由包圍在基質中的彼此平行的纖維構成的複合纖網的製作方法
2023-12-02 06:31:46 1
專利名稱：由包圍在基質中的彼此平行的纖維構成的複合纖網的製作方法
技術領域：
本發明涉及複合纖網。就本發明的意義而言，複合纖網應理解為長度不確定的長條形扁平物體，它包括一個長條形複合層，該層由被基質包圍著的彼此平行的纖維構成。
WO-A-91/12136披露了一種長條形雙層複合結構，其中第一層由沿此結構長度方向排列、被基質包圍的纖維構成，第二層由沿垂直於所說長度方向、被基質包圍的纖維構成。這種其中各不同層中的纖維沿不同方向排列的雙層結構在下文中稱作交叉層疊纖網。纖維平行於纖網的長度方向的複合纖網在下文中稱作平行纖網。在WO-A-91/12136中，第二層的製備方法如下通過從平行纖網上裁下一片長方形的纖網，該片的長度基本上同平行纖網的寬度相等，然後把所說的裁片逐片地鋪在另一平行纖網上面，讓裁片纖維與所說纖網的長度方向呈垂直地排列。此後，各複合層在加熱和加壓的作用下互相牢固地連接成一體。
要把上述裁片按連續工藝準確地呈要求的角度拼接而同時又不使相鄰的裁片相互搭接(結果造成有許多加厚的部位)或者不使相鄰裁片空出一個距離(或間隙)在技術上是非常困難的。況且由平行纖維構成的疏鬆複合層裁片也難以操作，因為它們很容易沿纖維方向撕裂。而當複合層很薄而且纖維含量又很高時尤其如此，例如用於防彈複合物所要求的情況。
因此除已經存在的平行纖網之外還需要一種複合纖網，其中複合層內的纖維與纖網的長度方向呈一個非零角度排列，這種複合纖網較少有甚至沒有上面提到的生產多層複合結構(譬如交叉層疊纖網)過程中的不利之處和缺陷。
這一需要被按照本發明由一種複合纖網(3)滿足，此纖網沿長度方向由拼接並連結在一起的纖網(零)件(7)組成。
該纖網件包括隔離層(8)和其上的由被包在基質(6)中的彼此平行的纖維(5)構成的複合層(4)，每個纖網件的複合層的邊界是兩個彼此相對且都平行於纖維的橫向側面(邊)(1)和(2)，該纖網件在拼接時，每個纖網件的複合層的橫向側面(1)均面對並平行於與之相拼接的纖網件的複合層的橫向側面(2)，而且纖網件內的纖維與複合纖網的長度方向呈一定角度α(α不為0°)。
而且，其中拼接纖網件的隔離層(8)彼此互相連結。
按照本發明的複合纖網(以下稱作橫向纖網)能藉助簡單的技術用於連續生產多層複合物。
此種橫向纖網的進一步優點在於，通過隔離層的存在起支撐作用，複合層易於操作，沒有複合層撕裂的危險。這就意味著複合層可以很薄，而且較少量的基質材料就足以把纖維粘合在複合層中，結果，複合層的纖維含量可以較大。這對於使多層防彈複合物獲得高保護性能尤其是個優點。在此以及下文中，「橫向纖網的隔離層」意在表達橫向纖網的全部互連的纖網件隔離層。
橫向纖網的另一個重要特徵在於，除掉橫向纖網的隔離層之後，被連結起來的纖網件的各複合層不存在搭接，因而纖網件連接處沒有局部增厚的部分。這樣帶來的好處是在多層複合物的生產當中較少出現問題。當被用於多層防彈複合物時這樣帶來的好處是沿多層複合物的表面保護性能不會有很大的變化，結果所說多層複合物在最低表面保護性能與單位表面積重量之間的比例比較高。
下面將結合附圖中表示的數個實施方案的例子進一步解釋本發明。
圖1a表示一個纖網件的實施方案，其中隔離層突出於複合層的所有側面以外，而且其中隔離層在一個橫向側面處的邊緣平行於所說橫向側面。
圖1b表示一個纖網件的實施例，其中隔離層的邊緣與複合層側邊重合。
圖1c表示一個纖網件的實施例，其中複合物層是平行四邊形，復物合層各邊之間的最小角度為α，且其中隔離層突出於一個橫向側面以外。
圖1d表示沿圖1c中纖網件的I-I線的剖面。
