CN1173209A - 沥青的旋转纤维化 - Google Patents

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Abstract

一种生产沥青纤维(26)的方法,向旋转的沥青纺丝器(10)提供熔融的沥青(20),从所说的沥青纺丝器(10)离心出沥青纤维(22),和收集沥青纤维(26)。向所说的沥青纺丝器(10)提供温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内的熔融沥青(20)。同时提出的是一种把沥青(20)和增强纤维结合在一起的方法,包括以下工序:建立向下移动的增强纤维帘,如玻璃纤维(52),从位于所说的增强纤维帘之内的所说的旋转的沥青纺丝器(10)中离心出沥青纤维(22)使沥青与所说的增强纤维结合在一起。制造沥青屋顶板(84)的一种方法,包括下列步骤:把沥青纤维毡(34)与增强纤维毡组合在一起,涂敷所说的组合毡(70)形成沥青涂敷的板,向所说的沥青涂敷的板施加颗粒(80),切割(86)所说的沥青涂敷的板成为屋顶板(84)。本发明还包括用这种方法制备的沥青屋顶板(84)。此外,本发明还包括含有沥青纤维(26)的沥青高速公路用的增强制品(116),和制造这样的制品的方法。

Description

沥青的旋转纤维化
本发明涉及沥青制品的制造。更具体地，本发明涉及纤维形式的沥青制品，以及生产纤维形式的沥青的方法。
已经以各种形式生产了沥青制品，沥青的基本用途是铺路和屋顶制品。沥青的常见来源是来自石油精炼工业的残渣或底部残留物。为了提高其软化点，增大刚度，以便制得有用的屋顶制品和特殊用途的沥青制品，必须通过喷吹空气(氧化)进一步精炼或加工这种沥青。由于添加了天然的或合成的橡胶或其它有机添加剂，一些沥青制品已经改进了性能。
虽然沥青本身有许多有用的性能，但是它缺少本征的抗张强度和整体性。因此，许多沥青制品用玻璃纤维或有机纤维(如聚合物纤维)等材料增强，并且有研磨石灰石等填料。例如，沥青屋顶板是以一个内部的网或湿法玻璃纤维毡为基础，沥青本身含有约65wt％的研磨石灰石填料。用于沥青制品中的其它填料包括碳黑、细磨的轮胎、粘土、研磨的玻璃、以及各种有机或无机材料的珠子。
增强沥青的问题之一是通常难以把增强物料与沥青基体连成整体，特别是均匀地连成整体。一般地，通过把增强物料固定在毡上或网上，使用熔融态的沥青，来使沥青和增强物料连成一体，这和制造沥青屋顶板一样。屋顶板的制造包括使湿法玻璃纤维垫连续通过熔融沥青槽，在垫子的两侧产生涂层并填充在每个玻璃纤维之间的空隙内。这种方法局限于它只能用于较均匀的涂层，类似于薄膜。能够向各种制品上涂敷不是薄膜，而是多孔的毡或其它类型的非均匀层的沥青层是有用的。同时，该涂敷方法要求在带有液态沥青涂敷机的制造设备处进行最后产品的组装。能够在现场，例如在路面修理现场组装含有沥青层的制品是有利的。
把沥青和增强剂连成整体的另一种已知的方法是把沥青和松散的颗粒状的增强物料混合。这样的混合要求大量能量和投资大的设备，而且不能总是成功地提供均匀混合的沥青和增强剂。能够均匀混合沥青和增强剂或把均匀的沥青和增强剂连成整体是有益的，其中增强物料是非固定的或松散的形式，而不是局限于毡等固定的制品。同时，能够以液态以外的形式把沥青本身引入到各种制品中也是有益的。
许多增强的层已经用于增强公路系统。众所周知的这样的增强层包括纤维毡形式的玻璃纤维(编织的或无纺的)、沥青浸渍的毡、有机材料，如聚酯纤维毡、疏松编织的或网格形式的毡、以及玻璃纤维或其它增强纤维的层。这些增强层用于公路，在所用的含沥青的骨料沥青层之下，以增强含沥青的骨料。这样的增强层一般用于开裂的公路和需要修理的高速公路之下的位置。增强层也可以用于重新铺设的整个高速公路上或作为原始结构。同时，增强层也可以用于桥面等特殊应用中。众所周知，在这些高速公路用的增强制品上使用粘性涂层以保证在铺设路面层之前，增强层与公路的连接。
