偏角无纬稀松布的制作方法

偏角无纬稀松布的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种非织造无纬稀松布，其包括第一载体、上覆所述载体的成角度的稀松布，和上覆所述成角度的稀松布的第二载体。所述成角度的稀松布包括至少一个碳纤维长丝的组件。所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向。所述至少一个碳纤维长丝的组件以相对于所述交叉方向测得的偏角取向。所述非织造无纬稀松布任选地包括含有多个长丝的单向织物，其中所述第一载体上覆所述单向织物。至少两个长丝的组件和所述载体的第一交叉方向纱也可限定具有至少三个侧边的多侧边形状。
【专利说明】偏角无纬稀松布

【技术领域】
[0001] 本公开涉及由以偏角（off-angle)取向的长丝的组件增强的无纬稀松布（laid scrim)，包括具有单向织物和多侧边形状的无纬稀松布。

【背景技术】
[0002] 无纬稀松布可具有多个层，包括形成这种织物的基底或载体的子部件。无纬稀松 布可使用偏角增强件，所述偏角增强件赋予用于专门应用的某些性质。然而，商业可得的无 纬稀松布可能不提供所需的性质，如稳定性、耐久性、拉伸强度、处理性或可加工性。因此， 本领域持续需要无纬稀松布以满足新的且有时高要求的应用。


【发明内容】

[0003] 在一个实施例中，一种非织造无纬稀松布包括第一载体、成角度的稀松布和第二 载体，所述成角度的稀松布上覆所述第一载体，并包括至少一个碳纤维长丝的组件，所述第 二载体上覆所述成角度的稀松布，其中所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向，其 中所述至少一个碳纤维长丝的组件以相对于所述交叉方向测得的偏角取向。
[0004] 在另一实施例中，一种非织造无纬稀松布包括载体和成角度的稀松布，所述成角 度的稀松布上覆所述载体，并包括至少一个长丝的第一组件和至少一个长丝的第二组件， 其中所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向，且其中所述至少一个长丝的第一组件 以第一角度取向，所述至少一个长丝的第二组件以第二角度取向，其中所述第一和第二角 度中的每一个为相对于所述交叉方向测得的偏角，且其中所述第一和第二角度具有不同的 值。
[0005] 在又一实施例中，一种非织造无纬稀松布包括单向织物、载体和成角度的稀松布， 所述单向织物包括多个长丝，所述载体上覆所述单向织物，所述成角度的稀松布上覆所述 载体。所述成角度的稀松布包括至少一个长丝的第一组件和至少一个长丝的第二组件，其 中所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向，且其中所述至少一个长丝的第一组件以 第一角度取向，所述至少一个长丝的第二组件以第二角度取向，其中所述第一和第二角度 中的每一个为相对于所述交叉方向测得的偏角，且其中所述第一和第二角度具有不同的 值。

【专利附图】

【附图说明】
[0006] 实施例以示例的方式显示，且不限于附图。
[0007] 图IA包括根据本文描述的一个实施例所示的偏角无纬稀松布的立体图。
[0008] 图IB包括根据本文描述的一个实施例的图IA的偏角无纬稀松布的俯视图。
[0009] 图2A包括根据本文描述的一个实施例所示的偏角无纬稀松布的立体图。
[0010] 图2B包括根据本文描述的一个实施例的图2A的偏角无纬稀松布的俯视图。
[0011] 图3包括制备根据本文描述的一个实施例的非织造无纬稀松布的图示。
[0012] 本领域技术人员了解，图中的元件为了简单和清晰而显示，且不必按比例绘制。例 如，图中的一些元件的尺寸可相对于其他元件增大，以协助增进对本发明的实施例的理解。

【具体实施方式】
[0013] 通过结合附图的如下描述以协助理解本文公开的教导。如下讨论将集中于教导的 具体实施和实施例。提供该焦点以协助描述教导，且该焦点不应被解释为对教导的范围或 适用性的限制。然而，其他教导当然可在本申请中使用。
[0014] 在描述如下所述的实施例的细节之前，定义或阐明一些术语。术语"长丝"旨在意 指具有任意合适长度的细长结构或纤维。术语"纱"旨在意指纤维的有序的束。术语"稀松 布"旨在意指包括在两个不同方向上取向的至少两个长丝的织物。例如，一个或多个长丝可 在"经向"、"主"或"纵向"方向上取向，所述"经向"、"主"或"纵向"方向在一个实施例中可 平行于稀松布的长度。另外一个或多个长丝可在"纬向"、"填充"、"90"或"交叉"方向上取 向，所述"纬向"、"填充"、"90"或"交叉"方向在一个实施例中可平行于稀松布的宽度。术 语"0/90稀松布"或"方形稀松布"旨在意指一种织物，其中至少一个长丝在平行于稀松布 的长度的主方向上取向，至少一个长丝在平行于稀松布的宽度的交叉方向上取向，且所述 交叉方向垂直于所述主方向。术语"无纬稀松布"旨在意指一种稀松布，其中至少一个长丝 上覆至少一个其他长丝以产生稀松布。术语"偏角"旨在意指相对于稀松布的交叉方向或 水平方向或宽度测得的角度。
[0015] 如本文所用，术语"包含"、"包括"、"具有"或它们的任何其他变体旨在涵盖非排 他性的包括。例如，包括一系列特征的方法、制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括 未明确列出的或这些方法、制品或装置所固有的其他特征。此外，除非明确相反指出，否则 "或"指包括性的或，而非排他性的或。例如，条件A或B由如下任一者满足:A为真（或存 在）且B为假（或不存在），A为假（或不存在）且B为真（或存在），以及A和B均为真 (或存在）。
[0016] 而且，"一种"的使用用于描述本文描述的元件和部件。这仅为了便利，并提供本 发明的范围的一般含义。该描述应理解为包括一种或至少一种，且单数也包括复数，反之亦 然，除非其明显具有相反含义。例如，当单个物品在本文描述时，超过一个物品可取代单个 物品使用。类似地，当超过一个物品在本文描述时，单个物品可代替超过一个物品。
[0017] 除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语与本发明所属领域中的普通技术 人员所通常理解的具有相同的含义。材料、方法和实例仅为说明性的，且不旨在为限制性 的。对于本文未描述的程度，有关具体材料和加工行为的许多细节为常规的，并可在结构领 域和相应的制造领域内的参考书和其他来源中找到。
[0018] 在一个实施例中，本发明提供了一种非织造无纬稀松布，其包括载体、成角度的稀 松布和另一载体，所述成角度的稀松布上覆所述载体，并包括至少一个碳纤维长丝的组件， 所述另一载体上覆所述成角度的稀松布。所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向， 且所述至少一个碳纤维长丝的组件以相对于所述交叉方向测得的偏角取向。在另一实施 例中，本发明提供了一种非织造无纬稀松布，其包括载体和上覆所述载体的成角度的稀松 布。所述成角度的稀松布包括以第一角度取向的至少一个长丝的第一组件和以第二角度取 向的至少一个长丝的第二组件。所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉方向，且所述第 一和第二角度为相对于所述交叉方向测得的每个偏角，其中所述第一和第二角度具有不同 的值。如本文所述的非织造无纬稀松布由于其增加的织物稳定性而抵抗响应施加载荷的变 形，可显示出增加的处理性、耐久性和拉伸强度，且也由于存在于非织造无纬稀松布中的一 个或多个特定多侧边形状而提供美学益处。