圖2a表示一個平行纖網，備有一個隔離層，纖網件便是呈與隔離層成45°的角度裁斷的。
圖2b表示橫向纖網的一個實施例，其中纖維的走向與纖網的長度方向呈45°角。
圖2c表示橫向纖網的一個實施例，其中纖維的走向與纖網的長度方向呈直角。
圖2d表示沿圖2c的複合纖網的I-I線的剖面。
圖3a、3b、3c和3d表示數種將纖網件拼接和連結的合適方案。
圖3a表示的纖網件中隔離層的邊緣與複合層的橫側面重合，拼接時複合層之間留有一個小小的間隙。纖網件是用膠粘帶沿橫向纖網的幅寬連結起來的。
圖3b表示的纖網件中隔離層從複合層的一個橫側面伸出，拼接時複合層之間留有小小的間隙。纖網件是靠一個纖網件隔離層的伸出部與另一纖網件隔離層之間的粘合劑連結起來的。
圖3c表示的纖網件中隔離層從複合層的一個橫側面伸出並且與另一橫側面重合，各纖網件是以一塊纖網件的複合層搭在另一纖網件的複合層上面的方式而接起來的。各纖網件是用膠粘帶沿橫向纖網的幅寬連結起來的。
圖3d表示的纖網件中隔離層從複合層的一個橫側面伸出，各纖網件是以一個纖網件的複合層搭在另一纖網件的複合層上面的方式連接起來的。各纖網件是靠一個纖網件的隔離層的伸出部與另一纖網件的隔離層之間的粘合劑連結起來的。
圖3e表示在圖3d的橫向纖網上又鋪上第二層，將纖網件連接起來。
圖3f表示把圖3e的結構中的隔離層去掉以後的結果。
圖4示意地表示把纖網件連接起來的方法的一個實施方案。
纖網件7包括隔離層8和在其上的被基質6包圍的彼此平行的纖維5組成的複合層4，每個纖網件的複合層均以兩個橫向側面1和2為邊界，兩側面彼此相對並平行於纖維(見圖1a～1d)。
複合層中的纖維彼此平行地排列，使得可以把複合層沿平行於纖維的方向撕下來而不會從該複合層拉出大量的纖維。此纖維優選基本上沿一條直線排列。
複合層的側面10及11(以下稱它為縱向側面)可以呈任意走向(圖1a)。實際上，這些縱向側面優選沿直線並且互相平行地走向。因而每個纖網件的複合層優選呈平行四邊形，其橫向側邊(面)與縱向側邊(面)之間的最小夾角為α(圖1bα＝90°，圖1cα＝45°)。這樣做的優點是纖網件的縱向側面10和11形成的橫向纖網的邊緣12和13各成一直線且平行地走向，既使α角不是90°也是如此(圖2b)。
隔離層8起著支撐複合層並賦予橫向纖網足夠的抗張強度的作用。隔離層對複合層的粘合力必須恰好起到在橫向纖網處理期間保持其成一體的作用，然而該粘合力又必須很弱，以便在連結各纖網件的第二層被加到橫向纖網的複合層上之後易於從所說複合層上取下來。適合用於隔離層的材料例如塑料，例如尼龍、聚酯或聚氯乙烯。優選使用蠟紙或牛皮紙，而且面朝複合層的隔離層表面敷有不粘層(例如矽氧烷)。
纖網件中的隔離層可以突出於複合層的所有側面以外。但是，為了讓各纖網件互相靠緊，隔離層的邊緣優選平行於橫向側面1(圖1a)。至於縱向側面10和11，實際上隔離層的邊緣通常與複合層的邊緣重合，因為纖網件優選從一條平行纖網14上裁下來(見圖2a)。最好每個纖網件的隔離層9的邊緣都與複合層的橫向側面1重合，見圖1b、1c和1d。正如下面將要解釋的，這樣做的好處是能生產出不僅不會重疊面且也不留間隙的複合層。關於橫向側面2，隔離層的邊緣優選與所說橫向側面2平行。隔離層的邊緣可以同纖網件的複合層的橫側面2重合(圖1b)也可以伸出於後者之外(圖1c)。究竟是否讓隔離層突出於橫側面1和2之外要依預計的纖網件拼接並結合成橫向纖網的方式而定，此點下面還將詳述。
如同圖2b、2c和2d所示，橫向纖網3是通過把纖網件7沿著長度方向拼接並結合而組成的。該橫向纖網由至少2個纖網件組成。纖網件數目的上限、從而橫向纖網的長度，是根據實際要求(例如操作難易及其重量等因素)決定的。當用於連續加工時，優選製成很長的橫向纖網。實際操作時，把此種長的橫向纖網打成卷。
