(57)【要約】本発明は、継ぎ合わせガラス繊維粗糸、並びに粗糸を継ぎ合わせるシステム及び方法に関する。一実施形態においては、ガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び接着剤を継ぎ合わせ領域に塗布することを含む。一実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、継ぎ合わせ領域を含み、継ぎ合わせ領域は、長さが約１から２０センチメートルであり、引張り強さが継ぎ合わせ前の第１の粗糸の約５０から１５０％である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法であって、
（ａ）第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、
（ｂ）前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び
（ｃ）前記継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記継ぎ合わせ領域が少なくとも約１センチメートルの長さである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記継ぎ合わせ領域が約１から約２０センチメートルの長さである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記継ぎ合わせ領域が約１から約１０センチメートルの長さである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記継ぎ合わせ領域が約１から約５センチメートルの長さである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることが、１つ以上の圧縮空気噴流を前記重複領域の前記少なくとも一部に当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることによって、前記粗糸中の複数のガラス繊維を絡み合わせる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることによって、たくし込まれた側面を有する継ぎ合わせが得られる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることによって、その最も厚い場所における断面積が前記第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約１５０％以下である継ぎ合わせが得られる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることによって、継ぎ合わせ前の前記重複領域の前記少なくとも一部の体積の約１５０％以下の体積を有する継ぎ合わせが得られる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記接着剤の２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記接着剤の２５℃における粘度が約１から約１０センチポアズである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記接着剤の２５℃における粘度が約１から約５センチポアズである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記接着剤がメチルメタクリレートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記接着剤が硬化性接着剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着剤がＵＶ硬化性接着剤を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接着剤が、最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記接着剤が、約１４０から約４５０℃の温度に約２から約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に前記接着剤を塗布することが、前記接着剤約０．５ｇ以下を塗布することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記接着剤が、
（ｉ）２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズであり、
（ｉｉ）ＵＶ硬化性接着剤を含み、そして、
（ｉｉｉ）最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる、
請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の粗糸の前記先端と前記第２の粗糸の前記終端をそろえることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記接着剤を塗布する前に、前記端部をそろえる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記接着剤を硬化させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記接着剤を硬化させることが、前記接着剤に紫外線を照射することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記接着剤の塗布後、前記継ぎ合わせ領域の引張り強さが、継ぎ合わせ前の前記第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約７０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記接着剤の塗布後、前記継ぎ合わせ領域の引張り強さが、継ぎ合わせ前の前記第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約９０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記接着剤の塗布後、前記継ぎ合わせ領域の引張り強さが、継ぎ合わせ前の前記第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約１２０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記接着剤の塗布後、前記継ぎ合わせ領域の引張り強さが、継ぎ合わせ前の前記第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、
複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、
前記第２の粗糸の前記終端の複数のガラス繊維と絡み合った前記第１の粗糸の前記先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と
を含み、
前記少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、約１から約２０センチメートルの長さであり、引張り強さが、継ぎ合わせ前の前記第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％である、
継ぎ合わせガラス繊維粗糸。
【請求項３０】
前記少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤を更に含む、請求項２９に記載の継ぎ合わせガラス繊維粗糸。
【請求項３１】
前記少なくとも１個の継ぎ合わせ領域が、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積が、前記第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約１５０％以下である、請求項３０に記載の継ぎ合わせガラス繊維粗糸。
【請求項３２】
前記接着剤が、
（ｉ）２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズであり、
（ｉｉ）ＵＶ硬化性接着剤を含み、そして、
（ｉｉｉ）最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる、