[0019] 在又一实施例中，本发明提供了一种具有单向织物的非织造无纬稀松布，所述单 向织物包括多个长丝。所述单向织物可设置于非织造无纬稀松布中的任何合适的层的下方 或上方，包括在一个或多个载体上方或下方、在一个或多个成角度的稀松布的上方或下方， 或散布于成角度的稀松布内的长丝的组件的层之间。所述的非织造无纬稀松布可为结合递 送单向织物和成角度的稀松布的单个产品。由于单向织物和成角度的稀松布两者，如本文 所述的非织造无纬稀松布可由于其增加的织物稳定性而抵抗响应施加载荷的变形，并可显 示出增加的耐久性和拉伸强度。另外，相比于不含单向织物和成角度的稀松布两者的商业 可得的织物，非织造无纬稀松布更易于处理和加工。
[0020] 本发明的非织造无纬稀松布提供任何合适的单向织物，所述单向织物可以以任何 合理的取向设置于非织造无纬稀松布内，包括在任何合适的载体或成角度的稀松布的顶部 和/或下方，并包括插入成角度的稀松布内的长丝的组件的一个或多个层之间。在一个实 施例中，非织造无纬稀松布可不包括单向织物。在另一实施例中，非织造无纬稀松布可包括 具有类似或不同的材料、颜色或结构的超过一个单向织物。
[0021] 非织造无纬稀松布的单向织物包括多个长丝。在一个实施例中，单向织物的多个 长丝通常在平行方向上。在一个具体实施例中，多个长丝可具有与非织造无纬稀松布的主 方向总体平行取向的长度。如本文所用的"总体平行"指与所需方向（包括非织造无纬稀 松布的主方向）形成小于5度，如小于1度的角度的纤维或长丝。更具体地，单向织物的多 个长丝在单向织物的整个宽度上总体平行取向。在一个特定实施例中，单向织物的多个长 丝以任何合适的距离彼此间隔开。
[0022] 在一个实施例中，单向织物的多个长丝可包括任何合适材料的一个或多个长丝。 在一个特定实施例中，长丝可包括有机材料、无机材料或它们的组合。例如，单向织物的 长丝可包括有机材料、无机材料或它们的组合，如聚酯、芳纶、超高分子量聚乙烯（UHMWPE) (如可作为Dyneema?、Spectra?和MirAcle?茯得的那些）、聚（对苯撑-2,6-苯并 双恶唑）（如PBO Zylon?)、芳族聚酯（如Vectran? )、聚烯经（如可得自Innegra的那 些）、聚乙烯醇（PVA)(如可得自帝人公司（Teijin)的那些）、碳、玄武岩纤维、玻璃，或它们 的任意组合。玻璃可具有任何合适的组成或长丝直径或TEX，如E、C、AR、任意TEX的粗纱、 任意TEX的加捻纱、纤维光学单丝、它们的组合等。在一个实施例中，多个长丝可包括聚酯 长丝、芳纶长丝、碳纤维长丝，或它们的组合。在一个更特定的实施例中，多个长丝可包括碳 纤维长丝。
[0023] 通常，用于单向织物的多个长丝可具有任何合适的构造。多个长丝也可在单向织 物内包括各种构造的长丝。在一个实施例中，多个长丝可构造为包括长丝的有序或无序的 束。在一个特定实施例中，多个长丝可包括扁平的基本上无捻的带状构造，如丝束或条带。 "基本上无捻"意指多个长丝每厘米可包括少于〇. 5捻，如每厘米少于0. 4捻，少于0. 25捻 或甚至少于〇. 1捻。例如，多个长丝可包括带状碳纤维丝束，所述带状碳纤维丝束包括细长 有序的碳纤维长丝的束，所述细长有序的碳纤维长丝为扁平的且基本上无捻的。在另一实 例中，多个长丝可构造为长丝的无序的束（如粗纱），或长丝的有序的束（如具有一个或多 个层片的纱）。在粗纱和纱的两种情况中，长丝的构造可包括任何合理量的施用于长丝或束 的捻。
[0024] 用于单向织物的多个长丝的构造可包括各种尺寸。在一个特定实施例中，多个长 丝具有总体均匀单一的高度，并在单向织物的整个宽度上为连续的。例如，多个单丝的高度 在单向织物的整个宽度上变化不超过5%。
[0025] 本申请的非织造无纬稀松布可包括一个或多个合适的载体。可预期载体的任何合 适的位置。例如，当存在单向织物时，载体可上覆单向织物或设置于单向织物的下方。在 一个实施例中，载体直接接触单向织物。载体可包括任何合理的基材，一个或多个长丝的 组件（包括在成角度的稀松布中的一个或多个长丝的组件）可铺设和支撑于所述基材上 方或下方。在一个实施例中，载体可包括任何合适的材料。例如，载体可包括有机材料、无 机材料或它们的组合，如聚酯、芳纶、超高分子量聚乙烯（UHMWPE)(如可作为Dyneema?、 Spectra?和MirAcle?获得的那些）、聚（对苯撑_2,6-苯并双恶唑）（如PBO Zylon? )、芳族聚酯（如Vectran?:)、聚烯烃（如可得自Innegra的那些）、聚乙烯醇（PVA)(如可 得自帝人公司（Teijin)的那些）、碳、玄武岩纤维、玻璃，或它们的任意组合。玻璃可具有 任何合适的组成或长丝直径或TEX，如E、C、AR、任意TEX的粗纱、任意TEX的加捻纱、纤维 光学单丝、它们的组合等。在一个特定实施例中，载体可包括诸如聚酯（如白色聚酯和/或 有色聚酯）、芳纶或它们的任意组合的材料。可预期载体的任何合适的颜色或颜色的组合。 通常，载体也可包括任何合适的构造（包括任何合适的基材构造），以支撑成角度的稀松布 和非织造无纬稀松布。
[0026] 在一个实施例中，载体可包括具有某个构造的纱（如稀松布，更特别地，无纬稀松 布）的织造或非织造织物。可预期无纬稀松布的任何合适的构造。在一个示例性实施例 中，载体包括非织造无纬稀松布，如非织造0/90稀松布。例如，载体可包括在非织造无纬稀 松布的第一方向上总体平行延伸的第一组纱，如具有一种或多种颜色的多个聚酯纱或芳纶 纱，或这些纱的组合。载体也可包括在非织造无纬稀松布的第二方向上总体平行延伸的第 二组纱，如具有一种或多种颜色的另外多个聚酯纱或芳纶纱，或这些纱的组合，所述第二方 向与第一组纱的第一方向不同，并可上覆第一组纱或位于第一组纱的下方。在一个示例性 实施例中，载体可在非织造无纬稀松布的方向中的至少一个方向上包括超过一个纱的混合 物或共混物。例如，载体可使用聚酯和芳纶纱制得。在第二或交叉方向上每隔三个纱可为 芳纶纱，以增加载体的填充强度（例如在交叉或填充方向上的拉伸强度），包括至少25%的 填充强度的增加。可预期载体的不同于无纬稀松布的任何合适的构造，包括使用一个或多 个长丝状材料和使用具有不同于纱的构造的长丝。
[0027] 在一个特定实施例中，载体可包括0/90稀松布，其中稀松布的交叉方向总体垂直 于稀松布的主方向。第一组纱在主方向上总体平行延伸，第二组纱在交叉方向上总体平行 延伸。在一个实施例中，载体包括平行于非织造无纬稀松布的主方向取向的至少一个主方 向纱和平行于非织造无纬稀松布的交叉方向取向的第一交叉方向纱。第一组纱可包括以任 何合适的距离与在相同方向上延伸的相邻的纱间隔开，并总体平行于所述相邻的纱的纱。 第一组纱也可包括相同或不同的相邻的纱之间的距离。类似地，第二组纱可包括以任何合 适的距离与在相同方向上延伸的相邻的纱间隔开，并总体平行于所述相邻的纱的纱。第二 组纱也可包括相同或不同的相邻的纱之间的距离。通常，取决于载体所需的具体拉伸和重 量考虑，可预期相邻的纱之间的任何合适的间隔。例如，更紧密间隔且包括更高模量和旦尼 尔的纱可产生更强的载体。纱间隔也可受到用于满足工业规格的一种或多种特定纱材料的 影响。此外，非织造无纬稀松布可包括多个载体，所述多个载体中的每一个可包括纱或长丝 之间的不同间隔和不同的纱或长丝材料。
