TW201144049A - Fiber-reinforced, thermoplastic tape as a strength member for wire and cable - Google Patents

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TW201144049A
TW201144049A TW100119037A TW100119037A TW201144049A TW 201144049 A TW201144049 A TW 201144049A TW 100119037 A TW100119037 A TW 100119037A TW 100119037 A TW100119037 A TW 100119037A TW 201144049 A TW201144049 A TW 201144049A
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201144049 六、發明說明: t智^曰月戶斤斗支彻ί々貝超^】 1·發明之技術領域 本發明係有關於線料及繞線。於一方面,本發明係有 關於一線料或纜線之一強度構件’而於另一方面,本發曰 係有關於呈一纖維強化型帶材型式之一強度構件。 於另一^ 方面’本發明係有關於一種用於製造呈一纖維強化型帶材 型式之·一強度構件之方法,而於另一方面,本發明传有 於包含一纖維強化型帶材強度構件之線料及纜線。 2.相關技藝之說明 光纖纜線係設計用以提供光纖足夠保護以免於不利 度之縱向及橫向應力之一複合結構。此外,此結構亦提供 使用壽命之光纖一良性化學及物理環境。光纖纜線與電力 缓線間之一基本差異係一電力繞線中之金屬導體載荷至,丨、 一部份於安裝及伺服條件期間產生之抗張應力。相反&, 光纖纜線含有與纜線呈一體之強度構件,其係特別地用q 使纖維與抗張及壓縮應力隔離。足夠之抗張及壓縮強度、 耐小半徑彎曲之能力、輕易之纖維處理及纜線安裝,及具 競爭性之成本僅係於設計一光纖纜線及包含強度構件之其 組成零件時需被考慮之許多標準中之一些。 許多種設計係可用於光纖纜線’設計選擇係依應用而 定。無需何種選擇’皆需要某種強度構件以載負纜線於安 裝及伺服使用期間之抗張及壓縮應力。 3 201144049 今曰使用之強度構件主要係由纖維強化型塑料 (FRP),若玻璃纖維係強化物,其亦稱為玻璃強化型塑料 (GRP),或不銹鋼製成。傳統上,FRP或GRP係使用一或多 種諸如乙烯基酯或環氧物之熱固性樹脂經由纖維拉擠成型 方法製ie,但處理速度係極受限制。此外,今日可獲得之 GRP或FRP/熱固性樹脂複合物易具有過度之勁度,此使包 含此等強度構件之光纖纜線之安裝變困難,特別是於建築 物附近或沿著熱鬧市街,其間,通常需要急劇f曲纖線。 至於不銹鋼及鬆散之聚芳香醯胺紗,前者係相對較昂貴且 較重,而後者於製造方法期間係難以處理且於纜線内佔大 量空間。 長纖維強化型熱塑物(LFT)技術於汽車產業係用於經 由射出成型方法製造前面板,且呈帶材或丸粒型S2Lft 材料於市場上係可以各種纖維及樹脂系統廣泛獲得。其等 亦係依特定規格而客製。 H 明内jSgl】 發明之概要說明 於貫施例,本發明係呈一纖維強化型熱塑性帶材型 式之—強度構件。於一實施例,此帶材包含使用LFT材料製 造之纖維束’其經由擠塑機加工處理,勢纖維至少一部 份之縱向定向,因而料帶材比熱龍樹脂本身之模量大 四倍或更多之模# 4材可於m線及其它線料與規線 應用作為一強度構件。 於貫她例,本發明係一種纖維強化型帶材,其具有 201144049 -縱軸’此帶材包含至知重量%之—纖維,及至少2重量 %之熱塑f生樹月日’附帶條件係帶材中之至少曹❶之纖 沿著帶材之縱軸至少部份定向。 、示 於實施例’本發明係一種製造一纖維強化型熱塑性 帶材之方法’財法包含㈣:(靖備長_熱塑性丸粒 或條材’其包含至少3〇%之纖維及至少2重量%之熱塑性樹 月曰’(B)自丸粒或條材形成一可擠塑之塊狀物,以及⑹將此 塊狀物擠歸成具有機械及橫向度之—帶材,附帶條件係 至少30%之此纖維係於縱向定向。 