偏角無緯稀鬆布的製作方法

2023-12-09 21:24:01 2

偏角無緯稀鬆布的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種非織造無緯稀鬆布，其包括載體和上覆所述載體的成角度的稀鬆布。所述成角度的稀鬆布包括至少一個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件。所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，所述至少一個長絲的第一組件以第一角度取向，所述至少一個長絲的第二組件以第二角度取向。所述第一和第二角度中的每一個為相對於所述交叉方向測得的偏角，且所述第一和第二角度具有不同的值。所述非織造無緯稀鬆布任選地包括含有多個長絲的單向織物，其中所述載體上覆所述單向織物。至少兩個長絲的組件和所述載體的第一交叉方向紗也可限定具有至少三個側邊的多側邊形狀。
【專利說明】偏角無緯稀鬆布

【技術領域】
[0001] 本公開涉及由以偏角（off-angle)取向的長絲的組件增強的無緯稀鬆布（laid scrim)，包括具有單向織物和多側邊形狀的無緯稀鬆布。

【背景技術】
[0002] 無緯稀鬆布可具有多個層，包括形成這種織物的基底或載體的子部件。無緯稀鬆 布可使用偏角增強件，所述偏角增強件賦予用於專門應用的某些性質。然而，商業可得的無 緯稀鬆布可能不提供所需的性質，如穩定性、耐久性、拉伸強度、處理性或可加工性。因此， 本領域持續需要無緯稀鬆布以滿足新的且有時高要求的應用。


【發明內容】

[0003] 在一個實施例中，一種非織造無緯稀鬆布包括第一載體、成角度的稀鬆布和第二 載體，所述成角度的稀鬆布上覆所述第一載體，並包括至少一個碳纖維長絲的組件，所述第 二載體上覆所述成角度的稀鬆布，其中所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，其 中所述至少一個碳纖維長絲的組件以相對於所述交叉方向測得的偏角取向。
[0004] 在另一實施例中，一種非織造無緯稀鬆布包括載體和成角度的稀鬆布，所述成角 度的稀鬆布上覆所述載體，並包括至少一個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件， 其中所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，且其中所述至少一個長絲的第一組件 以第一角度取向，所述至少一個長絲的第二組件以第二角度取向，其中所述第一和第二角 度中的每一個為相對於所述交叉方向測得的偏角，且其中所述第一和第二角度具有不同的 值。
[0005] 在又一實施例中，一種非織造無緯稀鬆布包括單向織物、載體和成角度的稀鬆布， 所述單向織物包括多個長絲，所述載體上覆所述單向織物，所述成角度的稀鬆布上覆所述 載體。所述成角度的稀鬆布包括至少一個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件，其 中所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，且其中所述至少一個長絲的第一組件以 第一角度取向，所述至少一個長絲的第二組件以第二角度取向，其中所述第一和第二角度 中的每一個為相對於所述交叉方向測得的偏角，且其中所述第一和第二角度具有不同的 值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 實施例以示例的方式顯示，且不限於附圖。
[0007] 圖IA包括根據本文描述的一個實施例所示的偏角無緯稀鬆布的立體圖。
[0008] 圖IB包括根據本文描述的一個實施例的圖IA的偏角無緯稀鬆布的俯視圖。
[0009] 圖2A包括根據本文描述的一個實施例所示的偏角無緯稀鬆布的立體圖。
[0010] 圖2B包括根據本文描述的一個實施例的圖2A的偏角無緯稀鬆布的俯視圖。
[0011] 圖3包括製備根據本文描述的一個實施例的非織造無緯稀鬆布的圖示。
[0012] 本領域技術人員了解，圖中的元件為了簡單和清晰而顯示，且不必按比例繪製。例 如，圖中的一些元件的尺寸可相對於其他元件增大，以協助增進對本發明的實施例的理解。

【具體實施方式】
[0013] 通過結合附圖的如下描述以協助理解本文公開的教導。如下討論將集中於教導的 具體實施和實施例。提供該焦點以協助描述教導，且該焦點不應被解釋為對教導的範圍或 適用性的限制。然而，其他教導當然可在本申請中使用。