拼接纖網件時，讓每個纖網件的複合層的橫側面1與緊鄰纖網件的複合層的橫側面2相面對而且基本上平行。這就是說，所有纖網件中的纖維都彼此平行地排列。拼接纖網件時，各纖網件中的纖維均與該橫向纖網的長度方向呈一個非零的α角排列。由於拼起來的纖網件的隔離層被連接在橫向纖網當中，故拼成的纖網件之間被互連構成一條自成一體的橫向纖網。任何適合的連結手段均可用於此目的。合適的連結手段例如有膠水、單面或雙面膠粘帶或者鉤環。圖2b和2c表示的是橫向纖網的兩個實施例。圖3a～3d給出了拼接和連結方法的細節。
每個纖網件的複合層的橫側面1可以相對於與之連接的纖網件的複合層的橫側面2呈搭接(圖3c和3d)、對齊或留有間隙(圖3a和3b)地擺放。前面已經提到而且下面還將解釋，本發明的一項重要特徵在於，連結各纖網件的第二層加上之後，以及把橫向纖網的隔離層撤去之後，可以獲得不帶搭接頭的複合層，即使橫向纖網中各纖網件的複合層是部分搭接地放置的也是如此。這一點圖示於圖3e和3f中。複合層的搭接部分15被限制在搭接纖網件的隔離層與同它相連結的搭接纖網件的隔離層之間。當在圖3d的橫向纖網的複合層上加上牢固連結的層17(圖3e)之後，此第二層能接過原隔離層的支撐作用，於是就可以把隔離層從橫向纖網上撤去(圖3f)。「牢固連結」一詞是指複合層和第二層17之間的粘合力比複合層與隔離層之間的粘合力強，故而可以撤去隔離層而不會使複合層從第二層脫開。被限制在兩連接的纖網件的隔離層之間的搭接部分15可以隨同橫向纖網的隔離層一起被撤除(圖3f)。於是獲得的複合層便不再有搭頭。如果隔離層在橫側面1處有突出部分時，情況也是如此。但是，這就會造成在獲得的複合層中沿此分離層的突出部分的表面出現一個間隙。當然，優選在兩複合層之間不僅沒有搭頭，同時也沒有間隙。此種產品當用於多層防彈複合物時的優點是沿整個多層複合物表面的保護能力基本上保持一致。在最優選的橫向纖網實施方案中，每個纖網件的隔離層的邊緣9因而要與橫側面1重合(圖1b和1c)，而且每個纖網件的複合層的橫側面1與同其相連結的纖網件的複合層的橫側面2搭接(圖3c和3d)或者至少緊靠。用這樣構成的橫向纖網就可以獲得既無搭接又無間隙的複合層(圖3f)。由於在具體操作時實際上不可能將複合層精確地擺放拼接起來，故最好在連接各纖網件時讓複合層部分地互相搭接。搭接的程度優選儘可能小以便減少材料的損失量。
在連結纖網件7時可以將膠粘帶19沿橫向纖網的幅寬貼到背朝複合層的互連纖網件的隔離層的一側(底面)(圖3a和3c)。纖網件之間還可以用兩個或兩個以上貼在隔離層底面的長條形膠粘帶連結，此時膠粘帶的長度方向與橫向纖網的長度方向平行。隔離層的邊伸出橫側面2的纖網件(見圖1c)也可以用貼在隔離層的所說伸出部分18與搭接纖網件的隔離層之間的粘合劑16連結(圖3b和3d)。如果纖網件的複合層搭接擺放(見圖3d)，該粘合劑還可以施加於被限制的的複合層搭接部分15，於是該搭接部分更容易隨相連結的隔離層一起被撤去。最好是用一種膠粘帶19將纖網件結合起來，象圖3a和3c那樣。這樣做的有利之處在於膠粘帶貼上去較簡單且較迅速，而且得到的結合也更結實。