、 於一實施例,本發明係一種線料或纜線結構,其包含 一纖維強化型帶材,其中,此帶材包含至少30重量%之_ 纖維及至少2重量%之—熱塑性樹脂,附帶條件係帶材令之 至少30°/〇之纖維係沿著帶材之縱軸至少部份定向。於一實 施例,本發明係一種包含此纖維強化型帶材之光纖纜線。 本發明於LFT材料中利用高纖維合量及長纖維之度。於 本發明之設計下,具有各種纖維裝填重量之LFT條材(例 如,4-12毫米(mm)長度)使用一預定溫度分佈及模具設計之 擠塑機加工處理,產生呈薄帶材型式,例如,典型上係少 於2 mm之厚度,之複合纖維束。經由控制帶材捲繞速度, 一旦材料離開模具,可達成25%或更多之拉伸。此拉伸助 於纖維於複合物内沿著縱向定向。因為高纖維裝填量及定 向’ LFT複合帶材沿著縱向之抗張模量可超過單獨樹脂之模 量的四倍。此高模量特徵使複合帶材合格作為光纖纜線中 之強度構件,此可助於降低瘦線中之套材或其它保護層之 201144049 厚度。此帶材亦可替代光纖纜線中之昂貴且難以處理之聚 芳香醯胺。 使用LFT纖維束帶材作為一線料及纜線應用,特別是一 光纖纜線,中之一強度構件,優於在線料或纜線中使用傳 統強度構件之一或更多之下列優點可被獲得: A. 輕重量, B. 由於使用與纖維拉擠成型技術相反之擠塑技術的較 佳製造效率, C. 更密實之纜線,因為帶材可比鬆之聚芳香醯胺紗更 緊實地纏繞光纖束材, D. 另外之耐擠壓性, E. 可回收性, F. 藉由於配製物内併納阻水劑之阻水性,及 G. 可交聯性。 本發明之纖維強化型帶材係用於線料及纜線應用之有 效強度構件,且其等係可替換於光纖纜線中之現行 FRP/GRP或聚芳香醯胺強度構件。 圖式簡單說明 第1圖係用於製造本發明之一複合帶材之雙螺桿擠塑 機之溫度及壓力分佈之示意圖。 第2圖係以60重量%之纖維裝填量擠塑之本發月的一 複合帶材之圖。 第3圖係報導經擠塑及經模製之複合物及淨樹脂之模 量比較之圖。 201144049 第4圖係報導經擠塑及經模製之樣品之峰值應力比較 之圖。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 定義 除非相反表示,此内容所暗示,或此項技藝慣用,所 有份數及百分率係以重量為基準,且所有測試方法係於本 揭露内容之申請曰時所通用。為了美國專利實務,任何參 考之專利案、專利申請案或公開案之内容在此完整併入本 案以為參考資料(或其相等之美國版本亦併入本案以為參 考資料),特別是有關於定義之揭示内容(至不與於此揭露内 容中特別提供之任何定義不一致之程度)及此項技藝之一 般知識。 此揭露内容十之數值範圍係大約,因此,除非其它指 示,係可包括範圍外之數值。數值範圍包括從且包含下限 及上限數值之所有數值,以一單位為增量,只要於任何較 低值及較高值間具有至少二單位之分隔。舉例而言,若組 成物、物理或其它性質,諸如,厚度等,係從100至1,000, 則所有個別數值,諸如,100、101、102等’及次範圍’諸 如,100至144' 155至170、197至200等,係明確地被列舉。 對於含有少於1或含有大於1之分數(例如’丨.1、丨_5等)數值 之範圍,一單位被認為係0.0001、0.001、0.01 ’或0.1之適 合者。對於含有少於10之單位數之數字的範圍(例如,1至 5),一單位典型被認為係0.1。此等僅係特別意欲之例子, 201144049 被列舉之最低數值及最高數值間之數值之所有可能組合, 係被認為於此揭露内容中明確表示。數值範圍於此揭露内 容中係提供用於組成物中組份之量、厚度等。 “單絲”及相似用辭意指單一連續股之具有大於ίο之長 度對直徑比率之長材料。 “纖維”及相似用辭意指具有一般係圓的截面及大於10 之長度對直徑比率之一長柱狀物的繞捲單絲。 纜線”及相似用辭意指於一保護套管或覆套内之至少 一線料或光纖。