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    重庆时时彩开彩记录: 碳强化的增强纤维在含水或非水介质内的分散.pdf

    关 键 词:
    强化 增强 纤维 含水 介质 分散
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    摘要
    申请专利号:

    CN201380053995.1

    申请日:

    2013.09.04

    公开号:

    CN104718170A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):C03C 25/32申请日:20130904|||公开
    IPC分类号: C03C25/32; C03C25/40; D06M15/21; D21H13/40 主分类号: C03C25/32
    申请人: OCV智识资本有限责任公司
    发明人: S·W·施威格尔; S·A·瑞尼; L·J·艾德兹玛
    地址: 美国俄亥俄
    优先权: 61/696,500 2012.09.04 US; 61/733,672 2012.12.05 US
    专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038 代理人: 任宗华
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201380053995.1

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2015.09.02|||2015.06.17

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明的一般概念一般地涉及碳强化的增强(CER)纤维,和更特别地涉及在含水或非水介质内CER纤维的控制分散。本发明的一般概念尤其涉及在含水或非水介质内CER纤维的控制分散以供形成非织造的短切CER纤维垫。本发明的一般概念还涉及在含水或非水介质内从CER纤维中收获的CNSs的控制分散以供形成非织造的CNS垫?;固峁┝嗽诤蚍撬橹手蟹稚NSs或CER纤维的方法。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  控制碳强化的增强(CER)纤维在含水或非水溶液中的分散的方法,该方法包括:
    形成含在纤维基底上布置的多个CNS的一个或多个CER纤维;
    添加多个短切的CER纤维到白水溶液中,形成含均匀分散的CER纤维的浆液。

    2.  权利要求1的方法,其中所述CER纤维包括在纤维上就地生长的多个碳纳米结构(CNS)。

    3.  权利要求1的方法,其中所述白水溶液包括分散介质、粘度改性剂、杀生物剂、消泡剂和表面活性剂包(package)中至少一种。

    4.  权利要求1的方法,其中所述分散介质包括水、油和己烷中一种或多种。

    5.  权利要求4的方法,其中所述分散介质是水并且白水溶液引入了表面活性剂包。

    6.  权利要求5的方法,其中所述表面活性剂包包括至少一种非离子表面活性剂。

    7.  权利要求5的方法,其中所述表面活性剂包包括465,Nanosperse AQ,X-100,90R4,10R5和聚乙烯醇中至少一种。

    8.  权利要求5的方法,其中所述表面活性剂包包括至少两种表面活性剂。

    9.  权利要求1的方法,进一步包括给白水溶液充气。

    10.  权利要求1的方法,其中官能化所述CNS,以提高CER纤维在含水或非水介质内的溶解度。

    11.  权利要求10的方法,其中通过使CNS与氧化剂相互作用,官能化所述CNS。

    12.  权利要求10的方法,其中所述氧化剂包括过硫酸钾,高锰酸钾,过氧化物,和臭氧中一种或多种。

    13.  权利要求1的方法,其中形成所述CER纤维的纤维基底包括由玻璃、碳、聚合物、织造织物和非织造织物中的一种或多种形成的纤维基底。

    14.  权利要求13的方法,其中所述纤维基底包括玻璃。

    15.  权利要求1的方法,其中所述CER纤维包括约10-20wt%的CNS负载。

    16.  根据权利要求1的方法形成的非织造的短切CER纤维垫。

    17.  一种形成非织造的短切CER垫的方法,该方法包括:
    添加多个短切的CER纤维到在混合罐内包含的白水溶液中;
    在该白水溶液内搅拌CER纤维,形成分散的CER纤维的浆液;
    所述浆液在多孔传输带体系上穿过,形成CER纤维网;
    施加粘合剂到所述纤维网上;和
    干燥粘合剂涂布的纤维网,形成非织造的短切CER垫。

    18.  权利要求17的方法,其中所述白水溶液包括粘度改性剂,分散介质,杀生物剂和消泡剂中一种或多种。

    19.  权利要求18的方法,其中所述分散介质包括水,矿物油和己烷之一。

    20.  权利要求19的方法,其中所述分散介质包括水,和所述白水溶液进一步包括表面活性剂包。

    21.  权利要求20的方法,其中所述表面活性剂包包括一种或多种非离子表面活性剂。

    22.  权利要求17的方法,进一步包括给所述浆液充气。

    23.  权利要求17的方法,其中官能化所述CER纤维。

    24.  根据权利要求17的方法形成的非织造的短切CER纤维垫。

    25.  形成CNS非织造垫的方法,该方法包括:
    形成含在纤维基底上布置的多个CNS的一个或多个CER纤维;
    从CER纤维中除去一个或多个所述CNS进入含有白水溶液的混合罐内,形成CNS浆液;
    从所述CNS浆液中除去所述白水溶液,形成CNS纤维网;和
    固化所述CNS纤维网,形成非织造的CNS垫。

    26.  权利要求25的方法,其中在从CER纤维剪切CNS之前,使CER纤维穿过在混合罐内包含的白水溶液,用白水溶液涂布CER纤维。

    27.  权利要求25的方法,其中通过使CER纤维穿过窄的小孔,从CER纤维中除去CNS。

    28.  权利要求25的方法,其中在筛网上,从CNS浆液中除去白水溶液。

    29.  权利要求25的方法,其中所述白水溶液包括粘合剂组合物。

    30.  权利要求29的方法,其中在约10kHz至40,000MHz的频率范围内和0.005至1英寸的厚度下,所述非织造的CNS垫的EMI SE为约20至100dBs。