目前所用的高速公路用的增强制品的问题之一是组装构成高速公路用的各种层是费时的高成本的过程。同时，在这样的制品中难以准确测量沥青层。而且，不容易完全把高速公路用的增强制品的增强层与在熔融沥青槽中没有完全浸满增强层的沥青结合成一个整体。最后，能够在不增加所用的材料的情况下生产具有较高强度的高速公路用的增强制品是有益的。
现在已经开发了纤维形式的沥青以及生产沥青纤维的方法。沥青纤维是沥青的一种新的形式，它们可以用于传统的沥青用途中，例如路面，屋顶和特殊产品，以及新产品。可以通过离心以旋转的方法形成沥青纤维并且以纤维状沥青网状物收集起来。该网状物可以作为沥青材料层掺入许多制品中。
根据本发明，提供了一种生产沥青纤维的方法，包括向旋转的沥青纺丝器提供熔融的沥青、从纺丝器中离心出沥青纤维、和收集沥青纤维。可以用一种或多种有机改性剂对沥青进行改性，有机改性剂选自由天然橡胶、合成橡胶、弹性体、聚合物、树脂和其它热塑性或热固性材料组成的组中。优选的是，所说的改性剂的量在约2～30％(总的有机组合物的重量百分数)的范围内。更优选的是，所说的改性剂的量在约4～12％范围内。
在本发明的一个特定的实施方案中，向沥青纺丝器提供的熔融沥青的温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内，在纺丝器的正上方的喂料点上测量。
在本发明的另一个实施方案中，使沥青经过氧化过程，使得在纤维化之前，沥青的软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内，优选的是在约200°F(93℃)～270°F(132℃)范围内。使用环形和球形法测定所有的软化点。
在本发明的另一个实施方案中，离心工序对熔融的沥青提供加速度使其足以产生初始的沥青纤维，其直径约为一英寸的10万分之25(635×103μm)～60(Ht)(1524×103μm)。
在本发明的一个特定的实施方案中，纺丝器的周边有500～25,000个喷口，通过这些喷口把沥青离心出来。优选的是所说的沥青纺丝器有500～10,000个喷口。
在本发明的另一个实施方案中，通过沥青纺丝器把沥青离心出来形成初始的沥青纤维，通过一个从鼓风机出来的环形的、向下移动的气流形成向下移动的沥青纤维帘使初始的沥青纤维进一步变细。
根据本发明，提供直径小于250Ht(6350×103μm)的沥青纤维。优选的是，所说的沥青纤维的直径在约25(635×103μm)～150Ht(3810×103μm)范围内，未填充状态的沥青的软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内，优选的是在约200°F(93℃)～270°F(132℃)范围内。最优选的是，沥青纤维的直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内。所说的沥青纤维可以用填料填充，可以用增强纤维，如玻璃纤维增强。
根据本发明，提供沥青纤维毡，纤维直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内，沥青的软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内。所说的沥青纤维毡可以层压作为增强材料毡上，如湿法玻璃纤维毡上的一层，得到层压的沥青制品。
本发明还注重一种制造沥青屋顶板的方法，包括下列步骤：把沥青纤维层与增强纤维毡组装在一起，用沥青涂敷所说的组装的毡形成沥青涂敷板，向所说的沥青涂敷板上施加颗粒料，把所说的沥青涂敷板切割成屋顶板。本发明还包括用这种方法制造沥青屋顶板。
根据本发明，提供了一种把沥青和增强纤维结合成整体的方法，包括下列步骤：建立可以加热软化的增强纤维(如玻璃纤维)的向下移动的帘，向旋转的位于增强纤维帘内的沥青纺丝器提供熔融的沥青，以一定的方式从所说的沥青纺丝器中离心出沥青纤维，使沥青纤维直接与所说的帘相交，从而使沥青与增强纤维结合在一起，收集结合在一起的沥青和增强纤维。
