АРМИРУЮЩИЕ ПУЧКИ ВОЛОКОН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ

3
1. Композиция, содержащая волокна, пригодная для компаундирования с матричным полимером в способе компаундирования для образования армированного волокном композита полимера, причем указанная композиция включает массу пучков резаных волокон, причем указанная масса имеет среднюю объемную плотность, по меньшей мере, 0,256 г/см (16 фунтов на кубический фут), и в которой, по существу, все указанные пучки резаных волокон имеют длину приблизительно между 3 и 15 мм, и включают множество синтетических волокон или природных волокон на основе целлюлозы, по существу, одинаковой длины, ориентированных, по существу, параллельно друг другу и имеющих концы, по существу, одинакового протяжения друг с другом, и в котором, по существу, все пучки резаных волокон дополнительно включают композицию покрытия, которая покрывает волокна в пределах пучков и образует непрочные межволоконные связи в пределах каждого пучка резаных волокон, чтобы обеспечить межволоконное сцепление, причем указанные непрочные межволоконные связи способны разрушаться при компаундировании указанных пучков в процессе компаундирования, так что указанные пучки резаных волокон могут распадаться на отдельные индивидуальные волокна для диспергирования в пределах матричного полимера во время указанного процесса.
2. Композиция по п.1, в которой указанная масса пучков резаных волокон обладает текучестью в такой степени, при которой указанная масса пучков может быть подана равномерно на компаундирование объемным или весовым шнековым дозатором.
3. Композиция по п.2, в которой масса пучков резаных волокон обладает текучестью в такой степени, что масса может быть равномерно подана объемным шнековым дозатором, требующим не более, чем приблизительно ±10% изменения в числе оборотов в минуту шнека дозатора или подана весовым шнековым дозатором, требующим не более, чем приблизительно ±10% изменения веса во время дозировки.
4. Композиция по п.1, в которой волокна пучка резаных волокон имеют массу погонного метра от 5 до 22 децитекс.
5. Композиция по п.4, в которой масса пучков резаных волокон содержит в среднем приблизительно 100-400 волокон на пучок резаных волокон.
6. Композиция по п.1, в которой волокна пучка резаных волокон слипаются друг с другом, образуя овальное или уплощенное лентоподобное поперечное сечение.
7. Композиция по п.1, в которой два или больше из указанных пучков в пределах указанной массы пучков соединяются.
8. Композиция по п.1, в которой композиция покрытия составляет от приблизительно 0,5 до 10 вес.% из расчета на общий вес покрытых волокон в пределах указанного пучка резаных волокон.
9. Композиция по п.1, в которой композиция покрытия составляет от приблизительно 2 до 6 вес.% из расчета на общий вес покрытых волокон в пределах указанного пучка резаных волокон.
10. Композиция по п.9, в которой композиция покрытия включает водную эмульсию термопластического полимера.
11. Композиция по п.10, в которой композицию покрытия выбирают из группы, состоящей из поливиниловых спиртов, эфиров акриловой кислоты, полиакриловых кислот, сложных полиэфиров, полиамидов, термопластических полиуретанов, крахмалов, восков, поливинилацетатов, силиконовых композиций, фторсодержащих соединений, ускорителей адгезии и их комбинации.
12. Композиция по п.1, в которой волокна в пределах пучков являются синтетическими волокнами, изготовленными из материала, выбранного из группы, состоящей из сложных полиэфиров, жидкокристаллических полимеров, полиамидов, поликетонов, полиэфиркетонов, углерода, частично окисленного полиакрилонитрила, акриловых полимеров, арамидов и их смесей.
13. Композиция по п.1, в которой волокна в пределах пучков включают термопластические полимерные волокна, включающие сложный полиэфир, выбранный из группы, состоящей из полиэтилентерефталата, полиэтиленнафталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиэтиленбибензоата, полимолочной кислоты и их смесей.
