TW200523221A - Continuous strand mats, methods of producing continuous strand mats, and systems for producing continuous strand mats - Google Patents

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200523221 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於連續原絲氈、製備連續原絲氈之 方法、及製備連續原絲氈之系統。 【先前技術】 玻璃纖維及玻璃纖維原絲之前已在此項技術中用於製備 各種類型的玻璃纖維氈以用作強化材料。製造魅的基本原 理在此項技術中為人所熟知且在K· Lowenstein的77/e Manufacturing Technology 〇f Continuous Glass Fibres(\993 年第三版）第293-312頁中得以充分描述。美國專利第 3,883,333號（Ackley)及第 4,158,557號（Drummond)中亦描述 了製造玻璃纖維之連續原絲氈的典型過程。 玻璃纖維氈的一特殊實用性在於強化樹脂質或聚合材 料，因為經一體式成型之玻璃纖維氈的存在大體上增加了 此等材料之強度。舉例而言，玻璃纖維氈可用於拉擠成型 法树知次7貝成型法、樹脂轉注成型法、塵縮成型法、 SCRIMP及衩合部分之開放成型法。通常一起處理該魅及 一熔化的樹脂以形成一熱固性或熱塑性複合物。熱固性複 合物對用於航空器、船舶及陸上運輸工業以及用於建築、 耐餘性及電氣應用特別具有吸引力。 連續原絲氈可應用於許多利用熱固性樹脂之過程中，包 含（例如）拉擠成型法、樹脂浸潰成型法、樹脂轉注成型 法、壓縮成型法、真空辅助樹脂轉注成型法及複合部分之 開放成型法。舉例而言，拉擠成型過程可用於形成工字 95660.doc 200523221 擁、工具手柄、梯挪4日 才于、樹枝切割機延伸部八 品。玻璃纖維製造芮 刀及其它產 鮮叮滿、—〜 複合物製造商供應多卷連續料 氈。可視複合物製造商 逆々原4 <而要及/或玻璃纖維製 備而定來改變該等卷之宫 、- 商之5又 寬又。可視最終產品而定由福人#7 製造商將該等卷切判忐如 由硬3物 刀“成車乂小寬度。以樹脂浸透該連 氈並於一足以設定哕滿人 、原4 又疋口亥禝合物之形狀的溫度 成形的沖模。 勒，、牙過一 在此專應用中，對於用 制 一目士♦ 冑於用以製造此等疊層之連續原絲氈而 …有血可能均勻的纖維密度分佈很重要。若將 勻密度氈用於強化目的’則由此製備之產品可能在其強度 方面具有實質變化，因為某些區域可能由於缺少玻璃纖： 強化而變得較弱，而其它區域可變得較強。 在連續原絲氈之製備令，將複數個原絲給料器定位於一 移動帶或輸送機上，通常係一連續驅動的具可撓性之不銹 鋼鏈條或其它多孔表面。在一類鋪設機的運作中，使該等 原絲給料器彼此平行地在該輸送機上作往復運動或來回橫 移且通常在一通常與移動的輸送機之運動方向垂直的方向 上。將包含多個玻璃纖維長絲之原絲自一適當的供給源 (諸如複數個先前製成之成形封裝）送至該等給料器。 在此項技術中衆所熟知，該給料器可充當一衰減器以對 直接來自一玻璃纖維成形襯套之玻璃纖維進行衰減並最終 將由此形成的原絲直接沈積於輸送機上，如由上文之

Lowenstein於第248至251頁中所述且在美國專利第 3,883,333 號（Ackley)、第 4，158,557 號（Drummond)、第 95660.doc 200523221 4,963，176號(^1巧等）及第4,964,891號（3心也1>)中作了進 一步說明。 每一給料器裝置提供自該供給源提升原絲並最終將其沈 積於移動的輸送機之表面上所需的拉力。在一典型製備環 兄中，複數個此等原絲給料器已彼此被同時使用以製備一 玻璃纖維魅。在美國專利第3,915,681號（Ac]dey)及第 4,340,406號（Neubauer等人）以及美國專利第4,963，176號 (Bailey等人）及美國專利第4,964,891號（Schaefer)中可找到 杬述此等作往復運動之給料器的運作及控制的值得注意的 參考，該等專利以引用的方式倂入本文中。 一旦原、絲已經被沈積於該輸送機上以％《鬆散玻璃原絲 的-任意圖案，則必須以某種方式賦予其機械完整性使得 Ik後可將此專鬆散原絲處理為一個魅並最終製成一成品疊 層。舉例而言，若該氈在機器方向（與該氈之運動方向平 行之方向)上的拉伸強度不足，貝"其被切成較小寬度並 藉由一拉擠成型過程拉動時該氈可被拉斷。 此項技術中已知的一種改良機械完整性的方法係使鬆散 絲穿過-針縫設備’其中使複數個鉤針作上下往復運動 原 以便穿透原絲且藉此使其彼此纏住。在美國專利第 3,713,962 號（Ackley)、帛 4,277,531 號收叫、第 4,404,717號（Neubauer等）及第4,964,891號⑼⑹㈣中進一 步描述了此技術。對氈進行針缝可導致長絲斷裂，此可導 致下游處理產生困難。 一種方法係以 叮使鬆政原絲結合成為一個說的形式之另 95660.doc 200523221 、1子和丨^ (通 < 稱作黏合劑）浸潰原絲，並隨後使其熔化 或對其進订加熱使*包括魅結冑之個別原絲變得彼此結 合。在延結構中用於結合個別原絲的黏合劑通常為粉末黏 口 J仁疋亦可使用液體黏合劑。在美國專利第5,051，122 號π·)中描述了此種方法的一實例。通常，此溶化操作 發生於輸送機與原絲二者均穿過其的—烘箱内部。該洪箱 必須具有足夠的長度並被加熱至如此的程度使得玻璃原絲 及樹脂在烘箱中的滯留時間足夠長以致於能徹底地熔化該 树月曰並乾燥來自该原絲的任何過量濕氣。具有英尺（6」 公尺）或更長的長度之烘箱並不少見。除了烘箱之物理尺 寸之外亦存在與其構造及保持其連續運作相關聯之費 用。 、 /吏用諸如低苯乙烯可溶的、交聯的聚醋特別適於增加連 續原絲ί€之機械強度。’然而，黏合劑成本亦增加了製造成 本0 黏合劑之使用在提供氈中之乾燥拉伸強度的同時亦可導 致該氈變得太硬，可經常導致該氈變色(灰白色），並可經 常導致某些鬆散纖維未被結合至該氈。作為一實例，增加 後的硬度可使拉祕穿過—沖模（作為拉擠成型過程^一 部幻變得更加困_，使得該耗可能無法完全填滿成型後 的產品。作為另—實例’在樹脂轉注成型應时，一硬魅 可使得使宣毛與模-致變得更加困難。因而，需要所增加的 拉伸強度與適當的一致性之間的平衡。 使用黏合劑之另-挑戰在於確保該黏合劑均勾地分佈於 95660.doc 200523221 ϊ毛内。此挑戰係使用粉末黏合劑所特別關心的。 將需要排除對用於熔化及/或固化粉末黏合劑及/或乾燥 經液體黏合劑浸潰之連續原絲玻璃纖維氈之烘箱的使用。 將需要在不使用黏合劑之情況下製備具有所要之拉伸強 度、顏色、柔軟度、一致性及其它特性之玻璃纖維之連續 原絲。亦需要在不使用黏合劑之情況下製備具有均勻密度 及機械特性之玻璃纖維的連續原絲氈。 【發明内容】 本發明係關於連續原絲氈、製備連續原絲氈之方法、及 製備連續原絲氈之系統。 在某些實施例中’連續原絲訪包括—包括複數個任意 定向之玻璃纖維連續原絲的層及穿過該層、包括至少—個 縫合紗線的複數個針腳’其中該等針腳緊固該等複數個原 絲中之至少一部分以形成該氈。在某些實施例中，該氈可 藉由緊固該等複數個原絲中之至少_部分的該等複數個針 腳而基本成形。在某些實施例中，可無需使用黏合劑便形 成該氈。 在某些實施财，製備連續原絲之方法可包括形成破 t纖維之連續原絲的鬆散魅並針腳結合該鬆散魅。在某些 貝把例中，可在—任意定向上沈積該等複數個連續原蜂。 針腳結合該鬆散訪包括縫合該鬆散魅中的複數個針腳。 ，發明之方法的實施例亦可包括對該鬆散的連續原絲魅進 订針縫以便使個別玻璃原絲彼此纏繞在一起。 製備本^明之連、㊣原絲&之系統的實施例可包括玻璃纖 95660.doc 200523221 維原絲的-供給源、用於經任意定向之連續原絲鼓的一鋪 設機及-針腳結合機。在某些實施例中，本發明之系統可 進一步包括一針縫設備。 將在以下【實施方式】中來更詳細地描述本發明之此等 及其它實施例。 【實施方式】 為本說明書之目的，除非另作說明，否則本說明書中所 使用的表示成分數量、反應條件等等的所有數字均理解為 在所有情況下由術語•，約"修正。因此，除非作出相反說 明，否則以下說明書中所闌明之數字參數為近似值，其可 視由本發明尋求獲得的所要特性而定作出變化。絲毫不且 並非試圖將均等原理之應用限制於申請專利範圍之範嘴， 至少應按照所報道之重要數位的數字且藉由應用普通的舍 入技術來解釋每一個數字參數。 好闡明本發明之寬料的數字範圍及參㈣近似值， 但是盡可能精確地報道了在具體實例中所閣明之數值。然 二：7數值固有地含有由在其各自的測試量測甲發現的 ^必料致的錯誤。此外，將本文中所揭示之所 ，理解為包含其中所包含之任何及所有子範圍。舉例而 應將所述耗圍”丨至⑺”認為包含最小值1與最大值之 二最且=内)的任何及所有子範圍；意即，所有子範圍 =值工或更大（例如，6·υ開始，並以最大值1〇或更 =ΓΛ5至10)結束。此外，應將如被”倂入本文中，，而 *何參照案理解為以全文引㈣方式併入。 95660.doc -10- 200523221 應進-步指出，當在此說明書中使用時，除非被明顯地 及明確地限制於一個對象，否則該等單數形式"一0)”、” 一（an)”及”該”包含複數對象。 本發明通常用於玻璃纖維氈之製造中。—般的熟習此項 技術者將認識到，可在許多玻璃纖維之製備、組裝及應用 中實施本發明。適合用於本發明之麵纖維的非限制性實 例可包含由可纖維化之玻璃組合物（諸如,,E_破璃，，、"A 1 璃”、玻璃"、"S-玻璃，，、"ECR.玻璃"（耐餘玻璃）及其無 氟及/或無硼衍生物製備而成的彼等玻璃纖維。 本發明係關於連續原絲氈、製備連續原絲氈之方法、及 製備連續原絲氈之系統。連續原絲氈可包括被任意定向之 連續原絲。如本文所用之術語”原絲，，意指聚集在一起的呼 多纖維。如本文所用之短語"連續原絲"意指通常可具有約 10公尺至約400千米（km)之平均長度的原絲。雖然需要具 有不會斷裂之原絲的供給，但是有時該等原絲中確實合； 生斷裂，使得難以供給完全連續的原絲。因而，雖然^ 供給盡可能長的原、絲’但是不應認為該等原絲之總長：具 有限制性，只要|㈣設機接收到能夠使其形成—連續原絲 氈的原絲供給即可。在現今的商業製造環境中，在自一'封' 裝或複數個封裝供給連續原絲的實施例中，該連續原絲通 常具有約40,000與約】6〇,〇〇〇公尺之間的長度。 應瞭解，雖然該等連續原絲可具有以上範圍内的標稱長 度，但是該數中的某些原絲可能由於製造及/或處理條件 而具有以上範圍之外的長度。舉例而言’可將封裝接合起 95660.doc 200523221 來以形成更長的連續原絲。作為另一實例，可由一成形操 作直接供給連續原絲而無需纏綠於一封裝上。作為另—實 例來自-封裝的原絲可在沈積期間斷裂。作為盆它每 例，某些製造商可修整連續原絲魅之邊緣，或者可將^ 原絲觀切割成具有較小寬度之魅。當修㈣的邊緣或^ ^^刀』成具有較小寬度之&時，靠近該熟之邊緣的某些絲 了此被切割’使得該氈中的原絲之長度可能比被沈積及針 腳結合時的原絲之長度短。 如本文所用，術語”任意定向”意指並非以特殊的、有址 織的方式來對該等原絲彼此定向。舉例而言，在針織產品 或針，織物的情況下，可將粗紗定向成在機器方向上、在 與機為方向成90度的角度、在與機器方向成45度的角度、 及/或在與機器方向成其它角度通常彼此平行。 又 ▲树明之實施例可提供任意定向之連續原絲誕，其中該 蚝猎由緊固該等複數個原絲中之至少一部分的該等複數個 針腳而基本成形。如本文所用，”基本成形（pd贿ily formed)”係指其中該等原絲被緊固或被固持於適當位置的 原則！生方式。若使用可個別地或結合起來可形成魅的多種 ㈣’則單一技術可使該鼓基本成形。舉例而言，如上所 v丨’、—貫轭例中，s亥氈可藉由緊固該等複數個原絲中 之ft部分的該等複數個針腳而基本成形。其它技術可 與该寺複數個針腳結合使用’諸如黏合劑之使用或針縫之 ^ 疋11等其它技術並非為根據本發明之實施例緊固 。亥等原絲或另外將其@持於適當位置的基本方式。 95660.doc 200523221 在其中S毛藉由該專複數個針腳而基本成形的某此實施例 中’该S€可能不具有足夠的機械完整性以在不存在此等複 數個針腳的情況下經受住下游應用（例如，一拉擠成型過 程）°可以許多方式量測氈的機械完整性。對機械完整性 之一量測為氈的乾燥拉伸強度。可使用來自Chatiu〇n的