[0028] 非织造无纬稀松布的载体可稳定和支撑成角度的稀松布，并可为非织造无纬稀松 布提供结构，以能够处理稀松布。可预期任意数量的载体，包括鉴于工业考虑（如非织造无 讳稀松布的总体面重（areal weight))的任何合适数量的载体。在一个实施例中，非织造 无纬稀松布可包括任选的单向织物、第一载体、上覆所述第一载体的成角度的稀松布、和上 覆所述成角度的稀松布的第二载体。在另一实施例中，至少一个长丝的其他组件（如碳纤 维丝束）可上覆第一载体，并可在平行于非织造无纬稀松布的主方向的方向上取向。在另 一实施例中，载体可插入成角度的稀松布内的长丝的组件的分别的层之间、在长丝的组件 的分别的层的顶部，或上述两者。例如，非织造无纬稀松布可包括任选的单向织物、第一载 体、上覆所述第一载体的具有第一偏角的至少一个长丝的组件的第一层、第二载体、上覆所 述第二载体的具有第二偏角的至少一个长丝的组件的第二层，和上覆所述至少一个长丝的 组件的第二层的第三载体。在一个特定实施例中，载体中的每一个可包括非织造无纬稀松 布，特别是0/90稀松布。在另一实施例中，非织造无纬稀松布可基本上由第一载体和上覆 所述第一载体的成角度的稀松布组成。在另一实施例中，非织造无纬稀松布可基本上由如 下组成：第一载体、上覆所述第一载体的成角度的稀松布，和上覆所述成角度的稀松布的第 二载体。在又一实施例中，非织造无纬稀松布可基本上由如下组成：单向织物、第一载体、上 覆所述第一载体的成角度的稀松布，和上覆所述成角度的稀松布的第二载体。在一个示例 性实施例中，非织造无纬稀松布可基本上由如下组成：单向织物、第一载体、上覆所述第一 载体的具有第一偏角的至少一个长丝的组件的第一层、第二载体、上覆所述第二载体的具 有第二偏角的至少一个长丝的组件的第二层，和上覆所述至少一个长丝的组件的第二层的 第三载体。
[0029] 非织造制品还包括上覆载体的成角度的稀松布。在一个实施例中，成角度的稀松 布直接接触载体。在一个特定实施例中，成角度的稀松布为非织造无纬稀松布。成角度的稀 松布包括以任何合适的角度取向的至少一个长丝的组件，如至少一个长丝的第一组件。例 如，任何合适的角度可为相对于非织造制品的交叉方向测得的偏角。在一个实施例中，所述 至少一个长丝的组件（如至少一个长丝的第一组件）可相对于非织造制品的交叉方向以5 度至85度之间，如15度至85度之间，或如20度至80度之间的偏角取向。在一个特定实 施例中，至少一个长丝的第一组件可以以20度的偏角取向。在另一特定实施例中，至少一 个长丝的第一组件可以以30度的偏角取向。在又一特定实施例中，至少一个长丝的第一组 件可以以45度的偏角取向。可预期任何合适的偏角。
[0030] 在成角度的稀松布内，预期至少一个长丝的第一组件可以以合适的偏角（例如第 一偏角）取向，也可以以所述偏角的正值、负值或它们的组合取向。可预期所述偏角的任何 合适的正值或负值。例如，偏角的正值或负值可为相对于交叉方向和相对于非织造无纬稀 松布的特定取向测得的偏角。在一个实施例中，偏角的正值可相对于非织造稀松布的交叉 方向和相对于在沿着稀松布的长度观察稀松布时对应于非织造无纬稀松布的最右边缘的 侧边测得。偏角的负值可相对于交叉方向和相对于在沿着非织造无纬稀松布的长度观察非 织造无纬稀松布时对应于非织造无纬稀松布的最左边缘的侧边测得。例如，至少一个长丝 的第一组件上覆载体，并以第一偏角（例如45° )取向，也可以以第一偏角的正值（例如 +45° )、第一偏角的负值（例如-45° )或它们的组合取向。
[0031] 在成角度的稀松布内，还可预期超过一个长丝的组件可以以偏角取向，也可产生 交叉角，其中长丝的组件在彼此上方或下方交叉。可预期任何合适的交叉角。在一个实施 例中，交叉角可定义为180度减去特定偏角的绝对值的两倍，并可包括0至140度之间的任 何合理的值。例如，在成角度的稀松布内的至少一个长丝的第一组件还可包括以第一偏角 (例如45° )取向和以所述偏角的正值（例如+45° )取向的长丝的第一组件。至少一个 长丝的组件还可包括长丝的第二组件，所述长丝的第二组件也以第一偏角取向，但以所述 偏角的负值（例如-45° )取向。长丝的第一和第二组件可在成角度的稀松布内在彼此上 方或下方交叉。在此情况中，当两个长丝的组件交叉时，第一偏角为45度，交叉角为90度。
[0032] 成角度的稀松布也可包括以超过一个偏角取向的超过一个长丝的组件。在一个实 施例中，成角度的稀松布可包括如上所述以第一偏角取向的至少一个长丝的第一组件和以 第二偏角取向的至少一个长丝的第二组件，其中所述第一和第二偏角中的每一个相对于交 叉方向测得。在一个实施例中，第一偏角和第二偏角可具有不同的值。例如，至少一个长丝 的第一组件的第一偏角可为30度，至少一个长丝的第二组件的第二偏角可为60度。成角 度的稀松布中的这种角度组合可产生具有各向同性的强度的非织造无纬稀松布。在一个示 例性实施例中，至少一个长丝的第一组件的第一偏角与至少一个长丝的第二组件的第二偏 角相差至少5度，如至少10度。在另一实施例中，至少一个长丝的第一组件的第一偏角与 至少一个长丝的第二组件的第二偏角相差不超过90度，如不超过60度。
[0033] 可预期以第二偏角（例如60° )取向的至少一个长丝的第二组件也可以以所述第 二偏角的正值（+60° )或负值（-60° )取向。此外，第二交叉角可定义为180度减去第二 偏角的绝对值的两倍。例如，至少一个长丝的第二组件还可包括以第二偏角（例如60° ) 取向以及以所述偏角的正值（例如+60° )取向的长丝的第一组件。至少一个长丝的第二 组件还可包括以第二偏角取向，但以所述偏角的负值（例如-60° )取向的长丝的第二组 件。长丝的第一和第二组件可在成角度的稀松布内在彼此上方或下方交叉。在此情况中，当 两个长丝的组件交叉时，第二偏角为60度，交叉角为60度。在又一实施例中，非织造无纬 稀松布的成角度的稀松布可包括任何合适数量或组合的偏角，每个偏角与可以以该偏角的 正值或负值取向的一个或多个长丝的组件相关。例如，成角度的稀松布可包括第三偏角，所 述第三偏角可与一个或多个长丝的组件相关，所述一个或多个长丝的组件在一个实施例中 可以以第三偏角的正值和/或负值取向，也可在彼此上方或下方交叉并产生第三交叉角。 [0034] 还可预期成角度的稀松布可为对称的。例如，成角度的稀松布可包括一个或多个 长丝的组件，所述一个或多个长丝的组件取向，使得成角度的稀松布和非织造无纬稀松布 围绕所需的轴线对称。可预期任何合适的轴线。在一个实施例中，轴线平行于非织造无纬 稀松布的主方向。在另一实施例中，轴线平行于非织造无纬稀松布的交叉方向。例如，成角 度的稀松布可包括以一个或多个偏角的正值和负值两者取向的长丝的组件（例如-30°、 +30°、-60°和+60° )。成角度的稀松布可围绕平行于非织造无纬稀松布的主方向的轴线 对称。成角度的稀松布还可设置于非织造无纬稀松布内，使得非织造无纬稀松布也围绕平 行于主方向的轴线对称。
[0035] 在一个示例性实施例中，成角度的稀松布的至少一个长丝的第一组件可与相邻的 长丝的第一组件总体平行间隔，且成角度的稀松布的至少一个长丝的第二组件可与相邻的 长丝的第二组件总体平行间隔。可预期至少一个长丝的第一组件与相邻的长丝的第一组件 之间的任何合适的间隔。同样地，可预期至少一个长丝的第二组件与相邻的长丝的第二组 件之间的任何合适的间隔。通常，取决于成角度的稀松布所需的具体拉伸和重量考虑，可预 期相邻的组件之间的任何合适的间隔，包括相邻的组件之间的相同或不同的间隔。例如，更 紧密间隔且包括更高模量和旦尼尔的长丝的组件可产生更强的成角度的稀松布。组件间隔 也可受到用于满足工业规格的成角度的稀松布中的一种或多种特定材料的影响。此外，非 织造无纬稀松布可包括超过一个成角度的稀松布，所述超过一个成角度的稀松布中的每一 个可包括长丝的组件之间的不同间隔和不同的长丝材料。
[0036] 在成角度的稀松布内以偏角取向的任何长丝的组件内，组件的长丝中的大多数可 以以偏角取向。例如，至少一个长丝的第一组件包括以第一偏角取向的大多数长丝。至少 一个长丝的第二组件包括以第二偏角取向的大多数长丝。在一个特定实施例中，长丝中的 大多数可在该特定组件的偏角的10度以内（如偏角的5度以内）取向。在另一实施例中， 长丝的组件的长丝中的至少75%可在该组件的偏角的15度以内取向。例如，长丝的组件内 的长丝中的75%可在偏角的10度以内。
