定3mm-6mm的缝合长度。在一个示例性实施方案中，缝合纱界定5mm的缝合长度。在一个示例性实施方案中，缝合纱界定4mm的缝合长度。
在一个示例性实施方案中，缝合纱是单股缝合纱。在一个示例性实施方案中，缝合纱是双股缝合纱。在一个示例性实施方案中，缝合纱是三股缝合纱。
在一个示例性实施方案中，第一纤维是玻璃纤维和第二纤维是玻璃纤维，其中第一纤维的玻璃组成与第二纤维的玻璃组成相同。
在一个示例性实施方案中，第一纤维是玻璃纤维和第二纤维是玻璃纤维，其中第一纤维的玻璃组成与第二纤维的玻璃组成不同。
在一个示例性实施方案中，增强织物还包含多根沿第三方向取向的第三纤维，其中所述第二纤维是玻璃纤维和所述第三纤维是玻璃纤维，和其中所述第二纤维的玻璃组成与所述第三纤维的玻璃组成相同。
在一个示例性实施方案中，第二方向的绝对值等于第三方向的绝对值。
在一个示例性实施方案中，第一方向和第二方向之间的差值大于或等于45度。
在一个示例性实施方案中，第一方向和第二方向之间的差值大于或等于80度。
在一个示例性实施方案中，第一纤维的线性质量密度在600Tex-4,800Tex的范围内。
在一个示例性实施方案中，第二纤维是玻璃纤维，其中所述第二纤维的线性质量密度在68Tex-300 Tex的范围内。
一般而言，增强织物是非卷曲织物。在一个示例性实施方案中，增强织物是单向、非卷曲织物。在一个示例性实施方案中，增强织物是多向、非卷曲织物。一般而言，增强织物(所形成时)不含有树脂，即，形成织物的纤维都没有用树脂预浸渍。
一般而言，增强织物具有大于600g/m2的面积重量。
在一个示例性实施方案中，增强织物是具有大于1,200g/m2的面积重量的“重质”织物。在一个示例性实施方案中，增强织物具有大于或等于1,800g/m2的面积重量。在一个示例性实施方案中，增强织物具有大于或等于2,000g/m2的面积重量。在一个示例性实施方案中，增强织物具有大于或等于2,400g/m2的面积重量。
在一个示例性实施方案中，用树脂浸入织物，使所述树脂固化以形成复合制品。在一个示例性实施方案中，制品是风力涡轮机叶片或相关组件(例如，翼梁帽)。
当根据附图阅读时，本领域技术人员从以下详细描述将领会本发明构思的其它方面、优点和特征。
附图说明
下面参考附图通过示例更详细地描述一般的发明构思及其实施方案和优点，其中：
图1A-1D示出了根据本发明示例性实施方案的增强织物。图1A是增强织物的俯视图。图1B是增强织物的底视图。图1C是图1A中的圆圈A的详细视图。图1D是图1B中的圆圈B的详细视图。
图2A-2E示出了可以用于图1的增强织物的几种示例性缝合图案。图2A示出了经编缝合图案。图2B示出了对称双面经编缝合图案。图2C示出了不对称双面经编缝合图案。图2D示出了对称菱形缝合图案。图2E示出了不对称菱形缝合图案。
图3是显示用于测量织物的浸入速率的贯穿厚度浸入速度(a through thicknessinfusion speed,TTIS)试验的示意图。
图4A-4B示出了用于测量织物的浸入速率的平面内浸入试验(an in-planeinfusion test,IPIT)。
图5是显示跨十一(11)种不同缝合纱的卷缩率(CC)值的分布的图解。
图6是显示对三(3)种不同织物进行图4的IPIT试验以测量织物的浸入速率(沿x方向)的结果的图解。
图7是显示对三(3)种不同织物进行图4的IPIT试验以测量织物的浸入速率(沿y方向)的结果的图解。
详细描述
尽管一般发明构思可以有按许多不同形式的实施方案，在附图中示出并且将在本文中进行详细描述，但应理解，本发明的具体实施方案应被认为是一般发明构思的原理的范例。相应地，一般发明构思不旨在限于本文所示的特定实施方案。
已经发现，通过使用具有特定特征组合的缝合纱，可以构造显示改进的浸入性能的增强织物。特别地，通过控制一个或多个特定的产品变量，包括但不限于织物面积重量、缝合纱组成、缝合纱密度、缝合纱长丝支数、缝合纱长丝直径、缝合纱卷缩率、缝合图案和缝合长度，可以生产增强织物，所述增强织物是用于结构组件(例如，风力涡轮机叶片)的有效增强并且表现出提高的浸入速率。
此外，包括在同一方向上取向的具有不同模量的纤维(例如，玻璃纤维和碳纤维)连同沿另一个(即，不同)方向上取向的纤维的增强织物的实施方案在某些应用中(如风力涡轮机叶片中)可表现出改进的机械阻尼。
相应地，本发明构思提供包含多根纤维的增强织物。增强织物可以容易地以可接受的浸入速度浸入，而不需要用树脂铺展或预浸渍用于形成增强织物的纤维。因此，本发明的织物在复合部件形成过程中提供有效的一步(即在模具中)浸入方法。本发明构思还涵盖制备增强织物的方法。本发明构思还涵盖由增强织物形成的复合部件。
在本发明的一个示例性实施方案中，增强织物100由第一增强纤维102和第二增强纤维104构造，如图1A-1D所示。对于这一说明性实施方案的目的来说，第一增强纤维102和第二增强纤维104是玻璃纤维。
