由复丝制造的柔性连续带及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由选自芳纶、玻璃、芳族聚酯和刚性链聚合物的复丝制造柔性纤维连续带的方法，所述带基于带的重量含有６０至９８ｗｔ％的纤维，所述方法包括以下步骤：ａ１）展开纱线的长丝以获得横截面纵横比（ｗ／ｈ）为２至２０００的长丝层；以及ｂ１）使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理展开的长丝；或ａ２）使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理纱线；以及ｂ２）展开纱线的长丝以获得横截面纵横比（ｗ／ｈ）为２至２０００的长丝层；然后ｃ）通过固化或凝固树脂来固定长丝以获得带，其中所述步骤ａ１－ｂ１、或ａ２－ｂ２、以及ｃ依次地执行。该方法适于制造柔性带，该柔性带基于带的重量含有６０至９８ｗｔ％的纤维，包括横截面纵横比（ｗ／ｈ）为２至２０００的长丝层，长丝通过固化或凝固的树脂固定。该方法还适于制造具有小于０．５毫米的宽度以及２至２０的横截面纵横比（ｗ／ｈ）的微型带。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由复丝制造柔性纤维连续带的方法、以及由此制得的带。本 专利技术进一步涉及包括所述带的光纤电缆。
技术介绍
通过纤维(也叫纱线)增强的带是公知的。例如，JP 10-130996中已描述了一种 承载带。该承载带通过使用宽度接近等于带宽的扁平纤维结构作为增强材料并使用树脂作 为基体来生产。纤维结构为三维编织的纱线。GB 1433128中已描述一种用于增强基体材料的经编带。该带可包括两个高模量碳 纤维丝束。在WO 03/091006中，描述了一种生产包括用有机树脂预浸渍的天然纤维束、并且 采取纱线或条带形式的新材料的方法。US 4，626，306中已描述一种用于制造柔性纤维带的方法，该纤维带包含嵌在热塑 性树脂中的单向纤维。根据此方法，通过从纤维粗纱中分离出纤维，使用树脂颗粒浸渍迭置 的平行纤维。粗纱(或梳条)是长而窄的纤维束，其被加捻以将纤维保持在一起。从粗纱 展开纤维，但在此方法中仅展开纤维而不展开单独的纤维长丝。此方法因此仅提供了一种 通过树脂实现对每根纤维的表面处理的方法，但是纤维芯部内的各长丝未被浸渍。类似地，EP 316922中已描述一种该方法，其中从粗纱解开纤维粗纱的纤维并且将 其展开，然后使用树脂乳胶浸渍展开的纤维。每根纤维的各长丝未被展开，并且再次地，仅 仅是纤维的表面长丝由树脂材料浸渍。US 3，873，389涉及石墨片材，其未被依次地浸渍，而是首先定位成并排的共面关 系然后浸渍。本专利技术不涉及石墨并且不涉及不依次制造的片材。在基体内具有增强长丝的增强复合材料的制造中，US 5，503，928中公开了一种由 低捻的短纤维纱组成的长丝，该短纤维纱由不连续纤维纺制。US 6，270，851中已描述一种 用于连续地涂覆纤维长丝的设备，其中纤维束的每条长丝在之字形隧道的狭窄流路中被连 续涂覆。这些公知的带因此包含用于增强树脂基体的纤维。此类带具有的缺点是纤维与基 体之间的相互作用较弱。纤维被包埋在基体中，但仅仅是内部长丝与基体令人满意地接触。 如果所有长丝被连续地涂覆——诸如在US6，270，851中，则带所包含的树脂量相当大，通常 为60衬％或更多，并且纤维的数量相对较少。树脂占去复合材料很大一部分重量(通常纤 维少于40wt% )，并且诸如芳纶的高性能纤维的良好性能(例如，在模量、断裂伸长率、断裂 强度方面)与本专利技术的重量相比变得较不显著。在也使用了高性能纤维的情况下，树脂量 高还导致额外的成本。此外，树脂量高降低了带的柔性，从而导致例如光纤电缆生产中的困 难，因为降低的弯曲性能可能在连接器定位时引发问题。因此，对无法通过已知方法获得的柔性连续带形式的纤维的需要日益增加。在EP 837162和US 2006/0137156中，试图通过展开复丝的长丝来作出改进。因此通过鼓风来展开长丝以更好地允许树脂在长丝之间渗透。然而，此参考文献未涉及带，而是涉及纤维增强 的塑料。类似地，EP 569928中描述了一种用于展开长丝并通过热塑性树脂进行浸渍的方 法。再次地，此方法并非旨在制造带而是增强热塑性基体。
技术实现思路