請求項３０に記載の継ぎ合わせガラス繊維粗糸。
【請求項３３】
前記接着剤が約０．５ｇ以下の量で存在する、請求項３２に記載の継ぎ合わせガラス繊維粗糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００９年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／２７１，９９０号の利益を主張し、この出願の全開示は本明細書において参照として援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、継ぎ合わせガラス繊維粗糸、並びにガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
ガラス繊維粗糸は、幾つかの用途に使用することができる。典型的には、ガラス繊維粗糸は、巻束で提供される。巻束の粗糸はかなりの長さを有するが、一部の用途では粗糸を継ぎ合わせて、長い準連続ガラス繊維粗糸にすることが望ましいことが多い。ガラス繊維粗糸を連結する既存の一技術は、空気加撚継ぎ合わせである。この技術は、連結しようとする末端に高圧空気を噴射することによって、粗糸の個々の繊維を分散させ、絡ませる。「エアースプライサー」又は「空気スプライサー」と呼ばれることが多い幾つかの市販装置を使用して、粗糸を継ぎ合わせることができる。
【０００４】
近年、長いガラス繊維で強化された熱可塑性樹脂を製造する製造技術が開発された。Ｇ−ＬＦＴ（Ｇｒａｎｕｌａｒ−Ｌｏｎｇ  Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、Ｄ−ＬＦＴ（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｌｏｎｇ  Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）などのプロセスは、十分な長さを維持する繊維で熱可塑性樹脂を強化して、望ましい機械的性質及び耐久性を有する製品を提供する。粗糸の空気加撚継ぎ合わせは、一般に、幾つかの長繊維技術（ＬＦＴ）の適用が不十分である場合がある。例えば、高温、高粘度及び／又は高引張速度を要するＬＦＴの適用は、空気加撚継ぎ合わせに失敗することが多い。さらに、ＬＦＴを適用するためにガラス繊維粗糸上に使用されるサイズ剤組成物は、ガラスフィラメント間の摩擦を低減し、特に高温で、空気継ぎ合わせ方法の有効性を更に低減させることがある。繊維に高い張力をかける適用例では、継ぎ合わせは、極めて長くなければならない（０．５から１メートル）。かかる長い継ぎ合わせは、熟練者が手作業でしなければならない。それでも、このプロセスは、極めて骨の折れるものであり、品質のばらついた継ぎ合わせを生じる。ＬＦＴプロセスに使用されることが多い長い継ぎ合わせの別の欠点は、多量の「綿毛」又は「遊離のガラス」の生成であり、これは多くの適用例で望ましくない。さらに、長い空気継ぎ合わせが適切に行われない場合、継ぎ合わせは、更なる下流プロセスに耐えられないかもしれない。
【０００５】
ＬＦＴプロセスにおいて継ぎ合わせが遭遇する非能率及び難点を考慮すると、改善された継ぎ合わせ及びガラス繊維粗糸を継ぎ合わせる方法が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一部の実施形態は、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する改善された方法を対象とする。一部の実施形態においては、本発明は、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法であって、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することを含む、方法を提供する。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、改善された継ぎ合わせガラス繊維粗糸を対象とする。一部の実施形態においては、本発明は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域の長さが約１から約１０センチメートルであり、引張り強さが、継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％である、継ぎ合わせガラス繊維粗糸を提供する。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態は、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムを対象とする。一部の実施形態においては、本発明は、空気スプライサーと、接着剤塗布機と、紫外線放射源と、継ぎ合わせ粗糸搬送手段とを備えた、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の継ぎ合わせ粗糸の側面図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った図１の継ぎ合わせ粗糸の断面図である。
【図３】図３は、「積層」側面の継ぎ合わせを有する継ぎ合わせ粗糸の側面図である。
【図４】図４は、図３の線４−４に沿った図３の継ぎ合わせ粗糸の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書では、別段の記載がない限り、本明細書で使用される物質量、処理条件などを表すすべての数値は、すべての場合において「約」という語によって修飾されることを理解されたい。したがって、それに反しない限り、本明細書に記載の数値パラメータは近似値であり、本発明によって得ようとする所望の諸性質に応じて変わり得る。いずれにせよ、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするものではないが、各数値パラメータは、少なくとも、報告する有効桁数に照らして、さらに、通常の丸め法を適用することによって、解釈すべきである。
【００１１】
本発明の広範な範囲を記述した数値範囲及びパラメータは近似ではあるが、具体例で示した数値はできるだけ正確に報告している。しかし、どの数値も、適用可能な試験測定に見られる標準偏差に必然的に起因する誤差を本質的に含む。
【００１２】
さらに、本明細書では単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、明白かつ明確に一指示対象に限定されない限り、複数の指示対象を含むものである。
【００１３】
本明細書では「粗糸」という用語は、複数の個々のガラス繊維フィラメントを意味し、単一端の粗糸と複数端の粗糸の両方を含む。単一端粗糸は、一本のストランドにまとめられた一束の連続フィラメントである。複数端粗糸は、複数の分離したストランドからなり、各ストランドは複数の連続フィラメントを含む。本明細書ではフィラメント、ストランド又は粗糸に関連した「連続」という句は、フィラメント、ストランド又は粗糸が一般にかなりの長さであることを意味するが、長さが果てしない、又は無限であることを意味すると理解すべきではない。今日の商業的製造環境においては、連続ストランド又は粗糸は一束又は複数束から供給され、連続ストランド又は粗糸は、典型的には約４０，０００から約１６０，０００メートルの長さであるが、別の長さでもよい。さらに、本明細書では区別なく使用される「継ぎ合わせ」と「継ぎ合わせること」という用語は、少なくとも２本のガラス繊維粗糸を連結する行為を指す。さらに、本明細書では「継ぎ合わせ」という用語は、あるいは、継ぎ合わせ粗糸の継ぎ合わせ領域を指すことがあり、この用語を使用する文脈によって明確になる。
【００１４】
本発明は、一般に、ガラス繊維の２本以上の粗糸を連結又は継ぎ合わせて、ガラス繊維の準連続の長いストランド（又は粗糸）を形成するのに有用である。当業者は、本発明が幾つかのガラス繊維粗糸の製造、組立て、適用及び／又は使用において実施され得ることを認識するであろう。本発明における使用に適切なガラス繊維の非限定的例としては、「Ｅガラス」、「Ａガラス」、「Ｃガラス」、「Ｓガラス」、「ＥＣＲガラス」（耐食性ガラス）並びにそのフッ素及び／又はホウ素を含まない誘導体などの繊維化可能なガラス組成物から調製されるものが挙げられる。本発明の実施形態に使用されるガラス繊維ストランド又は粗糸は、それに塗布されるサイズ剤又はコーティング組成物のタイプを含めて、当業者に周知の技術を使用して選択することができる。
【００１５】
