用于浸漬纖維粗紗的模具浸漬部分和方法

背景技術(shù)：
已經(jīng)將纖維粗紗用于各種各樣的應(yīng)用中。例如，已經(jīng)利用這樣的粗紗以形成纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料棒?？梢岳冒糇鳛檩p重量的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。例如，通常將電力臍帶用于海面和位于海床上的設(shè)備之間的流體和/或電信號(hào)的傳輸。為了幫助加強(qiáng)這樣的臍帶，已經(jīng)做出嘗試以使用拉擠碳纖維棒作為單獨(dú)的負(fù)荷承載元件。特別適合于使用纖維粗紗的另一個(gè)應(yīng)用是在形成型材中。型材為具有各種各樣的橫截面形狀的拉擠部件，和可以用作用于如下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件：窗線(windowlineal)、鋪板、扶手、欄桿、屋頂瓦、板壁、修整板、管道、柵欄、桿、燈桿、高速公路標(biāo)示、路邊標(biāo)志桿等。已經(jīng)通過(guò)將連續(xù)纖維粗紗牽拉(“拉擠”)通過(guò)樹脂并且然后使纖維增強(qiáng)樹脂在拉擠模具中成形而形成中空型材。此外，一般可以將纖維粗紗用于任何適合的應(yīng)用以形成，例如，適合的纖維增強(qiáng)塑料。如本領(lǐng)域中普遍已知的，這些應(yīng)用中利用的粗紗通常是與聚合物樹脂組合的。然而，當(dāng)前已知的粗紗和利用這樣的粗紗的所得應(yīng)用存在許多顯著的問(wèn)題。例如，許多粗紗依賴熱固性樹脂(如乙烯基酯)以幫助得到希望的強(qiáng)度特性。在制造過(guò)程中熱固性樹脂難以使用并且熱固性樹脂不擁有良好的用于與其它材料形成層的結(jié)合特征。此外，在其它類型的應(yīng)用中，已經(jīng)做出嘗試以由熱塑性聚合物形成粗紗。例如，Bryant等人的美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)2005/0186410描述了為了將碳纖維嵌入至熱塑性樹脂中以形成輸電電纜的復(fù)合材料芯而做出的嘗試。不幸的是，Bryant等人指出由于纖維潤(rùn)濕不充足，這些芯展示出裂縫和干斑，其導(dǎo)致了不良的耐用性和強(qiáng)度。這種芯的另一個(gè)問(wèn)題是不可以在高溫下操作熱塑性樹脂。因此，當(dāng)前存在對(duì)用于浸漬纖維粗紗的改進(jìn)模具浸漬部分和方法的需要。特別是，當(dāng)前存在對(duì)生產(chǎn)提供具體應(yīng)用要求的希望的強(qiáng)度、耐用性和溫度性能的纖維粗紗的浸漬部分和方法的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了用于由聚合物樹脂浸漬多根纖維粗紗的模具浸漬部分。浸漬部分包含浸漬區(qū)和和柵級(jí)(gate)通道。構(gòu)造浸漬區(qū)用于由樹脂浸漬多根粗紗。柵級(jí)通道與浸漬區(qū)流體相通，用于使樹脂流動(dòng)通過(guò)其中，使得樹脂在多根粗紗的每一根的面對(duì)柵級(jí)通道的表面上沖擊，并且基本上均勻地涂布多根粗紗。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了用于由聚合物樹脂浸漬多根纖維粗紗的方法。該方法包括使聚合物樹脂沖擊至多根纖維粗紗的表面上，并且基本上均勻地由樹脂涂布多根粗紗。該方法進(jìn)一步包括使多根涂布粗紗橫貫通過(guò)浸漬區(qū)以由樹脂浸漬多根涂布粗紗。在浸漬區(qū)內(nèi)，多根粗紗的每一根在約5牛頓-約300牛頓的張力下。以下更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的特征和方面。附圖說(shuō)明本發(fā)明的完整和可行的公開(kāi)內(nèi)容，包括對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)的最佳模式，更具體地展示在說(shuō)明書的剩余部分中，包括參照附圖，其中：圖1為用于在本發(fā)明中使用的浸漬系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖2為用于在本發(fā)明中使用的模具的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；圖3為用于在本發(fā)明中使用的模具的一個(gè)實(shí)施方案的相對(duì)的透視圖；圖4為圖2中顯示的模具的剖面圖；圖5為用于可以在本發(fā)明中采用的模具的歧管組件和柵級(jí)通道的一個(gè)實(shí)施方案的分解圖；圖6為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖7為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