本专利技术的目的不是增强树脂基体，而是获得柔性连续带，该柔性连续带由纤维材 料制造、含有尽可能少的基体材料。通过一新的方法达到此目的，该方法由选自芳纶、玻璃、 芳族聚酯和刚性链聚合物的复丝制造柔性纤维带，其基于带的重量含有60至98wt%的纤 维，包括以下步骤al)展开纱线的长丝以获得横截面纵横比(w/h)为2至2000的长丝层；以及bl)使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理展开的长丝；或a2)使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理纱线；以及b2)展开纱线的长丝以获得横截面纵横比(w/h)为2至2000的长丝层；接下来c)通过固化或凝固树脂来固定长丝以获得带，其中步骤al-bl、或a2_b2、以及c依 次地执行。与并非特别地为带而主要为增强树脂材料的现有技术材料相反，本产品为纤维材 料，其中树脂的目的是固定纤维的各长丝。因此，纤维不增强仅少量地存在——最优选地甚 至少于30wt%——的基体，相反地，纤维是带的主要构成材料，并且仅采用少量的树脂来固 定长丝。因此，本专利技术的另一目的是提供一种柔性连续带，其由包括长丝的层形成并具有2 至2000的横截面纵横比(宽度/高度)。这些带可极为牢固而薄，然而却保持柔性。它们 通常包含总数为6-4000的长丝。进一步发现，这样获得的带与未处理的纱线相比几乎没有 或没有表现出韧性损失。本专利技术的带包括通过固化或凝固的树脂固定的长丝，其中带的宽度/高度比为2 至2000，优选为10-1000，最优选为20-500。这些带可用于需要高韧性的场合中，例如用作 整形外科绑带、管、软管或管线增强带，用于增强帆布(sail)，以及用于电缆或光纤电缆的 带。这些带可选地卷绕在卷筒上。本专利技术还可制造很小的微型带，该带具有小于0. 5mm的宽度和2至20的横截面纵 横比(宽度/高度)。这些微型带可用于医疗应用中。本专利技术的带——其中横截面纵横比(w/h)为20至500——特别适合用于光纤电缆 中。具有优异的模量、强度和高耐热性的高性能纤维目前在光纤电缆中用作增强材料。高性 能纤维的高强度和模量防止电缆中的光学玻璃纤维承受外力而导致玻璃纤维断裂。通常， 光学玻璃纤维位于电缆的薄的热塑性中空管(所谓的居中松套管结构)中，或在光纤上挤 压成形一热塑性层(紧套管结构)。一般而言，内部电缆被增强纤维完全覆盖，对于紧套管 结构而言尤为如此。高性能纤维的另一重要特征是它们优良的耐热性。在光纤电缆的生产 期间，在内电缆周围挤压成形一热塑性护套以保护免受侵蚀。位于护套与管之间的高性能 纤维形成绝热层并防止两个部分在挤出期间熔融。熔融的结果是光学信号的传输会受到干 扰。在紧套管电缆的情形下，熔融还会使电缆不能进行连接。为了防止不期望的熔融，在这种电缆中用作绝热体的增强材料多于从电缆强度或电缆模量的角度出发所需要的增强材 料。本专利技术的再一个目的是生产一种带，其足够柔性以有效地覆盖内电缆，这使得可 以使用少得多的增强纤维。此外，通过使用本专利技术的带，可减小光纤电缆的直径和重量。这 样的优点是，可在现有的电缆管道中使用更多的光纤电缆，并且工作站与用户之间的更多 连接是可能的。还可使用超吸水材料来整理本专利技术的带——例如通过使用含超强吸水剂的 油包水乳胶来处理带。类似地，在需要的情况下，可增加其它官能。在一些电缆中，堆叠2至12根的光纤并浸渍以形成条带。来自本专利技术的带能够很 方便地与此类条带结合并因此简化此类电缆的生产。此类带的应用还可简化用于附连到接 头或分线盒上的劳动密集型电缆的制备。重要的是，在经过长丝的展开之后，纤维尽快地固定以防止长丝的缠绕和起毛，同 时保持其所需要的尺寸特性(诸如宽度和高度)。可以通过使用其它可固化的液态热塑性 树脂或液体蜡、并在固化或凝固之后永久地固定(固定不动)长丝来实现此目的。因此，重 要的是尽快执行固化或凝固处理。这通过依次地执行该处理来实现，即，执行所有处理步骤 而不对中间产品进行中间打断。现有技术的大多数树脂不适于这种快速的固定。可固化的 树脂是特别优选的，因为它们可以快速地硬化，因此锁定长丝以实现固定。原则上，可使用 热固化和辐射固化(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由选自芳纶、玻璃、芳族聚酯和刚性链聚合物的复丝制造柔性纤维连续带的方法，所述带基于带的重量含有６０至９８ｗｔ％的纤维，所述方法包括以下步骤：ａ１）展开纱线的长丝以获得横截面纵横比（ｗ／ｈ）为２至２０００的长丝层；以及ｂ１）使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理展开的长丝；或ａ２）使用可固化的树脂、或液态热塑性树脂或蜡来处理纱线；以及ｂ２）展开纱线的长丝以获得横截面纵横比（ｗ／ｈ）为２至２０００的长丝层；然后ｃ）通过固化或凝固树脂来固定长丝以获得带，其中所述步骤ａ１－ｂ１、或ａ２－ｂ２、以及ｃ依次地执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S威尔姆森，PG阿克尔，HC昆特，AJW范哈伦，
申请(专利权)人：帝人芳纶有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]