[0037] 成角度的稀松布的长丝的组件中的每一个可包括例如任何合适材料的一个或多 个长丝。例如，至少一个长丝的第一组件可包括有机材料、无机材料或它们的组合。用于成 角度的稀松布的有机材料、无机材料或它们的组合包括例如聚酯、芳纶、超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)(如可作为Dyneema?、Spectra?和MirAcle?茯得的那些）、聚（对苯撑_2， 6-苯并双恶唑）（如PBO Zylon?)、芳族聚酯（如Vectran? )、聚烯经（如可得自Innegra 的那些）、聚乙烯醇（PVA)(如可得自帝人公司（Teijin)的那些）、碳、玄武岩纤维、玻璃，或 它们的任意组合。玻璃可具有任何合适的组成或长丝直径或TEX，如E、C、AR、任意TEX的粗 纱、任意TEX的加捻纱、纤维光学单丝、它们的组合等。在一个实施例中，至少一个长丝的第 一组件可包括聚酯长丝、芳纶长丝、碳纤维长丝，或它们的组合。在一个更特定的实施例中， 至少一个长丝的第一组件可包括碳纤维长丝。还可预期成角度的稀松布可包括长丝材料 的任何其他合适的组合。例如，诸如材料中的紫外降解、耐化学性（包括对碱性化学品的抗 性）、结合行为和柔性量的工业考虑可指导在成角度的稀松布中组合互补的长丝材料的决 定。在一个实施例中，成角度的稀松布可包括超高分子量聚乙烯材料（以获得其柔性特性） 和碳纤维材料。在另一实施例中，成角度的稀松布可包括聚烯烃（如可得自Innegra的那 些），以获得其保护层压物或复合材料产品免于冲击和化学分解的能力。在又一实施例中， 成角度的稀松布可包括与纤维玻璃、聚烯烃或超高分子量聚乙烯材料组合的玄武岩（以获 得其拉伸强度、耐碱性和天然纤维含量）。
[0038] 成角度的稀松布的至少一个长丝的第一组件可包括单丝，或者其可在每个组件中 包括多个长丝，如大于50个长丝,大于100个长丝,大于200个长丝,大于500个长丝,或大 于1，000个长丝。通常，组件包括小于300, 000个长丝/组件，如小于200, 000个长丝，或 小于100, OOO个长丝。典型的范围可为1，OOO至60, OOO个长丝/组件。
[0039] 用于成角度的稀松布的长丝的组件中的每一个可在每个组件内包括长丝的各种 构造。在一个实施例中，至少一个长丝的第一组件可包括有机长丝、无机长丝或它们的组合 的扁平的基本上无捻的带状构造，如丝束或条带。"基本上无捻"意指多个长丝的组件每厘 米可包括少于0. 5捻，如每厘米少于0. 4捻，少于0. 25捻或甚至少于0. 1捻。例如，至少一 个长丝的第一组件可在带状碳纤维丝束中包括碳纤维长丝，所述带状碳纤维丝束包括细长 有序的碳纤维长丝的束，所述细长有序的碳纤维长丝为扁平的且基本上无捻的。在另一实 施例中，至少一个长丝的第一组件可构造为包括长丝的有序或无序的束。例如，至少一个长 丝的第一组件可构造为长丝的无序的束（如粗纱），或长丝的有序的束（如具有一个或多个 层片的纱）。在粗纱和纱的两种情况中，长丝的构造可包括任何合理量的施用于长丝或束的 捻。
[0040] 用于成角度的稀松布的长丝的组件中的每一个的构造可包括各种尺寸。例如，至 少一个长丝的第一组件可包括具有纵横比的横截面，所述纵横比定义为至少一个长丝的 第一组件的宽度与至少一个长丝的第一组件的高度的比例。在一个实施例中，对于包括 12, 000个长丝的长丝组件，至少一个长丝的第一组件可包括小于50 : 1，如10 : 1的纵横 比值。在另一实施例中，至少一个长丝的第一组件可包括大于2 : 1，如3 : 1，如5 : 1，或 如7 : 1，或如10 : 1的纵横比。取决于成角度的稀松布和最终非织造无纬稀松布所需的 性质，每个长丝的组件可具有相同或不同的材料、长丝数量、构造、纵横比等。
[0041] 在非织造无纬稀松布内，来自载体的第一交叉方向纱结合以一个或多个偏角取向 的至少两个长丝的组件，可限定具有至少三个侧边的多侧边形状。在一个实施例中，多侧边 形状可由以一个偏角取向的至少两个长丝的组件和任何合适数量的来自载体的交叉方向 纱（如两个交叉方向纱或三个交叉方向纱）限定。在另一实施例中，多侧边形状可由以任 何合适数量的不同偏角（如第一和第二偏角）取向的至少两个长丝的组件和第一交叉方向 纱限定。应了解，多侧边形状可由以任何合适数量的偏角取向的任何合适数量的长丝的组 件和任何合适数量的交叉方向纱限定。由于存在于非织造无纬稀松布中的一个或多个特定 的多侧边形状，所述非织造无纬稀松布可提供美学（例如视觉或风格）益处。
[0042] 还应了解，可预期任何合适的多侧边形状或多边形。例如，多侧边形状包括至少三 个侧边，并可包括任何合适数量的内角，其中内角包括由共用一个端点的多侧边形状的两 个侧边所限定的角度。端点可包括长丝的两个组件的交叉点，或一个或多个长丝的组件与 交叉方向纱的交点。在一个实施例中，多侧边形状包括三个侧边，并可包括诸如等边三角 形、等腰三角形或不等边三角形的形状或多边形。具有至少三个侧边的多侧边形状也可包 括三个内角，其中所有三个内角为相同的（例如等边三角形）、内角中的两个为相同的（例 如等腰三角形），或所有三个内角具有不同的值。在另一实施例中，多侧边形状包括至少四 个侧边（包括诸如四边形的形状或多边形），并可包括具有相同或不同的值的至少四个内 角。在另一实施例中，多侧边形状包括至少五个侧边（包括诸如五边形的形状或多边形）， 并可包括具有相同或不同的值的至少五个内角。在又一实施例中，多侧边形状包括至少六 个侧边（包括诸如六边形的形状或多边形），并可包括具有相同或不同的值的至少六个内 角。
[0043] 多侧边形状也可包括几何形状尺寸，如多侧边形状的至少一个侧边的长度或多侧 边形状的高度。取决于所需的多侧边形状，可预期任何合适的长度或高度。例如，多侧边形 状的至少一个侧边的长度可包括合适的第一交点与和所述第一交点相邻的合适的第二交 点之间的距离。在一个实施例中，第二交点与第一交点直接相邻。第一交点或相邻的第二 交点可包括交叉方向纱与一个或多个长丝的组件的交点，如下方的交叉或重叠。在另一实 施例中，第一交点或相邻的第二交点可包括两个或更多个长丝的组件的交点。在一个实施 例中，多侧边形状的高度可包括任何合适的距离，如第一和第二交叉方向纱之间的距离。
[0044] 可使用多种方式稳定和固定非织造无纬稀松布的层。在一个实施例中，单向织 物、一个或多个载体、成角度的稀松布或它们的组合中的任一者可包括涂层，以提供相邻的 层（如单向织物与载体、载体与成角度的稀松布、单向织物与成角度的稀松布，或它们的组 合）之间的结合。例如，涂层可在层的一侧或两侧上。在一个实施例中，单向织物、第一载 体和第二载体可包括涂层，且成角度的稀松布设置于第一与第二载体之间。
[0045] 在一个实施例中，可预期提供至相邻层的结合的任何合适的涂层。在一个特定实 施例中，涂层可包括粘合剂涂层，如热塑性粘合剂、热固性粘合剂或它们的任意组合。如果 需要，涂层可在室温下为非粘性的。当施用至非织造无纬稀松布的层中的一者（如载体） 时，使用粘合剂涂层的一个优点在于，粘合剂涂层能够增加掺入其的产品（例如层压产品 或复合材料部件）的剪切强度。另一优点在于，相比于缝合，粘合剂涂层将更小的体积或重 量提供至非织造无纬稀松布。又一优点在于，与在非织造无纬稀松布的制备过程中稳定或 固定非织造无纬稀松布的层的另一方式（例如缝合）相比，粘合剂涂层可在非织造无纬稀 松布的制备过程中以快得多的速率施用至非织造无纬稀松布的一个或多个层。使用粘合剂 涂层的再一优点在于粘合剂涂层提供给非织造无纬稀松布的稳定性。例如，使用粘合剂涂 层例如通过允许非织造无纬稀松布在引入树脂或树脂体系之前作为模制过程的一部分置 于模具（例如将材料"预成型"）中，从而使得非织造无纬稀松布能够在最终用途应用中更 通用。