    说明书

    说明书碳强化的增强纤维在含水或非水介质内的分散
    本申请要求2012年9月4日提交的美国临时申请No.61/696,500和2012年12月5日提交的美国临时申请No.61/733,672的优先权,它们在本文中通过参考全文引入。
    技术领域
    本发明的一般概念一般地涉及碳纳米结构(CNSs)和碳强化的增强(CER)纤维,和更特别地,在含水或非水介质内CNSs或CER纤维的控制分散。本发明的一般概念特别地涉及CNSs或CER纤维在含水或非水介质内的控制分散以供形成非织造的CNS或短切的CER纤维垫?;固峁〤NSs或CER纤维在含水或非水介质内的分散方法。
    背景技术
    碳纳米结构(CNSs)包括碳纳米材料,例如碳纳米管,它例如具有使得它们定位于宽泛范围的可能应用的独特性能。CNSs是与石墨圆柱体的富勒烯有关的结构,它具有提供高的机械性能,亦即拉伸强度和弹性模量,优良的导热率和导电率,和高的长径比的独特原子结构。一组CNSs是碳纳米管("CNTs"),它通常是未支化的且可包括单壁碳纳米管(SWCNTs),双壁碳纳米管(DWCNTs),和多壁碳纳米管(MWCNTs)。
    CNSs的独特结构和性能造成它们可用于各种应用,其中包括发现在机动车应用,航空应用,电池应用,热管理应用,电磁干涉(EMI)屏蔽应用和许多其他应用中使用的导电聚合物复合材料。
    CNSs显示出强的范德华力,它吸引单独的CNSs到彼此上,从而引起CNSs聚集成纤维束,聚集体或成组,使得CNSs难以分散。因此,本领域需要改进并控制在介质内分散CNSs和CER纤维的方法。例如,期望控制CER纤维的分散,以提供具有最大的结构、热和电性能的非织造的短切CER纤维垫。
    发明内容
    本发明的一般概念包括在含水或非水介质内控制CNSs或碳强化的增强("CER")纤维分散的方法。该方法包括掺入CNSs或短切的CER纤维到白水溶液内,所述白水溶液包括一种或多种粘度改性剂,分散介质,粘合剂,杀生物剂,和消泡剂。
    在一些例举的实施方案中,CER纤维由在纤维上就地生长的多个碳纳米结构组成。CNSs显示出强的范德华力,它吸引单独的CNSs到彼此上,引起CNSs聚集成纤维束,聚集体或成组,使得CNSs难以分散。碳强化的增强("CER")纤维辅助改进CNSs的分散。CER纤维包括在纤维基底上就地生长,或者在其他情况下固定,粘附,粘合或附着到纤维基底上的CNSs。
    开发了在纤维基底上使CNSs生长,或者在其他情况下,固定,粘附,粘合或在其他情况下附着CNSs到纤维基底上,形成碳强化的增强(CER)纤维的各种方法。CNSs从纤维基底向外以随机和结构缠结的方式径向生长,形成渗透(percolated)的网络,当它们生长时。渗透是形成导电介质很好地连接的路径。在整个加工当中,CNSs可保持直接粘结到单独的纤维基底上,使得纤维充当支架,辅助CNSs在分散介质当中分散。通过接枝或者在其他情况下粘结或粘合单独的CNSs到纤维上,在纤维基底的表面上预分散CNSs。若CNSs没有粘附到基底上,则CNSs的吸引力倾向于引起CNSs聚集。认为在基底上使CNSs生长,或者在其他情况下,将CNSs束缚,接枝,粘结到基底上将辅助CER在介质内分散,并进而总体形成渗透的网络。认为,在纤维基底上直接包括CNS倾向于降低CNSs聚集和团簇在一起的倾向。尽管如此,但期望进一步改进和控制CER纤维的分散性。
    在一些例举的实施方案中,该方法进一步包括搅拌白水溶液和CNSs或CER纤维,形成彻底分散的CNS或CER浆液。
    在一些例举的实施方案中,白水溶液包括含水,矿物油和/或己烷的分散介质。在一些例举的实施方案中,白水溶液包括表面活性剂包(package),所述表面活性剂包可包括一种或多种非离子或离子表面活性剂。
    在一些例举的实施方案中,该方法进一步包括给白水溶液充气。在其他的例举实施方案中,官能化在CER纤维上的游离CNSs或CNSs。
    在一些例举的实施方案中,通过以上所述的例举方法,形成非织造的CNS或短切的CER垫。
    本发明的一般概念包括形成非织造的短切CER垫的方法。在一些例举的实施方案中,该方法包括添加短切的CER纤维到在混合罐中包含的白水溶液内。然后在白水溶液中搅拌该CER纤维,生成彻底分散的CER纤维浆液??墒垢媒毫魅氲降诙旌瞎弈?,在此再次搅拌该浆液。然后使该浆液流动到多孔传送带体系上,形成CER纤维网。施加粘合剂到纤维网上,并干燥该纤维网,形成非织造的短切CER垫。
    在一些例举的实施方案中,白水溶液包括含水,矿物油和/或己烷的分散介质。在一些实施方案中,白水溶液进一步包括表面活性剂包,所述表面活性剂包可包括一种或多种非离子或离子表面活性剂。
    在一些例举的实施方案中,通过给白水溶液充气,实现CER纤维的分散。在一些例举的实施方案中,通过官能化在CER纤维上的游离CNSs或CNSs,实现CER纤维的分散。
    本发明的一般概念进一步包括形成CNS非织造垫的方法,该方法包括形成在纤维基底上排列的含多个CNSs的一根或多根CER纤维,使一根或多根CER纤维穿过在混合罐内包含的白水溶液,用所述白水溶液涂布CER纤维,和使白水溶液涂布的CER纤维穿过窄的小孔,在白水溶液内剪断(shear off)一个或多个CNSs。然后通过除去白水溶液,形成CNS纤维网并固化所述CNS纤维网,形成非织造CNS垫,在筛网上沉积CNSs。