[0014] 在描述如下所述的實施例的細節之前，定義或闡明一些術語。術語"長絲"旨在意 指具有任意合適長度的細長結構或纖維。術語"紗"旨在意指纖維的有序的束。術語"稀鬆 布"旨在意指包括在兩個不同方向上取向的至少兩個長絲的織物。例如，一個或多個長絲可 在"經向"、"主"或"縱向"方向上取向，所述"經向"、"主"或"縱向"方向在一個實施例中可 平行於稀鬆布的長度。另外一個或多個長絲可在"緯向"、"填充"、"90"或"交叉"方向上取 向，所述"緯向"、"填充"、"90"或"交叉"方向在一個實施例中可平行於稀鬆布的寬度。術 語"0/90稀鬆布"或"方形稀鬆布"旨在意指一種織物，其中至少一個長絲在平行於稀鬆布 的長度的主方向上取向，至少一個長絲在平行於稀鬆布的寬度的交叉方向上取向，且所述 交叉方向垂直於所述主方向。術語"無緯稀鬆布"旨在意指一種稀鬆布，其中至少一個長絲 上覆至少一個其他長絲以產生稀鬆布。術語"偏角"旨在意指相對於稀鬆布的交叉方向或 水平方向或寬度測得的角度。
[0015] 如本文所用，術語"包含"、"包括"、"具有"或它們的任何其他變體旨在涵蓋非排 他性的包括。例如，包括一系列特徵的方法、製品或裝置不必僅限於那些特徵，而是可包括 未明確列出的或這些方法、製品或裝置所固有的其他特徵。此外，除非明確相反指出，否則 "或"指包括性的或，而非排他性的或。例如，條件A或B由如下任一者滿足:A為真（或存 在）且B為假（或不存在），A為假（或不存在）且B為真（或存在），以及A和B均為真 (或存在）。
[0016] 而且，"一種"的使用用於描述本文描述的元件和部件。這僅為了便利，並提供本 發明的範圍的一般含義。該描述應理解為包括一種或至少一種，且單數也包括複數，反之亦 然，除非其明顯具有相反含義。例如，當單個物品在本文描述時，超過一個物品可取代單個 物品使用。類似地，當超過一個物品在本文描述時，單個物品可代替超過一個物品。
[0017] 除非另外定義，本文所用的所有技術和科學術語與本發明所屬領域中的普通技術 人員所通常理解的具有相同的含義。材料、方法和實例僅為說明性的，且不旨在為限制性 的。對於本文未描述的程度，有關具體材料和加工行為的許多細節為常規的，並可在結構領 域和相應的製造領域內的參考書和其他來源中找到。
[0018] 在一個實施例中，本發明提供了一種非織造無緯稀鬆布，其包括載體、成角度的稀 松布和另一載體，所述成角度的稀鬆布上覆所述載體，並包括至少一個碳纖維長絲的組件， 所述另一載體上覆所述成角度的稀鬆布。所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向， 且所述至少一個碳纖維長絲的組件以相對於所述交叉方向測得的偏角取向。在另一實施 例中，本發明提供了一種非織造無緯稀鬆布，其包括載體和上覆所述載體的成角度的稀鬆 布。所述成角度的稀鬆布包括以第一角度取向的至少一個長絲的第一組件和以第二角度取 向的至少一個長絲的第二組件。所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，且所述第 一和第二角度為相對於所述交叉方向測得的每個偏角，其中所述第一和第二角度具有不同 的值。如本文所述的非織造無緯稀鬆布由於其增加的織物穩定性而抵抗響應施加載荷的變 形，可顯示出增加的處理性、耐久性和拉伸強度，且也由於存在於非織造無緯稀鬆布中的一 個或多個特定多側邊形狀而提供美學益處。
[0019] 在又一實施例中，本發明提供了一種具有單向織物的非織造無緯稀鬆布，所述單 向織物包括多個長絲。所述單向織物可設置於非織造無緯稀鬆布中的任何合適的層的下方 或上方，包括在一個或多個載體上方或下方、在一個或多個成角度的稀鬆布的上方或下方， 或散布於成角度的稀鬆布內的長絲的組件的層之間。所述的非織造無緯稀鬆布可為結合遞 送單向織物和成角度的稀鬆布的單個產品。由於單向織物和成角度的稀鬆布兩者，如本文 所述的非織造無緯稀鬆布可由於其增加的織物穩定性而抵抗響應施加載荷的變形，並可顯 示出增加的耐久性和拉伸強度。另外，相比於不含單向織物和成角度的稀鬆布兩者的商業 可得的織物，非織造無緯稀鬆布更易於處理和加工。
[0020] 本發明的非織造無緯稀鬆布提供任何合適的單向織物，所述單向織物可以以任何 合理的取向設置於非織造無緯稀鬆布內，包括在任何合適的載體或成角度的稀鬆布的頂部 和/或下方，並包括插入成角度的稀鬆布內的長絲的組件的一個或多個層之間。在一個實 施例中，非織造無緯稀鬆布可不包括單向織物。在另一實施例中，非織造無緯稀鬆布可包括 具有類似或不同的材料、顏色或結構的超過一個單向織物。
[0021] 非織造無緯稀鬆布的單向織物包括多個長絲。在一個實施例中，單向織物的多個 長絲通常在平行方向上。在一個具體實施例中，多個長絲可具有與非織造無緯稀鬆布的主 方向總體平行取向的長度。如本文所用的"總體平行"指與所需方向（包括非織造無緯稀 松布的主方向）形成小於5度，如小於1度的角度的纖維或長絲。更具體地，單向織物的多 個長絲在單向織物的整個寬度上總體平行取向。在一個特定實施例中，單向織物的多個長 絲以任何合適的距離彼此間隔開。
[0022] 在一個實施例中，單向織物的多個長絲可包括任何合適材料的一個或多個長絲。 在一個特定實施例中，長絲可包括有機材料、無機材料或它們的組合。例如，單向織物的 長絲可包括有機材料、無機材料或它們的組合，如聚酯、芳綸、超高分子量聚乙烯（UHMWPE) (如可作為

【權利要求】