的另一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖8為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的另一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖9為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的另一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖10為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的另一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖11為可以在本發(fā)明中采用的歧管組件的另一個(gè)實(shí)施方案的平面圖；圖12為至少部分限定可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的板的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；圖13為如在圖4中所示的可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的一部分的一個(gè)實(shí)施方案的放大的剖面圖；圖14為可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的一部分的另一個(gè)實(shí)施方案的放大的剖面圖；圖15為可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的一部分的另一個(gè)實(shí)施方案的放大的剖面圖；圖16為可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的一部分的另一個(gè)實(shí)施方案的放大的剖面圖；圖17為可以在本發(fā)明中采用的浸漬區(qū)的一部分的另一個(gè)實(shí)施方案的放大的剖面圖；圖18為可以在本發(fā)明中采用的到達(dá)區(qū)的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；圖19為可以在本發(fā)明中采用的到達(dá)區(qū)的另一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；圖20為用于在本發(fā)明中使用的固結(jié)條帶的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；和圖21為如圖20中顯示的條帶的剖面圖。本發(fā)明說(shuō)明書和附圖中重復(fù)使用的標(biāo)記特征旨在表示本發(fā)明的相同或類似的特征和要素。具體實(shí)施方式本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本討論僅是示例性實(shí)施方案的描述，并且不旨在作為對(duì)本發(fā)明更寬泛方面的限制。一般而言，本發(fā)明涉及用于由聚合物樹脂浸漬纖維粗紗的模具浸漬部分和方法。可以在復(fù)合材料棒、型材或任何其它適合的纖維增強(qiáng)塑料應(yīng)用中利用浸漬纖維粗紗。根據(jù)本發(fā)明的浸漬部分一般包含浸漬區(qū)和柵級(jí)通道。使樹脂流動(dòng)通過(guò)柵極通道，其與浸漬區(qū)流體相通。粗紗橫貫通過(guò)模具，使得在離開(kāi)柵級(jí)通道時(shí)樹脂在面對(duì)柵級(jí)通道的粗紗表面上沖擊并且基本上均勻地涂布粗紗。在由樹脂涂布之后，粗紗橫貫通過(guò)浸漬區(qū)并且在其中由樹脂浸漬。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，可以配合模具采用擠出裝置以由聚合物浸漬粗紗。此外，如以下討論的，擠出裝置進(jìn)一步促進(jìn)了聚合物施用至纖維的整個(gè)表面的能力。參照?qǐng)D1顯示了這樣的擠出裝置的一個(gè)實(shí)施方案。更具體地，儀器包括包含安裝在機(jī)筒122內(nèi)部的螺桿軸124的擠出機(jī)120。在機(jī)筒122外部安裝加熱器130(如電阻加熱器)。在使用過(guò)程中，通過(guò)加料斗126將聚合物原料127供應(yīng)至擠出機(jī)120。通過(guò)螺桿軸124在機(jī)筒122內(nèi)部輸送原料127并且通過(guò)機(jī)筒122內(nèi)部的摩擦力并通過(guò)加熱器130加熱原料127。在加熱時(shí)，原料127通過(guò)機(jī)筒法蘭128離開(kāi)機(jī)筒122并且進(jìn)入浸漬模具150的模具法蘭132。將一根連續(xù)纖維粗紗142或多根連續(xù)纖維粗紗142從一個(gè)或多個(gè)卷軸144供應(yīng)至模具150。