[0046] 可使用相同或不同的涂层来提供相邻的层之间的结合。在一个实施例中，相邻的 层之间的结合可在诸如热、压力或它们的组合的条件下激活。在制造过程中，可加热非织造 无纬稀松布，以使单向织物、一个或多个载体或它们的组合的涂层将非织造无纬稀松布的 层彼此固定，并以适当的一个或多个偏角固定非织造无纬稀松布内的每个长丝的组件，所 有这些可提高非织造无纬稀松布的稳定性、耐久性和强度。在一个特定实施例中，非织造无 纬稀松布不使用缝合来固定层中的任意者，而无论所述层是否包括用于成角度的稀松布、 载体、单向织物或它们的组合的长丝的组件，因为缝合可能是不增加最终非织造无纬稀松 布的耐久性或强度的不利的污染物。在另一实施例中，非织造无纬稀松布不使用膜来固定 层中的任意者。更具体地，涂层可设置于一个或多个层的长丝上，但并不是覆盖可能存在于 层中的一个或多个中的任何开口的连续膜。
[0047] 转向图1A，一种非织造无纬稀松布以立体图示出。非织造无纬稀松布10包括单 向织物2,所述单向织物2包括总体平行于非织造无纬稀松布10的方向A延伸的多个长丝 4。单向织物2直接接触载体19,并通过涂层（未显示）粘附至载体19。所示的两个载体 11和19包括稀松布，如非织造无纬稀松布，更特别地为0/90稀松布。来自载体11的至少 一个纱12和来自载体19的至少一个纱14可总体平行于非织造无纬稀松布10的方向A延 伸，在一个实施例中，所述方向A可包括非织造无纬稀松布10的主方向。来自载体11的至 少一个纱16和来自载体19的至少一个纱18可总体平行于非织造无纬稀松布10的方向B 延伸，在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无纬稀松布10的交叉方向，并可垂直于方 向A。纱12、14、16和18可包括如上所述的任何合适的材料，并包括任何合适的构造，而无 论是否包括单个层片或多个层片。在一个实施例中，载体11和19可包括纱，所述纱全部包 括相同的材料（如聚酯），或者载体11和19可包括纱，所述纱包括不同的材料（如与芳纶 纱交替的聚酯纱）。此外，取决于非织造无纬稀松布10的所需最终性质，载体11和19可具 有相同或不同的构造和纱。
[0048] 例如通过上覆载体19,并使载体11上覆至少一个长丝15和17的第一组件，使得 成角度的稀松布13包括插入载体11与载体19之间的至少一个长丝15和17的第一组件。 在一个示例性实施例中，至少一个长丝15和17的第一组件还包括长丝15的第一组件和长 丝17的第二组件。成角度的稀松布13可直接接触载体11和19两者，成角度的稀松布13 可通过载体11和19与成角度的稀松布13之间的涂层而粘附和固定至适当的位置。
[0049] 在一个实施例中，长丝15的第一组件、长丝17的第二组件或上述两者包括碳纤维 长丝。在一个特定实施例中，碳纤维长丝15的第一组件、碳纤维长丝17的第二组件或上述 两者可包括诸如具有小于1捻/米，如小于〇. 5捻/厘米的扁平有序且基本上无捻的丝束 的构造。碳纤维长丝15的第一组件和碳纤维长丝17的第二组件也可包括相对于非织造无 讳稀松布10的方向B测得的偏角。在一个实施例中，碳纤维长丝15的第一组件和碳纤维 长丝17的第二组件包括相同的偏角。碳纤维长丝15的第一组件可以以交叉角在碳纤维长 丝17的第二组件上交叉，或者可以以交叉角被碳纤维长丝17的第二组件在之上交叉。尽 管描述了具有至少一个长丝15和17的第一组件的成角度的稀松布13,但可预期具有预期 的任何偏角的任意数量的长丝的组件。此外，可预期任意数量的成角度的稀松布，如在两个 或更多个载体之间设置的那些。
[0050] 尽管未显示，但至少一个长丝的其他组件可设置于载体19与载体11之间，并可 在平行于非织造无纬稀松布10的主方向的方向上取向。所述至少一个长丝的其他组件 可包括有机材料、无机材料或它们的组合的纤维长丝，如聚酯、芳纶、超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)(如可作为Dyneema?、Spectra?和MirAcle?茯得的那些）、聚（对苯撑-2， 6-苯并双恶唑）（如PBO Zylon? )、芳族聚酯（/川VectraiT? )、聚烯经（如可得自Innegra 的那些）、聚乙烯醇（PVA)(如可得自帝人公司（Teijin)的那些）、碳、玄武岩纤维，或它们 的任意组合。在一个特定实施例中，所述至少一个长丝的其他组件包括在平行于方向A的 方向上取向的碳纤维丝束（未显示），所述碳纤维丝束可上覆载体19,并位于载体11的下 方。
[0051] 转向图1B，示出了来自图IA的非织造无纬稀松布10的俯视图。成角度的稀松布 13、非织造无纬稀松布10或它们的组合可围绕所需的轴线（如平行于方向A或B的任一者 的轴线）对称。包括碳纤维长丝15的第一组件和碳纤维长丝17的第二组件的成角度的稀 松布13可上覆载体19,载体11可上覆成角度的稀松布13,使得成角度的稀松布13插入载 体19与载体11之间。尽管未显不，但载体11、成角度的稀松布13和载体19可上覆来自 图IA的具有多个长丝4的单向织物2。在一个实施例中，纱12可与纱14重叠，纱16可与 纱18重叠。至少一个长丝15和17的第一组件可以以相对于方向B测得的偏角5上覆载 体19,在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无纬稀松布10的交叉方向。更具体地， 碳纤维长丝15的第一组件可以以偏角5的正值上覆载体19。碳纤维长丝17的第二组件 可以以偏角5的负值上覆载体19。碳纤维长丝15的第一组件可与碳纤维长丝17的第二 组件相交，从而产生交叉角7,所述交叉角7定义为180度减去偏角5的绝对值的两倍。例 如，偏角5的绝对值可为50度，交叉角7可为80度。
[0052] 非织造无纬稀松布10包括可总体平行于非织造无纬稀松布10的方向B延伸的纱 16,在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无讳稀松布10的交叉方向，并可垂直于方向 A。纱16和成角度的稀松布13 (例如来自成角度的稀松布13的两个长丝的组件）可限定 具有至少三个侧边的多侧边形状S。多侧边形状S在图IB中显示为三角形，但应了解多侧 边形状S可包括具有至少三个侧边的任何合适的形状或多边形。多侧边形状S的内部进一 步显示为带阴影，以使其区别于图IB中的第一载体19和成角度的稀松布13,但应了解多 侧边形状S的内部也可为图案化的，可不具有阴影，或可为透明的。在一个实施例中，多侧 边形状S的侧边可包括第一交点和相邻的第二交点之间的距离。在一个特定实施例中，相 邻的第二交点与第一交点直接相邻。例如，第一交点或相邻的第二交点可包括纱16与一个 或多个长丝的组件的交点，如下方的交叉或重叠。在另一实施例中，第一交点或相邻的第二 交点可包括两个或更多个长丝的组件的交点。在一个实施例中，多侧边形状S的高度可包 括例如纱16与两个长丝的组件的交点之间的距离。多侧边形状S也可包括各种内角，如图 IB所示的三个内角。多侧边形状S的内角可具有相同或不同的值。例如，内角中的两个可 为偏角5,当使用至少一个长丝15和17的第一组件和纱16来限定多侧边形状S时可发生 此情况。第三内角可为偏角5,且多侧边形状S可包括等边三角形，或者第三内角可包括与 偏角5不同的偏角值，且多侧边形状S可包括等腰三角形。