典型上,一纜線係結合在一起之二或更多 之線料或光纖,其典型上係於一共同之保護套管或覆套 内。套管内之個別線料或纖維可為裸材、經覆蓋,或絕緣。 組合式纜線可含有電線料及光纖。纜線等可設計成用於 低、中,及高電壓之應用。典型之纜線設計係於USP 5,246,783、6,496,629,及6,714,707中例示。 “帶材”及相似用辭意指具無限長度之一薄條材。典型 上,此條材之長度係比寬度或厚度大至少十(10)倍。 “至少部份縱向定向”及相似用辭意指具有縱向及橫向 之一熱塑性帶材内之一百分率,典型上係至少30%,之纖 維被置放於此帶材内,使得纖維之長度向度與帶材之縱向 具有比與帶材之橫向更大之配向。 “縱向”及相似用辭意指與材料經由一擠塑機向前移動 平行之方向。對於擠塑材料,縱向及縱軸具有相同意義。 “橫向”係相似用辭意指與縱向正交或垂直之方向。 201144049 各種纖維可用於實施本發明,不受限地包括聚烯烴, 例如,聚乙烯及聚丙烯纖維、耐綸纖維、聚酯纖維、玻璃 纖維、石墨纖維、石英纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、硼纖 維、鋁纖維’及二或更多之此等或其它纖維之組合。纖維 典型上可以於一捲線筒上之紗或紗束(其係一束個別單絲) 獲得。纖維之丹尼數可依纖維之組成及纖維束之應用而改 變’但典型上,其係於4〇〇與5,000ΤΕΧ之間,更典型係於600 與3,000TEX之間,且更典型係於700與2,500TEX之間。 代表性之聚烯烴纖維包括Honeywell之SPECTRA® 900聚乙烯纖維、DOW XLAtm聚烯烴纖維,及TOHO TENAX BESFIGHT® G30-700碳纖維。代表性之玻璃纖維包括
Owens Corning之E-玻璃纖維〇C® SE 4121(1200或2400德 士 (tex)) ’ 及 John Manville JM 473AT(2400德士)、473A(2400 及 1200德士)、PPG 4599(2400德士)。〇C® SE 4121 係 Single-End連續紗束(30型)家族之一進階構件。此產物係對 於聚丙烯長纖維熱塑物(LFT)應用之使用而特別設計。0C SE 4121具有適於Direct-LFT方法而設計之化學。 玻璃纖維:Manville JM 473AT(1100、12〇〇,或2400 德士)或其它供應商之相似等級之纖維可被使用^ Manville JM 473AT係STARROV®LFTplus直接紗束纖維,且係藉由 將具界定直徑之連續玻璃纖維直接纏繞成一圓柱形紗束捲 裝物而製造。此紗速係設計成強化LFT方法中之聚丙稀聚合 物。選擇之材料性質及纖維特徵係列示於第1表。 201144049 第1表
Manville JM 473AT E-玻璃纖維之選擇性質 JM 編號 區域 玻璃 型式 尺寸 編號 L01含 量[%] 水份含量 最大值 Γ%1 線性密度 [產量/德士] 單絲直 徑 Γμηιΐ PR 220 1100 473A EU E 473A 0.60 0.15 450/1100 15.5 PR 220 1200 473A EU E 473A 0.60 0.15 413/1200 16 PR 440 2400 473A EU E 473A 0.70 0.15 207/2400 16 以纖維束重量為基準,纖維束中之纖維量典型上係至 少20,更典型係至少60且更典型係至少80,重量%~〖°/〇)。 以纖維束重量為基準,纖維束中之最大纖維量典型上不超 過98,更典型係不超過95,且更典型係不超過90,重量%。 樹脂 各種類之可購得熱塑性樹脂可用於製造用以製造本發 明纖維強化型帶材之纖維強化型束,不受限地包括普遍已 知且用於形成纖維-強化型聚合物塑料之樹脂。典型之熱塑 性樹脂不受限地包括丙烯酸系樹脂、丙烯酸酯樹脂、環氧 樹脂、碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂,及二或更多之此等及/或 其它樹脂之組合。 