    本发明的一般概念进一步包括形成CNS非织造垫的方法,该方法包括形成在纤维基底上排列的含多个CNSs的一个或多个CER纤维,使CER纤维穿过窄的小孔,在混合罐内包含的白水溶液中剪断一个或多个CNSs。然后从CNS浆液中除去该白水溶液,形成CNS网状物,然后固化该CNS网状物,形成非织造的CNS垫。
    根据随后的详细说明的考虑,本发明的一般概念的前述和其他目 的,特征和优点将更加容易地显现。
    附图说明
    图l(a)-(b)阐述了在玻璃纤维表面上生长的例举的碳纳米结构(CNSs)。
    图2(a)-(b)阐述了在纤维表面基底上CNSs的直接生长。
    图3阐述了形成非织造CER垫的例举方法。
    图4阐述了形成非织造CNS垫的例举方法。
    图5阐述了形成非织造CNS垫的第二例举方法。
    图6(a)阐述了含CER纤维浆液的例举烧杯。
    图6(b)阐述了在纸抹布(paper wipe)上倾倒的图6(a)的CER纤维浆液。
    图7(a)阐述了在纸抹布上倾倒的含CER纤维,水,和465的CER纤维浆液。
    图7(b)阐述了在纸抹布上倾倒的含CER纤维,水,和X-100的CER纤维浆液。
    图7(c)阐述了在纸抹布上倾倒的含CER纤维,水,和己烷的CER纤维浆液。
    图7(d)阐述了在纸抹布上倾倒的含CER纤维,水,和矿物油的CER纤维浆液。
    图8(a)阐述了根据实施例2的方法,由含5.6g CER,水和90R4A的浆液形成的CER纤维网。
    图8(b)阐述了根据实施例2的方法,由含3.5g CER,水和90R4A的浆液形成的CER纤维网。
    图8(c)阐述了根据实施例2的方法,由含3g CER,水和465的浆液形成的CER纤维网。
    图8(d)阐述了根据实施例2的方法,由含0.6g CER,水和465的浆液形成的CER纤维网。
    图8(e)阐述了根据实施例2的方法,由含1gCER,水和10R5的浆液形成的CER纤维网。
    图8(f)阐述了根据实施例2的方法,由含3.5g CER,水和X-100的浆液形成的CER纤维网。
    图9阐述了例举的非织造CNS垫;
    图10阐述了在图9中阐述的例举的非织造CNS垫的EMI导电率和电阻率。
    具体实施方式
    尽管本文描述了各种例举的方法和材料,但通过本发明的一般概念,涵盖与本文描述的那些类似或相当的其他方法与材料。
    除非另外说明,在本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。关于这一点,除非另有说明,在这一文献中给出的成分浓度是指与常规的实践一致地,在母料或浓缩物内这些成分的浓度。
    本文中所使用的术语“施胶剂(sizing agent)”,“纤维施胶剂”,或仅仅“施胶剂(sizing)”共同地是指在制造纤维中作为涂层?;は宋暾?,在复合材料内的纤维和基体材料之间提供强化的界面相互作用,和/或改变和/或提高纤维特定性能所使用的组合物。
    本文中所使用的术语"CER","CER纤维"和"CER纤维结构"共同地是指在纤维基底上原位生长,或者在其他情况下附着,粘附,粘合或固定到纤维基底上的含碳纳米结构(CNS)的纤维。
    根据常规的实践,术语"纤维"或"纤维材料"是指具有纤维结构作为其基本结构组件的任何材料。该术语涵盖纤维,长丝,纱线,丝束,带材,织造和非织造织物,板层(plies),垫子和类似物。
    另外,术语“白水溶液”是指纤维在其内分散的任何含水或非水溶液。术语“白水溶液”可包括含有许多分散介质,粘度改性剂,消泡剂,粘合剂,表面活性剂,杀生物剂和类似物中任何一种的溶液。
    本发明的一般概念涉及碳强化的增强(CER)纤维在白水溶液内的控制分散。该控制分散促进CER纤维的稳定均相分散,这通过CER纤维在白水溶液内的分布均匀度,以及CER纤维随着时间流逝保持分散的能力来测量。不完全分散可导致CER纤维的一些基本性能非所需地 改变或者其他有害的影响。本发明的概念进一步涉及CER纤维在白水溶液中的控制分散以供形成非织造的短切CER纤维垫。然后可与各种应用,例如3-D预成型体,面纱(veil)应用等结合,使用彻底分散的非织造的短切CER纤维垫。
    在一些例举的实施方案中,构成CER纤维基底的增强纤维可包括任何常规的材料,例如玻璃纤维,碳纤维,和类似物。在一些例举的实施方案中,该纤维可包括两种或更多种不同类型基底纤维的混合,例如玻璃和碳纤维二者的混合物。当使用大于一类纤维时,每一类纤维可包括CNSs,或者仅仅一类纤维可包括CNS,而其余类型纤维不含CNS。尽管在本文中增强纤维被描述为玻璃纤维,但要理解,可使用任何常规的增强纤维。术语“增强(reinforcing)”是指该基底赋予另一基底或材料一些有益或在其他情况下所需的性能(例如,增加的强度)。本文中也考虑其他增强基底,例如织造和非织造织物,玻璃球和类似物。