任何适合的玻璃增强纤维102，104可以用于增强织物100。例如，可以使用由E玻璃、H玻璃、S玻璃和AR玻璃类型制得的纤维。在一些示例性实施方案中，可以使用玄武岩纤维代替玻璃增强纤维102中的一些或全部。一般而言，玻璃增强纤维102，104具有13μm-24μm的直径。典型地，增强织物100中的玻璃增强纤维102，104是由许多独立玻璃长丝构成的玻璃纤维股(由一个或多个玻璃粗纱供给)。
增强织物100是非卷曲织物，其中纤维102，104沿它们各自的位置/取向排列，然后通过缝合纱106结合在一起。缝合纱106是由许多单独长丝构成的变形(textured)、多长丝纱线。缝合纱106可以是单、双或三股纱线。在一些实施方案中，缝合纱106是聚酯。
在一些实施方案中，缝合纱106的长丝由选自聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸(polyact ic acid)、芳族聚酰胺和聚琥珀酸丁二醇酯的聚合物制成。
在一些实施方案中，缝合纱106具有70dTex-250dTex的线性质量密度。在一些实施方案中，缝合纱106具有大于85dTex的线性质量密度。在一些实施方案中，缝合纱106具有大于200dTex的线性质量密度。在一些实施方案中，缝合纱106具有大于225dTex的线性质量密度。如果缝合纱106包含多股，则线性质量密度是所述股的密度之和。
在一些示例性实施方案中，缝合纱106中离散长丝的数目在20-80的范围内。在一些示例性实施方案中，缝合纱106中离散长丝的数目在20-30的范围内。在一些示例性实施方案中，缝合纱106中离散长丝的数目在70-80的范围内。
在一个示例性实施方案中，缝合纱106中的长丝的平均直径在12μm-30μm的范围内。在一些示例性实施方案中，缝合纱106中的长丝的平均直径大于12μm。
发现影响增强织物的浸入速率的另一个特征是用于形成织物(例如，增强织物100)的缝合纱(例如，缝合纱106)的卷缩率。卷缩率是指由于卷曲的产生而导致的变形长丝纱线的收缩，以其原始长度的百分比表示，其中收缩和矫直纱线的长度在特定条件下测量，源自EN14621:2005标准。根据所述试验，通过在经受低拉伸力的同时用热空气处理来使已知标称线密度的变形长丝纱线试样显示卷曲，所述长丝纱线形成为环状。所述环线的尺寸近似于EN 14621:2005标准中描述的绞线的尺寸。在再调理后，在高拉力下测量所述环线的矫直长度。在施加低拉力下在规定恢复时间后，测量环线的收缩长度(由于纱线卷曲的影响而缩短)。卷缩率计算为与矫直长度有关的两个长度值之间的差。更具体地说，使用公式1计算以百分比表示的卷缩率(CC)：
CC＝100x[(L0-L1)/L0](％) 公式1
其中：
L0是矫直长度；和
L1是收缩长度。
在一些示例性实施方案中，本发明的缝合纱(例如，缝合纱106)在缝合之前具有至少24％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱具有26％-28％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱具有30％-32％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱具有31％-36％的CC。
在一些示例性实施方案中，缝合纱在从织物(例如，增强织物100)拆下后显示至多30％的卷缩率(CC)降低。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从织物(例如，增强织物100)拆下后显示至多25％的卷缩率(CC)降低。
在一些示例性实施方案中，缝合纱在从织物(例如，增强织物100)拆下后具有小于或等于30％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有18％-24％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有21％-24％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有大约29％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有大约25％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有大约22％的CC。在一些示例性实施方案中，缝合纱在从所述织物拆下后具有大约12％的CC。