本発明は、一般に、準連続粗糸を形成するように１本以上の粗糸の長さを効果的に延長する必要がある場合に、２本以上のガラス繊維粗糸の連結又は継ぎ合わせに有用である。本発明は、例えば、ＬＦＴ適用例における使用に適した２本以上のガラス繊維粗糸の連結又は継ぎ合わせに有用であり得る。本発明は、例えば、熱硬化引抜成形適用例における使用に適した２本以上の低テックスガラス繊維粗糸の連結又は継ぎ合わせにも有用であり得る。当業者は、本発明が、幾つかの異なるタイプのガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるのに使用できることを認識するであろう。本発明の方法によって継ぎ合わせることができる市販ガラス繊維粗糸の非限定的例としては、ＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５１０、ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５１７、ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５、ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８５、ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８、ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８９及びＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５９９粗糸が挙げられる。
【００１６】
本発明の一部の実施形態は、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する改善された方法に関する。本発明の一部の実施形態は、改善された継ぎ合わせガラス繊維粗糸にも関する。本発明の更に別の実施形態は、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムに関する。
【００１７】
本発明の継ぎ合わせガラス繊維粗糸の一部の実施形態は、種々の性質を有することができる。例えば、本発明の継ぎ合わせガラス繊維粗糸の一部の実施形態は、引張り強さが、一部の実施形態においては、継ぎ合わせ前の連結粗糸の一方の引張り強さの約５０％から約１５０％とすることができる。
【００１８】
本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することを含む。上述したように、ガラス繊維粗糸が使用される一部の適用例は、粗糸に高張力をかける。本発明の継ぎ合わせ方法の一部の実施形態は、速くすることができ、許容される引張り強さを維持しつつかなり短い継ぎ合わせを与えることができる。
【００１９】
本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することを含み、継ぎ合わせ領域は少なくとも約１センチメートルの長さである。一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域は約１から約５センチメートルの長さとすることができる。一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域は約１から約１０センチメートルであり、別の実施形態においては、約１から約２０センチメートルの長さである。本発明の継ぎ合わせ方法は、より長い継ぎ合わせの形成にも有用であり得る。一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域は最高約１００センチメートルの長さとすることができ、別の実施形態においては、継ぎ合わせ領域は約１から約１００センチメートルの長さとすることができる。本発明の継ぎ合わせ方法は、所望の継ぎ合わせ長さが空気継ぎ合わせによって得ることができる限り、実質的に任意の長さの継ぎ合わせの形成に有用であり得る。当業者は、異なる長さの継ぎ合わせ領域が異なる適用例では望ましい場合があることを理解している。継ぎ合わせ領域の長さの選択に重要であり得る因子としては、継ぎ合わせる粗糸におけるガラスフィラメントの数及び直径、粗糸が受ける張力、継ぎ合わせの所望の強度、継ぎ合わせの断面積及び／又は体積、フィラメント及び／又はストランドに塗布される任意のサイズ剤組成物又は他のコーティングの量及び化学組成、継ぎ合わせ粗糸の下流処理に関連する長さスケール及び他の条件（含浸ダイ、ストランドコーティングダイ又はホットメルト含浸浴の通過、ピン又は振動波の有無、さらには、樹脂が含まれる場合、樹脂加工温度、樹脂粘度、及び処理中に継ぎ合わせが樹脂に曝される時間など）、及び他の因子が挙げられる。一部の実施形態においては、重複領域の大部分を空気圧によって継ぎ合わせることができる。別の実施形態においては、重複領域のほぼすべてを空気圧によって継ぎ合わせることができる。
【００２０】
さらに、一部の適用例では、本発明の一部の実施形態において継ぎ合わせ領域の全長に接着剤を付与することが望ましくない場合があることに注意すべきである。一般に、一部の実施形態においては、接着剤が塗布された継ぎ合わせ領域の長さ部分は、接着剤が塗布されていない継ぎ合わせ領域又は粗糸の長さ部分よりも堅い場合がある。一部のＬＦＴ適用例を含めて、ガラス繊維粗糸が使用される一部の適用例においては、粗糸は、押出機中の波板などの種々の屈曲部及び／又は起伏を通過することができる。屈曲部及び／又は起伏が鋭角の屈曲部を含むときには、継ぎ合わせ粗糸の堅い長さ部分が脆くなり、曲がり流れる代わりに切断することがある。したがって、本発明の一部の実施形態においては、接着剤を塗布する継ぎ合わせ領域の長さは、粗糸の意図された適用例に少なくとも部分的に基づいて選択されるべきである。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は、継ぎ合わせ領域の長さの一部にのみ付与されるべきである。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は、約５センチメートル以下の長さの継ぎ合わせ領域に付与されるべきである。本発明の別の実施形態においては、接着剤は、約５センチメートルを超える長さの継ぎ合わせ領域に付与することができる。
【００２１】
重複領域が空気圧によって継ぎ合わせられる本発明の一部の実施形態においては、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることは、１つ以上の圧縮空気噴流を重複領域の少なくとも一部に当てることを含むことができる。一部の追加の実施形態においては、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることは、１つ以上の圧縮空気噴流を重複領域の少なくとも一部に当て、それによって粗糸中の複数のガラス繊維を絡み合わせることを含むことができる。
【００２２】
本発明の一部の実施形態は、有利な継ぎ合わせ形状を示す及び／又は生じることができる。一部の実施形態のこの特徴を図を参照して考察する。図１に示されるように、本発明の一部の実施形態においては、空気スプライサーは、第１の粗糸１０の先端の複数の繊維を絡み合わせる継ぎ合わせを、第２の粗糸２０の終端に形成された「切込み」中に作製し、その結果、第１の粗糸１０は第２の粗糸２０中に「たくし込まれ」て、「たくし込まれ」た側面を有する継ぎ合わせ３０を形成する。かかる継ぎ合わせの断面は、図２に示すように実質的に環状とすることができる。このたくし込まれた側面は、図３に示すように、２本の粗糸が、一本がもう一本の上に、部分的に重なる、別の継ぎ合わせ方法によって形成された継ぎ合わせ形状とは対照的である。第１の粗糸４０の先端は、「積層」側面を有する継ぎ合わせ６０を形成するように、第２の粗糸５０の終端と部分的に重なる。図４に示すように、「積層」側面を有する継ぎ合わせの断面は、数字の８の輪郭にかなり似ている。多くの適用例では、「積層」側面は望ましくない。積層側面を有する継ぎ合わせは、たくし込まれた側面を有する継ぎ合わせと類似した総断面積又は総体積を有し得るが、積層側面を有する継ぎ合わせがダイを通過するときに、又は樹脂含浸浴において粘性抵抗を受けるときに、積層側面の形状は、継ぎ合わせの望ましくない剥離又は他の障害を生じる可能性がより高い。２本以上のガラス繊維粗糸の重複領域が空気圧によって継ぎ合わせる本発明の一部の実施形態においては、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせることは、１つ以上の圧縮空気噴流を重複領域の少なくとも一部に当て、それによって粗糸中の複数のガラス繊維を絡み合わせ、たくし込まれた側面を有する継ぎ合わせを生成することを含むことができる。