用於實施本發明之聚烯烴樹脂係熱塑性,且包括聚烯 烴均聚物及異種共聚物。聚烯烴均聚物之例子係乙烯及丙 烯之均聚物。聚烯烴異種共聚物之例子係乙烯/α-烯烴異種 共聚物及丙烯/ex-烯烴異種共聚物。α-烯烴較佳係C3_20線 性、分支或環狀之α-烯烴(對於丙烯/(X-烯烴異種共聚物,乙 烯被認為係α-烯烴)。C3_2〇a-烯烴之例子包括丙烯、1-丁烯、 10 201144049 4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十 四烯、1-十六烯,及1-十八烯。V-烯烴亦可含有一環狀結構, 諸如,環己烷或環戊烷,其造成α-烯烴,諸如,3-環己基-1-丙烯(烯丙基環己烷)及乙烯基環己烷。雖然於此用辭之傳統 觀念不是α-烯烴,但為了本發明,某些環狀烯烴,諸如, 降冰片烯及相關之烯烴,係α-烯烴,且可用以替代上述之 某些或全部之V -烯烴。相似地,苯乙烯及其相關之烯烴(例 如,V-甲基苯乙烯等)為了本發明係α-烯烴。例示之聚烯烴 共聚物包括乙烯/丙烯、乙烯/丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛 烯、乙烯/苯乙烯等。例示之三元共聚物包括乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯、乙烯/丁烯/1-辛烯,及乙烯/丁烯/ 苯乙烯。此等共聚物可為無規或嵌段。 聚烯烴樹脂亦可包含一或多個官能基團,諸如,一不 飽和酯或酸,且此等聚烯烴係已知,且可藉由傳統高壓技 術製備。不飽和醋可為烧基丙稀酸S旨、烧基甲基丙稀酸醋, 或乙烯基羧酸酯。烷基基團可具有1至8個碳原子,且較佳 係具有1至4個碳原子。羧酸酯基團可具有2至8個碳原子, 且較佳係具有2至5個碳原子。以共聚物重量為基準,共聚 物之促成酯共單體之部份可於1至最高達50重量%之範 圍。丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之例子係係丙烯酸乙酯、丙 烯酸曱酯、曱基丙烯酸曱酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸正 丁酯、曱基丙烯酸正丁酯,及丙烯酸2-乙基己酯。乙烯基 羧酸酯之例子係乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯,及丁酸乙烯酯。 不飽和酸之例子包括丙烯酸類或馬來酸類。 11 201144049 官能基團亦可經由接枝而包含於聚烯烴中,此可如此 項技藝普遍已知般完成。於一實施例,接枝可藉由自由基 官能化發生,其典型上包括熔融摻合一烯烴聚合物、一自 由基起始劑(諸如,一過氧化物等),及一含有一官能基團之 化合物。於熔融摻合期間,自由基起始劑與烯烴聚合物反 應(反應性熔融摻合)形成聚合物基。含有一官能基團之化合 物與聚合物基團之主鏈鍵結形成一經官能化之聚合物。例 示之含有官能基圑之化合物不受限地包括烷氧基矽烷,例 如,乙烯基三曱氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷,及乙烯 基羧酸及酐,例如,馬來酸酐。 可用於本發明之聚烯烴之更特別例子包括極低密度聚 乙烯(VLDPE)(例如,由陶氏化學公司製造之FLEXOMER® 乙烯/1-己烯聚乙烯)、均勻分支、線性之乙烯/V-烯烴共聚 物(例如,Mitsui Petrochemicals Company Limited 之 TAFMER®及Exxon Chemical Company 之EXACT®)、均句 分支、實質上線性之乙烯/V-烯烴聚合物(例如,可得自陶氏 化學公司之AFFINITY®及ENGAGE®聚乙烯),及烯烴嵌段 共聚物,諸如,於USP 7,355,089中所述者(例如,可得自陶 氏化學公司之INFUSE®)。更佳之聚烯烴共聚物係均勻分支 線性及實質上線性之乙烯共聚物。實質上線性乙烯共聚物 係特別佳,且係於USP 5,272,236、5,278,272及5,986,028中 更完整說明。 可用於實施本發明之聚烯烴亦包括以丙烯、丁稀,及 其它烯烴為主之共聚物,例如,包含大部份之自丙稀衍生