[0053] 转向图2A，一种非织造无纬稀松布以立体图示出。非织造无纬稀松布20包括单 向织物2,所述单向织物2包括总体平行于非织造无纬稀松布20的方向A延伸的多个长丝 4。单向织物2直接接触载体28,并通过涂层（未显示）粘附至载体28。非织造无纬稀松 布20包括三个载体26、27和28,所示的三个载体26、27和28包括稀松布，如非织造无纬稀 松布，更特别地包括0/90稀松布。来自载体26的至少一个纱21、来自载体27的至少一个 纱22和来自载体28的至少一个纱23可总体平行于非织造无纬稀松布20的方向A延伸， 在一个实施例中，所述方向A可包括非织造无纬稀松布20的主方向。来自载体26的至少 一个纱31、来自载体27的至少一个纱32和来自载体28的至少一个纱33可总体平行于非 织造无纬稀松布20的方向B延伸，在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无纬稀松布 20的交叉方向，并可垂直于方向A。纱21、22、23、31、32和33可包括如上所述的任何合适 的材料，并包括任何合适的构造，而无论是否包括单个层片或多个层片。在一个实施例中， 载体26、27和28可包括纱，所述纱全部包括相同的材料（如聚酯），或者载体26、27和28 可包括纱，所述纱包括不同的材料（如与芳纶纱交替的聚酯纱）。此外，取决于非织造无纬 稀松布20的所需最终性质，载体26、27和28可具有相同或不同的构造和纱。
[0054] 例如通过将至少一个长丝51和52的第一组件上覆载体28,并使载体27上覆至 少一个长丝51和52的第一组件，使得成角度的稀松布53包括插入载体27与载体28之间 的至少一个长丝51和52的第一组件。在一个示例性实施例中，至少一个长丝51和52的 第一组件还包括长丝51的第一组件和长丝52的第二组件。成角度的稀松布53可直接接 触载体27和28两者，成角度的稀松布53可通过载体27和28与成角度的稀松布53之间 的涂层而粘附和固定至适当的位置。长丝51的第一组件和长丝52的第二组件也可包括偏 角，如相对于非织造无纬稀松布10的方向B测得的第一偏角。在一个实施例中，长丝51的 第一组件和长丝52的第二组件包括第一偏角。长丝51的第一组件可以以交叉角（如第一 交叉角）在长丝52的第二组件上交叉，或者可以以交叉角（如第一交叉角）被长丝52的 第二组件在之上交叉。尽管描述了具有至少一个长丝51和52的第一组件的成角度的稀松 布53,但可预期具有预期的任何偏角的任何另外数量的长丝的组件。
[0055] 例如通过上覆载体27,并使载体26上覆至少一个长丝41和42的第二组件，使得 成角度的稀松布43包括插入载体26与载体27之间的至少一个长丝41和42的第二组件。 在一个示例性实施例中，至少一个长丝41和42的第二组件还包括长丝41的第一组件和长 丝42的第二组件。成角度的稀松布43可直接接触载体26和27两者，成角度的稀松布43 可通过载体26和27与成角度的稀松布43之间的涂层而粘附和固定至适当的位置。在另 一实施例（未显不）中，成角度的稀松布43可上覆载体28和成角度的稀松布53两者，且 无载体27插入非织造无纬稀松布20内。长丝41的第一组件和长丝42的第二组件也可包 括偏角，如相对于非织造无纬稀松布10的方向B测得的第二偏角。在一个实施例中，长丝 41的第一组件和长丝42的第二组件包括第二偏角。在一个特定实施例中，第一偏角和第二 偏角具有不同的值。长丝41的第一组件可以以交叉角（如第二交叉角）在长丝42的第二 组件上交叉，或者可以以交叉角（如第二交叉角）被长丝42的第二组件在之上交叉。在一 个特定实施例中，第一交叉角和第二交叉角具有不同的值。尽管描述了具有至少一个长丝 41和42的第二组件的成角度的稀松布43,但可预期具有预期的任何偏角的任何另外数量 的长丝的组件。
[0056] 非织造无纬稀松布20内的长丝的组件中的每一个可包括如上所述的任何合适的 材料和构造，包括诸如如下的构造：无序加捻束（例如粗纱）、有序加捻束（例如纱），或具 有小于1捻/米，如小于〇. 5捻/厘米的扁平有序且基本上无捻的丝束。
[0057] 尽管未显示，但至少一个长丝的其他组件可设置于载体26与27之间或载体27 与28之间，其中至少一个长丝的其他组件可在平行于非织造无纬稀松布20的主方向的方 向上取向。所述至少一个长丝的其他组件可包括有机材料、无机材料或它们的组合的纤 维长丝,如聚酯、芳纶、超高分子量聚乙烯（UHMWPE)(如可作为Dyneema?、Spectra?和 MirAcle?茯得的那些）、聚（对苯撑-2,6-苯并双恶唑）（如PBOZylon? )、芳族聚酯 (如Vectran?:)、聚烯烃（如可得自Innegra的那些）、聚乙烯醇（PVA)(如可得自帝人公 司（Teijin)的那些）、碳、玄武岩纤维，或它们的任意组合。在一个特定实施例中，所述至少 一个长丝的其他组件包括在平行于方向A的方向上取向的碳纤维丝束（未显示），所述碳纤 维丝束可上覆载体28,并位于载体27的下方，或者可上覆载体27,并位于载体26的下方。
[0058] 转向图2B，示出了来自图2A的非织造无纬稀松布20的俯视图。成角度的稀松布 53、成角度的稀松布43、非织造无纬稀松布20或它们的组合可围绕所需的轴线（包括平行 于方向A或B的任一者的轴线）对称。包括长丝51的第一组件和长丝52的第二组件的 成角度的稀松布53可上覆载体28,载体27可上覆成角度的稀松布53,使得成角度的稀松 布53插入载体27与载体28之间。包括长丝41的第一组件和长丝42的第二组件的成角 度的稀松布43可上覆载体27,载体26可上覆成角度的稀松布43,使得成角度的稀松布42 插入载体26与载体27之间。尽管未显示，但载体26、27和28以及成角度的稀松布43和 53可上覆来自图2A的具有多个长丝4的单向织物2。因此，成角度的稀松布53可分别插 入纱22与23之间和纱32与33之间，成角度的稀松布43可分别插入纱21与22之间和纱 32与33之间。在一个实施例中，纱21、22和23可重叠，且纱31、32和33可重叠。在一个 实施例中，可去除载体27,使得成角度的稀松布53和成角度的稀松布43可上覆载体28,并 位于载体26的下方。
[0059] 至少一个长丝51和52的第一组件可以以相对于方向B测得的偏角（如第一偏角 62)上覆载体28，在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无纬稀松布20的交叉方向。更 具体地，长丝51的第一组件可以以第一偏角62的负值上覆载体28。长丝52的第二组件可 以以第一偏角62的正值上覆载体28。长丝51的第一组件可与长丝52的第二组件相交， 从而产生第一交叉角64,所述第一交叉角64定义为180度减去第一偏角62的绝对值的两 倍。例如，偏角62的绝对值可为60度，第一交叉角64可为60度。
[0060] 至少一个长丝41和42的第二组件可以以相对于方向B测得的偏角（如第二偏角 61)上覆载体27或载体28中的任一者，在一个实施例中，所述方向B可包括非织造无纬稀 松布20的交叉方向。更具体地，长丝41的第一组件可以以第二偏角61的负值上覆载体 27。长丝42的第二组件可以以第二偏角61的正值上覆载体27。长丝41的第一组件可与 长丝42的第二组件相交，从而产生第二交叉角63,所述第二交叉角63定义为180度减去 第二偏角61的绝对值的两倍。例如，第二偏角61的绝对值可为30度，第二交叉角63可为 120 度。