Model UTSM拉伸測试機（Chatillon UTSM拉伸測試機）來量 測乾燥拉伸強度。 在本發明之某些實施例中，不具有足夠的機械完整性以 經受住一下游應用中的處理的氈將具有約16磅或更小的乾 燥拉伸強度。在某些非限制性實施例中，藉由緊固複數個 原絲中之至少一部分的該等複數個針腳而基本成形的、具 有約1盎司/平方英尺之密度的氈可具有約44磅或更大的乾 知拉伸強度。在某些非限制性實施例中，#由緊固複數個 原、、糸中之至少一部分的該等複數個針腳而基本成形的、具 有約0.75盎司/平方英尺之密度的氈可具有約丨6磅或更大的 乾燥拉伸強度。以上乾燥拉伸強度係指使用 UTSM拉伸測試機以2〇英吋/分所量測的3英吋寬χ9英吋長 之乾樣品的乾燥拉伸強度。 曰在某些實施例中，可在不使用黏合劑之情形下製備本發 明之連績原絲氈。如本文中所用，術語，，黏合劑，，將通常指 ，力熱便會結合氈結構中之個別玻璃纖維原絲的呈液體或 :形式之化學樹脂。如本申請案中所用，術語"黏合劑” 並不包含施加至形成後的玻璃纖維長絲之上漿組合物，下 文將對其進行更詳細的論述。 95660.doc -13- 200523221 在某些實施例中，本發明之連續原絲魅並非藉由黏合劑 而基本成形。由於如上所述之許多原因，以粉末或液體形 式使用黏合劑可能並非為吾人所要。然❿’本發明之某此 實施例亦可包含-些黏合劑。在此等實施例中，雖然^使 用-些黏合劑’但是該黏合劑並非其中緊固該等原絲或另 外將其固持於適當位置的原則性方式。 連續原絲之針腳結合可提供許乡優於使㈣合劑來使气 基本成形的優點。舉例而言’針腳結合可為魅提供顯著： 別之機械完整性而沒有與黏合劑相關聯之成本、沒有血為 合劑相關聯之硬度、沒有黏合劑之不良色彩效應且沒二 吊與使用黏合劑相關聯之盆夕缺駐 八匕缺點。雖然氈之實施例可藉 由針腳結合而基本成形’但是亦可根據本發明之進一步實 施例自其它來源實現機械完整性。舉例而言，在某些實施 例中，可在針腳結合之前對沈積後的連續原絲進行針縫， 如下文所述。 在某些實施财，可在該等㈣錢積m卩對連續 原絲的-_進行針腳結合，而除了使用該鋪設機盘該 針腳結合機之間的一輪送機之外無需將該鬆散魅傳送至一 針腳結合機。如本文所用，分〜> 用術鬆散氈"係指複數個連續 原絲，其並不彼此緊固或另外被固持於適當位χ，使得該 專複數個原絲不具有足夠的機械完整性以待處理而不會顯 =地擾亂該等原絲之定向。連續原絲w未經針 縫、未與-黏合劑結合、且未經針腳、… 本發明之實施例可允許連續原絲的—鬆散㈣沈積於一 95660.doc 200523221 ^上^傳送至―針腳結合機。為了將該鬆散數傳送 :針腳結合機，可為該鬆散耗提供支撐 ::、’=、折疊、包裝、卷攏等)、被傳送心 二=至該針腳結合機。本發明之實施例可利用 行針it 提供一些機械完整性。在對該鬆散魅進 人、只把例甲，可將經針縫的鬆散魅置放於-容器、 :子在其它儲存設備中以將其傳遞至該針腳結合 另外ΪΓ二貫施例中，可將經針縫的鬆散童毛折疊、結彩或 積於一策於儲存設備中。其它實施例可涉及將連續原絲沈 至、料/膜上’此使得連續原絲之鬆散魅被卷攏並被傳遞 主一針腳結合機。 2某些實施例中，連續原絲範可包括一包括複數個任意 :二之玻璃纖維連續原絲的層及穿過該層、包括至少一個 =紗線的複數個針腳，其中該等針腳緊固該等複數個原 二之至少-部分以形成該魅。在某些實施例中，該魅可 固該等複數個原絲中之至少一部分的該等複數個針 2而土本成形。在某些實施例中’可在完全無需使用黏合 :之情形下形成連續原絲數。雖然本發明之實施例可在形 '連績原㈣時不利用黏合劑，但是可能 進行針腳結合之外還需要-些黏合劑的情況。在此等= 1中’該財除縫合紗線之外還可能包含—些黏合劑，但 是該氈可並非藉由黏合劑而基本成形。 在2實施例中，本發明之連續原絲觀包括一包括複數 個任意定向之玻璃纖維連續原絲的層及緊固該等複數個原 95660.doc -15- 200523221 絲中之至少一部分的複數個針腳，其中兮 括至少-個縫合紗線…無需黏合劑:形:該：針腳包 在某些貫施例中，本發明之連續原絲制具 盎司/平方英尺的密度。在其它實施 0·5 達約m/平方英尺的密度。 μ可具有高