可以使用适合于将织物100的纤维102，104保持在一起的任何缝合图案。各种示例性的缝合图案200示于图2A-2E中。其中增强纤维202(例如，纤维102，104)通过缝合纱206(例如，缝合纱106)保持在一起的经编缝合图案200示于图2A中。其中增强纤维202(例如，纤维102，104)通过缝合纱206(例如，缝合纱106)保持在一起的对称双面经编缝合图案200示于图2B中。其中增强纤维202(例如，纤维102，104)通过缝合纱206(例如，缝合纱106)保持在一起的不对称双面经编缝合图案200示于图2C中。其中增强纤维202(例如，纤维102，104)通过缝合纱206(例如，缝合纱106)保持在一起的对称菱形(菱形状)缝合图案200示于图2D中。其中增强纤维202(例如，纤维102，104)通过缝合纱206(例如，缝合纱106)保持在一起的不对称菱形(菱形状)缝合图案200示于图2E中。一般发明构思可以同样涵盖其它缝合图案。图1C-1D示出了用于织物100的经编缝合图案。
一般而言，缝合图案200是重复的一系列缝合，在每个单独的缝合部分220之间的过渡段限定缝合长度222(参见图2A)。缝合长度222是可以影响织物100的浸入速率的另一个变量。典型地，缝合长度222将在3mm-6mm的范围内。在一些示例性实施方案中，缝合长度222是4mm。在一些示例性实施方案中，缝合长度222是5mm。
增强织物100是单向织物，其中第一增强纤维102，104的91wt％-99.5wt％沿第一方向取向且第二增强纤维102，104的0.5wt％-9wt％沿一个或多个其它方向(例如，第二和第三方向)取向。在一些示例性实施方案中，增强织物可以是非单向织物，例如双轴或三轴织物。
典型地，第一方向将是0°(织物的纵向)。
第二方向不同于第一方向。第二方向将通常在大于0°至小于或等于90°的范围内。
第三方向不同于第一方向。第三方向将通常大于0°且小于或等于90°。
第三方向可以与第二方向相同(以致织物中仅有两种相异纤维取向)。要不然，第三方向将典型地等于第二方向的负取向。
在图1A-1D所示的增强织物100中，第一方向是0°，第二方向是80°，第三方向是-80°。
在一些示例性实施方案中，沿第二方向取向的全部增强纤维是玻璃增强纤维104。
在一些示例性实施方案中，沿第三方向取向的全部增强纤维是玻璃增强纤维104。
在一些示例性实施方案中，沿第一方向取向的第一玻璃增强纤维102包括与沿第二方向取向的第二玻璃增强纤维104不同的玻璃组成。
在一些示例性实施方案中，沿第一方向取向的第一玻璃增强纤维102包括与沿第三方向取向的第二玻璃增强纤维104不同的玻璃组成。
在一些示例性实施方案中，沿第二方向取向的玻璃增强纤维104包括与沿第三方向取向的玻璃增强纤维104相同的玻璃组成。
如上所述，增强织物100包含91wt％-99.5wt％的第一玻璃增强纤维102和0.5wt％-9wt％的第二玻璃增强纤维104。缝合纱106占织物100的最多3wt％。
沿第一方向供给的第一玻璃增强纤维102的线性质量密度在600Tex-4,800Tex的范围内。沿非第一方向(即第二/第三方向)供给的第二玻璃增强纤维104的线性质量密度在68Tex-300 Tex的范围内。
如本领域中已知的那样，玻璃增强纤维102和/或104可以具有在纤维形成期间施加在其上的化学物质。这种表面化学物质(典型地呈水溶液形式)称作施胶剂。施胶剂可以包括促进玻璃纤维形成和/或其在基体树脂中的应用的组分，例如成膜剂、润滑剂、偶联剂(促进玻璃纤维和聚合物树脂之间的相容性)等。在一些示例性实施方案中，玻璃增强纤维102和/或104包括聚酯相容性施胶剂。在一些示例性实施方案中，玻璃增强纤维102和/或104包括环氧树脂相容性施胶剂。
在一些示例性实施方案中，玻璃增强纤维102和/或104还可以具有施加到其上的后涂层。与施胶剂不同，后涂层在纤维形成后施加。
这里所公开的增强织物(例如，增强织物100)具有结构组件和/或性能的组合，这些组合改进织物的树脂浸入速率，即使在构成织物的增强纤维没有用树脂预浸渍的情况下也是如此。如上所述，这些组分/性能可以包括在增强织物中使用的织物面积重量、缝合纱组成、缝合纱密度、缝合纱长丝支数、缝合纱长丝直径、缝合纱卷缩率、缝合图案和缝合长度。
测量织物的树脂浸入速率的一种试验称作贯穿厚度浸入速度(TTIS)试验。将参照图3说明TTIS试验。在TTIS试验300中，将待试验的织物304(例如，增强织物100)的多个层302置于浸入台306上。一般而言，织物304的许多层302用于TTIS试验300。典型地，层302的数目基于目标“试验厚度”。在一些示例性实施方案中，目标厚度是30mm。将真空箔308置于在浸入台306顶部的层302上，以形成气密外壳350(即，真空袋)。
树脂312的供给源310位于浸入台306下方或附近，使得树脂312可被抽入织物304的层302下面的外壳350中(例如，经由浸入台306底部中的一个或多个开口(未示出))。在一些示例性实施方案中，树脂312在远离浸入台306的位置，但是经由供应软管(未示出)供给到所述浸入台306。由箔308形成的真空袋中的开口320与软管322对接，从而可以使用真空源(未示出)从外壳350中抽出空气并且经由织物304抽吸树脂312。
