发明名称 具改良的后降服尺寸恢复性之刚性纤维网路结构、制造此的方法、及加入此之物体
摘要 一种具有改良的后降服尺寸恢复性之刚性三维造形的纤维网路结构,此结构由变形的织物网路结构所构成,其包含:(A)至少一种有指向的半结晶单丝纱线,其包含一热塑性聚合物,乃置于变形的织物中,如此以于其中提供多个单丝交叉点;以及(B)一硬化的、可交联的树脂浸渗到变形的网路结构中,如此以有效黏结所有的或实质上所有的单丝交叉点。此网路结构以下述方式制成:将此单丝纱线接受一形成织物的制程,以形成一可变形的织物,将此可变形的织物接受一放大面积的变形制程,以形成一种起始的三维造形网路结构,其由已变形的织物所构成,将起始的网路结构脱模,然后于脱模之前和/或脱模之后硬化可交联的树脂,树脂已于变形制程之前添加。硬化可交联的树脂黏结了所有的或实质上所有的单丝交叉点,藉以把起始的网路结构转变成具有改良的后降服尺寸恢复性之刚性、最终的网路结构。
申请公布号 TW434143 申请公布日期 2001.05.16
申请号 TW087119448 申请日期 1998.11.24
申请人 北卡罗来纳州立大学 发明人 威廉E.贝西;杰洛P.鲁梅兹;克林顿D.费登
分类号 B32B1/00;B32B7/00 主分类号 B32B1/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种具有改良的后降服尺寸恢复性之刚性三维 造形的纤维网路结构,此结构包括变形的似片状之 织物,其具有一基底区域和在基底区域上形成二维 阵列的多个变形,其中变形的织物包含: (A)至少一种有指向的半结晶单丝纱线,其包含一热 塑性聚合物,单丝纱线乃置于变形的织物中,如此 以于其中提供多个单丝交叉点;以及 (B)一硬化的、可交联的树脂浸渗到变形的织物中, 如此以有效黏结所有的或实质上所有的单丝交叉 点。2.根据申请专利范围第1项的网路结构,其中单 丝纱线的直径至少约0.10公厘。3.根据申请专利范 围第1项的网路结构,其中单丝纱线的直径从约0.10 至约1.00公厘。4.根据申请专利范围第1项的网路结 构,其中热塑性聚合物是半结晶聚合物,其选自:聚 对苯二甲酸烷撑二酯、聚二酸烷撑二酯、聚芳 撑硫、脂族聚醯胺、脂一芳族聚醯胺、聚烯烃、 以及包含由环己烷二甲醇和对苯二甲酸所衍生之 单体单元的聚酯。5.根据申请专利范围第1项的网 路结构,其中热塑性聚合物是半结晶聚合物,其选 自:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、 聚二甲酸乙二酯、聚苯撑硫、耐纶6.耐纶66.聚 乙烯、聚丙烯、以及聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲 酯,其中1,4-环己烷二甲醇为顺式和反式异构物的 混合物。6.根据申请专利范围第1项的网路结构,其 中树脂是三聚氰醯胺树脂。7.根据申请专利范围 第1项的网路结构,其中树脂是酚醛树脂。8.根据申 请专利范围第1项的网路结构,其中树脂是UV-可硬 化的树脂。9.根据申请专利范围第1项的网路结构, 其中树脂是水-可硬化的树脂。10.根据申请专利范 围第1项的网路结构,其中热塑性聚合物的熔点从 约80℃至约375℃。11.根据申请专利范围第1项的网 路结构,其中变形的织物是针织的或者是编织的织 物。12.根据申请专利范围第1项的网路结构,其中 该变形包含:(i)突起,其从该变形织物基底区域的 第一面向外延伸,突起延伸的方向实质上垂直于该 基底区域的第一面,或是(ii)凹陷,其从该变形织物 基底区域的第一面向内延伸,凹陷延伸的方向实质 上垂直于该基底区域的第一面。13.根据申请专利 范围第1项的网路结构,其中该变形包含:(i)突起,其 从该变形织物基底区域的第一面向外延伸,突起延 伸的方向实质上垂直于该基底区域的一面,以及(ii )凹陷,其从该变形织物基底区域的第一面向内延 伸,凹陷延伸的方向实质上垂直于该基底区域的第 一面。14.