二;:可複數個針腳定向於通常與該 ::度：仃u即，通常沿機器方向)的—個或多個列中。 =步的實施例中’可將該一個或該等多個列近似等距 :氈的寬度上。在某些實施例，該一個或該等多個 :可在每2_英吋氈寬度上包括約7列針腳。在某些實施例 ’可間隔放置該等縫合紗線，使得每英4具有高達㈣ 均亩勾間隔的縫合紗線。下文更詳細地論述了料縫合紗線 "上的間IW。對間隔距離的選擇可視該針腳結合範 之最終應用而定。 連續氈之實施例可包括以多種針腳長度縫合之縫合紗

、、、 十卩之長度係指延上針入度間的距離且以圖解說明於 圖1中。撰νψ ., k彈針腳長度之其中一個因素為對針腳結合機之 、乍及/或運作速度的影響。舉例而言，若針腳長度太 严 ，Hjl ^ ^ 4针腳結合機可能遇到斷針數目增加。因此，在選 擇針腳長度時’除其它因素之外還應考慮針腳結合機之效 諸如製備具有所要特性之針腳結合氈的能力。在本發 &例中’針腳長度可為至少約0·5毫米。在另一實 施例中，与Γ 邊4針腳長度可高達約5毫米。在其它實施例 "亥針腳長度可在約0.5毫米與約5毫米之間。亦可用每 95660.doc -16- 200523221 2之針腳數目來表示針腳長度。在某些實施㈣ 長度可大㈣3針腳/料。在某些實施例中，該針腳長声 可尚達約5 0針腳/英咕。产甘tL — 、又 T聊/央f。在某些實施例巾，該針腳長 兩達約10針腳/英时。在某些實施例巾，該針卿長二 約3針腳/英吋與約50針腳/英吋之間。 又隹 可將許多類型之針腳及針腳圖案用於針腳結合原絲。太 ==實施例中可利料針腳實例包含鏈式針腳及經編織 圖1係本發明之經針腳結合的魅5之一實施例的樣片的頂 部正視圖。圖1中所展示之玻璃纖維之連續原絲10係用於 說明目的且不應被解釋為魅5之密度、玻璃纖維原絲1〇之 尺寸、及玻璃纖維原絲1G對縫合紗線15之相對尺寸的一實 L在所示之實施例中，在魅5之機器方向上將複數個縫 合紗線15鏈式縫合。 在其它實施例中，可# 士 τ j便忒如面氈之另一氈附著於本發明 之連續原絲魅的篦—相，丨。+ π ^ 庇的弟側。在另一實施例中，可使第二面氈 附著於該連續原絲氈的第二側。 在-匕實知例中，本發明之連續原絲歸可包括附著於 該魅的複數個粗紗。在某些實施例中，該等複數個粗紗中 之至少一部分可包括被通常定向於該氈之機器方向上的單 向粗V H實施例中’可使複數個單向粗紗附著於最 接^該狀第—縱向邊緣處。在另—實施例中，可使複數 ，單向粗、、y附著於最接近該魅之第二縱向邊緣處。在另一 貫施例巾，將該等複數個單向粗紗針㈣合至錄。如本 95660.doc 200523221 文所用，術語”粗紗”意指至少一 絲）被聚集起來的複數個原絲個原絲我（若使用複數個原 指該等纖維、紗線或原絲通常被如定本文所用，術語"單向，，意 在其它實施例中，本 向於同一方向上。 至少一種非玻璃纖維。該至少— 、’、、，，糸蚝包括破璃纖維及 長絲、紗線或天鈇、人1 =牙非破璃纖維可包括織物 纖維之_性實例::== = 纖維，諸如人造絲及石墨⑷_ ;且==包含纖維素 纖維、聚稀烴纖維（諸如聚乙締或聚口成、㈣包=聚酯