【００２３】
本発明の一部の実施形態の更に別の特徴は、比較的小さい断面積を有する継ぎ合わせの製造である。本発明の一部の実施形態においては、継ぎ合わせは、その最も厚い場所における断面積が第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約１５０％以下とすることができる。一部の実施形態においては、継ぎ合わせは、その最も厚い場所における断面積が第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約９５％以下とすることができる。別の実施形態においては、継ぎ合わせは、その最も厚い場所における断面積が第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約８５％以下とすることができる。かかる断面積を有する継ぎ合わせは、本発明の方法及びシステムの実施形態によって形成することができる。
【００２４】
本発明の一部の実施形態の別の特徴は、比較的小さい体積を有する継ぎ合わせの製造である。一部の実施形態においては、継ぎ合わせの体積は、継ぎ合わせ前の重複領域の少なくとも一部の体積の約１５０％以下にすることができる。一部の実施形態においては、継ぎ合わせの体積は、継ぎ合わせ前の重複領域の少なくとも一部の体積の約９５％以下にすることができる。別の実施形態においては、継ぎ合わせの体積は、継ぎ合わせ前の重複領域の少なくとも一部の体積の約８５％以下にすることができる。かかる体積を有する継ぎ合わせは、本発明の方法及びシステムの実施形態によって形成することができる。
【００２５】
本発明の一部の実施形態において使用することができる接着剤は、種々の性質を有することができる。上述したように、接着剤は、一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域の少なくとも一部に塗布することができる。接着剤の粘度は、一部の実施形態の有効性に影響し得る。一部の実施形態においては、接着剤は２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズである。本発明の別の実施形態においては、接着剤は２５℃における粘度が約１から約１０センチポアズである。本発明の更に別の実施形態においては、接着剤は２５℃における粘度が約１から約５センチポアズである。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は、２５℃における粘度が約３センチポアズである。
【００２６】
接着剤が２本以上の粗糸の継ぎ合わせ領域の少なくとも一部に塗布される本発明の方法の一部の実施形態は、接着剤を硬化させることを更に含むことができる。したがって、一部の実施形態において使用することができる接着剤は、硬化性接着剤を含む。本発明の一部の実施形態において使用することができる接着剤の追加の特徴は、その硬化能力に関する。本発明の一部の実施形態における硬化接着剤は、下流の取扱い及び処理中の継ぎ合わせ粗糸の望ましくない粘着性を防止することができる。接着剤は、当業者に既知の任意の適切な手段によって硬化することができるが、一部の硬化機序が他よりも好ましい場合がある。さらに、幾つかの個々の接着剤は、複数の方法で硬化することができる。例えば、個々の接着剤は、空気曝露、水分曝露、光（例えば、可視又は紫外）曝露、熱、又はその組合せによって硬化することができる。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は、光硬化性接着剤などの硬化性接着剤を含む。本発明の別の実施形態においては、接着剤は紫外（ＵＶ）硬化性接着剤を含む。本発明の一部の実施形態においては、接着剤はメチルメタクリレートを含む。
【００２７】
本発明の一部の実施形態の更に別の特徴は、一部のＬＦＴ適用例などの一部の下流プロセスで使用される高温に耐えることができる継ぎ合わせ粗糸の製造である。一部の実施形態においては、接着剤が、下流プロセスで使用され得る高温に耐えることは重要であり得る。例えば、一部の実施形態は、最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる接着剤を含む。本発明の別の実施形態においては、接着剤は、約１４０から約４５０℃の温度に約２から約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる。
【００２８】
ガラス繊維粗糸中の接着剤の存在は、一部の適用例においては下流の生成物の製造中に混入物と考えられる場合がある。一部の適用例では、かかる混入量を一桁の百万分率範囲、すなわち約１から約１０ｐｐｍに限定することが望ましい場合がある。したがって、接着剤が継ぎ合わせ領域の少なくとも一部に塗布される一部の実施形態においては、接着剤使用量が重要であり得る。一部の実施形態においては、約０．５グラム以下の接着剤を継ぎ合わせ領域に塗布することができる。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することは、接着剤約０．１グラムを塗布することを含むことができる。本発明の更に別の実施形態においては、継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することは、約０．０１グラム以上の接着剤を塗布することを含むことができる。
【００２９】
本発明の種々の実施形態に使用することができる接着剤の幾つかの特徴は、本明細書に記載されている。これらの特徴の１つ以上を有する接着剤を適用例に応じて使用することができる。例えば、接着剤がさらに２本以上のガラス繊維粗糸の継ぎ合わせ領域の少なくとも一部に塗布される一部の実施形態においては、接着剤は、（ｉ）２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズであり、（ｉｉ）ＵＶ硬化性接着剤を含み、そして（ｉｉｉ）最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる。
【００３０】
本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布すること、及び第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端をそろえる（ｔｒｉｍ）ことを含む。一部の実施形態においては、接着剤を塗布する前に端部をそろえることができる。
【００３１】
本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布すること、及び接着剤を硬化させることを含む。本発明の一部の実施形態においては、接着剤を硬化させることは、接着剤に光を照射することを含む。本発明の更に別の実施形態においては、接着剤を硬化させることは、接着剤に紫外（ＵＶ）線を照射することを含む。
【００３２】
本発明の一部の実施形態は、高い引張り強さを有する継ぎ合わせ粗糸に関し、又は継ぎ合わせ粗糸をもたらすことができ、高い引張り強さを有する。一般に、非継ぎ合わせガラス繊維粗糸の引張り強さは、粗糸のストランド中のガラス繊維フィラメントの数及び厚さ、フィラメント及び／又はストランドに塗布される任意のサイズ剤組成物又は他のコーティングの量及び化学組成、フィラメント及び／又はストランド中のガラスの組成、並びに他の因子に基づいて変わり得る。本明細書で別段の記載がない限り、本願で報告される又は請求される引張り強さの値は、以下の手順に従って決定された。約１０インチの粗糸をゲージ長さとして選択する。継ぎ合わせ粗糸の場合、継ぎ合わせがゲージ長さの中央に位置するようにゲージ長さを選択する。次いで、ゲージ長さをクランプ位置から分離する円柱状クランプを使用したＩｎｓｔｒｏｎ試験枠上でゲージ長さを試験する。１０００ポンドのセルをロードセルとして使用する。枠を１０インチ／分の速度で移動させる。粗糸の切断に必要な力をロードセルによって測定し、Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔソフトウェアを使用して記録する。一般に、一部の非継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、約７０ｌｂｆ以上の引張り強さを有し、これは、粗糸に高張力をかける必要がある一部の適用例では望ましい場合がある。一部の非継ぎ合わせガラス繊維粗糸の引張り強さは約７０ｌｂｆ未満である。