12 201144049 之單元及小部份之自另一 α-烯烴(包括乙烯)衍生之單元之 共聚物。可用於實施本發明之例示丙烯聚合物包括可得自 陶氏化學公司之VERSIFY®聚合物,及可得自ExxonMobil Chemical Company之VISTAMAXX®聚合物。 任何如上之稀烴彈性體之摻合物亦可用於本發明,且 烯烴彈性體可以一或多種其它聚合物摻合或稀釋至於一較 佳模式中,本發明之烯烴彈性體構成此摻合物之熱塑性聚 合物組份之至少約50,較佳係至少約75且更佳係至少約 80,重量%且維持其可撓性之程度。於一次佳模式且依尋 求之其它性質而定,烯烴彈性體含量可為少於熱塑性聚合 物組份之50%。於一實施例,浸潰樹脂係皆可得自陶氏化 學公司之INSPIRE® 404或DOW® H734-52RNA性能聚合物 (聚丙烯),或可得自其它供應商之相似等級之聚丙烯樹脂。 用於實施本發明之樹脂可包括一或多種添加劑,以促 進其加工處理及/或使用。典型添加劑包括相容性/偶合劑 例如,DuPont之FUSABOND® P353或Arkema 之OREVAC® CA 100或Chemtura之POLYBOND® 3200 ;流動促進劑,例 如,Borealis BORFLOW® 405 或 805 或Dow AFFINITY® GA 1950 ;色料,例如,Hubron Black MasterbatchPPB或Cabot PLASBLAK® 4045 ;以及抗氧化劑,例如,IRGANOX® 1010、IRGAFOS® 168 及 / 或 IRGANOX® PS 802(由 Ciba
Specialty Chemicals供應)。此等及其它之添加劑可以傳統量 及以傳統方式使用。 以纖維束重量為基準,纖維束中之樹脂(包括任何添加 13 201144049 劑及/或填料)之量典型上係至少2,更典型係至少5且更㈣ 係至少H)’重量%(wt%)。以纖維東重量為基準纖維^中 之最大樹脂量典型_M林超義,更典型Μ超輪 典型係不超過40,重量%。 製造纖維束之方法 不 /尋术’『⑷何料,可藉由任何便利方法製造, 受限地包括使纖維(衫限地包括玻_維)通過一拉擠 成型方法以將纖維以如上所述之—熱塑性樹脂浸潰。拉擠 成型加工處理之詳情係熟習此項技藝者所知且一般係描 述於USP 7,5G7,36卜然'後,材料切成丸粒或條材。通常, 此等LFT條材含有範圍從3至15職長度,更典型係從5幻2 麵長度,且重量比率係從3〇%至95%,更典型係從观至 850/。之纖維。 製造帶材之方法 本發明之帶材係使用一擠塑方法製造。典型上,選擇 -雙螺桿擠塑機,但單螺桿擠塑機亦可被使用。螺桿典型 上係以收細,更典型係15至⑼且更典型係20至_,轉/ =鐘㈣轉動。因為纖維已混人條材/丸粒内,因此無需混 5 °擠塑朗桿係以大於⑴之_比率而設定,且未使 =二件。腔室溫度對於擠塑機内之不同區域係設為 心#〜賴具溫度(例如’副_23()。〇典型上係所有區 ^中“。擠塑速度典型上係0.2至5公尺/分鐘,其係依最 用一2纖维裝填量而定。帶材可於離開擠塑機時藉由使 或相似裝置而收集。繞捲單元可以比擠塑機操作 14 201144049 :更大之速度操作,例如,1〇、i5、25%或更快以些微 伸此材料,且因而賦予或促進纖維之縱向位向。帶材尺 、於寬度典型上係1至5〇,更典型係2至25且更典型係5至 m之範圍,於厚度係0.1至2,更典型係0.2至1.5且更 典型係0.5至1.2 ’ mm,且具無限長度。 具帶材強度構件之線料或纜線 為作為用於線料或、纜線應用,特別是用於光纖纜線, 之度構件’帶材典型上具有至少I2公;t/平方英忖 =§Αη)或5吉帕斯卡(Gpa),但6至1()弧之值對於此帶材 、‘且態係更典型。高模量顧維裝填量及麟與樹脂基質間 之點著的函數。