以这种方式，将树脂312从供给源310拉入外壳350中(参见箭头330)；经过织物304的层302(参见箭头332)；并经过软管322将其从开口320中取出(参见箭头334)。考虑到外壳350内的织物304的层302的紧密贴合尺寸，树脂312行进的唯一路径是穿过织物304的层302，即，穿过织物304的层302的厚度(z-方向)。TTIS试验300测量直到在织物304的顶层302的上表面340上最初可见树脂312时所花费的时间量。所述时间量(例如，以分钟为单位)用作织物304的浸入速率的量度。TTIS试验300可以用来比较不同织物的浸入速率，只要其它试验参数基本上相同即可。另外，为了对比目的，织物应具有相似的克重。
测量织物的树脂浸入速率的另一个试验称作平面内浸入试验(IPIT)试验。将参照图4A-4B说明IPIT试验。在IPIT试验400中，将待试验的织物404(例如，增强织物100)的五个(5)层置于浸入台406上。将真空箔408置于在浸入台406顶部的各层的边缘上，并密封到浸入台406上(例如，使用胶带)，以形成气密外壳410(即，真空袋)。
外壳410中的织物404的所有层彼此对准以便在外壳410内面向相同的方向(例如，织物404的每一层的第一取向与织物404的每一其它层的第一取向对准)。
真空箔408(和胶带)形成气密外壳410，除了在织物404的相对端附近形成的输入开口412和输出开口414。
树脂420的供给源位于输入开口412附近或邻近。如所配置的那样，树脂420可以经过输入开口412被吸入到外壳410中。在一些示例性实施方案中，树脂420在远离浸入台406的位置，但是经过与输入开口412对接的供应软管(未示出)供给到浸入台406。在外壳410的另一侧上的输出开口414与软管(未示出)对接，从而可以使用真空源422从外壳410中抽出空气并经过织物404抽吸树脂420。
以这种方式，树脂420从供应源被拉到外壳410中(参见箭头430)；经过织物404的各层(参见图4B中的箭头440)；并经过软管从开口414取出(参见箭头432)。考虑到外壳410内的织物404的各层的紧密贴合尺寸，树脂420行进的唯一路径是穿过织物404的各层，即，经过织物404的各层的长度(x-方向，生产方向)或宽度(y-方向)，这取决于外壳410的开口412，414之间的织物404的取向。因此，仅织物404的各层内的树脂通道被用于输送树脂420。
IPIT试验400测量随着时间被树脂420覆盖的距离。在2，4，6，8，10，12，16，20，26，32，38，44，50，55和60分钟后记录树脂420的流动前沿(距离)。树脂420已经经过织物404行进的当前距离被称为浸入长度。相对于浸入长度(例如，以厘米为单位)的所测量的时间量(例如，以分钟为单位)用作织物404的浸入速率的量度。IPIT试验400可以用来比较不同织物的浸入速率，只要其它试验参数基本上相同即可。另外，为了对比目的，织物应具有相似的经线克重。
实施例
确认十一(11)种候选织物，每种织物使用不同的缝合纱形成。对这些样品中的五(5)个进行评价，结果示于表1中。
Figure BDA0002975591390000131
表1
特别地，评价了五(5)个试验织物，即#3、4、9、10和11样品的浸入性能。这些织物基本上相同(即，由玻璃纤维形成的非卷曲、单向织物(1240Tex))，除了使用不同缝合纱。图5是箱线图500，其示出了在十一(11)种候选织物的每一种中使用的缝合纱的卷缩率(CC)值。缝合纱有关的附加信息提供在表1中。
对每种试验样品进行IPIT试验(沿x-方向)、IPIT试验(沿y-方向)和TTIS试验以评价其浸入性能。根据这些数据，将IPIT(x)和TTIS试验数据用作浸入性能的指标。#4样品显示所述组的最佳性能；#3和11样品显示令人满意的性能；#9和10样品显示差的性能。
图6是曲线图600，其示出了对#3、4、10和11样品进行的IPIT试验400的结果，以测量那些织物的浸入速率(沿x-方向)。
图7是曲线图700，其示出了对#3、4和11样品进行的IPIT试验400的结果，以测量那些织物的浸入速率(沿y-方向)。
表2中详细列出了对#3、4和11样品进行的TTIS试验300的结果，以进一步评价那些织物的浸入速率。
Figure BDA0002975591390000141
表2
从图解600和700，以及表2可以看出，(1)样品#3和11显示“良好的”浸入速率；(2)样品#3和11表现彼此相似；(3)样品#4优于这两个样品。相反地，IPIT试验400和TTIS试验300揭示#9和10样品显示“差的”浸入速率，这据信至少部分归因于那些样品中使用的缝合纱的一种或多种性能。
可以将这里描述的增强织物(例如，增强织物100)与树脂基体结合，例如在模具中，以形成复合制品。可以使用任何适合的树脂体系。在一些示例性实施方案中，树脂是乙烯基酯树脂。在一些示例性实施方案中，树脂是聚酯树脂。在一些示例性实施方案中，树脂是环氧树脂。在一些示例性实施方案中，树脂包括粘度改进剂。