橫向纖網的所有纖網件中的複合層的厚度最好是一樣的。複合層厚度的上限是由下述要求決定的，即必須能沿平行於纖維方向較容易地撕離複合層。由於實際生產時長的橫向纖網通常是打成卷的，故複合層的厚度還受到它應具有充分的可變形性的要求的限制。該上限尤其取決於選用的基質材料和纖維含量。基於上述種種原因，複合層的厚度優選小於2mm，更優選小於1mm，最優選小於0.5mm。複合層中的纖維含量可以為10～95％(重量)。複合層的厚度和纖維含量是考慮到適應橫向纖網的最終用途的設計性能而選定的。例如，當用於多層防彈複合物時，為達到高保護能力，優選使用大量纖維含量高的甚薄複合層。此種情況下的複合層的厚度優選小於500μm，更優選小於100μm，最優選小於50μm。此種情況下的纖維含量優選為40～95％(重量)，最優選為70～95％(重量)。
「纖維」一詞意指細長的元件，其縱向尺寸大於寬度和厚度的橫向尺寸。纖維一詞特別包涵單絲、復絲紗、帶狀物、纖網、線、短纖紗以及其他具有規則或不規則斷面的細長物體。
原則上所用天然及合成纖維都可以當做纖維使用。例如，可以使用金屬纖維、半金屬纖維、無機纖維、有機纖維或它們的混合物。選擇纖維的材質和性能時要考慮到最終用途中要求的性能。尤其當用於防彈物體時，重要的是纖維應具有高抗張強度高抗張模量以及高能量吸收。纖維優選具有至少1.2GPa的抗張強度以及至少40GPa的抗張模量。
合適的高抗張強度的無機纖維例如有玻璃纖維、碳纖維和陶瓷纖維。合適的高抗張強度的有機纖維例如有聚芳醯胺纖維、液晶聚合物纖維以及高度取向的聚合物纖維，例如聚烯烴、聚乙烯醇和聚丙烯腈纖維，它們是用例如凝膠紡絲法製備的。
有關能用於橫向纖網的纖維的廣泛枚舉和描述可參見WO-A-91/12136(第6頁第23行到第12頁第8行)。
優選使用高度取向的聚烯烴纖維。這類纖維的優點是不僅抗張強度高而且比重低，所以特別適合用於防彈物體。
聚烯烴中尤其合適的是乙烯或丙烯的均聚物和共聚物。使用的聚烯烴中還可以含少量的一種或多種其他聚合物，尤其是其他鏈烯-1聚合物。
若選用線形聚乙烯(PE)做為聚烯烴，則得到良好的結果。
本文的線形聚乙烯指的是每100個碳原子中側鏈不足1的聚乙烯，且優選每300個碳原子不足1個側鏈的聚乙烯，而且還可以含有至多5％(摩爾)一種或多種其他能與之共聚的鏈烯，例如丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、辛烯。
優選使用由凝膠紡絲法製備的聚烯烴長絲製成的聚烯烴纖維[例如如GB-A-2042414和GB-A-2051667中所述。該方法基本上由下列步驟組成製備一種高特性粘度的聚烯烴的溶液，在高於溶解溫度的溫度下將溶液紡成長絲，將絲束冷卻到低於凝膠化的溫度，以便發生膠凝，然後在除去溶劑之前、當中或之後將絲束拉伸。
單絲的斷面形狀可以通過選擇噴絲板孔的形狀來選定。
基質一詞指的是一種部分或完全包圍著纖維並保持纖維定位於複合層中的物質。優選使用一種聚合物材料。基質的聚合物材料可以是熱固性材料或熱塑性材料或者二者的混合物。基質的伸長優選大於纖維的伸長。基質的伸長優選為3～500％。合適的熱固性和熱塑性基質材料列舉於例如WO-A-91/12136(第15頁第26行至第21頁第23行)。在熱固性聚合物中，優先選擇乙烯基酯類、不飽和聚酯、環氧化合物及苯酚樹脂作為基質材料。在熱塑性聚合物中，優先選擇聚氨酯、乙烯基聚合物、聚丙烯酸類、聚烯烴或者熱塑性彈性體嵌段共聚物(例如聚異丙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯或聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物)作為基質材料。
優選使用的基質材料是可變形的而且使得用它生產出的橫向纖網或多層纖網能夠變形，例如便於將纖網打成卷或模塑成模塑零件。若複合物的設計最終用途要求基質必須具有高剛性因而不應再是可變形時，優選使用的基質材料是一種預浸漬材料。預浸漬材料是一種浸漬劑，經過後處理能轉化成預期的基質材料。為此目的優選使用熱固性材料。