龍）及方Μ醯胺纖維（其_實例為^心，其可 冓自 Wllmington，Del.之 Ε· ]；· D P 1 de Nemours Co·) 〇 該 =:種非玻璃纖維可為自—„供給的_連續纖維或一 =的纖維原絲。舉例而言，可自_封裝或複數個封裝以 與將玻璃纖維原絲供給至原絲給料器類似的方式將該非玻 璃纖維供給至原絲給料器。在—實施例中，該連續原絲亶毛 包括至少50%的玻璃纖維。在另一實施例中，該至^一'種 非玻璃纖維包括聚酯。 本發明之其它實施例係關於製備連續原絲氈之方法。本 發明之一方法的實施例可包括形成玻璃纖維之連續原絲的 鬆散魅並針腳結合該鬆散數。本發明之方法的另一實施例 可包括對該等連續原絲進行針縫以便使個別玻璃原絲彼此 纏繞在一起。以下將更加詳細地論述本發明之方法的其它 貫施例。 本發明之其它實施例關於用於製備連續原絲氈的系統。 95660.doc -18- 200523221 在貝施例中，本發明之系統包括一纖維玻璃原絲之供 給 用於被任意定向之連續原絲氈的鋪設機及一針腳結 合機。在另一實施例中，系統可包括一針縫設備。以下將 更詳細地論述本發明之系統的其它實施例。 可使用此項技術中已知的用於形成玻璃纖維之任何適當 方法來形成可用於本發明之實施例中的玻璃纖維。舉例而 吕，可在一直接熔化纖維成形操作或在一間接、或玻璃球 熔化纖維成形操作中形成玻璃纖維。在直接熔化纖維成形 操作中’在一玻璃熔化爐中將原材料組合、熔化並擾勻。 溶化後的玻璃自該炼爐移至一前爐並進入諸如襯套之纖維 成形裝置中，在該纖維成形裝置中熔化後的玻璃被減細成 連續玻璃纖維。在一玻璃球熔化玻璃成形操作中，使具有 最終所要的玻璃組合物之玻璃塊或玻璃球預成形並將其送 至一襯套中，在該襯套_其被熔化並減細成連續玻璃纖 維。若使用一預熔機，則首先將該等玻璃球送至該預熔機 中、使其熔化、且隨後將熔化後的玻璃送至一纖維成形裝 置（諸如襯套）中，在該裝置中，玻璃被減細以形成連續纖 維。在本發明中，可藉由直接熔化纖維成形操作來形成該 等玻璃纖維。至於與玻璃組合物及形成玻璃纖維之方法有 關的額外資訊，可參見K. Lowenstein的 Technology 〇f Continuous Glass Fibres(1993 年，第三版）第 30-44頁、第47-103頁及第115-165頁，其以引用的方式特 定地倂入本文中。 在該等纖維自一襯套流出且通常位於非常接近該襯套處 95660.doc -19- 200523221 之後不久立即對其進行冷卻，以一上聚組合物來至少部分 地塗佈該等纖維。可藉由喷霧器、捲筒、帶子、計量設備 或其它類似的應用設備來塗覆該上漿組合物。雖然：二字 该等上漿組合物稱為黏合劑，但是不應將本文中對術語黏 合劑的使用理解為包含上漿組合物。使上漿後的破璃: 聚集成包括複數個個別纖維（通常自8〇至大於4〇〇〇)的原 絲。 、 j其成形及處理之後，該等原絲有時被纏繞成,,成形封 1。可使用一繞線器將一原絲纏繞至一紙管或塑膠管 上。通常在-烘箱中或於室溫下使該等成 纖維中移除-些或所有濕氣。乾燥之後，可自該；= 裝移除紙管或塑膠管以允許該等成形封裝之内部放鬆。舉 例而言，可將該等成形封裝定位於水平位置中的粗紗架 上。可使紙管或塑膠管破碎並自該等成形封裝中拉出。一 操作者可隨後識別可被送至賴設機或其它裝置的成形封 裝之内部上的-端。在k. Lowenstein的^細响·一 Technology 〇f c〇ntinuous Glass Fibres〇99?>年箄三叛 頁、第47,頁、第115_122頁及第126i35頁；揭示 了與可纖維化之玻璃組合物及製造玻璃長絲之方法有關的 額外資訊，該文章以引用的方式倂入本文中。 在某些實施例中，可將該等玻璃纖維原絲直接供給至一 鋪設機而無需將原絲纏繞於一成形封裝中。 用於形成原絲讀造本發明之連續原㈣的玻璃纖維可 具有自約5至約35微米變化的一標稱長絲直徑(對應於以d 95660.doc -20- 200523221 至U及以上指定的一長絲），且較佳具有自約丨丨至約23微米 變化的一標稱長絲直徑。儘管可基於所要之應用來選擇長 絲之數目’但是用於製造連續原絲氈的每個原絲之長絲數 目在本發明之某些實施例中可變化高達1，〇〇〇長絲/原絲。 在其它實施例中，每個原絲之長絲數目可變化高達8〇〇長 絲/原絲。在其它實施例中，每個原絲之長絲數目可在 與800長絲/原絲之間。作為一實例，一可用於某些實施例 中的原絲可包括80長絲/原絲。 大體而言，當前用於連續玻璃強化應用中的任一玻璃纖 維產品均可用於形成本發明之連續原絲熟。長絲直經之確 定的範圍及每個原絲之長絲數目可由於該等氈之客戶需 要、最終使用及其它因素而具有特別意義。舉例而言且： 具有限制性，可用於形成連續原純之玻璃纖維原絲可呈 有約8〇長絲/原絲，其中每-長絲具有約"微米之直徑了 使用包括高達約_長絲/原絲（其中每—原絲具有在約^鱼 約23微米之間的直徑）之原絲的本發明之實施例對於連續 原絲氈應用而言可具有特別意義。 、 在一非限制性實施例中住 Ψ 待用於本發明之連續原絲氈中 的玻璃原絲包括經上带_ 、 水處理過的Ε玻璃纖維之具有丨丨糌 直徑的80個長絲，該上臂/外風 ^ 統相容。 *在化干上與該氈將增強的樹脂系 古,羽L 9坡璃纖維原絲可主少部分地; 无、I此項技術者熟知的多將 種上水組合物所塗佈。詳言之 為普通的熟習此項技術者餅H ^ ϋ t 者所热知之可用於塗佈用於連續乂 95660.doc 200523221 絲跋中的玻璃纖維原絲之上漿組合物係可接受的。可用於 本發明之實施例中的上襞組合物之化學特徵能使得其血节 等纖維之所欲的最終用途一致。舉例而言，當待強化之材 料為熱固性樹脂時，該上聚組合物將通常包含一相容的熱 固性樹脂。因而’對上漿組合物之選擇亦將視該氈將強化 的树月:而疋。此等上漿組合物之實例包含彼等用於塗佈用 於連續原絲置毛之原絲且與許多熱固性樹脂（包含聚醋、乙 烯基酯、酚系及環氧樹脂)相容的上漿組合物。 為了製備本發明之連續原絲ί€，將複數個成形封裝施加 至-纖維鋪設機。在-實施例中，將該等複數個成形封裝 置放於一粗紗架中以允許該等原絲之内部放鬆。雖然成形 封震之内部放鬆係習知的，但是在其它實施例中，成形封 裝可由外部放鬆。或者，在某些實施例中，可無需纏繞便 將該等原絲直接送至纖維鋪設機。 在美國專利第3,915,681號（Ackley)及第4,34〇,4〇6號 (Nenbaner等人）以及美國專利第4,963，176號（Bailey等人）、 吳國專利第4,964,891號（Schaefer)、及美國專利第 5，051，122號（Reese等人）中闡明了纖維鋪設機及其用於本發 明之貫施例中的操作之實例，該等專利以引用的方式倂入 本文中。 一鋪设機可包含複數個作往復運動之原絲給料器，該等 原絲給料器提供自供給源提升原絲並最終將該等原絲沈積 於一位於該铺設機上之移動的輸送機之表面上所需的拉 力。在一典型製備環境中，已彼此同時使用多達12至17個 95660.doc -22- 200523221 此等原絲、給料器以冑傷一玻璃纖維亶毛。在一非限制性實施 例中，該鋪設機利用i 3個原絲給料器。 可將複數個原絲送至單個原絲給料器中。供給至每一原 、糸、。料的之原絲的數目視該連續原絲氈之所要的密度及該 鋪汉機上的原絲給料器之數目而定。通常，可將4個與Μ 個之Η的原4送至—原絲給料器。當使用具有内部放鬆之 成幵y封虞呀可將一成形封裝中的一原絲之末端連接或另 外附著至下-成形封裝中的_原絲之起始端，使得稍微可 連:地將β等原絲送至鋪設機。如上所述，原絲給料器將 連續原絲沈積於一蔣會7的私l 貝、秒動的輸迗機上以形成連續原絲之一鬆 散耗。鋪設機之移動的輸送機之速度亦可稱為"線速”。該 線速可為多種速度且可基於機器侷限性、製備一均句重量 的氈之能力、送至鋪設機之原絲的數目及其它因素加以選 擇。在-非限制性實施例中，鋪設機之線速可為Μ詞英 尺/分。在另-非限制性實施例中，輸送機可以Μ英尺/分 的速度移動。 如上所述，視待製備之㈣密度而定，將許 地送至橫向跨過移動的輸送機鏈條的複數個給料二從： 產生了—致的密度但為任意定向的原絲之圖案4例而 言，為製備重量近似於!盎司/平方英尺的—鼓，可 原絲送至-橫越該輪送機之寬度的原絲給料器， 以28英尺/分之線速移動。 原絲給料器將呈鬆散玻璃原絲的任意圖案之該等複數個 原絲定位於鋪設機之輪送機上以形成—鬆散$“被沈積之 95660.doc -23- 200523221 後，該等；^ 5 、糸呈—鬆散、任意的配置。以此形式，該等鬆 黄欠的、^壬奋/ / “ ""之原絲通常不具有足夠的機械完整性以隨 I被處理為一氈並最終被製成一成品疊層。 立^ 一實施例中，可將配置於鋪設機上的該等鬆散的、任 :疋，之原絲（或鬆散耗）直接送至一針腳結合機。舉例而 二可將連續原絲之鬆散數自-鋪設機之輸送機直接傳送 至一針腳結荷機之輸送機。因而，在某些實施例中，可將 針腳結合機定位於一鋪設機處或該鋪設機附近，使得可 由輸送機或類似機構將連續原絲之鬆散宣毛自鋪設機直接傳 送至針腳結合機而無需不得不聚集、折疊、結彩、卷攏或 另外收集該等鬆散的、任意定向之原絲。 自技術5又叶觀點而言，自一鋪設機直接傳送至一針腳 結合機可較佳，因為包含了其它製造技術以支撐該宣毛或提 供機械完整性可引入額外的複雜性。然而，自一商業製造 觀：而言’自-鋪設機直接傳送至-針腳結合機在經濟上 ^並非有效。舉例而言，針腳結合機可能以比鋪設機慢 的線速或產出量運作。因而，一製造商可能不得不減慢鋪 設機之線速以適應針腳結合機之速度，此可為該過程引入 低效率。隨著針腳結合技術的發展並隨著線速的提高，鋪 ,人針腳結合機之間的線速差可減少使得自冑言曼機直接 傳送至針腳結合機可在經濟上變得更有效。 右一針腳結合機發生故障且需要修理，則在自一鋪設機 直$傳送至該針腳結合機的過程中亦可能發生困難，因為 在等待製備该針腳結合機的同時停止沈積鬆散氈可造成不 95660.doc -24- 200523221 利影響。因此，雖然自一數鋪設機直接傳送至一針腳結合 機係本發明之一所要實施例，但是在其它實施例中，並非 將連續原絲之鬆散魅自鋪設機直接傳送至針腳結合機。 如上所述，由於該等原絲一離開鋪設機便會鬆散，所以 該等被任意定向之原絲的結構需要保存直到該等原絲可被 針腳結合。在本發明之一實施例中，可輕輕地針縫正離開 鋪設機的具有連續原絲之鬆散氈以便使得個別的玻璃原絲 能彼此纏繞在一起。此針縫可僅需要足以為了隨後的針腳 結合而將該等原絲固持於適當位置。對該等原絲進行針縫 可有助於在傳送至一針腳結合機期間保存該等原絲之定 向。在-實施例中，可藉由使連續原絲之鬆散氈穿過一針 縫設備而對其進行針縫，其中複數個鉤針上下作往 以便穿透該等原絲且藉此使其彼此纏繞。在美國專利第 3,713,962 號（Ackley)、帛 4,277,531 號㈣叫、第 =404’717號（Neubauer等人）及第4,964,891號⑽狀㈣中進 —步描述了此技術，該料利以引用时式倂人本文令。 、適合用於本發明之實施例的可購得之針縫設備的 為：購自Fehrer AG之型號為肌，單側針縫設備 些實施例中，自任意原絲之下側對 ;： 針縫自頂側對連續原絲之鬆散魅進行 、十縫在某些實施射，自㈣情連 針縫。在羊此眘7逆、只原4之氣、放置毛進行 某二貫轭例中，該等針可為 -實施例中，“ 主48規秸針。在另 使用2 5規袼針對連續 縫。在m, 士 τ運躓原絲之鬆散氈進行針 在貫細例中，該等針穿透進入該等任意原絲層h 95660.doc -25- 200523221 〇·4英叶至約1 〇益 、寸。在另一貫施例中，該等針約 約200穿透/平古试上 , J U主 方央吋之比率穿透該等任意連續原絲。 針縫設備之A A ^ 口處由機械手指來控制針縫後的氈之膨鬆 某些實施例中，該針縫後的氈可具有大於約〇. 1 央寸Μ之恥氣、。在其它實施例中，該針縫後的氈可具有高達 勺夬才之恥鬆。在其它實施例中，該針縫後的氈可呈有 高㈣之膨鬆。在其它實施例中，該針縫後的魅可 具有南達約0.75英吋之膨鬆。 述針縫之特欲可在於比若針縫將為提供機械完整性之 唯方法而執行的針縫，，輕"。根據本發明之實施例，可需 要避免重針縫’因為其可導致斷裂長絲之數目增加。在利 、針腳、、^ σ機之本發明的實施例中所需之針縫僅需要足 以為Ik後的針腳結合而將該等原絲固持於適當位置。如上 所述，對該等原料行針縫可有助於在傳送至—針腳結合 機期間保存該等原絲之定向。 在某些實施例中，針縫設備可鄰近於鋪設機，使得可在 匕積4等原絲之後對連續原絲之鬆散氈進行輕輕地針縫。 精由在該等原絲被沈積之後不久便對其進行輕輕地針縫， 可、准持。亥等原絲之任意定向以及所要的該氈密度之均勻 11。針縫设備（包含以上所提及的彼等針縫設備）已被設計 成定位於鄰近鋪設機並以相同的線速運作。 在其它實施例中（包括其中不包含針縫的實施例），可將 任意定向之連續原絲之鬆散鼓置放於—薄膜上並將其卷擺 以傳送至一針腳結合機 該薄膜可幫助支撐原絲之重量並 95660.doc -26- 200523221 有助於在卷纏繞期間、在傳送期間及於該針腳結合機 開期間維持其定向及密度。 、免