在浸漬前，一般并排布置粗紗142，相鄰粗紗之間具有最小至沒(méi)有的距離?？梢酝ㄟ^(guò)安裝在模具150中或其周圍的加熱器133在模具內(nèi)部進(jìn)一步加熱原料127。一般在足以為聚合物產(chǎn)生和/或維持恰當(dāng)?shù)娜刍瘻囟鹊臏囟认虏僮髂＞?，因此允許了希望的由聚合物浸漬粗紗的水平。通常，模具的操作溫度高于聚合物的熔化溫度，例如在約200℃-約450℃的溫度下。當(dāng)以該方式處理時(shí)，連續(xù)纖維粗紗142變得嵌入到聚合物基體中，其可以是從原料127處理的樹脂214(圖4)。然后混合物可以作為潤(rùn)濕的復(fù)合材料或擠出物152離開(kāi)浸漬模具150。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“粗紗”一般是指一捆個(gè)體的纖維。包含在粗紗內(nèi)的纖維可以上捻或可以是直的。粗紗可以包含單一的纖維類型或不同的纖維類型。個(gè)體粗紗中也可以包含不同纖維，或替代地，每根粗紗可以包含不同的纖維類型。粗紗中采用的連續(xù)纖維擁有相對(duì)它們質(zhì)量高程度的拉伸強(qiáng)度。例如，纖維的極限拉伸強(qiáng)度通常為約1,000-約15,000兆帕斯卡(“MPa”)，在一些實(shí)施方案中為約2,000MPa-約10,000MPa，并且在一些實(shí)施方案中為約3,000MPa-約6,000MPa。即使纖維是相對(duì)輕重量，例如質(zhì)量/單位長(zhǎng)度為約0.05-約2克/米，在一些實(shí)施方案中為約0.4-約1.5克/米，也可達(dá)到這種拉伸強(qiáng)度。因此拉伸強(qiáng)度:質(zhì)量/單位長(zhǎng)度的比可以為約1,000兆帕斯卡/克/米(“MPa/g/m”)或更高，在一些實(shí)施方案中為約4,000MPa/g/m或更高，并且在一些實(shí)施方案中為約5,500-約20,000MPa/g/m。這種高強(qiáng)度纖維可以為，例如，金屬纖維、玻璃纖維(如E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S1-玻璃、S2-玻璃等)、碳纖維(如無(wú)定形碳、石墨碳或金屬涂布碳等)、硼纖維、陶瓷纖維(如氧化鋁或二氧化硅)、芳綸纖維(如由E.I.，duPontdeNemours，Wilmington，Del.市場(chǎng)化的)、合成有機(jī)纖維(如聚酰胺、聚乙烯、對(duì)苯(paraphenylene)、對(duì)苯二甲酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和聚苯硫醚)和已知用于增強(qiáng)熱塑性和/或熱固性組合物的多種其它天然或合成無(wú)機(jī)或有機(jī)纖維材料。碳纖維特別適合作為連續(xù)纖維使用，其通常具有約5,000-約7,000MPa/g/m的拉伸強(qiáng)度:質(zhì)量的比。連續(xù)纖維通常具有約4-約35微米，并且在一些實(shí)施方案中為約9-約35微米的公稱直徑。每根粗紗中包含的纖維數(shù)可以是恒定的或各粗紗相互不同的。通常，粗紗包含約1,000根纖維-約50,000根個(gè)體纖維，并且在一些實(shí)施方案中為約5,000-約30,000根纖維。可以采用多種熱塑性或熱固性聚合物的任意一種以形成其中嵌入連續(xù)纖維的聚合物基體。例如，用于在本發(fā)明中使用的適合的熱塑性聚合物可以包括，例如，聚烯烴(如聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等)、聚酯(如聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(“PBT”))、聚碳酸酯、聚酰胺(如NylonTM)、聚醚酮(如聚醚醚酮(“PEEK”))、聚醚酰亞胺、聚亞芳基酮(如聚苯二酮(“PPDK”))、液晶聚合物、聚亞芳基硫醚(如聚苯硫醚(“PPS”)、聚(亞聯(lián)苯硫醚酮)、聚(苯硫醚二酮)、聚(亞聯(lián)苯硫醚)等)、氟聚合物(如聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯醚聚合物、全氟-烷氧基烷烴聚合物、四氟乙烯聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等)、聚縮醛、聚氨酯、聚碳酸酯、苯乙烯聚合物(如丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”))，等等。一般選擇聚合物基體的特性以達(dá)到可加工性和性能的希望的組合。例如，一般聚合物基體的熔體粘度足夠低，以至于聚合物可以適當(dāng)?shù)亟n纖維。就此而言，熔體粘度通常為約25-約1,000帕斯卡-秒(“Pa-s”)，在一些實(shí)施方案中為50-約500Pa-s，并且在一些實(shí)施方案中為約60-約200Pa-s，其在用于聚合物的操作條件下(如約360℃)確定。