【００３３】
本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を連結する方法は、第１の粗糸の先端と第２の粗糸の終端を重ねて重複領域を作製すること、重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成すること、及び継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に接着剤を塗布することを含み、接着剤の塗布後、継ぎ合わせ領域の引張り強さが少なくとも約７０ｌｂｆである。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせ領域の引張り強さは、接着剤の塗布後、少なくとも約８０ｌｂｆ、少なくとも約１３０ｌｂｆ、又は約７０から約１４０ｌｂｆとすることができる。一部の実施形態においては、接着剤の塗布後、継ぎ合わせ領域の引張り強さは、継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約５０％とすることができる。継ぎ合わせ領域の引張り強さは、別の実施形態においては、接着剤の塗布後、継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約７０％とすることができる。種々の別の実施形態においては、接着剤の塗布後、継ぎ合わせ領域の引張り強さは、継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約８０％、又は継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約９０％、又は継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの少なくとも約１２０％、又は継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０％から約１５０％とすることができる。
【００３４】
本発明の一部の実施形態は、継ぎ合わせガラス繊維粗糸に関する。本発明の一部の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０％から約１５０％である。更なる実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、最高約２０センチメートルの長さとすることができる。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％である。更なる実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、最高約２０センチメートルの長さとすることができる。本発明の更に別の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の前記先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが、継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％であり、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積が第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約１５０％以下である。更なる実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、最高約２０センチメートルの長さとすることができる。一部の実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積は、第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約９５％以下である。別の実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積は、第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約８５％以下である。
【００３５】
本発明の一部の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０％から約１５０％であり、接着剤は、（ｉ）２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズであり、（ｉｉ）ＵＶ硬化性接着剤を含み、そして、（ｉｉｉ）最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができる。更なる実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、最高約２０センチメートルの長さとすることができる。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが継ぎ合わせ前の第１の粗糸の引張り強さの約５０から約１５０％であり、接着剤は（ｉ）２５℃における粘度が約１から約１００センチポアズであり、（ｉｉ）ＵＶ硬化性接着剤を含み、そして、（ｉｉｉ）最高約４５０℃の温度に最高約２００秒間曝されながらガラス繊維を十分接着させることができ、（ｉｖ）約０．５ｇ以下の量で存在する。更なる実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、最高約２０センチメートルの長さとすることができる。
【００３６】
本発明の一部の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが少なくとも約７０ｌｂｆである。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、少なくとも約１センチメートルの長さであり、引張り強さが少なくとも約７０ｌｂｆである。
【００３７】
本発明の更に別の実施形態においては、継ぎ合わせガラス繊維粗糸は、複数のガラス繊維を含み先端を有する第１の粗糸と、複数のガラス繊維を含み終端を有する第２の粗糸と、第２の粗糸の終端の複数のガラス繊維と絡み合った第１の粗糸の先端の複数のガラス繊維を含む、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域と、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域を少なくとも部分的に固定する硬化接着剤とを含み、少なくとも約１センチメートルの長さである少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、引張り強さが少なくとも約７０ｌｂｆであり、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積が第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約１５０％以下である。一部の実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積は、第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約９５％以下である。別の実施形態においては、少なくとも１個の継ぎ合わせ領域は、たくし込まれた側面を有し、その最も厚い場所における断面積は、第１の粗糸と第２の粗糸の断面積の合計の約８５％以下である。硬化接着剤を含む継ぎ合わせガラス繊維粗糸の実施形態においては、接着剤は、本明細書に明記された諸性質の１つ以上を有することができる。
【００３８】