    玻璃可包括适合于特定应用和/或所需产物技术规格的任何类型的玻璃,其中包括常规玻璃。玻璃组合物的非穷举实例包括A-型玻璃纤维,C-型玻璃纤维,G-玻璃纤维,E-型玻璃纤维,S-型玻璃纤维,E-CR-型玻璃纤维(例如,商购于Owens Corning的玻璃纤维),R-型玻璃纤维,羊毛(wool)玻璃纤维或其组合,它们可用作增强纤维。在一些例举的实施方案中,玻璃具有高的杨氏模量和高的拉伸强度二者,且甚至在CNS生长和/或相关的加工存在下,维持这些性能。在一些例举的实施方案中,输入(input)的玻璃是玻璃,它充当低成本,不含硼的E-玻璃和E-CR玻璃增强剂的作用。
    或者,在一些例举的实施方案中,增强纤维可以是一种或多种合成聚合物,例如聚酯,聚酰胺,芳族聚酰胺及其混合物的纤维。该聚合物绳股可单独用作增强纤维材料,或者它们可与玻璃纤维,例如本文描述的那些结合使用。
    增强纤维的长度随所需的特定应用而变化。在一些例举的实施方案中,短切纤维的长度为约0.1-2英寸,和尤其约0.25英寸。该短 切纤维可具有均匀的长度,或者可包括在非织造CER纤维垫内的变化长度。
    图l(a)-(b)阐述了在玻璃纤维14上直接生长或沉积的含CNSs12的例举CER纤维作为高度交联的结构体。CNSs 12从玻璃纤维14向外以随机和结构缠结的方式径向生长,形成渗透的网络,当它们生长时。图2(a)-(d)阐述了在玻璃纤维上的单独的CNSs 12以内和当中可能出现的支化和交联,从而形成高度缠结的网络。在一些例举的实施方案中,CNS支化可起源于在单独的CNTs上沉积的催化剂颗粒的位置。这种支化可包括底部生长支化,其中支化通常在CNT的底部发生;中间生长支化,其中支化通常在沿着CNT的长度上的点处发生;或者顶部生长支化,其中支化通常在已有的CNT的顶部发生。
    在一些例举的实施方案中,在纤维上的CNS负载可以是约2-45%。在一些例举的实施方案中,CNS负载可以是在纤维上负载的约10-30%,和优选约20%??傻鹘贑NS的负载水平,以“微调”所得CER纤维和由其生产的产品的性能。例如,当在制造非织造的短切CER纤维垫中使用所得CER纤维时,可微调在纤维上的CNS负载水平,以影响纤维垫的性能。例如,在所得非织造垫内总的CNS量典型地影响该垫子的机械,热学,电学和物理性能。
    正如所理解的,CER纤维在白水溶液内的均匀分散通常要求CER纤维在白水溶液当中展开(具有通常均匀的数量密度)。由于CNSs通常保持粘附到单独的纤维上,因此该纤维充当支架,辅助分散CNSs在白水溶液当中。然而,由于在CNS之间强的范德华力,或其他相互作用,因此在短切的CER纤维上的CNSs具有亲合力聚集并形成常常具有高度缠结网络的纤维束。典型地,在CER纤维上的CNS负载越高,则在相邻CER纤维当中的吸引越强。
    参考图3,阐述了根据本发明一个实施方案形成非织造CER垫的例举方法。在图3所示的例举实施方案中,使用常规的短切装置310,切碎来自CER纤维包302的CER纤维300,形成短切的CER纤维320。添加短切的CER纤维320到含有白水溶液340的混合罐330中。 按照这一方式使用短切的CER纤维320辅助产生CER纤维在白水溶液内控制、通常均匀的分散。在一些例举的实施方案中,白水溶液340包括含水或非水的分散介质和一种或多种成膜剂,偶联剂,粘合剂,粘度改性剂和添加剂,例如润滑剂,表面活性剂,抗氧化剂和增塑剂。任选地,白水溶液340可进一步包括消泡剂和其他化学试剂,例如杀生物剂和也包括发泡剂,例如胺氧化物表面活性剂体系。
    所使用的粘度改性剂的类型是应用驱动的,且可以是阴离子或阳离子的。通常粘度改性剂是阴离子的。在一些实施方案中,粘度改性剂是聚合物,例如,但不限于,水溶性聚合物,如丙烯酸类聚合物。这种丙烯酸类聚合物可包括聚丙烯酰胺,例如Drewfloc 270。
    例举的成膜剂可包括,但不限于,蜡,聚乙二醇,聚丙二醇,聚己内酯,缩水甘油基醚,环氧树脂,聚氨酯,聚酯醇酸树脂,酰胺酸,丙二醇富马酸酯,丙氧基化双酚-A-马来酸酯,丙氧基化烯丙基醇-马来酸酯,聚乙酸乙烯酯,烯烃,表面活性剂,马来酸化聚丙烯,低分子量聚酯及其混合物。特别地,在一些例举的实施方案中,成膜剂包括一种或多种的聚氨酯,例如U6-01和/或PU401;聚丙烯;聚乙二醇酯,例如PEG 400MO;聚乙烯吡咯烷酮(PVP),例如PVP K-15,PVP K-30,PVP K-90,PVP K-60,和PVP K-120;和环氧树脂,例如EPI-REZTM 3511。另外,成膜剂可包括例如一种或多种的表面活性剂,例如非离子表面活性剂(即,Triton X-100)。偶联剂可包括针对特定应用所需的任何偶联剂。在一些例举的实施方案中,偶联剂可包括一种或多种的醇,胺,酯,醚,烃,硅氧烷,硅氮烷,硅烷,内酰胺,内酯,酸酐,卡宾,氮宾,原酸酯,酰亚胺,烯胺,亚胺,酰胺,酰亚胺,官能化烯烃及其混合物。特别地,在一些例举的实施方案中,偶联剂是选自下述一种或多种中的硅烷:KBM-602(N-(-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷),(γ-2-氨乙基氨基)丙基羟甲基(methol)二甲氧基硅烷,氨丙基二乙氧基硅烷,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(A1100),γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(A-187)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-l74)。