一种具有改良的后降服尺寸恢复性之刚 性三维造型纤维网路结构的制造方法,其包括以下 步骤: (1)提供至少一种有指向的半结晶单丝纱线,其包括 一热塑性聚合物; (2)将此单丝纱线接受一形成织物的制程,如此以制 造一可变形的织物,可变形的织物包含多个由单丝 纱线所形成的单丝交叉点; (3)将此可变形的织物于升高温度的造形模子中,接 受一放大面积的变形制程,如此以形成一种起始的 、有弹性的、自我支撑之网路结构,其包含具有三 维形状的变形织物,变形织物具有一基底区域和在 基底区域上形成二维阵列的多个变形,而升高的温 度系高于热塑性聚合物的玻璃转变温度,如此以使 热塑性聚合物永久的变形,而又够低于热塑性聚合 物的熔点,如此以避免热塑性聚合物软化和丧失分 子指向,而起始的网路结构具有足够的坚硬度,能 够维持其三维的形状; (4)将起始的网路结构脱模; (5)添加一可交联的树脂至脱模的起始结构,以形成 一树脂渗透的结构;以及 (6)使树脂渗透之网路结构中的可交联树脂硬化,如 此以黏结所有的或实质上所有的单丝交叉点,藉以 把脱模的起始结构转变成具有改良的后降服尺寸 恢复性之刚性三维造形网路结构。15.根据申请专 利范围第14项的方法,其中可交联的树脂是UV-可硬 化的树脂,并且其中将树脂渗透之脱模的结构接受 紫外线辐射,以有效硬化树脂。16.根据申请专利范 围第14项的方法,其中可交联的树脂是水-可硬化的 树脂,并且其中将树脂渗透之脱模的结构接受一水 性介质,以有效硬化树脂。17.根据申请专利范围第 14项的方法,其中单丝纱线的直径至少约010公厘。 18.根据申请专利范围第14项的方法,其中热塑性聚 合物半结晶的聚合物,其选自 聚对苯二甲酸烷撑 二酯、聚二酸烷撑二酯、聚芳撑硫、脂族聚醯 胺、脂一芳族聚醯胺、聚烯烃、以及包含由环己 烷二甲醇和对苯二甲酸所衍生之单体单元的聚酯 。19.根据申请专利范围第14项的方法,其中热塑性 聚合物的熔点从约80℃至约375℃。20.根据申请专 利范围第14项的方法,其中可交联的树脂是三聚氰 醯氰胺树脂。21.根据申请专利范围第14项的方法, 其中可交联的树脂是酚醛树脂。22.一种具有改良 的后降服尺寸恢复性之刚性三维造形纤维网路结 构的制造方法,其包括以下步骤: (1')提供至少一种有指向的半结晶单丝纱线,其包 括一热塑性聚合物; (2')将此单丝纱线接受一形成织物的制程,如此以 制造一可变形的织物,可变形的织物包含多个由单 丝纱线所形成的单丝交叉点; (3')施加一可交联的树脂至可变形的织物,以形成 一树脂渗透的的可变开形织物; (4')将此树脂渗透的可变形织物于升高温度的造形 模子中,接受一放大面积的变形制程,如此以形成 一种起始的、有弹性的、自我支撑的、树脂渗透 之网路结构,其包含具有三维形状的变形织物,变 形织物具有一基底区域和在基底区域上形成二维 阵列的多个变形,而升高的温度系高于热塑性聚合 物的玻璃转变温度,如此以使热塑性聚合物永久地 变形,而又够低于热塑性聚合物的熔点,如此以避 免热塑性聚合物软化和丧失分子指向,而起始的网 路结构具有足够的坚硬度,能够维持其三维的形状 ; (5')将起始的树脂渗透之网路结构脱模;以及 (6')使树脂渗透之网路结构中的树脂硬化,如此以 黏结所有的或实质上所有的单丝交叉点,藉以把脱 模的起始结构转变成具有改良的后降服尺寸恢复 性之刚性三维造形网路结构。23.一种具有改良的 后降服尺寸恢复性之刚性三维造形纤维网路结构 的制造方法,其包括以下步骤: (1")提供至少一种有指向的半结晶体单丝纱线,其 包括一热塑性聚合物; (2")将此单丝纱线接受一形成织物的制程,如此以 制造一可变形的织物,可变形的织物包含多个由单 丝纱线所形成的单丝交叉点; (3")将此可变形的织物于升高温度的造形模子中, 接受一放大面积的变形制程,如此以形成一种起始 的、有弹性的、自我支撑之网路结构,其包含具有 三维形状的变形织物,变形织物具有一基底区域和 在基底区域上形成二维阵列的多个变形,而升高的 温度系高于热塑性聚合物的玻璃转变温度,如此以 使热塑性聚合物永久地变形,而又够低于热塑性聚 合物的熔点,如此以避免热塑性聚合物软化和丧失 分子指向,而起始的网路结构具有足够的坚硬度, 能够维持其三维的形状; (4")施加一可交联的树脂至起始的网路结构,以形 成一树脂渗透的起始网路结构; (5")将起始的树脂渗透之网路结构脱模;以及 (6")使树脂渗透之网路结构中的树脂硬化,如此以 黏结所有的或实质上所有的单丝交叉点,藉以把脱 模的起始结构转变成具有改良的后降服的尺寸恢 复性之刚性三维造形网路结构。24.一种物体,其包 括申请专利范围第1项的三维造形纤维网路结构。 25.根据申请专利范围第24项的物体,其中物体选自: 结构材料、吸收能量的材料、以及嵌入的强化物 。
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