[0061] 转向图3,示出了制备非织造无纬稀松布90的方法。可提供桌72或另一平坦静 态表面，在其上可设置和支撑载体81。桌72可包括用于制备非织造无纬稀松布90的任何 合理的尺寸。例如，桌72可为至少100厘米宽，如至少125厘米宽或至少150厘米宽，且桌 72可具有任何合理的长度，如至少100厘米，或至少500厘米，或至少1米。载体81 (其可 包括稀松布，如非织造无纬稀松布，也可包括0/90稀松布）可从退绕架80或任何其他合理 的储存装置上展开。至少一个长丝88(如碳纤维长丝）的第一组件可上覆载体81。为了 使用至少一个长丝88的第一组件产生所需偏角，桌72可设置一个或多个可去除栓钉86， 所述一个或多个可去除栓钉86可移动并设置于桌72上的任何合理的点处。至少一个长丝 88 (如碳纤维丝束）的第一组件可围绕栓钉86包裹或缠绕或者相对于栓钉86设置，使得至 少一个长丝88的第一组件以相对于非织造无纬稀松布90的交叉方向的任何合理的偏角上 覆载体81。至少一个长丝88的组件可与相邻的长丝的组件间隔开，或者可在一个实施例 中总体平行于相邻的长丝的组件取向。可预期任何合适的间隔，包括相邻的长丝的组件之 间相同或不同的间隔。在另一实施例中，在存在或不存在插入至少一个长丝的第一组件与 至少一个长丝的第二组件之间的载体的情况下，也可使用其他栓钉86使至少一个长丝的 第二组件上覆载体81以产生另一偏角。当至少一个长丝88的组件以所需的偏角设置于载 体81上时，单向织物85可从退绕架84展开，并可上覆所述至少一个长丝88的第一组件。 或者，载体85可从退绕架84展开，以上覆所述至少一个长丝88的第一组件。在另一实施 例中，另一载体83可从退绕架82引入，并可上覆至少一个长丝88的第一组件和单向织物 83。或者，单向织物83可从退绕架82引入，并可在平行于方向A的方向上上覆至少一个长 丝88的第一组件和载体85，所述方向A可平行于非织造无纬稀松布90的主方向。复合材 料结构可行进通过辊75以完成非织造无纬稀松布90。
[0062] 在一个实施例中，可将涂层（如在室温下有利地为非粘性的热塑性粘合剂或热固 性粘合剂）设置于单向织物83 (或载体83)、载体81、载体85 (或单向织物85)或它们的组 合的任意表面上，以在单向织物83、载体81、载体85或它们的组合与其相邻的层之间提供 结合。取决于所选的涂层，可预期提供涂层的任何方法。在一个实施例中，可加热非织造无 纬稀松布90以激活涂层，从而允许粘合剂稳定非织造无纬稀松布90并固定单向织物83、载 体81和85,和成角度的稀松布的至少一个长丝88的第一组件。在一个特定实施例中，非织 造无纬稀松布90不在载体81或85、至少一个长丝88的组件、或单向织物83之间包括任何 缝合，因为缝合可能污染非织造无纬稀松布90,且并不有助于其耐久性或强度。
[0063] 如本文所述的非织造无纬稀松布可用于满足公共和私人部门中的新的且有时高 要求的应用。例如，所述非织造无纬稀松布可在军事应用中用于超轻、高度耐撕裂、能够阻 挡热信号并易于输送的织物。非织造无纬稀松布可同样用于商业或私人设置中，如用于设 计用以防御自然因素的高性能露营用具和服装织物中，或者用于空运货物应用中以提供轻 质容器和增强航空航天结构的轻质装置。
[0064] 在娱乐活动中，本文描述的非织造无纬稀松布可用于增强或提高超轻坚硬结构 (如滑雪板、雪地鞋、雪橇、划艇、曲棍球棍、船只、游艇、橡皮船、冲浪板、立式浆板、滑水板、 滑板和风筝滑板）的性能和寿命。例如，一个或多个非织造无纬稀松布可用作用于娱乐活 动的复合材料的一个或多个层。在一个实施例中，一个或多个非织造无纬稀松布可层压至 芯材料或层压至包括芯的复合材料中。非织造无纬稀松布可以以距离复合材料内的芯可变 的距离设置，也可与其他织造结构（如包括芳纶、碳纤维和纤维玻璃长丝的织造织物）组 合。在一个特定实施例中，如本文所述的包括单向织物的非织造无纬稀松布可用于特定应 用中，如棒球棒。
[0065] 在住宅领域，这些非织造无纬稀松布可用于防火织物和热信号阻挡物中，以及建 筑材料（如太阳能面板、装饰家居、经增强的结构，和电阻地板下加热）中。就公共安全而 言，如本文所述的具有偏角增强的非织造无纬稀松布可用于停止对自然灾害或爆炸后的区 域的进一步损坏以隔离损坏区域免于公共进入、用于制造汽车中的气囊，或用于产生电阻 加热的道路。
[0066] 更通常地，如本文所述的非织造无纬稀松布在一系列工业领域中具有适用性。面 板结构（包括多层刚性面板结构和更软的膜面板）各自可引入本申请的非织造无纬稀松 布。在多层刚性面板结构的一个实施例中，非织造无纬稀松布可包括于多层面板中，所述 多层面板也包括任何合适厚度的芯材料、织造织物或多轴织物（例如，可引入纤维玻璃、芳 纶或碳纤维粗纱或纱的层的具有任何合适面重的织物，所述层在方向上平行施用，以相对 于织物的纵向方向的多种取向在彼此顶部成层，然后缝合在一起）的任选的"表皮"层，和 用于将层中的一个或多个粘附至相邻的层以形成面板的任何合适的基体材料（如树脂体 系）。非织造无纬稀松布可设置于面板内的任何合适的位置，以提供拉伸强度、耐久性和改 进的处理性。例如，非织造无纬稀松布可与芯材料的主侧面中的任一者或两者相邻设置、在 面板的任一侧或两侧的外部主表面处于"表皮"层相邻设置，或者可甚至在面板的一个或多 个外表面处设置。
[0067] 在更软的膜面板的一个实施例中，如本文所述的非织造无纬稀松布可进一步层压 至任何合适的基材，如其上具有粘合剂的膜。在一个实施例中，非织造无纬稀松布可结合至 第一膜，然后结合至第二膜、另一稀松布（无论是否是如本文所述的非织造无纬稀松布）， 或结合至另一层压或工程织物。在这种情况中，相比于常规面板，引入非织造无纬稀松布的 更软的膜面板可包括所需的拉伸强度和在拉伸下对变形的防止、耐撕裂性，甚至美学吸引 力或优点。层压的复合材料可随后用于合适的目的，包括作为覆盖物（例如帐篷、演奏台、 户外庭院覆盖或在户外场地中遮阳的其他遮蔽物），或作为膜（例如用于轻于空气的气球、 无人驾驶飞行器或运输车辆的织物）。
[0068] 本申请的非织造无纬稀松布也广泛适用于复合材料构件，或包括一种或多种长丝 类型/材料的织物（例如织造织物）的一个或多个层，并使用热、压力、树脂体系或它们的 组合结合在一起的部件的领域。复合材料构件的常见例子可包括托盘、箱、桥梁支座、手提 电脑的本体和用于结构支撑或旨在用于未来的机械加工的具有不同厚度的中间构件。一个 或多个非织造无纬稀松布（包括一个或多个成角度的稀松布）可包括于复合材料构件中， 并可包括多种长丝构造和材料，如本文描述的那些。
[0069] 本申请的非织造无纬稀松布的另一优点在于其美学吸引力。例如，非织造无纬稀 松布可以以吸引消费者或易于由消费者视觉识别的特定图案（包括图形图案、重复图案或 其他独特的图案）引入一种或多种形状（例如图IB的多侧边形状S)。在一个实施例中， 用于非织造无纬稀松布中的材料的颜色或类型也可赋予特定的视觉效果。非织造无纬稀松 布可引入该美学吸引力作为也调整适应客户的具体需要的定制或独特产品的部分，如具有 取向用以提供某些结构增强的一个或多个成角度的稀松布的非织造无纬稀松布。例如，使 用黑色材料（例如黑色载体纱和长丝的黑色组件）制得并与另一基材（如织造纤维玻璃织 物）结合使用的非织造无纬稀松布可产生可包括所需的外观和结构优点两者的最终产品。
[0070] 又一优点在于，如本文所述的一个或多个载体能够提高刚性层压产品（如使用碳 纤维制得的复合材料构件）的剪切强度。从历史上说，据信将涂布有有机粘结剂（例如如 上所述的粘合剂涂层）的载体或其他增强件添加至层压产品不仅被证实与用于制备最终 层压产品的树脂体系不相容，而且通过降低层压产品的剪切强度而充当层压产品中的污染 物。然而，这种载体不充当层压产品的污染物，并实际上可提高层压产品的剪切强度。
[0071] 使用具有正交或0/90构造的300g/m2(gsm)碳纤维织造织物的20个层片或层制 备常规层压产品。使用环氧树脂体系将碳纤维织物的层片层压在一起，以形成常规层压产 品。使用具有70分钟的凝胶时间和220厘泊的粘度的环氧树脂体系。在29. 5"Hg真空下 在77° F下浸渍常规层压产品。
[0072] 也制备引入如本文所述的载体的层压产品。更具体地，在碳纤维织物的每个层或 层片之后添加具有有机粘结剂的载体层（例如具有聚酯的0/90无纬稀松布和胶乳粘合剂 涂层）。在相同条件下使用与常规层压产品相关描述的相同环氧树脂体系，以获得具有引入 的载体层的最终层压产品。