可以使用任何适合的复合材料形成方法，例如真空辅助的树脂传递模塑(VARTM)。通过增强织物增强复合制品。在一些示例性实施方案中，复合制品是风力涡轮机叶片或相关组件(例如，翼梁帽)。
已经作为举例给出了具体实施方式的以上描述。从给出的公开内容中，本领域技术人员不但将理解发明构思及其伴随的优点，而且还将发现对所公开的结构和构思的显而易见的各种改变和修改。因此，力求覆盖落入如本文以及所附权利要求书及其等同物所限定的一般发明构思的精神和范围内的所有这些改变和修改。

Claims (67)

1.增强织物，包括：
沿第一方向取向的多根第一纤维；
沿第二方向取向的多根第二纤维；和
沿所述第一纤维和所述第二纤维的各自取向保持它们的缝合纱，
其中所述第二方向不同于所述第一方向；
其中所述缝合纱具有至少70dTex的线密度；
其中所述缝合纱具有至少24％的卷缩率。
2.权利要求1的增强织物，其中所述第一方向是0度，其对应于所述增强织物的纵向。
3.权利要求1的增强织物，其中所述第二方向在大于0度至小于或等于90度的范围内。
4.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维占所述织物的91wt％-99.5wt％；和
其中所述第二纤维占所述织物的0.5wt％-9wt％。
5.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维全部是玻璃纤维。
6.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维中的一些是玻璃纤维。
7.权利要求1的增强织物，其中所述第二纤维全部是玻璃纤维。
8.权利要求1的增强织物，其中所述第二纤维中的一些是玻璃纤维。
9.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维全部是碳纤维。
10.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维中的一些是碳纤维。
11.权利要求1的增强织物，其中所述第二纤维全部是碳纤维。
12.权利要求1的增强织物，其中所述第二纤维中的一些是碳纤维。
13.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维是玻璃纤维和所述第二纤维是玻璃纤维，和
其中所述第一纤维的玻璃组成与所述第二纤维的玻璃组成相同。
14.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维是玻璃纤维和所述第二纤维是玻璃纤维，和
其中所述第一纤维的玻璃组成与所述第二纤维的玻璃组成不同。
15.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维包括至少两种相异类型的纤维。
16.权利要求15的增强织物，其中所述至少两种相异类型的纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维和碳纤维。
17.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱包含多根长丝，和
其中所述长丝具有至少12μm的平均直径。
18.权利要求17的增强织物，其中所述平均直径在12μm-30μm的范围内。
19.权利要求17的增强织物，其中所述长丝的数目在20-80的范围内。
20.权利要求17的增强织物，其中所述长丝的数目在20-30的范围内。
21.权利要求17的增强织物，其中所述长丝的数目在70-80的范围内。
22.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱占所述织物的小于3wt％。
23.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱由天然或合成聚合物制成。
24.权利要求23的增强织物，其中所述聚合物是聚酯。
25.权利要求23的增强织物，其中所述聚合物是聚酰胺。
26.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱具有70dTex-250dTex的线性质量密度。
27.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在缝合之前具有至少24％的卷缩率。
28.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在缝合之前具有26％-28％的卷缩率。
29.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在缝合之前具有30％-32％的卷缩率。
30.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在缝合之前具有31％-36％的卷缩率。