本発明の一部の実施形態は、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムに関する。本発明の一部の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムは、空気スプライサーと、接着剤塗布機と、紫外線（ＵＶ）放射源とを備える。一部の実施形態においては、システムは、さらに継ぎ合わせ粗糸搬送手段を備える。本発明の別の実施形態においては、２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムは、空気スプライサーと、接着剤塗布機と、紫外線（ＵＶ）放射源と、継ぎ合わせ粗糸搬送手段とを備え、システムは少なくとも部分的に自動化されている。システムは、当業者に既知の任意の適切な手段によって少なくとも部分的に自動化することができる。本発明の一部の実施形態においては、システムは、継ぎ合わせ粗糸搬送電動手段を含むことによって、少なくとも部分的に自動化することができる。継ぎ合わせ粗糸搬送電動手段は、当業者に既知の任意の適切な手段を含むことができる。本発明の別の実施形態においては、システムは、自動化スプライサーを含むことによって、少なくとも部分的に自動化することができる。当業者に既知の任意の適切な自動スプライサーを使用することができる。本発明の一部の実施形態においては、システムは、自動接着剤塗布機を含むことによって、少なくとも部分的に自動化することができる。当業者に既知の任意の適切な自動接着剤塗布機を使用することができる。本発明の別の実施形態においては、システムは、自動紫外線（ＵＶ）放射源を含むことによって、少なくとも部分的に自動化することができる。当業者に既知の任意の適切な自動ＵＶ放射源を使用することができる。本発明の一部の実施形態においては、システムは、継ぎ合わせプロセスの各ステップを調整する、及び／又はシステムの１個以上の別の部品を作動させる、少なくとも１台の制御装置を含むことによって、少なくとも部分的に自動化することができる。当業者に既知の任意の適切な制御装置を使用することができる。２本以上のガラス繊維粗糸を継ぎ合わせるシステムを含み、システムが、複数の部品を含み、少なくとも部分的に自動化されている、本発明の一部の実施形態においては、システムの複数の部品の一部又はすべては、当業者に既知の任意の適切な手段によって機械的及び／又は電気的に互いに接続することができる。
【００３９】
上述したように、本発明のある実施形態は、空気スプライサー、又は重複領域の少なくとも一部を空気圧によって継ぎ合わせて継ぎ合わせ領域を形成することを含む。一部の実施形態においては、空気継ぎ合わせは、手動エアースプライサーを使用して実施することができる。当業者に既知の任意の適切な手動エアースプライサーを使用することができる。一部の実施形態において使用することができる市販手動エアースプライサーの一非限定的例は、Ｍｅｓｄａｎ  Ｓ．ｐ．Ａから市販されているＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１０手動エアースプライサーである。市販手動エアースプライサーの別の一非限定的例は、Ｐｅｎｔｗｙｎ  Ｓｐｌｉｃｅｒｓ又はその販売者から市販されているＰＥＮＴＷＹＮ手動エアースプライサーである。
【００４０】
本発明の一部の実施形態においては、空気継ぎ合わせは、自動エアースプライサーを使用して実施することができる。当業者に既知の任意の適切な自動エアースプライサーを使用することができる。本発明の一部の実施形態において使用することができる市販自動エアースプライサーの非限定的例としては、各々Ｍｅｓｄａｎ  Ｓ．ｐ．Ａから市販されているＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６自動エアースプライサー及びＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６Ｇ自動エアースプライサーが挙げられる。
【００４１】
本発明の実施形態に使用することができる一部の空気スプライサーは、継ぎ合わせチャンバーを備える。本発明の別の実施形態においては、継ぎ合わせチャンバーは、空気スプライサーで使用されない。一部の空気スプライサーは、継ぎ合わせる領域に空気が適用される時間、空気圧、他の特徴などのある性質を調節することができる。一部の実施形態においては、圧縮空気を継ぎ合わせ領域に少なくとも１秒間適用する。一部の実施形態においては、圧縮空気を継ぎ合わせ領域に約１０秒未満適用する。別の実施形態においては、圧縮空気を継ぎ合わせ領域に約５秒未満適用する。一部の実施形態においては、９０ｐｓｉ以上の空気圧を使用する。別の実施形態においては、９０ｐｓｉ未満の空気圧を使用する。別の実施形態においては、１００ｐｓｉを超える空気圧を使用する。空気圧を選択する際の一考慮事項は、継ぎ合わせ中の粗糸への損傷を最小限にすることである。例えば、一部の実施形態においては、空気圧が高過ぎる場合、粗糸に過剰な損傷が起こり得る。
【００４２】
上述したように、本発明の一部の実施形態は、接着剤、又は接着剤を塗布することを含む。例えば、接着剤の粘度、接着剤の成分、接着剤塗布後の継ぎ合わせの所望の強度、接着剤の塗布量、接着剤の所望の硬化時間、接着剤が硬化すべき所望の様式、コスト、接着剤との潜在的な従業員の接触、及び他の因子を含めて、幾つかの因子が、本発明の実施形態に使用される接着剤の選択に重要であり得る。一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に塗布される接着剤は、植物及び動物デンプン、天然樹脂、動物性にかわ、合成及び天然ゴム、ラテックス、ポリクロロプレン、熱可塑性接着剤、ＵＶ硬化性接着剤、アクリロニトリル類、シアノアクリレート類、アクリル、エポキシ樹脂、フェノール類、アミノ樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、ビニルエステル樹脂、エチレン酢酸ビニル、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリスルフィド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、シリコーン、並びにスチレンアクリルコポリマーからなる群から選択される接着剤である。一部の実施形態においては、接着剤は速硬性接着剤である。一部の実施形態においては、接着剤はＵＶ硬化性接着剤である。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は、速硬性シアノアクリレート接着剤である。本発明の別の実施形態においては、接着剤はＵＶ硬化性シアノアクリレート接着剤である。本発明の一部の実施形態において使用することができる接着剤の一非限定的例は、Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４９５  Ｓｕｐｅｒ  Ｂｏｎｄｅｒ  Ｉｎｓｔａｎｔ  Ａｄｈｅｓｉｖｅである。一部の実施形態において使用することができる接着剤の別の非限定的例は、Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０６及びＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０７シアノアクリレート接着剤である。
【００４３】
接着剤、又は接着剤を塗布することを含む本発明の実施形態においては、継ぎ合わせ領域に塗布される接着剤量は、本発明の異なる実施形態では異なり得る。一部の実施形態においては、接着剤を継ぎ合わせ領域の少なくとも１部分に塗布することができる。一部の実施形態においては、接着剤を継ぎ合わせ領域の先端に塗布する。一部の実施形態においては、継ぎ合わせ領域に付与される接着剤量は、例えば、接着剤を塗布する継ぎ合わせ領域のサイズ、連結する粗糸のサイズ、継ぎ合わせ領域の所望の引張り強さ、使用する接着剤のタイプ、及び他の因子を含めて、幾つかの因子に基づいて決定することができる。一部の実施形態においては、１滴の接着剤を塗布することができ、別の実施形態においては、複数滴を塗布することができる。ガラス繊維粗糸中の接着剤の存在は、一部の適用例では下流の生成物の製造中に混入物と考えられる場合がある。一部の適用例では、かかる混入量を一桁の百万分率範囲、すなわち約１から約１０ｐｐｍに限定することが望ましい場合がある。
【００４４】
本発明の実施形態に使用される望ましい大部分の接着剤は、継ぎ合わせ領域に塗布後、硬化させる必要がある。接着剤が硬化する様式及び時間は、使用する接着剤のタイプに応じて変わり得る。一部の接着剤は、固化させることによって、単独で硬化することができる。別の接着剤は、紫外線、可視光若しくは熱を適用することによって、又は他の方法で、硬化することができる。幾つかの個々の接着剤は、１を超える手段によって硬化することができる。例えば、幾つかの個々の接着剤は、空気、水分若しくは（太陽光を含めた）光に曝露することによって、加熱することによって、又はこれらの手段の組合せによって、硬化することができる。一部の実施形態においては、接着剤は比較的急速に硬化することが望ましい場合がある。本発明の一部の実施形態においては、接着剤は１０秒以下で硬化することができる。別の実施形態においては、接着剤硬化時間は１０秒を超え得る。