本發明還涉及一種生產橫向纖網的方法。該方法包括將兩個或更多個纖網件7連接起來，這種纖網件具有隔離層8和層8上的由包圍在基質6中的彼此平行的纖維5組成的複合層4，其中複合層有兩個相對布置且平行於纖維的橫側面1和2。此纖網件連接起來後，纖維方向與纖網的長度方向間夾一個非零的α角，每個纖網件的複合層的橫側面1同與之相連的纖網件的複合層的橫側面2互相平行。然後把各連接起來的纖網件的隔離層8互相結合起來。
優選使用這樣的纖網件，其中隔離層9的邊緣與複合層的橫側面1重合(如圖1b和圖1c所示)，而且這些纖網件在擺放時搭在或至少緊靠在與之相連接的纖網件的複合層的橫側面2上。最優選是，在這種情況下把橫側面1搭接擺放(如圖3c和3d所示)，因為要真正做到把複合層準確拼齊又不冒出現間隙的風險是非常困難的。如上面所述，橫向纖網內的複合層的搭接部分15在加上連接各纖網件的第二層並且把隔離層從橫向纖網撤除之後無論如何是要被除去的。
纖網件7優選通過從平行纖網14上切下一個平行四邊形來製備，纖網14具有隔離層8，裁切方向與平行纖網中纖維方向成α角(如圖2a所示)。如果平行纖網中的隔離層8伸出複合層的橫側面1之外，則優選在將平行纖網裁切成纖網件之前把伸出部分除掉，以便能獲得如圖1b和1c所示的纖網件。該裁切邊形成了每塊纖網件的複合層的縱向側面10和11(圖2b)。沿纖維方向切去的長度也就是橫側面1和2的長度，等於設計的橫向纖網的寬度除以α角的正弦。優選選擇切去的長度，使橫向纖網的寬度等於平行纖網的寬度。這樣做的優點是同一平行纖網可以同按本發明的橫向纖網結合起來構成一種交叉層疊纖網。
將纖網件按照纖維方向與長度方向成α角連接起來的方式優選適合於橫向纖網的自動化連續生產。
在按照本發明方法的一個優選實施方案中，將纖網件按照纖維方向與輸送帶的長度方向平行的方式放到第一輸送帶上，在第一輸送帶的末端令纖網件旋轉，然後將該纖網件同前面的纖網件連接並結合併將其卸至與第一輸送帶布置在一條直線上的第二輸送帶。旋轉的角度為α，或者180°±α，具體依各輸送帶的布置以及待連接纖網件的旋轉點而定。
圖4是另一最優選實施方案的示意性說明，按該方法的實施方案，將纖網件7按照纖維方向平行於輸送帶的長度方向置於第一輸送帶20上，在第一輸送帶的末端21處讓每個纖網件與前一個纖網件連接並結合，然後將其卸到第二輸送帶22上去，第二輸送帶與第一輸送帶呈一個夾角α布置。這種方法的優點是從設計角度考慮實施這種方法的裝置較簡單，而且，在第一輸送帶上時待連結的纖網件已處於準備連接的正確位置，結果可以達到更準確的結合。角度α優選為90°。這樣的好處是連接裝置設計起來較簡單。橫向纖網優選在第二輸送帶的末端打成卷。
輸送帶一詞涵蓋所有適合連續地供應纖維件或卸掉橫向纖網的輸送帶。
纖網件藉助於結合手段例如粘合劑層或膠粘帶而結合起來。結合手段可以加在第一輸送帶的末端21(圖4)處，或者預先在把纖網件放到第一輸送帶(20)上去的過程當中加入。優選把粘合手段預先加到每個纖網件的複合層的橫側面2處的隔離層上。隨後，把待連接的纖網件放到前一纖網件的帶粘合劑的部分上並施加壓力。
此種橫向纖網尤其使得用簡單方法和易得的非專門化設備生產多層複合物(例如既無搭頭又無間隙的交叉層疊纖網)成為可能。