在針縫之後抑或經/未經針縫而被沈積於_薄膜上 後，可隨後將氈傳送至一針腳結合機。可以許多方弋將丄 傳送至—針腳結合機。如上所述，在傳送期間維持鼓^ 該等原絲之任意定向並維持該氈之密度係重要的。舉例而 言，將不期望由於傳送賣毛的方式而使原絲集中於_ =殊^ 分。可影響傳遞經沈積的氈之方式的因素可包含（但不限 於）si之機械完整性、鋪設機（或鋪設機及針縫機）與針腳妹 合機之間的距離、連續原絲是否被沈積於一薄膜上、沈: 後的氈之尺寸及長度，及其它因素。 /b、 在本發明之某些實施例中，可將一經 結彩或另外置放於一容器或類似的箱子中以將其 針腳結合機。若針縫設備與針腳結合機之間存在實質距離 (例如，若該等機器在一建築之不同區域中、在不同建築

中、在不同城市中，等等），則此等實施例可能有用。若 經針縫後的縫_持其結構並讀其自身重量，則可以 此方式裝载並傳遞該經針縫後的非使用—薄臈或其它 結構來支撐該氈。 〃 在某些實&例中’ m到達直通針縫設備的—輸送機之 末知日τ ’可將經針縫後的騎疊於此等容器中。當該經針 縫後的魅進人容器時，可將其重複折疊於其自身上。可由 熟習此項技術者所熟知的許多材料來建構該容器，該等材 料包3 (但不限於)塑膠、紙板及其它材料。在某些實施例 95660.doc -27- 200523221 中°亥今器可由一蓋子所覆蓋、緊縮包封、帶裝訂及/或 另外封閉以保濩該經針縫後的氈，而在其它實施例中該容 器可保持敞開。 在其它實施例中，彳將一經針、縫後的亶毛纏繞於一紙管上 以傳遞至一針腳結合機。在此等實施例中，該針縫步驟亦 可將足夠的強度引入至該氈以使其在纏繞於該紙管上期 間、在傳送至針腳結合機期間及在退繞該紙管以饋入針腳 結合機期間維持其結構。 在其它實施例中，可將一薄膜置放於該經針縫後的氈之 下且可將該經針縫後的氈纏繞於一紙管上或置放於一容器 中以傳遞至針腳結合機。在此等實施例中，#該經針縫後 的氈被送至針腳結合機時移除薄膜。在一實施例中，該薄 膜可為一聚酯薄膜。 在一實施例中且作為針縫之一替代例，在沈積步驟期間 可將該等原絲任意定向於—聚酯薄膜上。換言之’可將一 聚酯薄膜供給至鋪設機且該等原絲給料器可將該等原絲定 位於該聚醋薄膜上。在舖設機之末端處，可將該等原絲及 該聚酯薄膜纏繞成一卷以保存該等原絲之定向。可將該卷 傳送至一針腳結合機並將其退繞，且將該等被任意定向之 原絲送至該針腳結合機。 本發明之實施例因而可有利地允許傳送一待傳送至一針 腳結合機的沈積後的連續原絲氈，其可經/未經針縫。本 發明之實施例可有利地為待傳送並傳遞至一針腳結合機的 一沈積後的連續原絲氈提供支撐，同時維持該沈積後的氈 95660.doc -28- 200523221 之所要密度及重量均勻性。 j針腳結合機處，使—缝合紗線穿過該鬆餘以在傳遞 至一客戶期間及在以樹脂浸潰期間將該等原絲固持於適當 :置"。儘管在此說明書全文中使用了術語"紗線”及"縫： 鈔線，但是應瞭解，在本發明之某些實施例中，可使用 單絲或單線來縫合童毛。在選擇針腳時，重要的是所選擇的 針腳安全且有助於避免縫合紗線自魅鬆脫。視所選擇的針 腳類型而疋，該縫合紗線可向上及向下穿過鼓、形成線環 並返回牙過δ亥專線環以在該範中形成針腳。 圖2說明了本發明之實施例中可利用的鍵式針腳之實 例。所選擇的針腳可返回穿過其本身形成線環以緊固針腳 並有助於防止縫合紗線50鬆脫。圖2中所展示的玻璃纖維 之連續原絲55及縫合紗線5〇係出於說明目的且不應被解釋 為魅之密度、玻璃纖維原絲之尺寸、及該等玻璃纖維原絲 對該等縫合紗線之相對尺寸的實例。圖3係可用於針腳結 合本發明之連續原絲氈的機械技術實例。圖3中所展示之 縫合組件為彼等可於購自Karl Ma州

TeXtilmaschinenfabrik Gmb_廳_{針腳結合機中找到 的縫合組件。在所示之實施例中，使用穿孔針Μ及導紗針 90以縫合紗線80來縫合玻璃纖維之連續原絲。 在某些實施例中，縫合紗線可與該耗沿機器方向的長度 平灯。複數個縫合紗線可針腳結合該等連續原絲。可將該 等縫合紗線彼此間隔放置以充分地將㈣連續㈣_ = 適當位置。決定縫合紗線之間隔的因素包含成本、將該等 95660.doc •29- 200523221 原絲固持於適當位置的能力及樹脂 力。在一實施例中，在氈之寬度上使該等縫合紗線均勻地 間隔放置。在一實施例中，可使該等縫合紗線間隔放置， 使得每英吋具有高達22個均勻間隔放置的縫合紗線。在一 實施例中，可將該等縫合紗線間隔放置，使得每2英叶觀 寬度具有7個縫合紗線。可基於氈之預期最終用途來選擇 该等縫合紗線之間隔。在該氈需要具有較大可撓性的實施 例中’縫合紗線之間可選擇較大距離。在氈可撓性可能並 不重要的實施例中，可能需要以較小距離來間隔放置該等 縫合紗線。例如，對於欲用於拉擠成型應用中的氈而言， 可以一距離來間隔放置該等縫合紗線使得在2英吋上該等 縫合紗線之間具有7個近似等距的間距（3.5規格）。 可用於本發明中的針腳結合機實例為由德國Ckmnitzi

Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH製造的 Maliwatt針 腳結合機。可用於本發明中的另一針腳結合機實例為由德 國 Naila 之 Liba Maschinenfabdk —Η 製造的 l 3⑽針腳結合機。在—實施例中，針腳結合機之寬 度可在約55英吋與ι80英吋之間。 可使用迕多技術將氈送至針腳結合機。舉例而言，若在 一容器中將魅傳送至針腳結合機，則可經由一帶子將該魅 自遠容器輸送至該針腳結合機。 。亥針腳結合機將該等原絲針腳結合在 紗線的織物產品之實例句八取 用作縫口 、 3聚酯紗線、織構化的聚酯紗 線、織構化的及未總播 、、’ b的聚丙烯紗線、織構化的及未織 95660.doc -30- 200523221 構化的尼龍紗線、玻璃纖維、KEVLAR(多芳香族醯胺）、 石反及織構化的玻璃纖維。 在某些貫施例中，將聚酯紗用作縫合紗線。聚酯可為所 要之縫口、V線，因為其耐伸長性及耐磨性可使其更好地能 夠承文住自其供給穿過該針腳結合機之路徑。在一非限制 性貫施例中’該縫合紗線可為自橫桿或封裝饋人的70至 150旦尼爾（demer)織構化的或長絲聚酯紗線。適合用作本 發明中的縫合紗線之聚g旨紗線之實例包含7G旦尼爾織構化 勺K自曰、y線及1 5〇旦尼爾織構化的紗線，諸如彼等可購自 Unifi，Inc之紗線。 玻璃纖維可為聚I縫合紗線之具有吸引力的一替代品。 舉例而言，聚I紗線被認為不能為—熱固性聚合物提供強 化’因為聚酯紗線之伸長通常長於熱固性聚合物之伸長。 相反，期望玻璃纖維縫合紗線能夠很好地浸濕並可為該複 合物提供-些額外的強化。玻璃纖維縫合紗線可較佳地承 受住將該玻璃纖維縫合紗線供給至針腳結合機所需的處理 在某些實施例中，該等縫合紗線包括大於經針腳結合的 連續原祕之約0.03重量％。在—實施例中，該等縫合吵 線包括經針腳結合的連續原職之高達8重量％。在其它 實施例中，該等縫合紗線可包括裏高達5重量％。在另一 實施例中’該等縫合紗線可包括高達2重量％。在另—實 施例中，該等縫合紗線可包括高達〇3重量％。 在一非限制性實施例中，以約5至約2〇直線英尺/分的線 95660.doc 200523221 ί = :::腳結合在—起。在此等一 、* 了正以8〇〇與14〇〇轉/分的速率旋轉，但 ^器、待針腳結合之材料及其它因素而定來使用其它旋 本於81 =❹多種針來針腳結合料原絲。在選擇用於 :之—針腳結合機中的針時，重要的因素包含大針在 "不良地造成針孔之潛力及小針斷裂的傾向。可用於本 發明之實施例中的針之特徵可通常在於輕量量 =量級：。該等重量級針可更適合於由於其尺寸而變 •「I吝“的產品’而輕量級針則可更適合於較薄、較 續原絲玻璃纖維觀之針腳結合有關的本 土月之貫轭例中，可使用中量級針。 如上所述，可使用許多針腳長度及針聊圖 人 = '於選擇相圈索及針聊長度的因素包含(例二 蚝之所要緊密度及針腳結合機之產出量。 明之實施例中，針腳長度可為至少約0.5毫米。在另一實 ^例中，該等針腳長度可高達約5毫米。在其它實施例 :，針腳長度可在約0.5毫米與約5毫米之間。亦 ^之針腳數目來表示針聊長度。在某些實施例中，針腳長 度可大於約3針腳/英时。在某些實施例中，針腳長度可* Γ〇Γ=腳/英忖。在某些實施例中，針腳長度可高達: 盘腳/央叶。在某些實施例中，針聊長度可在約3針聊/英 时與約50針腳/英时之間。 、 舉例而言’針聊圖案可為一鏈式圖案或一經編織物圖案 或-者兼有。圖4為說明如何可將縫合紗線ι〇5用於針腳結 95660.doc -32- 200523221 合連續原絲蘇1 〇〇的一貫施例的頂部正視圖。在所示之實 施例中，使用複數個鏈式針腳來縫合紗線1〇5。該等複數 個針腳被定向於通常與該氈之長度（L)平行的一個或多個 列中。由於在圖4中僅展示了 一樣片，所以並未展示該氈 之全長（L)及全寬。並且，圖4中並未展示該等連續原絲以 更好地說明針腳結合技術。 圖5為說明如何可將縫合紗線丨丨5用於針腳結合連續原絲 氈110的一實施例的頂部正視圖。在所示之實施例中，使 用複數個經編織物針腳來針腳結合紗線丨丨5。該等複數個 針腳被疋向於通常與該氈之長度（L)平行的一個或多個列 中。由於圖5中僅展示了 一樣片，所以並未展示該氈之全 長（L)及全寬。並且，圖5中並未展示該等連續原絲以更好 地說明針腳結合技術。 根據本發明之實施例，在將一經針縫後的氈供給至一針 腳結合機時，重要的是以與該針腳結合機之線速相同的速 度將該經針縫後的氈送至該機器。舉例而言，若正在將該 經針縫後的氈自一紙板卷退繞’則較佳以與將使該氈穿過 針腳結合機的速度相同的速度退繞該氈。在線速及針縫速 度（例如，每分鐘之針輪轉數）之範圍内運作以便可避免使 針斷裂並避建巾長絲斷裂至關重要。確保該經針縫後的 氈被供給至該針腳結合機而沒有皺紋或折疊亦至關重要。 在針腳結合之後，所得材料被認為是-連續原絲魅且其 適合用於強化應用中。 在不進行針腳結合之情形下，該等原絲將在客戶之拉擠 95660.doc -33- 200523221 成型、壓縮成型、樹脂轉注成型或真* 操作中分離。當$ί 一自該針腳結合機：：助樹脂轉注成型 知的表面纏繞捲緊設備而將該氈纏繞於紙板二更可使用-習 在另-實施例中，可視一客戶 反&上°

途而定將該等連續I絲範切割成特定寬戶1視所要之用 在針腳結合之後且在捲緊之前立刻藉由；用：言’可 刃的刀子將本發明之連續原絲魅切割成特定寬Γ在：刀 實施例中，該等氈並非由氈製造商所切割，而；“ 之客戶切割。在一實施例中，可將_連續 氣造商 =英:或更大寬度之複數個部分。視客戶之 2而疋’經針腳結合後之财被切割成的寬度之實例包 含（但不限於）2與24英4、38英4、5G料、 7 吋及其它之間的多種寬度。者 、、2夬 田切割連續原絲亶毛時，靠近該 邊緣的一些原絲可能被切掉，使得在該切割後的魅中 的原絲之長度可能比被沈積及被針腳結合時的原 要短。 反 ，本^明之經針腳結合後的連續原雜可具有約G.5盘司/ 平方央尺與約1〇盘司/平方英尺之間的密度。在另一實施 ，中，經針腳結合後的連續原絲氈可具有約0.75盎司/平: 央尺與約3盎司/平方英尺之間的密度。可基於所要之最終 產品（例如，待形成的複合材料）來選擇氈之密度。經針腳 、、、。。後的連續原絲氈亦可具有一均勻的密度，其作為氈為 有利因素，因為一具有均勻密度之氈將有助於一具有更均 句強度的複合物。 95660.doc -34- 200523221

本發明之經針腳結合後的連續原絲氈可用於許多應用中 以製備-複合物，包含(例如)拉擠成型、壓縮成型、樹脂 轉注成型、結構反應射出成型或真空辅助樹脂轉注成型操 作。大體而言，本發明之經針腳結合後的連續原絲氈可用 於過去已使用了連續原祕之任何應用中。此外，該等經 針腳結合後之連續原絲氈可能與任何數目之熱塑性或熱固 性樹脂、以-般的熟習此項技術者所習知的方式選擇的適 當之上漿組合物(例如，與該樹脂相容的上漿組合物”目 容。本發明之經針腳結合後的連續原㈣亦可㈣傳統上 還未使料㈣賴之其它應时。舉例而言，本發明可 提供非常輕密度的、具有用於處理之足夠的拉伸強度的範 以及較重密度的、柔軟且可撓的魅。

在某些貫施例中，可將另一魅附著至一連續原絲狀 側。在-實施例中，該訪為__合成，諸如—玻璃纖 範或-聚8旨耗。在某些實施例中，錢可為—合成、非 織氈，諸如-非編織之玻璃纖維氈或一非編織之聚醋氈 在某些實施例中，可將至少一個面魅附著至一連續原; 耗。-面童毛可與一連續原絲魅一起使用來為該氈提供1 璃纖維連續原絲獨自可能無法提供之特性。舉例而言 可將-面耗用於提供一平滑的、富樹脂的表面。該面心 可提供改㈣耐氣候性及耐料線性。可心本發明之^ 氈包含由聚酯構造而成之非編織氈。可與本發明之連續々 糸，毛起使用的可購;^之面魅包含可購自卜心⑽触士 伽叩，W•之職獅牌面魅及可購自⑽脱一 95660.doc -35- 200523221