14. Композиция по п.1, в которой волокна в пределах пучков являются природными волокнами на основе целлюлозы, выбранными из группы, состоящей из лубяных волокон, листовых волокон, семенного волокна или их комбинаций.
15. Композиция по п.14, в которой волокна в пределах пучков выбирают из группы, состоящей из льна, конопли, джута, рами, сизаля, манильской пеньки, волокон хлопка и капока.
3
16. Композиция, содержащая волокно, пригодная для компаундирования с термопластическим или термореактивным матричным полимером в способе компаундирования с образованием армированного волокном композита полимера, причем указанный композит включает массу пучков резаных волокон, причем указанная масса имеет среднюю объемную плотность, по меньшей мере, 0,256 г/см (16 фунтов на кубический фут), и в которой, по существу, все из указанных пучков резаных волокон имеют длину между приблизительно 3 и 15 мм и включают на пучок от приблизительно 100 до 400 волокон полиэтилентерефталата, по существу, одинаковой длины, ориентированных, по существу, параллельно друг другу и имеющих концы, по существу, одинакового протяжения друг с другом, и в котором, по существу, все пучки резаных волокон далее включают от приблизительно 0,5 до 10 вес.% указанного пучка композиции покрытия, выбранной из группы, состоящей из поливиниловых спиртов, эфиров акриловой кислоты, полиакриловых кислот, термопластических полиуретанов, крахмалов, восков, поливинилацетатов, силиконовых композиций, фторсодержащих соединений, ускорителей адгезии и их комбинаций, причем композиция покрытия покрывает волокна в пределах пучков.
17. Композиция по п.16, в которой композиция покрытия включает водную эмульсию термопластического полимера и присутствует в каждом пучке в количестве от приблизительно 2 до 6 вес.% из расчета на общий вес покрытых волокон.
18. Способ изготовления пучков армированного волокна для обеспечения волокон для возможной дисперсии в армированном волокном композите полимера, причем указанный способ включает:
покрытие множества многоволоконных прядей, произведенных или полученных из синтетических органических полимеров или природных волокон на основе целлюлозы, композицией покрытия, которая создает непрочные межволоконные связи в пределах пряди;
резку нитей связанных волокон на пучки резаных волокон, имеющие длину между приблизительно 3 и 15 мм, причем каждый пучок резаных волокон содержит множество непрочно связанных волокон; и
3
образование текучей массы индивидуальных пучков резаных волокон такой, что указанная масса пучков имеет среднюю объемную плотность, по меньшей мере, 0,256 г/см (16 фунтов на кубический фут).
19. Способ по п.18, в котором указанная стадия покрытия множества многоволоконных пряж включает направление множества многоволоконных пряж, причем каждая прядь содержит 100-400 непрерывных волокон и имеет массу погонного метра от 5 до 22 децитекс на прядь, через установку покрытия, содержащую жидкую композицию покрытия, нанесение указанной жидкой композиции покрытия на непрерывные многоволоконные пряжи в установке покрытия, пропитку указанных пряж композицией покрытия и сушку композиции покрытия для создания непрочных межволоконных связей в объеме пряжи.
20. Способ по п.19, в котором стадия сушки включает направление покрытых многоволоконных пряж через сушильную камеру или над рядом горячих барабанов, и в котором указанная стадия резки включает продвижение покрытых многоволоконных пряж непосредственно от указанного ряда горячих барабанов на резательную машину и резку прядей на пучки резаных волокон.
21. Способ по п.18, в котором стадия покрытия включает нанесение композиции покрытия в количестве от приблизительно 0,5 до 10 вес.% из расчета на общий вес покрытых многоволоконных пряж.