31.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在从所述织物拆下后具有小于或等于30％的卷缩率。
32.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在从所述织物拆下后具有18％-24％的卷缩率。
33.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱在从所述织物拆下后具有21％-24％的卷缩率。
34.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱形成穿过所述织物的缝合图案，所述缝合图案是经编缝合图案。
35.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱形成穿过所述织物的缝合图案，所述缝合图案是对称双面经编缝合图案。
36.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱形成穿过所述织物的缝合图案，所述缝合图案是不对称双面经编缝合图案。
37.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱形成穿过所述织物的缝合图案，所述缝合图案是对称菱形缝合图案。
38.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱形成穿过所述织物的缝合图案，所述缝合图案是不对称菱形缝合图案。
39.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱界定3mm-6mm的缝合长度。
40.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱界定5mm的缝合长度。
41.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱界定4mm的缝合长度。
42.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱由单股形成。
43.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱由两根离散的股形成。
44.权利要求1的增强织物，其中所述缝合纱由三根离散的股形成。
45.权利要求1的增强织物，其中所述增强织物还包括沿第三方向取向的多根第三纤维，
其中所述第二纤维是玻璃纤维和所述第三纤维是玻璃纤维，和
其中所述第二纤维的玻璃组成与所述第三纤维的玻璃组成相同。
46.权利要求41的增强织物，其中所述第二方向的绝对值等于所述第三方向的绝对值。
47.权利要求1的增强织物，其中所述第一方向和所述第二方向之间的差值大于或等于45度。
48.权利要求1的增强织物，其中所述第一方向和所述第二方向之间的差值大于或等于80度。
49.权利要求1的增强织物，其中所述第一纤维的线性质量密度在600Tex-4,800Tex的范围内。
50.权利要求1的增强织物，其中所述第二纤维是玻璃纤维，和
其中所述第二纤维的线性质量密度在68Tex-300 Tex的范围内。
51.权利要求1的增强织物，其中所述增强织物具有大于600g/m2的面积重量。
52.权利要求1的增强织物，其中所述增强织物具有大于或等于1,800g/m2的面积重量。
53.权利要求1的增强织物，其中所述增强织物具有大于或等于2,000g/m2的面积重量。
54.权利要求1的增强织物，其中所述增强织物具有大于或等于2,400g/m2的面积重量。
55.由权利要求1-54中任一项的增强织物的多个层形成的结构组件。
56.权利要求55的结构组件，其中所述结构组件是风力涡轮机叶片。
57.权利要求55的结构组件，其中所述结构组件是翼梁帽。
58.结构组件的形成方法，所述方法包括：
将权利要求1-54中任一项的增强织物的多个层置于模具中；
将树脂导入所述模具；和
使所述树脂固化。
59.权利要求58的方法，其中在真空下将所述树脂导入所述模具中。
60.权利要求58的方法，其中所述树脂是乙烯基酯树脂。
61.权利要求54的方法，其中所述树脂是聚酯树脂。
62.权利要求58的方法，其中所述树脂是环氧树脂。
63.权利要求58的方法，其中所述树脂包括粘度改进剂。
64.权利要求58的方法，其中在60分钟后，所述树脂经所述增强织物的纵向移动大于15cm的距离。
65.权利要求58的方法，其中在60分钟后，所述树脂经所述增强织物的横向移动大于13cm的距离。
66.权利要求58的方法，其中在30分钟或更少时间内，所述树脂经所述增强织物的厚度移动30mm。
67.权利要求58的方法，其中在15分钟或更少时间内，所述树脂经所述增强织物的厚度移动30mm。
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