1. 一種非織造無緯稀鬆布，其包括： 載體； 上覆所述載體的成角度的稀鬆布，所述成角度的稀鬆布包括至少一個長絲的第一組件 和至少一個長絲的第二組件，其中所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，且其中 所述至少一個長絲的第一組件以第一角度取向，所述至少一個長絲的第二組件以第二角度 取向，其中所述第一和第二角度中的每一個為相對於所述交叉方向測得的偏角，且其中所 述第一和第二角度具有不同的值。
2. 根據權利要求1所述的非織造無緯稀鬆布，其中： 所述載體包括第一無緯稀鬆布； 所述成角度的稀鬆布的至少一個長絲的第一組件並非縫合至所述第一無緯稀鬆布；且 所述成角度的稀鬆布的至少一個長絲的第二組件並非縫合至所述第一無緯稀鬆布。
3. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布的至少一 個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件中的至少一者包括有機長絲、無機長絲或它 們的組合。
4. 根據權利要求3所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述有機長絲、無機長絲或它們的 組合包括碳纖維長絲。
5. 根據權利要求4所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述碳纖維長絲包括大於50個碳纖 維長絲，如大於200個碳纖維長絲，如大於500個碳纖維長絲，或大於1，000個碳纖維長絲， 或如在1，〇〇〇至50, 000個碳纖維長絲的範圍內。
6. 根據權利要求3所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述有機長絲、無機長絲或它們的 組合包括聚酯、芳綸、超高分子量聚乙烯（UHMWPE)、聚（對苯撐-2,6-苯並雙惡唑）、芳族聚 酯、聚烯烴、聚乙烯醇（PVA)、碳、玄武巖纖維、玻璃，或它們的任意組合。
7. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布的至少一 個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件中的至少一者包括粗紗。
8. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布的至少一 個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件中的至少一者包括紗。
9. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一和第二角度中的每一 個在20至80度之間的值範圍內。
10. 根據權利要求9所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一角度還包括正值、負值或 它們的組合，且其中所述第二角度還包括正值、負值或它們的組合。
11. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一角度與所述第二角度 相差至少5度，如相差至少10度。
12. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一角度與所述第二角度 相差不超過60度。
13. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一角度在20至49度之 間的值範圍內，且其中所述第二角度在50至80度之間的值範圍內。
14. 根據權利要求1所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述載體包括稀鬆布。
15. 根據權利要求14所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述載體包括無緯稀鬆布。
16. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述載體包括塗層，以提供所 述載體與所述成角度的稀鬆布之間的結合。
17. 根據權利要求16所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述塗層包括熱塑性粘合劑、熱 固性粘合劑或它們的任意組合。
18. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述載體包括0/90稀鬆布，且 其中所述0/90稀鬆布包括： 總體平行於所述主方向延伸的第一組紗；和 總體平行於所述交叉方向，且總體垂直於所述主方向延伸的第二組紗。
19. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述載體包括多個紗，所述多 個紗包括聚酯、芳糹侖或它們的組合。
20. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第一組件 的長絲中的大多數以所述第一角度取向。
21. 根據權利要求20所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述長絲中的大多數在所述第一 角度的10度以內，如在所述第一角度的5度以內取向。
22. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第一組件 的長絲中的至少75%在所述第一角度的15度以內，如在所述第一角度的10度以內取向。
23. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第二組的 長絲中的大多數以所述第二角度取向。
24. 根據權利要求23所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述長絲中的大多數在所述第二 角度的10度以內，如在所述第二角度的5度以內取向。
25. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第二組件 的長絲中的至少75%在所述第二角度的15度以內，如在所述第二角度的10度以內取向。
26. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布的至少一 個長絲的第一組件和至少一個長絲的第二組件中的至少一者包括扁平的基本上無捻的絲 束。
27. 根據權利要求26所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述扁平的基本上無捻的絲束具 有小於0. 5捻/釐米，如小於0. 25捻/釐米，或小於0. 1捻/釐米。
28. 根據權利要求26所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述扁平的基本上無捻的絲束包 括具有縱橫比的橫截面，其中所述縱橫比定義為長絲的組件的寬度與長絲的組件的高度的 比例，且其中所述縱橫比具有小於50 : 1，如10 : 1的值。
29. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第一組件 包括： 長絲的第一組件，其中所述長絲的第一組件包括多個長絲，所述多個長絲總體上彼此 平行，並以所述第一角度的正值上覆所述載體；和 長絲的第二組件，其中所述長絲的第二組件包括多個長絲，所述多個長絲總體上彼此 平行，並以所述第一角度的負值上覆所述載體，且其中所述長絲的第二組件以第一交叉角 在所述長絲的第一組件上交叉。
30. 根據權利要求29所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第一交叉角定義為（180 度-2* (所述第一角度的絕對值）），且其中所述第一交叉角在0至140度之間的值範圍內。
31. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第二組件 包括： 長絲的第一組件，其中所述長絲的第一組件包括多個長絲，所述多個長絲總體上彼此 平行，並以所述第二角度的正值上覆所述載體；和 長絲的第二組件，其中所述長絲的第二組件包括多個長絲，所述多個長絲總體上彼此 平行，並以所述第二角度的負值上覆所述載體，且其中所述長絲的第二組件以第二交叉角 在所述長絲的第一組件上交叉。
32. 根據權利要求31所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二交叉角定義為（180 度-2* (所述第二角度的絕對值）），且其中所述第二交叉角在0至140度之間的值範圍內。
33. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述至少一個長絲的第一組件 和所述至少一個長絲的第二組件覆蓋所述非織造無緯稀鬆布的表面積的至少10%，如至少 15 %或至少20%，且小於80%，如小於75 %或小於70%。
34. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布為無緯稀 松布。
35. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其還包括上覆所述成角度的稀鬆布 的第二載體。
36. 根據權利要求35所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體包括稀鬆布。
37. 根據權利要求36所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體包括無緯稀鬆布。
38. 根據權利要求35所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體包括塗層，以提供 所述成角度的稀鬆布與所述第二載體之間的結合。