    如上所述,白水溶液340可包括额外的各种添加剂。在一些例举的实施方案中,白水溶液340包括固化剂。固化剂可包括双氰亚胺(dicyandimide)(DICY),它是环氧树脂用的已知固化剂。在一些例举的实施方案中,白水溶液340可进一步包括粘合剂,例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液(即,410)。白水溶液340可进一步包括聚乙烯甲醛/聚乙烯胺或共聚物,它可获自各种来源,其中包括例如9095,9050,9000,5095和1500。
    白水溶液340可进一步包括表面活性剂,例如非离子表面活性剂。例举的非离子表面活性剂可包括长链醇,聚氧亚乙基二醇烷基醚,聚氧亚丙基二醇烷基醚,糖苷,烷基醚,聚氧亚乙基二醇烷基苯酚醚,甘油烷基酯,聚氧亚乙基二醇脱水山梨醇烷基酯,脱水山梨醇烷基酯,聚乙氧基化牛油胺,椰油酰胺DEA,椰油酰胺MEA,十二烷基二甲基胺氧化物,泊洛沙姆,聚乙烯胺聚酰胺盐,乙氧基化炔属二醇和辛基苯氧基聚乙氧基乙醇。
    在一些例举的实施方案中,白水溶液340包括一种或多种成膜剂,偶联剂和任选的添加剂。在一些例举的实施方案中,白水溶液340包括约70-约99wt%成膜剂,约1-约30wt%偶联剂和约0-约20wt%任选的添加剂。在其他的例举实施方案中,白水溶液340包括约80-约90wt%成膜剂,约10-约20wt%偶联剂和约0-约10wt%添加剂。
    另外,在一些例举的实施方案中,在白水溶液340内包括粘合剂。该粘合剂可包括例如丙烯酸类或丙烯酸酯粘合剂,苯乙烯丙烯腈粘合剂,苯乙烯丁二烯橡胶粘合剂,脲醛粘合剂,或其混合物。
    在一些例举的实施方案中,在搅拌下,例如通过机械搅拌,混合CER纤维,形成短切的CER纤维浆液。再次参考图3,在白水溶液340内,通过任选的机械搅拌装置350,搅拌在所阐述的例举实施方案中的短切的CER纤维330?;到涟璺椒砂ú捎貌拥募虻ソ涟?,采用搅拌叶片的搅拌,磁搅拌器,搅拌泵,和其他机械搅拌方法。常规地,在没有额外的分散方式,例如超声和/或使用锥形管的情况下,游离的CNTs不是完全可分散的。在超声期间,使用一次或多次脉冲, 断开CNT纤维束。使用锥形管会增加浆液的速度,从而引起CNTs剪切,且还赋予该体系能量。然而,使用CER纤维允许在目前实践的分散方法内,在没有任何更新(updates)或添加昂贵的分散设备,例如前述超声和锥形管装置到该体系上的情况下,发生分散,虽然如此,但可使用这种分散方式。
    在一些例举的实施方案中,白水溶液340可包括含水或非水的分散介质,它们可包括例如水,己烷或油,例如矿物油和其他较低分子量类型的油。若分散介质包括矿物油或己烷,则可在搅拌下,在没有或最小来自额外分散方式的辅助下发生CER纤维的分散。这是因为油和己烷二者均是非极性物质,和因此通常与CER纤维上的非极性的CNSs相容。这是因为一般地,具有类似分子间力的两种材料在彼此内可溶。例如,非极性材料通常在非极性材料内混合并溶解。另外,矿物油具有高的粘度,这有助于CER纤维分散且还辅助降低白水溶液的表面张力,从而对CER纤维的分散作出贡献。
    典型地,当在水中分散CER纤维且机械/物理搅拌时,CER纤维在水面上漂浮,因为非极性的CER纤维在高度极性的水中不可溶。CNSs的非极性的疏水表面使得CER纤维在常规的白水溶液中分散困难。因此,在没有包括额外材料以改进纤维在极性和/或水-基溶液内的溶解度的情况下,CER纤维通常无法实现完全分散。
    在某些例举的实施方案中,尤其当分散介质是含水介质时,白水溶液340将另外包括表面活性剂包,以辅助分散并稳定CER纤维。正如很好地理解的,表面活性剂通常是两性分子,这意味着它们拥有极性和非极性部分二者。极性部分显示出对极性溶剂,尤其水强烈的亲和性,和非极性部分显示出对CER纤维的非极性CNSs强烈的亲和性。由于这一双重的亲和性,因此表面活性剂倾向于迁移到不混溶溶液的界面处并取向自身,其方式使得极性基团与水相互作用和非极性基团与溶液的非极性部分相互作用。
    在分散介质内有效地分散CER纤维所需的表面活性剂量随各种因素而变化,例如表面活性剂的组成,分散介质,在CER纤维上CNSs 的化学构成,待分散的CER纤维的总表面积,和所需的分散程度。所添加的表面活性剂量将影响该分散体的稳定性。术语“稳定性”是指随着时间流逝,分散的CER纤维在溶液内保持分散且没有聚集或结块的能力。另外,表面活性剂与CER之比可决定分散程度。通常对于某些应用来说,一定程度的结块是所需的。因此,通过改变这一表面活性剂与CER之比,可控制分散程度。
    表面活性剂包可包括一种或多种表面活性剂。在一些例举的实施方案中,在该包内包括的表面活性剂包括非离子表面活性剂;然而,可在各种实施方案中使用非离子和离子表面活性剂的混合物。所选的表面活性剂在白水溶液中所使用的特定的分散介质内应当可溶或者可分散。在一些例举的实施方案中,所包括的表面活性剂包含环氧乙烷族的那些,例如烷基苯氧基聚环氧乙烷醇,和炔属醇??砂ㄔ诒砻婊钚约涟诘谋砻婊钚约恋氖道ǎ?
    a)Surfynol(乙氧基化的2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇):