再者,帶材巾之總纖維裝填量之典型上至 夕30,更典㈣至少*且更料係至少冒。蚊向於縱向 (經向)。此定向係經由模具擠塑及/或於擠塑時拉伸(例如, 從繞捲單元)之結果。 帶材可以任何適合方式併納於線料或纜線結構内,不 雙限地包括於此結構内縱向及/或橫向纏繞—或多個線料 或纖維。另外,帶材可被併納於線料或纜線結構之另一組 份内,例如,一絕緣覆套或保護套管。帶材亦可作為纜線 之一獨立的強度組份。 本發明經由下列實施例而更完整地說明。除非其它指 示,所有份數及百分率皆係以重量。 特別實施例 材料 纖維係Johns Manville JM 473AT(2400德士),473A玻璃 15 201144049 纖維。纖維之玻璃型式係E,具有0.70之LOI含量(%),0.15% 之最大水份含量,207/2400之線性密度(產量/德士),及16 微米之單絲直徑。纖維包含此複合物之60重量%。 樹脂係DOWH734-52RNA,可得自陶氏化學公司之聚 丙烯,且具有第2表中報導之性質。 第2表 DOW H734-52RNA之選擇性質 測試項目及條件 限制 單位 方法 MFR, 230C/2.16kg 47.0-57.0 dg/分鐘 ISO 1133 MFR起始基礎, 230C/2.16kg _ 31.0-34.0 dg/分鐘 ISO 1133 MFR 混合,230C/2.16kg 45.0-59.0 dg/分鐘 ISO 1133 二甲苯可溶物,球 1.8-4.5 % ASTM D5492 丸粒黃化 1最大 ASTM D6290 撓曲模量,23C 1600最小 MPa ISO 178 樹脂包含複合物之32.4重量%。 流動促進劑係BORFLOW® HL504FB,用於纖維應用 且可得自Borealis之聚丙烯均聚物等級。此流動促進劑包含 複合物之4重量%。 偶合劑係OREVAC® CA 100,可得自Arkema之經馬來 酸酐改質之聚丙烯。偶合劑包含複合物之丨.5重量%。 色料係PLASBAK® 4045,可得自Cabot之黑色聚丙烯 母料。載劑係聚丙烯均聚物,且母料含有4〇重量%之碳黑。 色料包含複合物之1.75重量%。 抗氧化劑係IRGANOX 1010(四-(甲撐基-(3,5-二-(第 三)-丁基-4-氫肉桂酸酯))曱烷);IRGAFOS 168 (三(2,4-二- 16 201144049 第三丁基苯基)亞磷酸酯);及IRGANOX PS 802 (二(十八烷 基)-3,3’-硫二丙酸酯),皆可得自Ciba。 LFT方法 LFT條材及丸粒係藉由德國FACT使用一傳統拉擠成 型方法生產,其係使用20馬力及4個另熱區之擠塑機。擠塑 機係裝設3:1壓縮比率及25之長度/直徑比率之一單螺桿。擠 塑機之溫度分佈係:區域1 ~ 185 0C,區域2 - 190。(:,區域 3 - 210 °C,且220 °C之模具溫度。擠塑機係以65 rpm操作)。 擠塑方法
Brabender PL 2000-3型之雙螺桿擠塑機被用於此擠 塑。第1圖顯示用於擠塑機内之不同區域之溫度及壓力設 定。溫度分佈係“相反”,其中,最高溫度係於第一區,且 最低溫度係於最後區。此能快速熔融樹脂基質及降低其曝 置之應力量。丸粒/條材係經由主供料口供應,且螺桿速度 設為30 rpm。—英忖寬之帶狀模具被用以擠塑複合帶材, 且於繞捲於捲線筒上之前’帶材於擠塑處理期間未被拉伸。 第2圖顯示擠塑4驗期間製造之樣品。視覺觀察顯示於 二樣品,纖較複合物巾能維持其長度,且於縱向係些微 定向。對於此應用’於縱向之些微纖維定向對於在此特定 方向達成較高抗張強度係較佳。但是,依帶材聽線中如 何應用而定,有時完全之無規定向實際上係較佳。於以下 之實施例,達成之纖維定向度係足夠。 測試及結果 為了比較,-Brabender批式混合機亦被用以使原始 17 201144049 LFT丸粒重新熔融及混合。然後,板材(0_03”厚)於一熱壓製 機内於190 °C之平台溫度壓縮模製。然後,抗張樣品被製 備0 抗張測試方法係於擠塑及模製之樣品依循ASTM D63 8-03 :塑料抗張性質之標準測試方法之線料及纜線測試 程序進行(詳情見2008 Annual Book of ASTM Standards, Section 8 ’ volume 08.01,ASTM International,West Conshohocken , PA , 2008)° 第3圖顯示LFT擠塑及模製樣品與純聚丙烯樹脂之模