本发明的另一个方面是本发明的沥青纤维作为碳化过程的进料的使用。通过控制纤维形式的有机前驱体的热解制备碳纤维。商业产品以人造丝、聚丙烯晴和硬沥青(从煤焦油、石油和其它来源得到)为基料。该过程包括适用于所有材料的一些常见工序。首先，用挤出或熔体喷吹制备纤维。然后通过在200℃～400℃范围内的温度下氧化(通常用空气)使纤维稳定化。该氧化过程使纤维具有足够的结构，使得在碳化过程中在分子水平上保持其形状。最后，在800℃以上的温度下，在氩气等惰性气氛下进行碳化。为了改善性能，在碳化过程中，使纤维伸展以便使分子定向。加热到更高的温度(2500～3000℃)也可增大模量和强度。所得的碳纤维具有广泛的用途。
硬沥青纤维用石油或煤焦油沥青制备，是高芳香族含量的，含有大量沥青质(用ASTM3279-78的庚烷沉淀法测定，约为80～90％)。硬沥青的熔点优选的是接近260℃，具有约为85℃的玻璃转变温度。许多硬沥青与聚合物是不相容的。
与硬沥青纤维相比，用于制造本发明的沥青纤维的沥青含有0～35％的沥青质。一般为15～25％。保持沥青质的含量较低以保证与添加的聚合物的相容性。沥青的玻璃转变温度在约-15℃～-5℃范围内。沥青的熔点一般在约93℃～116℃范围内。
本发明的一个附加的方面是一种制造高速公路用的增强制品的方法，包括：建立可以加热软化的材料的增强纤维的向下移动的帘，向位于增强纤维帘中的旋转沥青纺丝器提供熔融的沥青，从纺丝器中离心出沥青纤维，并使沥青纤维与所说的帘相交，使得沥青和增强纤维结合在一起，在沥青纺丝器的底下送入增强材料毡，在所说的增强纤维的顶部收集结合在一起的沥青和增强纤维，形成高速公路用的增强制品。本发明还包括用这种方法生产的高速公路用的增强制品。
通过以沥青纤维的形式提供沥青层，制造高速公路用的增强制品的这种方法消耗时间较少，成本较低。这样的制品中的沥青层可以更精确地测量，沥青和增强纤维可以容易地结合在一起。此外，在高速公路用的增强制品中使用沥青纤维能使该制品具有较高的强度而不会增加所用的材料。同时，由于没必要把增强物料毡浸入熔融沥青槽中，可以在不需要以开口的沥青槽为代价和危险的情况下，制造所说的高速公路用的增强制品。
图1是根据本发明的方法用于离心沥青纤维的设备的纵剖面的示意截面图。
图2是根据本发明的方法用于沥青纤维和玻璃纤维的共同纤维化的设备的纵剖面的示意截面图。
图3是交替混合沥青纤维帘和玻璃纤维帘的设备的纵剖面的示意图。
图4是本发明的沥青纤维毡的透视图。
图5是含有沥青纤维毡和增强毡的层压毡的纵剖面的示意截面图。
图6是根据本发明制造沥青屋顶板的过程的纵剖面的示意图。
图7是本发明的沥青屋顶板的示意草图。
图8是根据本发明制造高速公路用的增强制品的过程的纵剖面的示意图。
图9是根据本发明的高速公路用的增强制品的纵剖面的示意截面图。
如在本说明书中所用的，所有的百分数都是重量百分数。在本说明书中所用的术语“沥青”包括有时称为“沥青(bitumen)”的材料，两个术语相互之间可以看作同义词。在本发明中所用的沥青可以是天然出产的沥青或通过精炼石油产生的人造的沥青，可以包括直馏提取得到的沥青、分裂蒸馏的沥青、来自沥青氧化、丙烷脱沥青、蒸汽蒸馏、化学改性以及类似的加工过程得到的沥青。在其优选的实施方案之一中，本发明应用于生产屋顶板的沥青。所说的沥青可以是改性的或不改性的。
如图1所示，用旋转法生产沥青纤维的设备包括可旋转安装的纺丝器10，一般由纺丝器底部12和纺丝器周边14组成。和用于玻璃纤维的生产所用的一样，沥青纺丝器可以用镍/钴/铬合金铸造，也可以是任何其它合适的纺丝器，如用焊接不锈钢制造的纺丝器。所说的周边有许多用于离心沥青的喷口16，优选的是有约500～25,000个喷口。
把熔融沥青以液流20的方式滴到旋转的沥青纺丝器上。在达到纺丝器的底部时，驱动熔融沥青径向向外到周边上，在周边上，离心力使沥青离心通过喷口成为沥青液流或初始的沥青纤维22。从沥青纺丝器喷出后，初始的沥青纤维22通过环形的鼓风机24直接向下形成向下移动的沥青纤维流或沥青纤维帘25。可以使用任何方式使来自径向向外的路径的纤维转向直接朝向收集表面的路径。