    b)Nanosperse AQ:

    2,4,7,9-四甲基-5-癸炔
    c)Dow Chemical的Triton X-(4-辛基苯酚聚乙氧化物):

    d)90R4(乙二胺四(乙氧基化物-嵌-oropxylate)四醇,和

    e)10R5(聚(丙二醇)-嵌-聚(乙二醇)-嵌-聚(丙二醇):

    f)聚乙烯醇:

    465是一种非离子表面活性剂,它包括通过分子链段连接的两个亲水头,和两个疏水尾。通过使各种用量的环氧乙烷与炔属二醇反应,形成表面活性剂。X-100是一种非离子表面活性剂,它具有亲水的聚环氧乙烷基团和烃亲脂或疏水基团。X-100由与环氧乙烷聚合的辛基苯酚形成且每一分子包括平均9.5个环氧乙烷单元,且平均分子量为625g mol-1。90R4 是一种具有仲羟基端基的四官能的嵌段共聚物表面活性剂。10R5是一种具有仲羟基端基的双官能嵌段共聚物表面活性剂。Nanosperse AQ是一种可商购的表面活性剂包,它是阴离子/非离子分散体的共混物。聚乙烯醇是一种水溶性的聚合物。
    尽管没有束缚于理论,但通过在CNSs表面上吸附,表面活性剂起作用。表面活性剂含有包围在CER纤维上的CNS的疏水部分,从而提供分离并分散纤维的方式。表面活性剂的疏水部分与CER/CNS界面相互作用,从而通过在白水溶液内掺入CER纤维的疏水层,产生分层效果。该分层效果允许CER纤维在白水当中控制的彻底分散。表面活性剂还降低液体的表面张力以及白水溶液内液体的不同相之间的界面张力。
    通过其亲水-亲油平衡值(HLB)来确定特定的表面活性剂包的分散能力,亲水-亲油平衡值测量它是亲水或亲油的程度。若表面活性剂包具有低的HLB值,则它更加亲油,且来自亲水部分的贡献较小,这提供CNS更多的润湿。若HLB高,则表面活性剂包经历来自亲水部分的较高的贡献和CNS较少润湿。因此,若期望增加润湿,则低HLB表面活性剂包的浓度需要增加。例如,Surfynol 465的HLB为13.0和Triton X-100的HLB为13.4。该HLB意味着这些表面活性剂比相同量的HLB值为(1.0-7.0)的Tetronic 90R4将完成更彻底的分散。
    在白水溶液内CER纤维的控制分散可另外或替代地通过给白水溶液充气来实现。在一些例举的实施方案中,或者当CER纤维加入到混合罐中时或者在添加CER纤维之后,通过使白水溶液发泡(例如通过机械搅拌或者注入空气到白水溶液内),实现白水溶液的充气。泡沫可包括规则的空气补充,其中包括氮气和氧气。泡沫内的氧气是疏水的,它将与CER纤维上的CNS强烈地相互作用,使得CER纤维将粘附到泡沫内的气泡上,进而在白水溶液当中分散CER纤维。给白水溶液充气可独立地作为一种分散方式发生,或者与表面活性剂体系联合发生。
    另外或者在备选方案中,可化学或物理地官能化CNSs的表面,克服CNS在极性溶液内的不溶性。官能化包括固定某些分子或官能团到 CNSs的表面上。在添加CER纤维到白水溶液内之前,可通过使各种添加剂与CNS相互作用,保持CNS表面的官能化,或者可将添加剂直接引入到白水溶液内。官能化提高CER纤维在溶剂内的溶解度,并通过添加官能团到CNS的表面上,防止聚集。若通过官能化来改性CNS表面,则纳米结构和周围之间的相互作用受到影响,和具体类型的官能团可按照不同方式影响相互作用。
    在一些例举的实施方案中,通过将表面活性剂接枝到CNSs的表面上,发生CNSs表面的官能化。表面活性剂和CNSs变为单一的结构,而不是单独的部分。在一些例举的实施方案中,通过引入氧化剂,例如过硫酸钾,高锰酸钾,过氧化物,臭氧,过氧化物,电晕放电,氢气,有机过氧化物和MCPD(3-单氯丙烷-l,2-二醇),发生官能化。氧化剂与CNS反应并氧化CNS表面上的不同的原子,从而产生极性区域,所述极性区域将更加容易地在非极性介质内分散。CNS的这一部分氧化将该结构从疏水改性为更加相容的亲水,从而更加容易分散。
    另外,在一些例举的实施方案中,可通过在CNSs的表面上引入羧酸基,酸处理CNSs,这会导致极性溶剂稳定化。酸可包括piranha溶液(硫酸和过氧化氢的混合物)和其他强酸。
    例举的方法
    如上所述,尽管可在生产CER纤维中使用本文描述的一种或多种增强纤维,但要注意,本文描述的例举的方法包括增强纤维(它是单一类型的玻璃纤维)。正如本领域已知的,可通过使熔融玻璃材料的物流拉细通过加热的套管(bushing),形成基本上连续的玻璃纤维,从而形成玻璃纤维。根据已知的成束或包装方法,将连续纤维在一起成束,形成玻璃纤维粗纱或其他包装,它们本身又可以在本发明的方法中使用。
    在形成纤维工艺期间的任何时刻处,可用化学组合物(即施胶剂)涂布纤维?;蛘?,可用含催化剂的催化组合物涂布纤维。在一些例举的实施方案中,施胶剂/催化剂组合物可施加到含一种或多种以上所述的施胶剂成分以及催化剂的纤维上。该催化剂可以是任何形式,其中 包括固体,液体,气体,和类似形式??赏ü屎嫌谒璧腃ER生长的任何方法,其中包括湿润辊,浸涂,滑涂(slide)或喷涂,施加施胶剂/催化组合物到纤维上,在纤维上实现所需量的催化组合物。
    在一个例举的方法中,用施胶剂/催化组合物涂布的玻璃纤维粗纱进入CER生长加工段,使得CNSs在输入的玻璃纤维绳股的表面上直接(即,原位)生长,或者在其他情况下,固定,粘附,粘合,或附着到纤维基底上。在生长腔室内进行CER的生长加工段,且它包括在生长腔室的各部分内可能发生的各种步骤。生长腔室可包括单一连续的腔室,或者它可包括多个相连的子-腔室。