同樣，當(dāng)浸漬粗紗打算用于涉及高溫的應(yīng)用時(shí)(如高壓傳輸電纜)，采用具有相對(duì)高熔化溫度的聚合物。例如，這種高溫聚合物的熔化溫度可以為約200℃-約500℃，在一些實(shí)施方案中為約225℃-約400℃，并且在一些實(shí)施方案中為約250℃-約350℃。聚芳硫醚特別適合作為具有希望的熔體粘度的高溫基體在本發(fā)明中使用。例如，聚苯硫醚為半晶型樹脂，其一般包含由以下通式表示的重復(fù)單體單元：在聚合物中，這些單體單元通常構(gòu)成至少80mol%，并且在一些實(shí)施方案中至少90mol%的重復(fù)單元。然而，應(yīng)該理解聚苯硫醚可以包含額外的重復(fù)單元，例如在Gotoh等人的美國(guó)專利號(hào)5,075,381中所描述的，為了所有目的其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。當(dāng)采用時(shí)，這種額外的重復(fù)單元通常構(gòu)成不大于約20mol%的聚合物?？缮藤?gòu)的高熔體粘度聚苯硫醚可以包括以商業(yè)名稱為購(gòu)自TiconaLLC(Florence，Kentucky)的那些。這種聚合物可以具有(根據(jù)ISO11357-1,2,3測(cè)定的)約285℃的熔化溫度和在310℃下約260-約320帕斯卡-秒的熔體粘度。壓力傳感器137(圖2和3)可以感應(yīng)接近浸漬模具150的壓力以允許通過(guò)控制螺桿軸124的旋轉(zhuǎn)速度或進(jìn)料器進(jìn)料速率而在擠出速率上加以控制。也就是，接近浸漬模具150(例如，歧管組件220的上游)設(shè)置壓力傳感器137以便可以操作擠出機(jī)120以遞送正確量的樹脂214，用于與纖維粗紗142的相互作用。在離開(kāi)浸漬模具150之后，擠出物152或浸漬纖維粗紗142可以在進(jìn)入兩個(gè)相鄰的輥190之間形成的輥隙(nip)之前進(jìn)入任選的預(yù)成形或?qū)б糠?未顯示)。盡管是任選的，輥190可以幫助將擠出物152固結(jié)成條帶的形式，以及提高纖維浸漬并且擠壓出任何過(guò)量的空隙。除了輥190，也可以采用其它成形裝置，例如模具系統(tǒng)。無(wú)論如何，通過(guò)安裝在輥上的軌道162和164牽拉所得的固結(jié)條帶156。軌道162和164也從浸漬模具150牽拉擠出物152并且通過(guò)輥190。如果希望，可以在部分171卷繞固結(jié)條帶156。一般而言，所得的條帶是相對(duì)薄的并且通常具有約0.05-約1毫米，在一些實(shí)施方案中為約0.1-約0.8毫米，并且在一些實(shí)施方案中為約0.2-約0.4毫米的厚度。在圖2和3中進(jìn)一步顯示根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的模具150的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖。如所示，如樹脂流動(dòng)方向244所示，使樹脂214流動(dòng)進(jìn)入模具150。在模具150內(nèi)分布樹脂214并且然后使樹脂214與粗紗142相互作用。粗紗142沿粗紗行進(jìn)方向282橫貫通過(guò)模具150，并且由樹脂214涂布粗紗142。然后由樹脂214浸漬粗紗142，并且這些浸漬粗紗142離開(kāi)模具150。在浸漬模具內(nèi)，一般希望粗紗142橫貫通過(guò)浸漬區(qū)250以由聚合物樹脂214浸漬粗紗。在浸漬區(qū)250中，一般可以通過(guò)浸漬區(qū)250中產(chǎn)生的剪切和壓力迫使聚合物樹脂橫向通過(guò)粗紗，其顯著地提高了浸漬程度。在由高纖維含量(例如約35%重量分?jǐn)?shù)(“Wf”)或更高，并且在一些實(shí)施方案中為約40%Wf或更高)的條帶形成復(fù)合材料時(shí)這是特別有用的。通常，模具150將包括多個(gè)接觸表面252，例如至少2個(gè)、至少3個(gè)、4-7個(gè)、2-20個(gè)、2-30個(gè)、2-40個(gè)、2-50個(gè)或更多接觸表面252，以在粗紗142上產(chǎn)生足夠程度的針入度和壓力。盡管它們的具體形式可能改變，但是接觸表面252通常擁有曲線表面，例如彎曲突出部、銷等。接觸表面252也通常由金屬材料制造。圖4顯示浸漬模具150的剖面圖。如所示，浸漬模具150可以包含歧管組件220和浸漬部分。浸漬部分包含柵級(jí)通道270和浸漬區(qū)250。為了使聚合物樹脂214流動(dòng)通過(guò)其中而提供歧管組件220。例如，歧管組件220可以包含一個(gè)通道222或多個(gè)通道222。提供至浸漬模具150的樹脂214可以流動(dòng)通過(guò)通道222。如圖5至11顯示的，在示例性實(shí)施方案中，各個(gè)通道222的至少一部分可以為曲線的。