Tennessee之 Reemay Inc•的 rEEmaY®牌面氈。 在一利用面氈的實施例中，可同時將該面氈及該連續原 絲氈送至一針腳結合機。換言之，除了將一經針縫後的連 續原絲氈自一針縫設備供給至一針腳結合機之外，亦可提 供一面延使得該經針縫後的連續原絲氈得以針腳結合且將 該面氈緊固至該連續原絲氈。可將該面氈定位於該針腳結 合機中的連續原絲氈之上或之下。如上所述，可以其中連 續原絲氈可獨自被針腳結合相同的方式將該面氈針腳結合 至該連續原絲氈。除了將該面氈緊固至該等連續原絲之 外’該針腳結合機亦能針腳結合該等原絲以將其固持於適 當位置。 在另一實施例中，可將兩個或兩個以上面數附著至本發 明之一連續原絲氈。可將該連續原絲氈定位於該等兩個面 $毛之間第一面蘇可為上述面乾之任何一者。藉由將兩個 面龍及該等經針縫的連續原絲供給至針腳結合機，可將兩 個面氈均緊固至如上所述之連續原絲氈。 在其它實施例中，本發明之連續原絲氈可進一步包括附 著至該氈的複數個粗紗。術語”粗紗"意指至少一個原絲或 (若使用複數個原絲）被聚集起來的複數個原絲。可供給該 等粗紗來為該魅提供額外結構支撐並提供該複合物之額外 強化。可用作粗紗之材料的實例包含玻璃纖維、碳纖維及 /或KEVLAR®纖維。 在某些實施例中，該等複數個粗紗可包括複數個單向粗 鈔。如本文所用，術語"單向，，意指該等纖維、紗線或原絲 95660.doc 200523221 通常被定向於同一方向上。在某些實施例中，可將每一粗 紗定向成通常與該童毛之長度平行，或將其通常定向於針聊 結合機之機器方向上。在某些實施例中，可對該等複數個 粗紗進行間隔使其在該魅之寬度上近似等距。 在某些實施例中，可將該等複數個粗紗中之至少一部分 =成通常與之長度平行。在某些實施例中，可將: 等稷數個粗紗中之至少一部分定向成通常與該宣毛之長度垂 直。在某些實施例中，可將該等複數個粗紗中之至少一部 为疋向成通常與該氈之長度成45度角度。 在某些實施例中，在該經針縫後的氈上將至少一個粗紗 提供並达至該針腳結合機（意即，在機器方向上）。在此實 把例中可將36與之間的粗紗供給至針腳結合機。大 體而言，適合用於本發明之實施例中的粗紗可具有2,〇〇() 與5,000之間的長絲（每一長絲具有13與23微米之間的直徑） 並塗佈有-可與多種不同樹脂相容的上漿複合物。適合用 於本發明中的粗紗之實例包含（例如）可購自ppG ΐη—，

Inc.之HYBO_生產線下的粗紗，此包括（但不限 於）HYBON® 2002、HYBON® 2022、HYBON® 2025、 HYBON® 2026及 HYBON® 2032粗紗。 在某些實施例中，可在針腳結合連續原絲以形成氈的同 時針腳結合該等複數個單向粗紗。在一實施例中，可使用 經編織物針腳圖案來針腳結合該等粗紗。可在供給來自針 、、逢α又備之被任思疋向之連縯原絲乾的同時將該等粗紗供給 至針腳結合機。舉例而言，當供給該等經針縫後的原絲 95660.doc -37- 200523221 ^可提供作為-粗紗封裝的該等粗紗並將其自粗炒架送 至該機器。可將該等粗紗通常定向於該機器方向上並可將 其供給糊原絲亶毛之寬度上的任何位置處。"可緊固 该專連續原絲以形成範之外，該等，縫合紗線亦能將粗紗緊 m ^其它實_巾’亦可在針縫之前於鋪設機處添 加作為連績原絲的粗紗。 實例1 對於此實例，使用-實驗室規模機器來沈積並針縫連續 原：。該機器利用單一原絲給料器(如同用於較大型機器 中一樣）’其橫移過—輸送機之寬度以沈積玻璃纖維原 、/鋪叹機為50央吋寬。同時將8個玻璃纖維原絲送至 原絲給料器。每一为絲勿冬久ώ 、、 原4 L 3各自為11微米之1〇〇個長絲並 塗1布有-適合用於連續原絲範中且與—熱固性聚_容的 上漿複合物。輸送機之線速為6英尺/分。 /遺後使用—連接至鋪㈣之針縫設備對沈積後的玻璃纖 維原絲進行針縫。使用25規格針於㈣英叶深度處以16〇 穿透/英吋對該等沈積後的原絲進行針縫。隨後將該經針 縫後的氈定位於一薄膜上並卷攏。 ι將經針縫後的ίΜ專送至—針腳結合機。制i5Q旦尼爾 織構化的的聚酯紗線來針腳結合該氈。使用一具有4·2毫 只之針腳長度的鏈式針腳。針腳結合機之線速為9英尺/分 且針輪以900 rpm之速度旋轉。 一將該經針腳結合後_割成4英对寬度並將其傳遞至 拉杈成型设備。用於此實例之拉擠成型設備為由 95660.doc -38 - 200523221

PultmS10n Techn〇1〇gy，Inc•製造的型號為8〇4之拉擠成型 枝用於形成该複合物的樹脂為Reichhold 3 1020熱固性聚 合物，其與一碳酸鈣填充劑、一催化劑系統、一顏料、聚 醋酸乙烯、一潤滑劑及苯乙烯混合以形成一樹脂混合物。 將該樹脂混合物添加至拉擠成型裝置處的一樹脂浸泡劑。 使稷數個單向粗紗穿過該樹脂浸泡劑並獲得該樹脂混合 物。隨後將該等粗紗定位於兩個經針腳結合後的氈之間 (一個經針腳結合後的氈在頂部而一個經針腳結合後的氈 在底"卩）。使該等氈穿過一加熱後的模，對於此實例，該 模為4英吋寬及2·5毫米厚。當該等氈穿過自270。F至350。 二變化的-系列溫度區域時’該等簡以加熱。該等蜜毛以2 英尺/刀的速率穿過拉擠成型設備。隨後於室溫下使該複 合物冷卻。 在測試機械特性之前，切割該複合物之樣品且在測試實 驗至之％ i兄中對其進行調節至少丨6小時。對於此實例，在 =複合物之橫向方向上（例如，橫跨該複合物之4英吋寬度） 里測孩複a物之機械特性。使用lSQ 1 4 1 25來量測該複合 物之挽曲強度及繞曲模數。平均撓曲強度為154 Mpa而平 ㈣曲模數為9827 Mpa。使用IS〇爪之修正版本（由於樣 尺寸較短而修正）來量測該複合物之拉伸強度。經量測 的拉伸強度為4.67 ksi(千镑/平方英忖）。使用ASTMD 3846 來里測w亥複合物之共平面剪應力強度且其經量測為入％ ksi(千磅/平方英忖）。 實例2 95660.doc 200523221 絲對:::二製造機來沈積並針縫該等連續原 -樣ht: /個原絲給料器(如同用於較大 μ祛态包含17個原 -輸送機之寶声。亥專原絲給料器在 又扶移以沈積破璃纖維原絲。该等17彳®眉 ::料器中的4個為備用原絲給料器直到沈積=: 其它13個原絲給料器中的一個用完玻璃纖維。、 給料器中的一個用a 田口X #原4 元玻璃纖維時，彼等4個原絲給料器中 同時將始沈積破璃纖維原絲。鋪設機為114英忖寬。 自/固玻璃纖維原絲送至原絲給料器。每一原絲包含 中=1:米之8。個長絲且塗佈有一適合用於連續原絲魅 二〜固性聚s旨相容的上漿組合物。該輪送機之線速 為25央尺/分。 隨後使用-連接至鋪設機之針縫設備來 «原絲進行針縫。制25規格針㈣·63η深度處以6璃〇 ▲牙透/央忖對沈積後的原絲進行針縫。隨後將經針縫後的 氈折疊於一容器中以傳送至一針腳結合機。 將經針縫後的氈傳送至一針腳結合機。使用川旦尼爾織 構化的聚酯紗線來針腳結合該氈。以6·3針腳/英吋之縫合 速率來使用一鏈式針腳。針腳結合機之線速為9英尺/分且 針輪以900 rpm之速度旋轉。 將經針腳結合後的氈切割成8英吋寬度並將其傳遞至一 拉擠成型設備。用於此實例之拉擠成型設備為由 Pultmsion Technology，Inc·製造的型號為8〇4的拉擠成型 機。用於形成該複合物之樹脂為Ashland AR〇POL 3〇83熱 200523221 固性聚合物，其與一碳酸躬填充劑、一催化劑系統、一顏 料、聚醋酸乙烯、一潤滑劑及苯乙烯混合以形成一樹脂混 合物。將該樹脂混合物添加至該拉擠成型設備處的一樹脂 浸泡劑。使複數個單向粗紗穿過該樹脂浸泡劑並獲得該樹 脂混合物。隨後將該等粗紗定位於3個經針腳結合的氈之 間（一個經針腳結合後的氈在頂部，一個經針腳結合後的 氈在中間而一個經針腳結合後的氈在底部）。使該等氈穿 過一加熱後的模，對於此實例，該模為8英吋寬及〇125英 时厚。當該等魅穿過自260。F至320。F變化的一系列溫度 區域時，該等氈得以加熱。該等氈以2英尺/分的速率穿過 拉擠成型設備。隨後於室溫下使該複合物冷卻。 在測試機械特性之前，切割該複合物之樣品且在測試實 驗室之環境中對其進行調節至少16小時。對於此實例，在 該複合物之橫向方向上（例如，橫跨該複合物之8英吋寬度） 夏測該複合物之機械特性。使用IS〇 14125來量測該複合 物之撓曲強度及撓曲模數。平均撓曲強度為ΐ77 Μ”而平 均撓曲模數為8876 Mpa。使用IS〇 527之一版本來量測該 複合物之拉伸強度。經量測的拉伸強度為74 Mpa。使用/ AS™ 695來量測該複合物之财壓強度且其經量測為17·8 ksi(千碎/平方英吋）。 可由本發明展不之所要特徵包含（但不限於）提供一種能 降低製造成本之用於製備連續原絲玻璃纖維魅之過程；提 i、種用於製備不需要黏合劑之連續原絲玻璃纖維魅之過 矛提L具有可接受之機械特性之無黏合劑的連續原絲 95660.doc 200523221 、纖維S毛，提供一比習知之連續原絲玻璃纖維魏柔軟的無黏 口知丨的連績原絲玻璃纖維氈；提供一可具有所要之拉伸強 度的無黏合劑之連續原絲玻璃纖維宣毛；提供一可具有比由 4 口刎形成之連績原絲氈更好的白度的無黏合劑的連續原 絲玻璃纖維宣毛；提供一可具有所要之一致性的無黏合劑的 連續原絲玻璃纖維宣毛；提供可展示能導致產生平滑的層狀 表=的所要樹脂要求及樹脂保持的連續原絲玻璃纖維宣毛； 及提供一具有很少的鬆散纖維之連續原絲玻璃纖維氈。 A已在本發明之各個目標的履行中描述了本發明之各個實 施例。應認識到，此等實施例僅是對本發明之原理的說 明。在不偏離本發明之精神及範轉的條件下，其許多修正 及改寫對熟習此項技術者將顯而易見。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之經針腳結合的魅之—實施例的 部正視圖。 胃 圖2說明了可用於針腳結合本發明之連續原絲魅之 施例的一種縫合技術的一實例。 圖3說明了用於針腳結合本發明之連續原絲氈的一襞置 之一部分的側視圖。 ^ 圖4為說明如何使用縫合紗線來針腳結合一連續原絲、 一實施例的頂部正視圖。 、 圖5為說明如何使用縫合紗線來針腳結合一連續原絲氈 的另一實施例的頂部正視圖。 【主要元件符號說明】 95660.doc 200523221 5 % 10 玻璃纖維原絲 15 縫合紗線 50 縫合紗線 55 玻璃纖維之連續原絲 75 玻璃纖維之連續原絲 80 縫合紗線 85 穿孔針 90 導紗針 100 連續原絲數 105 縫合紗線 110 連續原絲氈 115 縫合紗線