22. Способ обеспечения армированного волокна для армированного волокном композита полимера, причем армированное волокно обеспечивается в форме массы пучков резаных волокон, причем указанный способ включает:
извлечение из шпулярника множества многоволоконных пряж полимера полиэтилентерефталата, причем каждая прядь имеет массу погонного метра от 5 до 22 децитекс на волокно и содержит от приблизительно 100 до 400 непрерывных волокон на прядь;
продвижение множества многоволоконных пряж от указанного шпулярника через секцию покрытия и нанесение в качестве покрытия на многоволоконные пряжи в пределах указанной установки покрытия композиции покрытия в форме водной эмульсии термопластического полимера, выбранного из группы, состоящей из поливиниловых спиртов, эфиров акриловой кислоты, полиакриловых кислот, сложных полиэфиров, полиамидов, термопластических полиуретанов, крахмалов, восков, поливинилацетатов и их комбинаций;
продвижение покрытых многоволоконных пряж из установки покрытия в секцию сушки и нагревание пряжи в пределах указанной секции сушки, чтобы вызвать сушку композиции покрытия и создать непрочные многоволоконные связи в пределах каждой многоволоконной пряжи;
продвижение указанных многоволоконных пряж из секции сушки в секцию резки и резку пряж в пределах указанной секции резки на пучки резаных волокон, имеющих длину между приблизительно 3 и 15 мм, причем каждый пучок резаных волокон содержит множество непрочно связанных волокон; и
3
сбор указанных пучков резаных волокон, в массе имеющих среднюю объемную плотность, по меньшей мере, 0,256 г/см (16 фунтов на кубический фут).
23. Способ по п.22, в котором стадия нагревания покрытых многоволоконных пряж включает направление многоволоконных пряж над рядом горячих сушильных барабанов и сушку эмульсии термопластического полимера, чтобы образовать пряди, которые имеют лентоподобное поперечное сечение.
24. Способ по п.23, в котором стадия сушки эмульсии термопластического полимера с образованием пряжи лентоподобного поперечного сечения включает сушку эмульсии, в то время как, по меньшей мере, часть прядей находится в контакте друг с другом, так что, по меньшей мере, часть прядей слипается и соединяется друг с другом, и в котором стадия резки пряжи на пучки резаных волокон включает резку соединенных прядей, чтобы образовать пучки резаных волокон, которые соединены.
25. Способ по п.22, который включает дополнительную стадию введения указанной массы пучков резаных волокон в объемный или весовой шнековый дозатор, в котором указанная масса пучков резаных волокон обладает текучестью в такой степени, что масса может равномерно подаваться через указанный объемный дозатор, требующий всего лишь приблизительно ±10% изменения числа оборотов в минуту шнека дозатора или подаваться через указанный весовой дозатор, требующий не более, чем ±10% изменения веса во время дозировки.
26. Способ изготовления армированного волокном композита полимера, который включает введение матричного полимера в процесс компаундирования; загрузку текучей массы пучков резаных волокон, включающих композицию по п.1, в загрузочную воронку объемного или весового шнекового дозатора, причем указанный шнековый дозатор используется как транспортная коммуникация массы в способ компаундирования; подачу текучей массы пучков резаных волокон в указанный способ компаундирования через указанный шнековый дозатор, причем указанный способ компаундирования осуществляют таким образом, что непрочные связи между волокнами в указанных пучках резаных волокон разрушаются и пучки резаных волокон, тем самым, распадаются на отдельные индивидуальные волокна, длиной не более, чем длина указанных пучков, причем указанные индивидуальные волокна диспергируются в матричном полимере.
27. Способ по п.26, в котором указанную стадию подачи текучей массы пучков резаных волокон в указанный способ компаундирования через указанный шнековый дозатор выполняют равномерно таким образом, что указанный объемный шнековый дозатор требует не более, чем приблизительно ±10% изменения числа оборотов в минуту шнека дозатора или таким образом, что указанный весовой шнековый дозатор требует не более, чем приблизительно ±10% изменения веса во время дозировки.
28. Способ по п.26, в котором указанным матричным полимером является термопластический полимер, и указанный способ компаундирования выполняют в одно- или двухшнековом экструдере.
29. Способ по п.26, в котором указанным матричным полимером является термореактивный полимер, и указанный способ компаундирования выполняют в двухроторном смесителе периодического действия.