曲線的部分可以允許樹脂214沿各個(gè)方向相對(duì)平穩(wěn)地重新定向，以通過(guò)歧管組件220分布樹脂214，并且可以允許樹脂214相對(duì)平穩(wěn)地流動(dòng)通過(guò)通道222。替代地，通道222可以是線性的，并且可以通過(guò)在通道222的線性部分之間的相對(duì)尖銳的過(guò)渡區(qū)域使樹脂214重新定向。應(yīng)該進(jìn)一步理解通道222可以具有任何適合的形狀、尺寸和/或輪廓(contour)。在如圖5至11中顯示的示例性實(shí)施方案中，多個(gè)通道222可以為多個(gè)支流道222。流道222可以包含第一支流道組232。第一支流道組232包含多個(gè)從將樹脂214提供至歧管組件220的一個(gè)或多個(gè)初始通道222分支出的流道222。第一支流道組232可以包含2、3、4或更多個(gè)從初始通道222分支出的流道222。如果希望，如圖5和7至11中顯示的，流道222可以包含從第一支流道組232分出的第二支流道組234。例如，可以從第一支流道組232中的一個(gè)或多個(gè)流道222分支出來(lái)自第二支流道組234的多個(gè)流道222。第二支流道組234可以包含2、3、4或更多個(gè)從第一支流道組232中的流道222分支出的流道222。如果希望，如圖5和8至9中顯示的，流道222可以包含從第二支流道組234分出的第三支流道組236。例如，可以從第二支流道組234中的一個(gè)或多個(gè)流道222分支出來(lái)自第三支流道組236的多個(gè)流道222。第三支流道組236可以包含2、3、4或更多個(gè)從第二支流道組234中的流道222分支出的流道222。如圖5至11中顯示的，在一些示例性的實(shí)施方案中，多個(gè)支流道222具有沿中心軸224的對(duì)稱取向。支流道222和其對(duì)稱取向一般平均分布樹脂214，使得離開(kāi)歧管組件220并且涂布粗紗142的樹脂214流基本上是均勻分布在粗紗142上的。這希望地允許了粗紗142大體上均勻的浸漬。此外，在一些實(shí)施方案中歧管組件220可以限定出口區(qū)域242。出口區(qū)域242為歧管組件220的一部分，其中樹脂214離開(kāi)歧管組件220。因此，出口區(qū)域242一般圍繞通道或流道222的至少下游部分，樹脂214從所述通道或流道222離開(kāi)。如圖5至10中顯示的，在一些實(shí)施方案中，至少部分的布置在出口區(qū)域242中的通道或流道222沿樹脂214的流動(dòng)方向244具有增加的面積。當(dāng)樹脂214流動(dòng)通過(guò)歧管組件220時(shí)，增加的面積允許了樹脂214的擴(kuò)散和進(jìn)一步分布，其進(jìn)一步允許了樹脂214在粗紗142上基本上均勻的分布。作為補(bǔ)充或替代，如圖11中顯示的，各個(gè)在出口區(qū)域242中布置的通道或流道222可以沿樹脂214的流動(dòng)方向244具有恒定的面積，或可以沿樹脂214的流動(dòng)方向244具有減小的面積。在一些實(shí)施方案中，如圖5至9中顯示的，設(shè)置在出口區(qū)域242中布置的每個(gè)通道或流道222，使得流自其的樹脂214與來(lái)自其它在出口區(qū)域242中布置的通道或流道222的樹脂214組合。來(lái)自在出口區(qū)域242中布置的多個(gè)通道或流道222的樹脂214的該組合產(chǎn)生大體單一和均勻分布的來(lái)自歧管組件220的樹脂214的流，以基本上均勻地涂布粗紗142。替代地，如圖10和11中顯示的，可以設(shè)置多個(gè)在出口區(qū)域242中布置的通道或流道222，使得流自其的樹脂214與來(lái)自其它在出口區(qū)域242中布置的通道或流道222的樹脂214是分離的。在這些實(shí)施方案中，可以由歧管組件220產(chǎn)生多個(gè)分離但大體平均分布的樹脂流214，用于基本上均勻涂布粗紗142。如圖4中顯示的，至少部分在出口區(qū)域242中布置的通道或流道222具有曲線的橫截剖面。這些曲線剖面允許從通道或流道222逐漸導(dǎo)向樹脂214，使其大體向下地朝向粗紗142。然而，替代地，這些通道或流道222可以具有任何適合的橫截剖面。應(yīng)該理解本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容不限制于以上公開(kāi)的歧管組件220的實(shí)施方案。相反，任何適合的歧管組件220都在本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的范圍和精神之內(nèi)。特別是，可以提供樹脂214大體上平均、均勻的分布的歧管組件220，例如衣架型的、馬蹄鐵型的、彎曲唇形的或可調(diào)整槽的歧管組件都在本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的范圍和精神之內(nèi)。