在本发明的一个实施方案中，通过沥青纺丝器的旋转的离心细化足以产生要求纤维直径的沥青纤维，不需要进一步细化。离心过程为熔融沥青提供加速度足以产生直径小于250Ht(6350×103μm)的初始沥青纤维，优选的是在约25(635×103μm)～150Ht(3810×103μm)范围内，最优选的是在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内。在本发明的另一个实施方案中，二次细化用于进一步细化初始纤维。在这种情况下，鼓风机提供足够的空气压力推动初始纤维并进一步使其细化成要求的最终沥青纤维直径。如图1所示，鼓风机把初始纤维细化为最后的纤维26，在任何合适的收集表面，如传送带30上收集最后的纤维26成为沥青纤维网28。
在沥青纤维形成工序之后，沥青纤维网28可以传送到任何下一步的加工工序，如炉子32，形成最后的沥青制品，如图4所示的毡34。进一步的加工工序可以包括层压沥青纤维垫或带有增强层(如玻璃纤维毡)的沥青纤维层，沥青纤维毡是多孔的、在具有半英寸的水压(0.93mmHg柱)的1平方英寸的试样上，其气孔率在约20(9.4×10m3/s)～50CuFt./min(23.6×10-3m3/s)范围内。优选的是沥青纤维毡的气孔率在约30(1420×103m3/s)～40CuFt./min.(1890×10-3m3/s)范围内。所说的毡的密度在约2(32kg/m3)-10磅/立方英尺(pcf)(160kg/m3)范围内，优选的是在约3(48kg/m3)-5pcf(80kg/m3)范围内。与相同密度或厚度的沥青薄膜相比，所说的毡具有高的柔韧性和适应性(能够绕尖锐的边角模压或成形)。
本发明的一个任选的特征是使用加热设备，如感应加热器35，加热沥青纺丝器或初始沥青纤维，或者同时加热这两者，以促进沥青纤维的细化。通过加热初始沥青纤维，可以增强进一步细化成最终的沥青纤维的过程。即使不需要通过鼓风机的二次细化，也可以使用辅助的热源维持沥青纺丝器的温度在使沥青离心成为纤维的最佳水平。可以使用其它用于沥青纺丝器的加热设备，如电阻加热。沥青纺丝器的温度应该在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内，优选的是在约330°F(165℃)～420°F(216℃)。
实施例I
在转化器中氧化Venezuelan Lagovan渣到软化点为240°F(115℃)。在该软化点，用ASTM D-5的方法测量，沥青在350°F(177℃)下的粘度为4,300cps(4.3Pa·s)，在25℃的渗透性为17dmm。进行足够的氧化使得能够形成纤维，但不会引起沥青在室温下变脆。不向沥青内加入填料。在向沥青纺丝器输送之前，把沥青在热熔体加热器中加热，在350°F(177℃)的温度下送入沥青纺丝器。沥青纺丝器的直径为15英寸(381mm)，以2300RPM的转速旋转。纺丝器周边安有854个喷口，每个喷口的直径为0.034英寸(0.86mm)。没有来自燃烧器的外部加热，没有来自鼓风机的二次细化。以多孔毡的形式收集沥青纤维。
实施例II
把实施例I的氧化后的Lagovan渣进一步用4％的Kraton1184改性。通过在Ross剪切混合器中在400°F(204℃)混合60分钟，把该聚合物混入沥青中。得到的改性的沥青在350°F(177℃)下的粘度为110,000cps(110Pa·s)，软化点为285°F(141℃)，在25℃的渗透性为14dmm。在400°F(204℃)的温度下把沥青送入以1700RPM旋转的实施例I的沥青纺丝器，离心出沥青纤维。这些纤维明显较长、强度较高、比实施例I的纤维粘性小。
实施例III
96％的Lagovan渣(软化点104°F(40℃))和4％的Kraton1102的混合物在475°F(246℃)用空气喷吹3小时50分钟。得到的沥青的软化点为244°F(118℃)，在25℃的渗透性20dmm，在350°F(177℃)的粘度为11,250cps(11.25Pa·s)。通过在330°F(166℃)加热调节2小时进一步处理沥青以提高粘度，得到软化点为245°F(118℃)、在350°F(177℃)的粘度为26,900cps(26.9Pa·)的沥青，在360°F(182℃)的温度下把沥青送入以1356RPM旋转的实施例I的沥青纺丝器。所得的沥青纤维是松散型的网。
实施例IV