    在例举的方法中,玻璃纤维从具有CNS涂层的生长腔室中出来,从而形成CER纤维。然后可短切CER纤维形成短切的CER纤维,以供使用本文描述的例举方法,进一步加工成非织造的CER纤维玻璃垫?;蛘?,可从CER纤维中收获(harvest)CNSs以供使用本文描述的例举方法,在形成CNS非织造垫中使用。
    再次参考图3,在形成CER非织造垫的一个例举方法中,在配有任选的机械搅拌装置350的混合罐330内制备白水溶液340。如上所述,白水溶液的特定组分随所需的性能和应用而变化。在一些例举的实施方案中,白水溶液包括含水或非水分散介质和粘度改性剂,且任选地添加消泡剂和杀生物剂。一般地,若CNSs发挥杀生物剂和/或消泡功能,则单独的消泡剂,杀生物剂和其他化学添加剂可以是不需要的且省去(leave out of)白水溶液。当分散介质是含水液体,例如水时,可包括表面活性剂包,以促进并控制CER纤维分散。
    一旦混合白水溶液,则将多个短切的CER纤维320加入到白水中并搅拌,直到CER纤维彻底分散,形成短切的CER纤维浆液。在形成短切CER纤维浆液期间的任何时刻,可任选地通过引入天然空气的气泡或泡沫,给分散体充气。CER纤维粘附到气泡上,从而引起CER纤维在浆液内进一步分散。
    在一些例举的实施方案中,使短切的CER纤维浆液流入到第二混合罐(称为恒定液面室(constant level chest))内,并搅拌,进一步 在白水内分散纤维。恒定液面室的操作类似于水塔,其中水上升产生传输浆液到传输器体系中的压力以供形成非织造织物。任选地,浆液可经历在恒定液面室内充气。除了在第一混合罐内充气以外,也可进行浆液的充气,或者浆液的充气可以是该系统内唯一发生的充气。
    再次参考图3,然后使短切的CER纤维浆液流入到任选的网前箱(head box)360内,在此浆液以纤维网形式随机沉积在多孔传输器370上??墒褂眯矶喑9娴淖品椒ㄖ械娜魏我恢?,将CER纤维浆液从混合罐转移到任选的网前箱360中,和从任选的网前箱360转移到传输器370中。相向地(vis-a-vis)或者使用一系列任选的真空装置(vacuums)380或其他湿气除去装置,从纤维网中除去过量的水,形成CER纤维网。然后施加粘合剂到纤维网上,然后使粘合剂涂布的纤维网穿过任选的干燥烘箱382,除去任何残留的水并固化粘合剂,从而形成非织造的短切CER纤维玻璃垫390。粘合剂可以是丙烯酸类或丙烯酸酯粘合剂,苯乙烯丙烯腈粘合剂,苯乙烯丁二烯橡胶粘合剂,脲醛粘合剂,或其混合物。由于非织造的短切CER玻璃纤维垫可到达传输器的末端,因此该垫子可在任选的张力辊(未示出)上收卷,使垫子滚动以供随后使用。
    本发明的一般概念还涉及CNSs在白水溶液内的控制分散。在各种额外的例举实施方案中,不是作为整体分散短切的CER纤维,而是可从CER纤维的表面收获CNSs并直接在白水溶液内分散。收获CNSs的方法可包括各种收获技术。参考图4,在形成非织造CNS垫的方法的一个例举的实施方案中,可通过使从CER纤维包302中牵拉出的一个或多个CER纤维300穿过含白水溶液340的混合罐330(利用一个或多个辊420或其他装置,在白水溶液340内浸没CER纤维300),收获CNSs 410。然后将CER纤维300牵引通过剥棉辊模头(stripper die)430,或具有窄的小孔的其他装置,从CER纤维300中除去CNSs410。在一些例举的实施方案中,每次使一根CER纤维300穿过剥棉辊模头430。在各种额外的实施方案中,可同时使多根CER纤维一起穿过剥棉辊模头。
    当CER纤维300穿过剥棉辊模头430时,可剪断,或者在其他情况下,将CNSs 410从CER纤维300中除去,并收集回到混合罐330内的白水溶液340中。剥棉辊模头430可位于混合罐330内的白水溶液340的内部或外部。在一些例举的实施方案中,白水溶液包括含水或非水分散介质,和一个或多个成膜剂,偶联剂,粘度改性剂和添加剂,例如润滑剂,表面活性剂,抗氧化剂和增塑剂。另外,在一些例举的实施方案中,粘合剂包括在白水溶液内。粘合剂可包括例如丙烯酸或丙烯酸酯粘合剂,苯乙烯丙烯腈粘合剂,苯乙烯丁二烯橡胶粘合剂,脲醛粘合剂或其混合物。应当理解,与CER纤维的分散有关的白水溶液和各种分散技术和方法方面的前面讨论的全部内容也可应用到从CER纤维中收获的CNSs的分散上。
    当CNSs 310滴落到白水溶液340内时,CNSs可基本上保持互连的支化形式。这种互连性辅助CNSs在白水溶液340内分散,从而生成CNS浆液。进一步可通过以上所述的任何一种方法,例如机械搅拌来分散在浆液内的CNSs 410。在图4所示的例举方法中,通过任选的机械搅拌装置350,在混合罐330内搅拌CNSs 410??稍诨旌瞎?30内的白水溶液340中进行这种额外的分散方法,或者可使CNS浆液流入到任选的第二混合罐内以供进行进一步的任选的分散工艺步骤。
    在图4所示的例举方法中,白水溶液340保持在混合罐330内,所述混合罐330包含在该混合罐底部处定位的任选的筛网440,使得当溶液340从混合罐中排放时,CNSs 410以分散的方式沉积在筛网上?;蛘?,筛网可定位在第二混合罐内,若使用任何辅助的分散方法的话。在筛网440上沉积的CNSs 410然后可流经烘箱(未示出)或其他固化装置,固化在白水溶液内而已涂布在CNSs上的粘合剂,形成CNS非织造垫。在其他的例举实施方案中,在筛网上沉积CNSs之后,或者作为添加粘合剂到白水溶液中的替代,或者除了添加粘合剂到白水溶液中,施加粘合剂到CNSs上。在各种实施方案中,固化CNSs,同时仍然在筛网上,但在各种额外的实施方案中,在固化之前,从筛网上除去CNSs。