Claims (1)

1. 200523221 十、申請專利範圍： 1. 一種連績原絲魅，其包括： 一包括複數個任意定向之玻璃纖維的連續原絲的層；及 穿過該層包括至少一個縫合紗線的複數個針腳，其中 #亥4針腳緊固該等複數個原絲中之至少一部分以形成該 2. 一種連續原絲氈，其包括·· 一包括複數個任意定向之玻璃纖維的連續原絲的層丨及 緊口忒4複數個原絲中之至少一部分的複數個針腳， 其中該等複數個針腳包括至少一個縫合紗線， 中4蚝在沒有黏合劑的情況下形成。 3.如請求項1之鼓 形成。 其中該魅並非主要係藉由一黏合劑所 4. 如請求項1或3 $亩4 ^ ^ 旦’八中遠乾在沒有黏合劑的情況下形 5·如請求項1至4中任何一項 固該等複數個原絲中之至 成形。

   向於通常與該氈之 一項之魅，其中該氈主要係藉由緊 之至少一部分的該等複數個針腳而 項之S毛’其中邊f毛具有一大於約 可項之亶毛’其中該置毛具有一高達約 之密度。 何一項之氈，其中該等複數個針腳定 長度平行的一個或多個列中。 200523221 9·如請求項1至8中任何一項之&，其中將該一個列或該等 多個列近似等距地間隔放置在該氈之寬度上。 10·如請求項！至9中任何一項之鼓，其中該等複數個針腳具 有至少3針腳/英吋氈長度的針腳長度。 11. 如請求❿至U)中任何_項之魅，其中該等複數個針腳 具有问達約50針腳/英吋氈長度的針腳長度。 12. 如明求項！至u中任何一項之氈，丨中該縫合紗線包括 聚s旨紗線。 13.如請求項1至12中任何一項之氈 1〇重量％的縫合紗線。 14·如請求項1至12中任何一項之氈 重量％的縫合紗線。 15. 如請求項1至14中任何-項之魅 0.〇3重量％之縫合紗線。 16. 如請求項1至15中任何一項之範 至該連續原絲鼓第—側的第二魅 1 7·如睛求項丨至丨6 甲任何一項之氈 面魅。 其中該氈包括高達約 其中該數包括高達約2 其中該熟包括大於約 其進一步包括一附著 其中該第二氈包括 18·如請求項1至17中任何 至該氈第二側的第三敦 19.如請求項1至18中任何 面乾。 項之範，其進一步包括一附著 項之氈，其中該第三氈包括〜 η 該氈的複數個粗紗。 其進一步包括附箸I 95660.doc 200523221 21·如請求項1至20中任何一項之氈，其中該層進一步包括 至少一個任意定向之非玻璃纖維之連續原絲。 22. 如請求項丨至21中任何一項之氈，其中該至少一個非玻 璃纖維包括棉纖維、人造絲纖維、碳纖維、聚酯纖維、 聚乙烯纖維、聚丙烯纖維及聚醯胺纖維中之至少一者。 23. 如請求項i至22中任何一項之氈，其中該至少一個非破 璃纖維包括聚酯。 24. 如請求項1至23中任何一項之氈，其中該層包括至少％% 的玻璃纖維。 2 5 · —種製備一連續原絲懿的方法，其包括： 形成玻璃纖維之連續原絲的鬆散魅；且 針腳結合該鬆散氈。 26. 如請求項25之方法，其中形成破璃纖維之連續原絲的鬆 散氈包括將複數個玻璃纖維之連續原絲沈積於一移動的 輸送機上。 27. 如請求項25或26之方法，其中該等複數個連續原絲係以 一任意定向沈積。 28·如請求項25至27中任何一項之方法，其進—步包括將該 鬆散$€*傳送至一針腳結合機。 29.如請求項25至28中任何一項之方法，其中在一輸送機上 傳送該鬆散氈。 3〇_如請求項25至29中任何一項之方法，其進—步包括對該 連續原絲之鬆散氈進行針縫以便使得個別玻璃原絲彼此 纏繞在一起。 95660.doc 200523221 31 32 33 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. ，如請求項25至30中任何一項 鬆散氈。 、〉’其中自-側針縫該 •如請求項25至3 1中任何一項 鬆散氈。 -中自兩側針縫該 如請求項25至32中任何—項之方法，其進-步包括㈣ 經針縫後的鬆散氈置放於一容器中。 、μ 如請求項25至33中任何一項之 〇 貝之方法，其中將該經針縫後 的鬆散氈置放於一容器中包^ μ»。 Τ噠傻 〒包括將該經針縫後的氈折疊於 一容器中。 且& 如請求項25至34中任後一項之方 便貝之方法，其進一步包括在針 腳結合之前將該經針縫後的鬆散氈自該容器移除。 如請求項25至35中任何一頊夕* 土 7項之方法，其進一步包括將該 經針縫後的鬆散氈纏繞成一卷。 如請求項2 5至3 6中任何一頊夕古、土 廿 J項之方法，其進一步包括在針 腳結合之前自該管子退繞該經針縫後的鬆散鼓。 如請㈣25至37中任何一項之方法，其中形成玻璃纖維 之連續原絲、的鬆散魅包括將複數個玻璃纖維之連續原絲 沈積於一薄膜上。 如請求項25至38中任何—項之方法，其中該等複數個連 續原絲係以一任意定向沈積。 如請求項25至39中任何一項之方法，其進一步包括將該 薄膜上的該鬆散魅纏繞成一卷。 如清求項25至40中任何一項之方法，其進一步包括在針 腳結合之前退繞該薄膜上的該鬆散氈並移除該薄膜。 95660.doc 200523221 42_如請求項25至41中任何一項之方法，其進一步包括將該 經針腳結合後的氈切割成複數個&寬度。 43·如請求項25至42中任何一項之方法，其進一步包括將第 一氈定位在取接近該連續原絲之鬆散氈的第一側處，且 其中針腳結合該繼進一步包括將該第二輯腳結合 至該鬆散氈上。 包括將第 側處，且 針腳結合 包括將複 至少一側 等粗紗針 44. 如請求項25至43中任何一項之方法，其進一步 三魅定位在最接近該連續原絲之鬆散耗的第二 其中針腳結合該鬆散氈進—步包括將該第三氈 至該鬆散氈及該第二氈上。 45. 如請求項25至44中任何一 j苜夕十、丄 貝又方法，其進一步 數個粗紗定位在最接近該連續 丈員屬絲之鬆散氈的 處，且其中針腳結合該鬆散 蚁屁進—步包括將該 腳結合至該鬆散氈上。 46· —種製備連續原絲氈之系統，其包括· 玻璃纖維原絲的供給； ::::定向之連續原絲範的錦設機;及 針腳結合機。 47.如請求項46之系統’其進— 括一針縫設備。 95660.doc