[0073] 常规层压产品和引入载体层的层压产品均根据ASTM D2344( "聚合物基体复合材 料和它们的层压物的短梁剪切的标准测试方法（Standard Test Method for Short Beam Shear of Polymer Matrix Composite Materials and their Laminates) "）进行测试，以 获得剪切强度数据。使用具有 Admet MTEST Quatro Digital Electronics、Instron Load Cell 和 Mitutoyo Digital Calipers 的 Istron 1350 RP Universal Testing Machine 进 行测试。如下表I所示，获得常规层压产品的5个试样的层剪切强度结果。如下表2所示， 也获得引入所述的载体层（例如"碳织物+4412稀松布"）的层压产品的5个试样的层剪切 强度结果。常规层压产品和具有载体层的层压产品两者所获得的平均层剪切强度值在如下 图1中作图。
[0074]表 1

【权利要求】
1. 一种非织造无纬稀松布，其包括： 第一载体； 上覆所述第一载体的成角度的稀松布，所述成角度的稀松布包括至少一个碳纤维长丝 的组件；和 上覆所述成角度的稀松布的第二载体，其中所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉 方向，且其中所述至少一个碳纤维长丝的组件以相对于所述交叉方向测得的偏角取向。
2. 根据权利要求1所述的非织造无纬稀松布，其中： 所述第一载体包括第一无纬稀松布； 所述至少一个碳纤维长丝的组件不缝合至所述第一无纬稀松布；且 所述第二载体包括第二无纬稀松布，其中所述第二无纬稀松布不缝合至所述至少一个 碳纤维长丝的组件。
3. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述至少一个碳纤维长丝的组 件包括大于50个碳纤维长丝，如大于200个碳纤维长丝，如大于500个碳纤维长丝，或大于 1，000个碳纤维长丝，或如在1，000至50, 000个碳纤维长丝的范围内。
4. 根据权利要求1所述的非织造无纬稀松布，其中所述第一载体和所述第二载体中的 至少一者包括稀松布。
5. 根据权利要求4所述的非织造无纬稀松布，其中所述第一载体和所述第二载体中的 至少一者包括无纬稀松布。
6. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述第一载体和所述第二载体 中的至少一者包括涂层，以提供所述载体与所述成角度的稀松布之间的结合。
7. 根据权利要求6所述的非织造无纬稀松布，其中所述涂层包括热固性粘合剂、热塑 性粘合剂或它们的任意组合。
8. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述第一载体和所述第二载体 中的至少一者包括0/90稀松布，且其中所述0/90稀松布包括： 总体平行于所述主方向延伸的第一组纱；和 总体平行于所述交叉方向，且总体垂直于所述主方向延伸的第二组纱。
9. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述第一载体和所述第二载体 中的至少一者包括聚酯、芳纟仑或它们的组合。
10. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述偏角在20至80度之间的 值范围内。
11. 根据权利要求10所述的非织造无纬稀松布，其中所述偏角还包括正值、负值或它 们的组合。
12. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述至少一个碳纤维长丝的组 件的碳纤维长丝中的大多数以所述偏角取向。
13. 根据权利要求12所述的非织造无纬稀松布，其中所述碳纤维长丝中的大多数在所 述偏角的10度以内，如在所述偏角的5度以内取向。
14. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述至少一个碳纤维长丝的组 件的碳纤维长丝中的至少75%在所述偏角的15度以内，如在所述偏角的10度以内取向。
15. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述至少一个碳纤维长丝的组 件包括扁平的基本上无捻的丝束。
16. 根据权利要求15所述的非织造无纬稀松布，其中所述扁平的基本上无捻的丝束包 括小于0. 5捻/厘米，如小于0. 25捻/厘米，或小于0. 1捻/厘米。
17. 根据权利要求15所述的非织造无纬稀松布，其中所述扁平的基本上无捻的丝束 包括具有纵横比的横截面，其中所述纵横比定义为所述至少一个碳纤维长丝的组件的宽度 与所述至少一个碳纤维长丝的组件的高度的比例，且其中所述纵横比具有小于50 : 1，如 10 : 1的值。
18. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述至少一个碳纤维长丝的组 件包括： 碳纤维长丝的第一组件，其中所述碳纤维长丝的第一组件包括多个长丝，所述多个长 丝总体上彼此平行，并以所述偏角的正值上覆所述第一载体；和 碳纤维长丝的第二组件，其中所述碳纤维长丝的第二组件包括多个长丝，所述多个长 丝总体上彼此平行，并以所述偏角的负值上覆所述第一载体，且其中所述碳纤维长丝的第 二组件以交叉角在所述碳纤维长丝的第一组件上交叉。
19. 根据权利要求18所述的非织造无纬稀松布，其中所述交叉角定义为（180 度-2* (所述偏角的绝对值）），且其中所述交叉角在0至140度之间的值范围内。
20. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述成角度的稀松布覆盖所述 非织造无纬稀松布的表面积的至少10%，如至少15%或至少20%，并覆盖所述非织造无纬 稀松布的表面积的小于80%，如小于75%或小于70%。
21. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其还包括至少一个碳纤维长丝的第 二组件，所述至少一个碳纤维长丝的第二组件上覆所述第一载体，并在平行于所述主方向 的方向上取向。
22. 根据权利要求1或2所述的非织造无纬稀松布，其中所述成角度的稀松布和所述非 织造无纬稀松布中的至少一者围绕轴线对称。
23. 根据权利要求22所述的非织造无纬稀松布，其中所述轴线平行于所述非织造无纬 稀松布的主方向或交叉方向。
24. 根据权利要求1所述的非织造无纬稀松布，其还包括含有多个长丝的单向织物，其 中所述第一载体上覆所述单向织物。
25. -种非织造无纬稀松布，其包括： 包含多个长丝的单向织物； 上覆所述单向织物的第一载体； 上覆所述第一载体的成角度的稀松布，所述成角度的稀松布包括至少一个碳纤维长丝 的组件；和 上覆所述成角度的稀松布的第二载体，其中所述非织造无纬稀松布具有主方向和交叉 方向，且其中所述至少一个碳纤维长丝的组件以相对于所述交叉方向测得的偏角取向。
26. 根据权利要求25所述的非织造无纬稀松布，其中所述单向织物的多个长丝包括有 机长丝、无机长丝或它们的组合。
27. 根据权利要求25所述的非织造无纬稀松布，其中所述单向织物包括扁平的基本上 无捻的丝束、粗纱、纱或它们的组合。
28.根据权利要求25所述的非织造无纬稀松布，其中所述单向织物不缝合至所述第一 载体。
【文档编号】D04H3/12GK104334781SQ201380014212
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年3月26日
【发明者】P·C·戴维斯, D·L·斯潘顿, L·D·马克尔, P·斯特格加尔 申请人:加拿大圣戈班爱德福思有限公司