通过把氧化的Lagovan渣与10％的Himont Profax 6301聚丙烯在剪切混合器中混合对氧化的Lagovan渣进行改性。得到的沥青的软化点为302°F(150℃)，在25℃的渗透性为7dmm，在350°F(177℃)的粘度为110,000cps(110Pa·s)。在409°F(209℃)把所说的沥青送入以1229RPM旋转的实施例I的沥青纺丝器中。所得的沥青纤维是较干燥的、粘性较小的、比实施例III的沥青纤维试样更软的。
实施例V
先通过在显微镜的载玻片上用盖玻片固定一个1英寸(25.4mm)×1.5英寸(38.1mm)的薄沥青纤维毡来制备试样，测量实施例I-IV生产的沥青纤维的直径。所说的显微镜装备有200×的放大能力、一个摄像机和一个监视器。对于所有的测量以明场模式使用发射光。使用一对能测量到0.1mm的数字测径器和分度至少为10微米、总长至少为100微米的标定片。把标定片放在载物台上，用数字测径器量出离摄像监视器100微米。从这个测量出发，从标尺的实际尺寸(100微米)和从监视器测得的尺寸计算出一种关系。然后把试片放在载物台上，在监视器上测出100根纤维。只测可以与相邻的纤维分开的纤维(不熔化的或紧密缠绕的)。以标定数据为基准，计算实际的纤维直径和平均值。如在本说明书中使用的那样，术语“具有直径”在一定范围内意味着在随机试样中约95％沥青纤维在该特定范围内。
沥青纤维直径测量的结果列于表I。由于沥青的黑色使得用上述方法测量沥青纤维直径的能力更困难。由于这一点，难以分辨那些纤维是双股的或紧密缠绕的。因此，表I中所示的测量值可能比实际值偏高。由于沥青形成上的差异，某些试样比其它试样有更大的熔融或缠绕成双股的趋势。
作为对比，用类似的旋转纤维化方法制备的干燥的瓶装级的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的纤维直径作为控制包括在表I中。所用的PET材料是在230℃整夜干燥的Eastman Kodapet。通过离心在600°F(316℃)向直径为15英寸(316mm)有2400个直径为0.016英寸(0.406mm)的孔的纺丝器送入的熔融的PET制备所说的PET纤维。所说的纺丝器1600RPM的转速旋转。所说的PET纤维表现出一些熔融和缠绕。一些PET纤维是缠绕成双股的，所说的纤维表现出脆性(在一根纤维相对于另一根摩擦时，缺少光滑性)。
实施例VI
通过添加粘土填料增强实施例II的沥青，粘土填料占总组合物的10wt％。该纤维比实施例II生产的纤维更坚硬，也更干燥，更短。优选的是填料的量为沥青和填料总重量的约2～30wt％范围内。
                    表I
                 纤维直径分布
    试样   平均纤维直径Ht(10-3m3/s)     标准偏差
    实施例II     31(14.6)     16
    实施例IV     68(32.1)     28
    实施例V     23(10.9)     9
    实施例VI     36(17.0)     19
用旋转沥青纺丝器使沥青纤维化的方法可以与旋转的玻璃纤维形成过程结合使用，使沥青与玻璃纤维结合成整体。如图2所示，沥青纺丝器10位于众所周知的生产玻璃纤维的类型的传统的玻璃纺丝器40之下。优选的是所说的沥青纺丝器装在玻璃纺丝器底部之下，在轴42上与玻璃纺丝器共轴旋转。熔融的沥青液流20通过旋转支撑玻璃纺丝器的空心轴44滴落。通过环形送风机46和环形燃烧器36，以在制造玻璃纤维技术中已知的方式，可以促进玻璃纤维的细化。
熔融的玻璃以液流50滴入纺丝器，离心成为玻璃纤维52，旋转向下成为纤维和气体流，或帘。可以在帘内或帘外安装一个附加的设备，如粘合剂喷嘴56，用于施加任何粘合剂和其它涂层或需要的颗粒，或者用于提供冷却所说的沥青纤维的液体。
