[发明专利]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

说明书

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。