本發明還涉及一種交叉層疊纖網，其中在複合層裡沒有搭接或間隙的區域。「無搭接或間隙區域」一詞是指層內每一點的纖維含量基本相同。由於不存在搭頭和間隙，由此生產出的交叉層疊纖網和多層複合物沿整個表面具有基本一致的防彈性能，因而最低表面保護能力和單位面積重量間的比例較高。最低表面保護能力是重要的，因為它決定了可以保證的最低限度的保護能力。進一步的優點是由於不存在局部增厚區域，用這種交叉層疊纖網生產多層複合物比較簡單。例如，當碼放交叉層疊纖網時，不需要措施來防止搭頭造成的增厚部位在每種情況下都結束在疊層中的相同位置。不存在增厚部位就意味著當把交叉層疊複合物的疊層壓縮成多層複合物時，複合物表面所有地方受到的壓力相同。
在交叉層疊纖網中，優選第一層中的纖維與第二層中的纖維成90°角。這種交叉層疊的複合物具有較好的防彈性能。如有必要，交叉層疊纖網的兩複合層可以由一個中間層分開。所說中間層優選由聚合物材料製成。該層可以作為例如附加的基質材料或者粘合劑層。
第一及第二複合層中的纖維和/或基質材料可以是不相同的。在一個實施方案的交叉層疊纖網中，其中一層中的基質材料可以具有或者通過後處理獲得比另一複合層中的基質材料高的模量。這種情況下的基質材料優選在一層中是熱塑性材料而在另一層中則是熱固性材料。包含一層或多層這種交叉層疊纖網的防彈物體既具有良好的結構剛性又具有良好的防彈性能。
交叉層疊纖網例如可以按下述方法連續製造在一層橫向纖網3上鋪上另一層橫向纖網或平行纖網14(如圖2a所示)，讓複合層彼此面對，然後將複合層牢固地結合。兩複合層的牢固結合可以通過已知的方法進行，例如放在熱壓釜中或者靠壓力和/或熱的作用，例如採用壓延技術或其他已知的層合技術。複合層還可以藉助兩複合層間的粘合層牢固地結合。
最好按下述方法生產交叉層疊纖網，該方法包括——在一橫向纖網的複合層上面鋪一層平行纖維並塗一定量的基質材料，使平行纖維的方向與纖網的長度方向平行；——將纖維和基質材料成形為複合層，成形的該複合層與複合纖網的複合層牢固地結合；——除去橫向纖網的隔離層。
該方法的優點是鋪第二複合層時不需要隔離層。這意味著降低了生產成本。對於優選使用大量的極薄層的防彈複合物而言，這一點尤其具有優越性。另一個優點是第二複合層的成形和將其牢固結合在橫向纖網的複合層上是結合在一個步驟中進行的。
平行纖維層可以按下述方法加上將許多根纖維自絲框導引通過一臺精梳機，結果纖維被導引成一個平面內的平行絲，然後被鋪在橫向纖網上。在這種情況下，可以使用預先包覆上一定量基質材料的纖維。優選使用未包覆的纖維，然後再將基質材料加上。可以這樣進行，例如在纖維的上和/或下面敷上一層或多層基質材料膜，或最優選的是在將纖維導引成一個平面內的平行絲後再包覆上一定量的含有基質材料的液態物質。這樣做的優點是在複合層之間的粘合要快得多且好得多。該液體物質可以是例如基質材料的溶液、懸浮液或熔體，或者是一種預浸漬材料。如果使用基質材料的溶液或懸浮液，則成形為複合層的過程還包括溶劑或分散介質的蒸發。最優選使用基質材料的水懸浮液。水懸浮液的粘度低。其好處是纖維能更充分地被浸漬。另一個好處是懸浮介質—水是無毒的，因此可以露天蒸發。然後把加上去的層用已知的方法成形為複合層並使兩複合層牢固地結合。優選在高溫下進行結合，此時基質材料能流動於纖維之間並能粘著在橫向纖網的複合層上。溫度優選高於基質材料的軟化或熔融溫度同時又低於纖維的熔融溫度。隨後把敷上去的層壓到橫向纖網的複合層上。各複合層牢固結合之後，可以把隔離層從橫向纖網上除去。
在上面描述的方法中，可以在同一工藝步驟裡同時在第二複合層上鋪上另一層並與之牢固地結合。例如，從一條橫向纖網以及作為附加層的交叉層疊纖網出發，可以一步生產出4層的交叉層疊複合物。
可以將按本發明的橫向纖網和交叉層疊纖網用於多層複合物中。多層複合物可以按下述方法從兩層或更多層橫向纖網、平行纖網或交叉層疊纖網出發連續地製造將上述材料彼此層疊，優選從卷材上退卷下來，帶或不帶將它們隔離的粘合層，然後將疊合物用已知的方法牢固地結合，例如通過壓力和/或熱的作用。此種多層複合物的優點是其中沒有搭頭或間隙，結果此種多層複合物尤其適合用於防彈物體。