在操作中，所说的沥青纤维从沥青纺丝器沿径向向外分布，在所说的帘中与玻璃纤维混合，并在传送带上收集成为沥青纤维和玻璃纤维的混合体58。由于所说的玻璃纤维形成过程需要在玻璃的软化点以上的温度下操作，所以紧接着在玻璃纺丝器之下的周围区域非常热。某些沥青纤维有可能混入带有纤维帘的热气流中，因此，实际温度足以软化或熔化沥青纤维。在这种情况下，某些沥青材料可能粘附在一些玻璃纤维上形成纤维上的沥青颗粒。所说的沥青也可能在一些纤维上以涂层的形式存在。必须注意不要把沥青引入到可以使沥青点燃的温度区域内。在成为沥青/玻璃纤维制品60之前，沥青和玻璃纤维的混合体可以送到任何合适的加工位置，如炉子32。
实施例VII
用类似于图2所示的设备把实施例IV的沥青试样和玻璃纤维共同纤维化。收集所得的沥青和玻璃纤维的混合体作为隔热制品，该制品看起来象黑色的玻璃纤维隔热材料。所说的沥青/玻璃纤维隔热制品有60～65wt％的有机组分，虽然有机组分的重量百分数可以在所说的沥青/玻璃纤维混合体的约20～80％范围内。制备了四个单独的试样，结果列于表II。
                                         表II
                                 沥青/玻璃纤维隔热性能
试样   厚度英寸(mm)   重量(克)     密度pcf(kg/m3)           热导率k(w/m·K)     热阻R(Km2/W)
    1  0.8(20.3)     70   2.13(34.12)   0.236(0.0340)   3.39(0.597)
    2  0.8(20.3)     72   2.19(35.08)   0.237(0.0341)   3.37(0.593)
    3  1.0(25.4)     145   3.54(56.71)   0.231(0.0333)   4.33(0.763)
    4  1.0(25.4)     138   3.36(52.82)   0.235(0.0339)   4.26(0.750)
作为如上所述的和图2所示的共轴纤维化的一个替换方法。可以使用沥青纤维帘和玻璃纤维帘的交替混合，如图3所示。通过从一个或多个旋转的玻璃纺丝器40离心出玻璃纤维，建立一个或多个向下移动的玻璃纤维帘，可以把沥青纤维和玻璃纤维结合在一起，所说的玻璃纺丝器用任何合适的送料设备提供熔融的玻璃，如用前炉66。所说的玻璃纤维帘位于收集表面30的上方，所说的玻璃纤维帘一般沿所说的收集表面的长度方向排列。用一个或多个旋转的沥青纺丝器10离心出沥青纤维，建立一个或多个向下移动的也位于所说的收集表面的上方的沥青纤维帘25。所说的沥青材料可以从常见的来源以熔融态提供，例如用沥青供料导管68。所说的沥青纤维帘沿所说的收集表面的长度方向排列，一般以与玻璃纤维帘交替的方式与玻璃纤维帘共线排列。结果是所说的沥青纤维和玻璃纤维混合，并收集成为结合在一起的沥青纤维和玻璃纤维。随后，可以把所说的结合在一起的沥青和玻璃纤维进一步加工成为要求的沥青/玻璃纤维制品。在一个替换的实施方案中，一个单一的沥青纺丝器位于一对玻璃纺丝器之间。
本发明的沥青纤维毡34，表示于图4，可以掺入许多用途中，尤其是建造工业。可能的用途包括玻璃毡的热塑性处理，过滤、吸音、垫圈、吸附剂、粘结剂、毡的结合剂、抗湿层、耐腐蚀层、隔热、用于屋顶板改性的聚合物填充、不需要加热或溶剂的一致层的应用、冲击吸收层、和高速公路的表面重铺。
所说的结合在一起的玻璃纤维和沥青可以经过压缩或压实工序形成更致密的制品。在压实之前，所说的结合在一起的玻璃纤维和沥青优选的是其密度在约2(32kg/m3)～15pcf(240kg/m3)范围内，而在压实之后，所说的结合在一起的玻璃纤维和沥青制品的密度优选的是在约65(1041kg/m3)～120pcf(1922kg/m3)。压实的制品将用于各种制品，包括振动阻尼材料、注模材料、隔热材料，和地板砖基体。
当所说的沥青纤维毡用于高速公路的建造和修理时，所说的沥青纤维毡可以与增强毡层压形成增强层，如与湿法玻璃纤维毡层压。所说的增强层可以用于各种其它建造用途以及高速公路建造。如图5所示，层压的毡70可以通过把沥青毡和一个增强层，如连续玻璃纤维毡72，层压在一起形成。这种层压毡可以用作在各种建造应用中(如高速公路)的应力吸收薄膜中间层。