39. 根據權利要求38所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述塗層包括熱塑性粘合劑、熱 固性粘合劑或它們的任意組合。
40. 根據權利要求36所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體包括0/90稀鬆布， 且其中所述0/90稀鬆布包括： 總體平行於所述主方向延伸的第一組紗；和 總體平行於所述交叉方向，且總體垂直於所述主方向延伸的第二組紗。
41. 根據權利要求35所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體包括多個紗，所述 多個紗包括聚酯、芳綸或它們的組合。
42. 根據權利要求35所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第二載體不縫合至所述成角 度的稀鬆布的至少一個長絲的第一組件或至少一個長絲的第二組件。
43. 根據權利要求35所述的非織造無緯稀鬆布，其還包括上覆所述至少一個長絲的第 一組件的第三載體，其中所述至少一個長絲的第二組件上覆所述第三載體。
44. 根據權利要求43所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體包括稀鬆布。
45. 根據權利要求44所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體包括無緯稀鬆布。
46. 根據權利要求43所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體包括塗層以提供所 述至少一個長絲的第一組件、所述至少一個長絲的第二組件與所述第三載體之間的結合。
47. 根據權利要求46所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述塗層包括熱塑性粘合劑、熱 固性粘合劑或它們的任意組合。
48. 根據權利要求44所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體包括0/90稀鬆布， 且其中所述0/90稀鬆布包括： 總體平行於所述主方向延伸的第一組紗；和 總體平行於所述交叉方向，且總體垂直於所述主方向延伸的第二組紗。
49. 根據權利要求43所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體包括多個紗，所述 多個紗包括聚酯、芳綸或它們的組合。
50. 根據權利要求43所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述第三載體不縫合至所述成角 度的稀鬆布的至少一個長絲的第一組件或至少一個長絲的第二組件。
51. 根據權利要求1或2所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述成角度的稀鬆布和所述非 織造無緯稀鬆布中的至少一者圍繞軸線對稱。
52. 根據權利要求51所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述軸線平行於所述非織造無緯 稀鬆布的主方向或交叉方向。
53. 根據權利要求1所述的非織造無緯稀鬆布，其還包括含有多個長絲的單向織物，其 中所述載體上覆所述單向織物。
54. -種非織造無緯稀鬆布，其包括： 包含多個長絲的單向織物； 上覆所述單向織物的載體；和 上覆所述載體的成角度的稀鬆布，所述成角度的稀鬆布包括至少一個長絲的第一組件 和至少一個長絲的第二組件，其中所述非織造無緯稀鬆布具有主方向和交叉方向，且其中 所述至少一個長絲的第一組件以第一角度取向，所述至少一個長絲的第二組件以第二角度 取向，其中所述第一和第二角度中的每一個為相對於所述交叉方向測得的偏角，且其中所 述第一和第二角度具有不同的值。
55. 根據權利要求54所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述單向織物的多個長絲包括有 機長絲、無機長絲或它們的組合。
56. 根據權利要求54所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述單向織物包括扁平的基本上 無捻的絲束、粗紗、紗或它們的組合。
57. 根據權利要求54所述的非織造無緯稀鬆布，其中所述單向織物不縫合至所述載 體。
【文檔編號】D04H3/04GK104271826SQ201380014247
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2012年3月26日
【發明者】P·C·戴維斯, D·L·斯潘頓, L·D·馬克爾, P·斯特格加爾 申請人:加拿大聖戈班愛德福思有限公司