如圖4和5中進(jìn)一步表明的，在流動(dòng)通過(guò)歧管組件220之后，樹脂214可以流動(dòng)通過(guò)柵級(jí)通道270。柵級(jí)通道270設(shè)置在歧管組件220和浸漬區(qū)250之間，并且是為了使樹脂214流自歧管組件220，使得樹脂214涂布粗紗142而提供的。因此，(例如通過(guò)出口區(qū)域242)離開(kāi)歧管組件220的樹脂214可以進(jìn)入柵級(jí)通道270并且在其中流動(dòng)通過(guò)。在一些實(shí)施方案中，如圖4中顯示的，柵級(jí)通道270在歧管組件220和浸漬區(qū)250之間垂直延伸。然而，替代地，柵級(jí)通道270可以以垂直和水平之間任何適合的角度延伸，使得允許樹脂214流動(dòng)通過(guò)其中。此外，如圖4中顯示的，在一些實(shí)施方案中，至少部分柵級(jí)通道270沿樹脂214的流動(dòng)方向244具有減小的橫截剖面。這樣的至少部分柵級(jí)通道270的變細(xì)可以在接觸粗紗142之前增加流動(dòng)通過(guò)其中的樹脂214的流速，這可以允許樹脂214在粗紗142上沖擊。如以下討論的，由樹脂214對(duì)粗紗142的初始沖擊提供了粗紗的進(jìn)一步浸漬。此外，至少部分柵級(jí)通道270的變細(xì)可以增加?xùn)偶?jí)通道270和歧管組件220中的背壓，其可以進(jìn)一步提供更平均、均勻的樹脂214的分布，以涂布粗紗142。替代地，如希望或要求的，柵級(jí)通道270可以具有增加的或大體上恒定的橫截剖面。如圖6中顯示的，在離開(kāi)模具150的歧管組件220和柵級(jí)通道270時(shí)，樹脂214與橫貫通過(guò)模具150的粗紗142接觸。如以上討論的，歸因于樹脂214在歧管組件220和柵級(jí)通道270中的分布，樹脂214可以基本上均勻地涂布粗紗142。此外，在如圖13至17中顯示的一些實(shí)施方案中，樹脂214可以在每根粗紗142的上表面216或面對(duì)柵極通道270的表面216上、在每根粗紗142的下表面上或在每根粗紗142的上表面和下表面上沖擊。在粗紗142上的初始沖擊提供用于由樹脂214對(duì)粗紗142的進(jìn)一步浸漬?？梢酝ㄟ^(guò)如下促進(jìn)粗紗142上的沖擊：當(dāng)其沖擊粗紗142時(shí)樹脂214的速度；當(dāng)樹脂離開(kāi)歧管組件220或柵級(jí)通道270時(shí)使粗紗142靠近樹脂214；或其它各種變量。如圖4中顯示的，使涂布粗紗142沿行進(jìn)方向282橫貫通過(guò)浸漬區(qū)250。浸漬區(qū)250與歧管組件220流體相通，例如通過(guò)布置在其間的柵級(jí)通道270。構(gòu)造浸漬區(qū)250以由樹脂214浸漬粗紗142。例如，如以上討論的，在示例性實(shí)施方案中，如圖4和12至17中顯示的，浸漬區(qū)250包含多個(gè)接觸表面252。粗紗142橫貫在浸漬區(qū)中的接觸表面252之上。粗紗142在接觸表面252上的沖擊產(chǎn)生足夠的剪切和壓力以利用涂布粗紗142的樹脂214浸漬粗紗142。在一些實(shí)施方案中，如圖4和13至17中顯示的，在兩個(gè)分開(kāi)的相對(duì)板256和258之間限定浸漬區(qū)250。第一板256限定了第一內(nèi)表面257，同時(shí)第二板258限定了第二內(nèi)表面259。在第一板256和第二板258之間限定浸漬區(qū)250。可以在第一和第二內(nèi)表面257和259上，或僅僅第一和第二內(nèi)表面257和259之一上限定接觸表面252，或接觸表面252延伸自第一和第二內(nèi)表面257和259，或僅僅第一和第二內(nèi)表面257和259之一。在一些示例性實(shí)施方案中，如圖4、13、15至17中顯示的，可以交替地在第一和第二表面257和259上限定接觸表面252，使得粗紗交替地在第一和第二表面257和259上的接觸表面252上沖擊。因此，粗紗142可以以波形、扭曲或正弦曲線型路徑通過(guò)接觸表面252，其提高了剪切。粗紗142橫貫接觸表面252所成的角度254一般可以足夠高以提高剪切和壓力，但是不高至導(dǎo)致將要破壞纖維的過(guò)度的力。因此，例如，角度254可以在約1°-約30°之間，并且在一些實(shí)施方案中，在約5°-約25°之間。如上所述，接觸表面252通常擁有曲線表面，例如彎曲突出部、銷等。此外，在許多示例性實(shí)施方案中，浸漬區(qū)250具有波形橫截剖面。在圖4、12和13中顯示的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，接觸表面252為形成第一板256和第二板258的部分波形表面并且限定波形橫截剖面的突出部。圖12展示了第二板258和其上的各個(gè)接觸表面，根據(jù)這些實(shí)施方案，所述各個(gè)接觸表面形成至少部分浸漬區(qū)250。