在屋顶板加工中的沥青纤维毡的使用表示于图6，其中，湿法屋顶板毡76和沥青纤维层34层压在一起形成层压毡70。把所说的层压毡送入沥青涂敷器78中，用颗粒施加器80把颗粒料施加到涂敷的沥青板上。以任何合适的方式(如颗粒压机82)把所说的颗粒压入所说的板中，通过切割圆筒86切成单个的屋顶板84。单个的屋顶板表示于图7。在形成分割开的屋顶板后，可以用加工这样的屋顶板常用的设备处理这些屋顶板，例如用屋顶板堆叠机88形成屋顶板堆90，用捆扎包装机92形成屋顶板捆。在屋顶板或其它屋顶制品的制造过程中，沥青纤维层的使用能使具有特定性能的层选择性定位。例如，如果层中的沥青纤维用聚合物改性以提高的柔润性或弹性，所说的层的使用能使高弹性的沥青放在屋顶板的顶部(该处需要弹性)，而不需要对所有的涂层沥青进行改性。这种结构可以得到性能更好的屋顶板而不会有太多的附加成本。
实施例VIII
通过把上述实施例II中制造的沥青纤维层与湿法屋顶板毡层压制得沥青屋顶板。然后把所说的层压毡用有填料的涂层沥青涂敷制备屋顶板。所得的屋顶板的Elmendorf撕裂强度为1953克。这比传统的屋顶板的典型撕裂强度约高9％。
图8中所示用于制造高速公路用的增强制品的方法包括与第一个沥青纺丝器102共轴旋转安装的玻璃纺丝器100。供给到纺丝器上的熔融玻璃104以玻璃纤维的形式从所说的玻璃纺丝器离心出来。供给到第一个沥青纺丝器上的熔融沥青108由第一个沥青纺丝器离心成沥青纤维110。优选的是沥青纤维的直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内。玻璃纤维和沥青纤维的这种共同纤维化混合了所说的两种材料，并把它们结合成一体。所说的玻璃纤维和沥青纤维可以通过环形鼓风机转向下移动，未表示。
所说的玻璃纺丝器和第一个沥青纺丝器位于收集表面(如传送带)的上方，在需要时，可以把松散的编织玻璃网格114等增强毡送到传送带上，并直接位于结合成一体的沥青和玻璃纤维流之下。所说的增强毡可以是任何适合于增强铺路层的增强毡，可以是编织的或无纺的，有机材料的或无机材料的，优选的是松散编织的或网格的形式。在玻璃网格的顶部收集所说的结合在一起的沥青和玻璃纤维得到高速公路用的增强产品116。优选的是用碾压辊117压实所说的结合在一起的沥青和玻璃纤维。
任选的是，可以用任何合适的源对高速公路用的增强制品涂敷粘性涂层材料118，例如用粘性涂层喷涂机120。所说的粘性涂层可以是任何合适的粘合剂，用于把高速公路用的增强制品结合到路面上，例如沥青粘合剂。优选的是，所说的粘性涂层在25℃是粘性的，用ASTM滚球试验D-2131测量，根据该试验方法，认为大于40mm的数值不是粘性的。
涂敷粘性涂层的一个任选的过程表示于图8。由第二个沥青纺丝器128制备的沥青纤维的第二层126可以放在高速公路用的增强制品的顶部。优选的是所说的第二个沥青纺丝器一般沿收集表面的长度方向与第一个沥青纺丝器共线排列。供应到第二个沥青纺丝器的沥青流130是会产生粘性纤维的组合物。这可以通过几种方式完成，如使用具有高渗透比的沥青。优选的是粘性沥青纤维的直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内。在以粘性沥青纤维的形式涂敷粘性涂层或层时，喷涂涂敷的粘性涂层118通常是不必要的。优选的是，所说的粘性沥青纤维在25℃是粘性的。
如图9所示，高速公路用的增强制品116有增强毡或玻璃网格114作为其顶层，由于用于高速公路，所说的制品从图8所示的方向翻转过来。在制品的中间是把玻璃纤维106和沥青纤维110结合在一起的层122。底层是粘性涂层118。最后，高速公路用的增强制品可以含有过渡纸124，以帮助在高速公路铺设场地把产品展开。
明显的是从如上所述出发，可以对本发明进行各种改进。但是这样的改进应该认为在本发明的范围之内。
本发明可以用于沥青和玻璃纤维的增强制品的制造，和沥青屋顶板的制造。

Claims (20)

1、一种生产沥青纤维的方法，包括：
a.向旋转的沥青纺丝器提供熔融的沥青；
b.从纺丝器离心出沥青纤维；
c.收集沥青纤维。