量比較。Tukey-Kramer分析顯示與純聚丙烯者相比,[FT 擠塑及模製之模量統計上係較高(且平均值係高多於四 倍)。於模量之提向暗示顯著強化效果藉由於複合物中添加 長玻璃纖維而達成。第4圖顯示每一複合樣品之峰值應力之 比較,此指示纖維之定向。Tukey_Kramer*析顯示擠塑樣 品展現比模製樣品統計上較高之峰值應力,暗示於擠塑樣 品中較佳纖維定向。 結論 象式’”。果顯示與純聚丙烯樹脂相比,擠塑[Η帶材之 顯著模量改^LFT複合㈣展現高峰健力。組合高模量 及冋破壞應力特徵證實LFT複合帶材係可於光賴線應用 作為一強度構件。 第2表報導與現今用於5 _光魏線之傳社5麵直 控FRP相比之複合帶社餘能力。假讀線伽之應 變拉伸(此典型上係光纖未破裂之應變上限),第2表顯示缠
18 201144049 繞一 5 mm直徑纜線之一 〇.5s mm厚之複合帶材基本上具有 與1.5 mm直徑FRP相同量之栽重能量(即使模量較低)。此載 重能力使纜線能忍受於安骏期間遭受之處理應力。 第3表 傳統FRP與本發明複合帶材之載重能力比較 與複合帶材比較之FRP 玻璃纖維FRP 1.5mm直彳 模量(GPa) 1%應變之載重 能力(N) 纏繞一 5mm直徑纜線之 0.55mm厚度之複合帶材 49 865.46 10.34 892.86 雖然本發明已經由先前之較佳實施例説日月而詳細說 明,此細節主要係用於例示說明。許多變化及修改可由熟 省此項技藝者於未偏離於巾請專利範圍中所述之精神及 範圍下為之。 【圖式簡單說明】 第1圖係用於製造本發明之一複合帶材之雙螺桿擠塑 機之溫度及壓力分佈之示意圖。 第2圖係以60重量%之纖維裝填量擠塑之本發月的— 複合帶材之圖。 弟3圖係報導經擠塑及經模製之複合物及淨樹脂之模 量比較之圖。 第4圖係報導經擠塑及經模製之樣品之峰值應力比較 之圖。 【主要元件符號說明】 (無)

Claims (1)

  1. 201144049 七、申請專利範圍: 1· 一種纖維強化型帶材,其具有一縱軸,該帶材包含至少 30重量%之一纖維’及至少2重量。/。之—熱塑性樹脂,附 帶條件係該帶材中之至少30%之該纖維係至少部份沿 著該帶材之該縱軸定向。 2.如申請專利範圍第丨項之帶材,其中,該等纖維係具有 400之丹尼數及5,〇〇〇德士之玻璃纖維。 3·如申請專利範圍第2項之帶材,其中,該樹脂係一聚烯 烴樹脂。 4. 如申請專利範圍第3項之帶材,其中,該樹脂係一聚丙 稀樹脂。 5. 如申請專利範圍第4項之帶材,其中,該等纖維具有4 至15 mm之長度。 6· 一種製造如申請專利範圍第丨項之帶材的方法,該方法 包含步驟:(A)製備長纖維熱塑性丸粒或條材其包含 ^少30%之纖維及至少2重量%之熱塑性樹脂⑻自該 等丸粒或條材形成一可擠塑之塊狀物,以及(c)擠塑該 塊狀物以形成具有縱向(MD)及橫向(CD)定向之一帶 材,附帶條件係至少30%之該等纖維係於該縱向定向。 7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中,該擠塑係以襄設 有於⑽撕之溫度操作之一模具之-擠塑機實施。 8. 如申請專利範圍第7項之方法,其中’該經擠塑之帶材 接受拉伸。 9. 一種線料或纜線結構,包含作為一強度構件之如申請專 20 201144049 利範圍第1項之帶材。 10.如申請專利範圍第9項之線料或纜線結構,係呈一光纖 纜線之形式。 21
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