權利要求
1.複合纖網(3)，它由纖網件(7)沿長度方向連接並結合而成，該纖網件包括隔離層(8)和其上的由包圍於基質(6)中的基本上互相平行的纖維(5)組成的複合層(4)，每個纖網件的複合層的邊界是兩個彼此相對且平行於纖維的橫側面(1)和(2)，纖網件連接起來之後每個纖網件的複合層的橫側面(1)與相連的纖網件的複合層的橫側面(2)互相面對且平行，而且纖網件中的纖維與複合纖網的長度方向成一個非零的α角，且其中連接的纖網件的隔離層(8)被互相結合起來。
2.按照權利要求1的複合纖網，其特徵在於在每個纖網件中隔離層的邊緣(9)與橫側面(1)重合，其特徵在於每個纖網件的複合層的橫側面(1)與相連纖網件的複合層的橫側面(2)搭接或至少是緊靠。
3.按照權利要求1或2的複合纖網，其特徵在於每個纖網件的複合層均為平行四邊形，橫側面(1)與纖網的長度方向的夾角為α。
4.按照權利要求1～3中任一項的複合纖網，其特徵在於α角是90°。
5.按照權利要求1～4的複合纖網的製備方法，包括——將兩個或更多纖網件連接起來，該纖網件具有隔離層和其上的由包圍於基質中的彼此平行的纖維組成的複合層，其中複合層具有互相面對且平行於纖維方向的兩個橫側面(1)和(2)，且其中纖網件連接起來之後纖維方向與纖網的長度方向成一個非零的α角，每個纖網件的複合層的橫側面(1)與相連纖網件的複合層的橫側面(2)平行，以及隨後——把連接的纖網件的隔離層結合起來。
6.按照權利要求5的方法，其特徵在於，將纖網件加到第一輸送帶上，纖維的方向平行於該輸送帶的長度方向，同時在第一輸送帶的末端將每個纖網件同前一個纖網件連接並結合，然後被卸到與第一輸送帶呈α角布置的第二輸送帶上。
7.交叉層疊纖網，包括由包圍在基質中的基本上互相平行的纖維構成的第一以及其上面的第二複合層，其中第一複合層中的纖維與第二複合層中的纖維呈一個非零的角度，其特徵在於複合層不存在搭接或間隙區域。
8.按照權利要求7的交叉層疊纖網的製備方法，包括——把一層平行纖維和一定量的基質材料施加到按照權利要求1～4之一的複合纖網的複合層上，纖維的方向平行於纖網的長度方向；——使纖維和基質材料成形為複合層，此成形的複合層被牢固地結合在複合纖網的複合層上；——除去隔離層。
9.按照權利要求8的方法，其特徵在於在纖維上施加一種含有基質材料的液態物質。
10.按照權利要求9的方法，其特徵在於液態物質是基質材料的水分散液。
11.按照權利要求1～4中任一項的複合纖網或者按照權利要求5或6的方法獲得的複合纖網，或者按照權利要求7的交叉層疊纖網或按照權利要求8～10中任一項的方法獲得的交叉層疊纖網在製備多層複合物中的應用。
12.按照權利要求11的多層複合物在防彈物體中的應用。
13.如說明書及附圖所描述的複合纖網、複合物纖網的製備方法、交叉層疊纖網以及交叉層疊纖網的製備方法。
全文摘要
本發明涉及一種包括由包圍在基質中的互相平行的纖維構成的長條形扁平複合層的複合纖網，其中纖維與纖網的長度方向成一個非零的α角，而且該纖網沿長度方向由互連並結合的纖網件構成。這種複合纖網可用於連續生產多層複合物。當鋪於多層複合物中時，複合纖網的複合層沒有搭接或間隙區域。本發明還涉及生產這種複合纖網和多層複合物的方法。
文檔編號B29C70/10GK1128514SQ94193020
公開日1996年8月7日 申請日期1994年5月31日 優先權日1993年6月23日
發明者E·H·M·霍根布, E·H·M·范戈普, M·C·A·范登阿克 申請人:Dsm有限公司