【００４５】
本発明の一部の実施形態は、紫外線放射を使用して接着剤を硬化させることを含む。ＵＶ放射源は、例えば、継ぎ合わせ領域サイズ及び他の因子を含めて、幾つかの因子に応じて、異なる実施形態で異なり得る。ＵＶ放射源は、当業者に既知の任意の適切なＵＶ源とすることができる。本発明に有用である可能なＵＶ源の非限定的例としては、ＵＶ  ＬＥＤ及びＵＶランプが挙げられる。ＵＶ放射源を含む本発明の一部の実施形態においては、ＵＶ放射の一部を遮断する、特に接着剤の望ましくない又は早すぎる硬化を回避するように、ＵＶ源は、ＵＶ源上又は近くに位置する放射線遮蔽を更に備えることができる。例えば、一部の実施形態においては、接着剤投与前にＵＶ  ＬＥＤ照射が塗布機内部で接着剤を硬化させることを防止するように、遮蔽は、接着剤塗布機近くに位置するＵＶ  ＬＥＤ側に配置することができる。
【００４６】
本発明の継ぎ合わせ方法を実施するのに必要な時間は、例えば、使用する装置のタイプ、使用する接着剤のタイプ、装置の配列、操作者の関与、及び他の因子に応じて、本発明の異なる実施形態では異なり得る。一部の実施形態においては、継ぎ合わせを作製し、接着剤を硬化させる合計時間は、２０秒未満とすることができる。別の実施形態においては、継ぎ合わせを作製し、接着剤を硬化させる合計時間は、２０秒を超え得る。
【実施例】
【００４７】
本発明の一部の例示的実施形態を以下の非限定的具体例において記述する。
【００４８】
（実施例１）
自動エアースプライサーを使用した手順
本発明の一実施形態の一実施例は、以下のとおりである。この手順を使用して、例えば、一束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５単一端粗糸の後端を第２の束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５単一端粗糸の先端に連結することができる。
【００４９】
まず、ＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６、ＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６Ｇなどの自動エアースプライサーを使用して、２本以上のガラス繊維粗糸の継ぎ合わせを作製する。この実施例では自動エアースプライサーは１０７ｍチャンバーを備えるが、別の実施形態では別のチャンバーを使用することができる。スプライサーは、この実施例では、後部切断が３及び３、継ぎ合わせ時間が３に設定されるが、別の実施形態では別の設定がより望ましい場合がある。空気圧は、この実施例では９０から１００ｐｓｉに設定することができるが、別の実施形態では別の空気圧を使用することができる。この実施例では、最大サイズの送気管を使用する。別の実施形態においては、より小さいサイズの送気管を使用することができる。
【００５０】
一滴の接着剤を継ぎ合わせの先端に付与する。接着剤は、ＬＦＴ適用などの下流プロセスにおいて、先端が折り返らないようにするのに役立ち得る。一部の実施形態においては、接着剤の付与は、継ぎ合わせの引張り強さも増加させることができる。この実施例では、使用される接着剤は、ＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４９５  Ｓｕｐｅｒ  Ｂｏｎｄｅｒ  Ｉｎｓｔａｎｔ  Ａｄｈｅｓｉｖｅであり、これはシアノアクリル酸エチル「ｓｕｐｅｒ  ｇｌｕｅ」である。概算で、接着剤０．１グラムをこの実施例では塗布する。
【００５１】
接着剤を継ぎ合わせ領域に付与した後、接着剤を必要に応じて継ぎ合わせに挿入する。この実施例では、操作者の示指と親指を使用して、接着剤を継ぎ合わせ中に伸ばす。別の実施形態においては、機械又は自動プロセスを使用して接着剤を継ぎ合わせ中に伸ばすことができる。一部の実施形態においては、接着剤は、操作者が接着剤を継ぎ合わせに挿入しなくてもよい性質を有することができる。例えば、一部の実施形態においては、継ぎ合わせ中に毛管作用で効果的に送達される高流動低粘度接着剤を使用することができる。かかる接着剤の例としては、Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０６及びＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０７シアノアクリレート接着剤が挙げられるが、それだけに限定されない。かかる接着剤は継ぎ合わせ中に毛管作用で送達され得るが、一部の実施形態においては、必要に応じて、追加の機械的補助を与えて毛管作用を促進することもできる。
【００５２】
継ぎ合わせを１０秒間乾燥させる。空気継ぎ合わせによって粗糸を連結し、接着剤を塗布する合計時間は、継ぎ合わせ１本当たり２０から２５秒である。
【００５３】
（実施例２）
手動エアースプライサーを使用した手順
本発明の一実施形態の別の一実施例は、以下のとおりである。この手順を使用して、例えば、一束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８単一端粗糸の後端を第２の束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８単一端粗糸の先端に連結することができる。
【００５４】
まず、ＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１０、ＰＥＮＴＷＹＮ手動スプライサーなどの手動エアースプライサーを空気圧９０ｐｓｉと一緒に使用して、２本以上のガラス繊維粗糸からなる長さ約５センチメートルの継ぎ合わせを作製する。次いで、先端とそれに続く後端を継ぎ合わせから切断する。一般に、先端とそれに続く後端のみを除去して、継ぎ合わせ領域内の繊維の損傷を回避するように注意すべきである。
【００５５】
一滴の接着剤を継ぎ合わせの先端に付与する。接着剤は、ＬＦＴ適用などの下流プロセスにおいて、先端が折り返らないようにするのに役立ち得る。一部の実施形態においては、接着剤の付与は、継ぎ合わせの引張り強さも増加させることができる。この実施例では、使用される接着剤は、ＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４９５  Ｓｕｐｅｒ  Ｂｏｎｄｅｒ  Ｉｎｓｔａｎｔ  Ａｄｈｅｓｉｖｅであり、これはシアノアクリル酸エチル「ｓｕｐｅｒ  ｇｌｕｅ」である。
【００５６】
接着剤を継ぎ合わせ領域に付与した後、接着剤を必要に応じて継ぎ合わせに挿入する。この実施例では、操作者の示指と親指を使用して、接着剤を継ぎ合わせ中に伸ばす。別の実施形態においては、必要に応じて、機械又は自動プロセスを使用して接着剤を継ぎ合わせ中に伸ばすことができる。
【００５７】
継ぎ合わせを１０秒間乾燥させる。空気継ぎ合わせによって粗糸を連結し、接着剤を塗布する合計時間は、継ぎ合わせ１本当たり２０から２５秒である。一部の実施形態においては、継ぎ合わせを紫外線又は可視光（例えば、強いＬＥＤ）で硬化させる。かかる実施形態においては、接着剤を風乾するのではなく、接着剤に紫外線又は可視光を当てて硬化させる。紫外線を当てて硬化する、本発明の一部の実施形態において使用することができる接着剤の非限定的例は、Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０６及びＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）４３０７シアノアクリレート接着剤である。
【００５８】
（実施例３）
本発明の一部の継ぎ合わせ粗糸が示す引張り強さ