在其它實(shí)施方案中，如圖14中顯示的，接觸表面252為形成僅第一板256或第二板258之一的部分波形表面的突出部。在這些實(shí)施方案中，沖擊只在一個(gè)板的表面上的接觸表面252上發(fā)生。一般其它板可以為平的，或可以使其它板成形，使得不發(fā)生與涂布粗紗的相互作用。在其它替代的實(shí)施方案中，如圖15至17中顯示的，浸漬區(qū)250可以包含多個(gè)銷(或棒)260，每個(gè)銷具有接觸表面252。銷260可以是如圖15和16中顯示的固定的(static)、自由旋轉(zhuǎn)的(未顯示)或如圖17中顯示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的。此外，如圖15中顯示的，可以將銷260直接安裝至限定沖擊區(qū)的板的表面，或如圖16和17中顯示的，銷260可以從表面間隔開(kāi)。應(yīng)該指出可以通過(guò)加熱器133加熱銷260，或可以個(gè)體地或如所希望或要求地加熱銷260。此外，銷260可以包含在模具150內(nèi)，或可以從模具150向外延伸并且不是完全包裝在其中的。在進(jìn)一步替代的實(shí)施方案中，接觸表面252和浸潰區(qū)250可以如希望或要求包含任何對(duì)由樹脂214浸漬粗紗142適合的形狀和/或結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步促進(jìn)粗紗142的浸漬，還可以使它們?cè)诖嬖谟诮n模具150內(nèi)，并且特別是存在于浸漬區(qū)250內(nèi)的同時(shí)保持在張力下。張力可以為例如每根粗紗142或每束纖維約5-約300牛頓，在一些實(shí)施方案中，約50-約250牛頓，在一些實(shí)施方案中為約100-約200牛頓。如圖4和圖18和19中顯示的，在一些實(shí)施方案中，到達(dá)區(qū)280可以沿粗紗142的行進(jìn)方向282設(shè)置在浸漬區(qū)250的下游。在離開(kāi)模具150之前粗紗142可以橫貫通過(guò)到達(dá)區(qū)280。在一些實(shí)施方案中，如圖18中顯示的，至少部分到達(dá)區(qū)280可以沿行進(jìn)方向282具有增加的橫截剖面，使得到達(dá)區(qū)280的面積增加。增加的部分可以為到達(dá)區(qū)280的下游部分以促進(jìn)粗紗142離開(kāi)模具150。替代地，橫截剖面或其任何部分可以減小，或可以如圖19中顯示保持恒定。如圖4中進(jìn)一步顯示的，在一些實(shí)施方案中，面板290可以鄰接浸漬區(qū)250?？梢詫⒚姘?90沿行進(jìn)方向282布置在浸漬區(qū)250和到達(dá)區(qū)280(如果包含)的下游。一般配置面板290以計(jì)量(meter)來(lái)自粗紗142的過(guò)量樹脂214。因此，可以調(diào)整面板290中的粗紗142橫貫通過(guò)其中的孔隙的尺寸使得在粗紗142從中橫貫通過(guò)時(shí)，孔隙的尺寸導(dǎo)致從粗紗142中除去過(guò)量的樹脂214。此外，可以任選采用其它部件以輔助纖維的浸漬。例如，在某些實(shí)施方案中可以采用“氣體噴射”組件以幫助跨越合并束的整個(gè)寬度均勻鋪展(spread)個(gè)體纖維的粗紗(其可以各自包含高達(dá)24,000根纖維)。這幫助實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度性能的均勻分布。這樣的組件可以包括在穿過(guò)離開(kāi)接口的移動(dòng)粗紗上一般以豎直的方式?jīng)_擊的壓縮空氣或另一種氣體的供應(yīng)。然后可以將鋪展的粗紗引入到模具中以用于浸漬，例如以上描述的。使用根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的模具和方法所得的浸漬粗紗可以具有非常低的空隙度，這幫助提高了其強(qiáng)度。例如，空隙度可以為約3%或更小，在一些實(shí)施方案中為約2%或更小，在一些實(shí)施方案中為約1%或更小，并且在一些實(shí)施方案中為約0.5%或更小?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)測(cè)定空隙度。例如，可以使用“樹脂燒盡(burnoff)”測(cè)試測(cè)定空隙度，該測(cè)試中將樣品放置在烘箱中(如在600℃3小時(shí))以燒盡樹脂。然后可以測(cè)定剩余纖維的質(zhì)量以計(jì)算重量和體積分?jǐn)?shù)?？梢砸罁?jù)ASTMD2584-08進(jìn)行這種“燒盡”測(cè)試以確定纖維和聚合物基體的重量，然后其可以用于基于以下等式計(jì)算“空隙度”：Vf=100*(ρt-ρc)/ρt其中，Vf為作為百分比的空隙度；ρc為如使用已知技術(shù)，例如由液體或氣體比重計(jì)(如氦比重計(jì))，測(cè)定的復(fù)合材料密度；ρt為如通過(guò)以下等式確定的復(fù)合材料理論密度:ρt＝1/[Wf/ρf+Wm/ρm]ρm為(如在恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶度下的)聚合物基體密度；ρf為纖維密度；Wf為纖維重量分?jǐn)?shù)；和Wm為聚合物基體重量分?jǐn)?shù)。