2、根据权利要求1的方法，其中，包括向沥青纺丝器提供熔融的沥青，其温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内。
3、根据权利要求1的方法，其中，所说的供料工序包括提供用选自由天然橡胶、合成橡胶、弹性体、聚合物、树脂和其它热塑性或热固性材料组成的组中的一种或多种有机改性剂改性的沥青，所说的改性剂的量在约2～30％范围内。
4、根据权利要求3的方法，其中，所说的改性剂的量在约4～12％范围内。
5、根据权利要求3的方法，其中，包括向所说的沥青纺丝器提供熔融的沥青，其温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内。
6、根据权利要求1的方法，其中，所说的供料工序包括提供经过氧化过程足以使沥青的软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内的沥青。
7、根据权利要求6的方法，其中，包括向纺丝器提供熔融的沥青，其温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内。
8、根据权利要求1的方法，其中，所说的离心工序对熔融的沥青提供加速度使其足以产生直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内的初始沥青纤维。
9、根据权利要求1的方法，其中，所说的沥青纺丝器的周边有约500～25,000个喷口，通过所说的喷口离心出沥青。
10、一种生产沥青纤维的方法，包括：
a.向旋转沥青纺丝器提供温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内熔融的沥青，所说的沥青已经经过氧化过程，足以使其软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内；
b.从沥青纺丝器离心沥青纤维，生产出直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内的沥青纤维；
c.收集沥青纤维。
11、根据权利要求10的方法，其中，所说的供料工序包括提供选自由天然橡胶、合成橡胶、弹性体、聚合物、树脂、和其它热塑性或热固性材料组成的组中的一种或多种有机改性剂改性的沥青，所说的改性剂的量在约2～30％范围内。
12、根据权利要求11的方法，其中，所说的改性剂的量在约4～12％范围内。
13、一种生产沥青制品的方法，包括：
a.向可旋转安装的沥青纺丝器提供熔融的沥青；
b.从所说的沥青纺丝器离心出沥青纤维形成初始的沥青纤维；
c.通过一个环形向下移动的气流形成向下移动的沥青纤维帘细化初始的沥青纤维。
d.收集沥青纤维成为沥青制品。
14、根据权利要求13的方法，其中，包括向所说的沥青纺丝器提供温度在约270°F(132℃)～500°F(260℃)范围内的熔融沥青。
15、根据权利要求13的方法，其中，所说的供料工序包括提供用选自由天然橡胶、合成橡胶、弹性体、聚合物、树脂、和其它热塑性或热固性材料组成的组中的一种或多种改性剂改性的沥青，所说的改性剂的量在约2～30％范围内。
16、根据权利要求15的方法，其中，改性剂的量在约4～12％范围内。
17、根据权利要求13的方法，其中，所说的供料工序包括提供经过氧化过程足以使沥青的软化点在约180°F(82℃)～350°F(177℃)范围内的沥青。
18、根据权利要求13的方法，其中，所说的离心工序向所说的熔融沥青提供加速度足以产生直径在约25(635×103μm)～60Ht(1524×103μm)范围内的初始沥青纤维。
19、根据权利要求18的方法，其中，所说的供料工序包括提供用选自由天然橡胶、合成橡胶、弹性体、聚合物、树脂、和其它热塑性和热固性材料组成的组中的一种或多种有机改性剂改性的沥青，所说的改性剂的量在约2～30％范围内。
20、根据权利要求13的方法，其中，所说的沥青纺丝器的周边有500～25,000个喷口，通过所说的喷口离心出沥青。
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