この実施例に記載の本発明の継ぎ合わせ粗糸を以下の手順に従って調製した。本発明の継ぎ合わせ粗糸を形成するために、一束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８単一端粗糸の先端と第２の束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８単一端粗糸の後端をどちらもＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６Ｇ自動エアースプライサー中に約６ｃｍ重ねて置いた。次いで、２本の粗糸を継ぎ合わせて、約０．８ｃｍの継ぎ合わせ領域を形成した。次いで、先端と終端をそろえ、続いてシアノアクリレート接着剤約０．０１ｇを塗布した。次いで、接着剤に約４秒間紫外線照射して硬化させると、継ぎ合わせ粗糸が生成した。上記方法を使用して、本発明の継ぎ合わせ粗糸１９本を形成した。これらの粗糸との比較のために、接着剤の付与も硬化もなしにした以外は上記と同様にして、本発明の追加の継ぎ合わせ粗糸２０本を調製した。さらに、継ぎ合わせ粗糸を非継ぎ合わせＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８８単一端粗糸２０本とも比較した。次いで、粗糸５９本の各々の引張り強さを以下の手順に従って試験した。約１０インチの粗糸をゲージ長さとして選択した。継ぎ合わせ粗糸の場合、継ぎ合わせがゲージ長さの中央に位置するようにゲージ長さを選択した。次いで、ゲージ長さをクランプ位置から分離する円柱状クランプを使用したＩｎｓｔｒｏｎ試験枠上でゲージ長さを試験した。１０００ポンドのセルをロードセルとして使用した。枠を１０インチ／分の速度で移動させた。粗糸の切断に必要な力をロードセルによって測定し、Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔソフトウェアを使用して記録した。引張り強さ測定結果を下記表１〜３に示す。表に示されるように、接着剤なしで調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の９０％であり、一方、接着剤を使用して調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の１１６％であった。
【００５９】
【表１】
2013500914.tif 000003
【００６０】
【表２】
2013500914.tif 000004
【００６１】
【表３】
2013500914.tif 000005
（実施例４）
本発明の一部の継ぎ合わせ粗糸が示す引張り強さ
この実施例に記載の本発明の継ぎ合わせ粗糸を以下の手順に従って調製した。本発明の継ぎ合わせ粗糸を形成するために、一束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５単一端粗糸の先端と第２の束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５単一端粗糸の後端をどちらもＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６Ｇ自動エアースプライサー中に約６ｃｍ重ねて置いた。次いで、２本の粗糸を継ぎ合わせて、約０．８ｃｍの継ぎ合わせ領域を形成した。次いで、先端と終端をそろえ、続いてシアノアクリレート接着剤約０．０１ｇを塗布した。次いで、接着剤に約４秒間紫外線照射して硬化させると、継ぎ合わせ粗糸が生成した。上記方法を使用して、本発明の継ぎ合わせ粗糸３０本を形成した。これらの粗糸との比較のために、接着剤の付与も硬化もなしにした以外は上記と同様にして、本発明の追加の継ぎ合わせ粗糸３０本を調製した。さらに、継ぎ合わせ粗糸を非継ぎ合わせＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５７５単一端粗糸３０本とも比較した。次いで、粗糸９０本の各々の引張り強さを以下の手順に従って試験した。約１０インチの粗糸をゲージ長さとして選択した。継ぎ合わせ粗糸の場合、継ぎ合わせがゲージ長さの中央に位置するようにゲージ長さを選択した。次いで、ゲージ長さをクランプ位置から分離する円柱状クランプを使用したＩｎｓｔｒｏｎ試験枠上でゲージ長さを試験した。１０００ポンドのセルをロードセルとして使用した。枠を１０インチ／分の速度で移動させた。粗糸の切断に必要な力をロードセルによって測定し、Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔソフトウェアを使用して記録した。引張り強さ測定結果を下記表４〜６に示す。表に示されるように、接着剤なしで調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の１４％であり、一方、接着剤を使用して調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の５５％であった。
【００６２】
【表４】
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【００６３】
【表５】
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【００６４】
【表６】
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（実施例５）
本発明の一部の継ぎ合わせ粗糸が示す引張り強さ
この実施例に記載の本発明の継ぎ合わせ粗糸を以下の手順に従って調製した。本発明の継ぎ合わせ粗糸を形成するために、一束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８５単一端粗糸の先端と第２の束のＰＰＧ製ＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８５単一端粗糸の後端をどちらもＭＥＳＤＡＮ（登録商標）１１６Ｇ自動エアースプライサー中に約６ｃｍ重ねて置いた。次いで、２本の粗糸を継ぎ合わせて、約０．８ｃｍの継ぎ合わせ領域を形成した。次いで、先端と終端をそろえ、続いてシアノアクリレート接着剤約０．０１ｇを塗布した。次いで、接着剤に約４秒間紫外線照射して硬化させると、継ぎ合わせ粗糸が生成した。上記方法を使用して、本発明の継ぎ合わせ粗糸２０本を形成した。これらの粗糸との比較のために、接着剤の付与なしにした以外は上記と同様にして、本発明の追加の継ぎ合わせ粗糸２０本を調製した。さらに、継ぎ合わせ粗糸を非継ぎ合わせＴｕｆＲｏｖ（登録商標）４５８５単一端粗糸２０本とも比較した。次いで、粗糸６０本の各々の引張り強さを以下の手順に従って試験した。約１０インチの粗糸をゲージ長さとして選択した。継ぎ合わせ粗糸の場合、継ぎ合わせがゲージ長さの中央に位置するようにゲージ長さを選択した。次いで、ゲージ長さをクランプ位置から分離する円柱状クランプを使用したＩｎｓｔｒｏｎ試験枠上でゲージ長さを試験した。１０００ポンドのセルをロードセルとして使用した。枠を１０インチ／分の速度で移動させた。粗糸の切断に必要な力をロードセルによって測定し、Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔソフトウェアを使用して記録した。引張り強さ測定結果を下記表７〜９に示す。表に示されるように、接着剤なしで調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の４６％であり、一方、接着剤を使用して調製した継ぎ合わせ粗糸の平均引張り強さは、非継ぎ合わせ出発材料の７４％であった。
【００６５】
【表７】
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【００６６】
【表８】
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【００６７】
【表９】
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本発明の継ぎ合わせ方法及びシステム並びに継ぎ合わせ粗糸によって示され得る望ましい特性としては、個々の未変性粗糸（ｎａｔｉｖｅ  ｒｏｖｉｎｇ）の約５０％から約１５０％の引張り強さを有する継ぎ合わせ粗糸、個々の未変性粗糸と類似した断面積及び／又は体積を有する継ぎ合わせ粗糸、高温に耐えることができる継ぎ合わせ粗糸、高い又は濃い粘度を有する組成物を通過するのに耐えうる継ぎ合わせ粗糸、急速継ぎ合わせ方法、単純継ぎ合わせ方法、長繊維粗糸生成物の製造コストを削減する継ぎ合わせ方法、並びに長繊維粗糸生成物の製造中の取扱いが軽減された継ぎ合わせ方法が挙げられるが、それだけに限定されない。
【００６８】
本発明の種々の実施形態を、本発明の種々の目的の実現において記述した。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる説明にすぎないことを認識すべきである。その多数の改変及び適合は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者に容易に理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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