替代地，可以依據(jù)ASTMD3171-09通過(guò)化學(xué)溶解樹脂確定空隙度?！盁M”和“溶解”方法特別適合于玻璃纖維，一般其耐受熔化和化學(xué)溶解。然而在其它情況中，可以依據(jù)ASTMD2734-09(方法A)基于聚合物、纖維和條帶的密度間接計(jì)算空隙度，其中可以通過(guò)ASTMD792-08方法A確定密度。當(dāng)然，也可以使用常規(guī)顯微設(shè)備估算空隙度。本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容進(jìn)一步涉及用于由聚合物樹脂214浸漬至少一根纖維粗紗142或多根纖維粗紗142的方法。該方法包括使聚合物樹脂214沖擊至多根纖維粗紗142的表面216上，并且如以上討論的，基本上均勻地由樹脂214涂布多根纖維粗紗142。如以上討論的，該方法進(jìn)一步包括使多根涂布粗紗142橫貫通過(guò)浸漬區(qū)250以由樹脂214浸漬多根涂布粗紗142。如以上討論的，在一些實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括使樹脂214流動(dòng)通過(guò)柵級(jí)通道270。此外，如以上討論的，該方法可以包括使粗紗142從浸漬區(qū)250橫貫通過(guò)到達(dá)區(qū)280和/或使粗紗142橫貫通過(guò)面板290。如以上討論的，在離開(kāi)浸漬模具150后，可以將浸漬粗紗142或擠出物152固結(jié)成條帶的形式。每個(gè)條帶中采用的粗紗的數(shù)目可以改變。然而，通常條帶將包含2-20根粗紗，并且在一些實(shí)施方案中包含2-10根粗紗，并且在一些實(shí)施方案中，包含3-5根粗紗。在一些實(shí)施方案中，可以希望在條帶內(nèi)粗紗彼此分開(kāi)大致相同的距離。參照?qǐng)D20和21，例如，顯示了固結(jié)條帶4的一個(gè)實(shí)施方案，所述固結(jié)條帶4包含三根(3)沿x方向彼此等距間隔的粗紗5?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容進(jìn)一步將拉擠方法用于某些具體的應(yīng)用。例如，在一些實(shí)施方案中，可以使用這樣的方法以形成棒。在這些實(shí)施方案中，粗紗142的連續(xù)纖維可以沿縱向方向(圖1系統(tǒng)的機(jī)器方向(machinedirection)“A”)取向以提高拉伸強(qiáng)度。除纖維取向外，還可以控制拉擠處理的其它方面以獲得希望的強(qiáng)度。例如，在固結(jié)條帶中采用相對(duì)高百分?jǐn)?shù)的連續(xù)纖維以提供提高的強(qiáng)度性能。例如，連續(xù)纖維通常構(gòu)成條帶的約25wt.%-約80wt.%，在一些實(shí)施方案中約30wt.%-約75wt.%，并且在一些實(shí)施方案中約35wt.%-約60wt.%。同樣，(一種或多種)聚合物通常構(gòu)成條帶的約20wt.%-約75wt.%，在一些實(shí)施方案中，約25wt.%-約70wt.%，并且在一些實(shí)施方案中約40wt.%-約65wt.%。一般，條帶可以從浸漬模具150直接供應(yīng)至拉擠系統(tǒng)，或從主軸或其它適合的儲(chǔ)存儀器進(jìn)行供應(yīng)。在將條帶拖拉通過(guò)拉擠系統(tǒng)時(shí)，可以采用張力調(diào)整裝置以幫助控制條帶中的張力程度?？梢栽谟糜诩訜釛l帶的裝置中供應(yīng)烘箱。然后可以將條帶提供至固結(jié)模具，可以操作其，用于將條帶在一起壓制成預(yù)成型件，并且用于對(duì)齊和形成希望的產(chǎn)品(例如棒)的初始形狀。如果希望，也可以采用第二模具(如校準(zhǔn)模具)，其將預(yù)成型件壓制成最終形狀?？梢灶~外地在模具之間和/或任一模具之后并入冷卻系統(tǒng)?？梢圆贾孟掠螤坷b置以將產(chǎn)品牽拉通過(guò)系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)踐本發(fā)明的這些和其它修改和改變，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。此外，應(yīng)該理解各個(gè)實(shí)施方案的方面可以全部或部分地互換。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解前述說(shuō)明僅是舉例的方式，并且不旨在限制如在所附的權(quán)利要求書中進(jìn)一步描述的本發(fā)明。