    在各种额外的实施方案中,在CER纤维没有首先流经白水溶液的情况下,可从CER纤维中除去CNSs。例如,在图5所示的例举方法中,剪断CNSs 410或者在其他情况下,在没有使CER纤维300首先穿过白水溶液340或者用白水溶液340涂布的情况下,通过使CER纤维300穿过剥棉辊模头430,从CER纤维300中除去CNSs 410,并在含白水溶液340的混合罐330内收集。然后可分散CNSs 410,并可使用本文前面描述的任何一种方法,形成CNS非织造垫。
    在一些例举的实施方案中,CNS非织造垫是导电的且可用于受益于这种导电性的应用中,从而导致改进的EMI屏蔽有效性(SE)和/或静电耗散(ESD)。在一些实施方案中,在约10kHz至40,000MHz的频率范围和0.005至1英寸的厚度内,EMI SE为约20至100dBs。
    在一些例举的实施方案中,在30至2000MHz的频率范围内,在0.005至1英寸的厚度下,该复合材料具有约40至100dBs的EMISE。
    由于一般地描述了本发明的一般概念的各种例举实施方案,可通过参考以下阐述的某些具体实施例,获得其进一步理解,这些实施例仅仅为了阐述目的而提供,而不意欲包括或限制,除非另有说明。
    实施例1:
    在小烧杯内,将约20片0.25英寸的短切CER纤维(它包括约17.5%CNS的负载)加入到约30ml溶液中。测试五种不同的溶液:水,矿物油,己烷,水+465,以及水+X-100。摇动该烧杯,在该溶液当中分散CER纤维。图7(a)阐述了在摇动烧杯之后,含该溶液和CER纤维的例举烧杯。然后将该溶液倾倒在纸抹布上,如图7(b)所示。然后干燥在纸抹布上沉积的CER纤维,从筛网上作为非织造垫取下,并分析分散质量。在该水溶液中没有观察到分散。
    在图7(a)-(d)中阐述了残留溶液的结果。特别地,图7(a)阐述了CER纤维在水+465中的分散,图7(b)阐述了CER纤维在水+X-100中的分散,图7(c)阐述了CER纤维在己烷中的分散,和图7(d)阐述了CER纤维在矿物油中的分散。
    实施例2:
    通过在混合管内包含的30ml白水溶液中,添加约20片0.25英寸的短切CER纤维(它包括约17.5%CNS的负载),制备非织造的CER纤维垫?;到涟鐲ER/白水溶液,在白水内分散CER纤维,形成浆液。然后将浆液倾倒在烧杯内烧杯(beaker-in-beaker)的装置中,该装置由具有小烧杯在大烧杯的内部底部完全翻转的大烧杯组成,使得小烧杯底部在大烧杯内部垂直延伸。
    然后在第二烧杯的底部上放置中等尺寸的烧杯,该中等尺寸的烧杯具有在烧杯底部内切割的孔和在切割-孔的底部上布置的筛网,并在第三烧杯内,将浆液倾倒在筛网上。将浆液倾倒在烧杯内烧杯的构造中,在第二烧杯底部上推倒(push down)第三烧杯,使得筛网保持驻留在第二烧杯底部上。然后与在其上布置的CER纤维一起牵引出筛网,在筛网上形成CER纤维网。使用纸抹布和/或真空,部分干燥筛网和CER纤维网,除去过量溶液。从筛网中取下非织造垫并分析分散。以下列出了每一试验的具体细节。
    在白水溶液中使用各种表面活性剂,重复以上所述的方法。在第一试验中,混合5ml465与750ml去离子水。向这一混合物中添加3g 0.25英寸具有约17.5%CNS负载的短切的CER纤维。在图8(c)中阐述了分散结果。测定到3g CER纤维太多,因此重复465试验,但包括约1/5CER纤维材料或0.6g。在图8(d)中阐述了分散结果。
    然后使用10R5作为表面活性剂,重复该方法。具体地,添加10ml10R5到750ml去离子水中。向这一溶液中添加约1g具有约17.5%CNS负载的CER纤维。在图8(e)中阐述了结果。
    再次重复该方法,此刻通过添加10ml90R4A到约700-750ml去离子水中。在两个试验中使用这一溶液:一个引入5.6g具有约17.5%CNS负载的CER纤维,和一个引入3.5g具有约17.5%CNS负载的CER纤维。在图8(a)和(b)中分别阐述了每一试验的结果。
    再次重复上述方法,其中包括约10mlX-100和约700-750ml去离子水的溶液。向这一溶液中添加约3.5g具有约17.5%CNS负载的CER纤维。在图8(f)中阐述了分散结果。
    一般地,引入465,10R5,和90R4的溶液各自证明了CER纤维的彻底分散。含X-100的溶液还证明是良好的分散体;然而,该溶液变得起泡沫。
    实施例3-己烷分散剂
    通过引入约1/4英寸具有约17.5%CNS负载的短切CER纤维到两个混合罐内,在水中比较使用己烷作为分散介质的分散。第一混合罐由水组成和第二混合罐包括己烷。当混合CER纤维与水时,纤维漂浮到顶部,和甚至当用塑料吸管工具(eyedropper)向下推时也没有分散。尽管当采用吸管工具操作时,CER纤维分离成小的纤维束,但该纤维漂浮到混合罐的顶部。相反,当添加CER纤维到己烷溶液中时,纤维下沉到混合罐的底部并当用吸管工具搅拌时分散。己烷容易润湿CNSs,因为己烷非常疏水和因此与CER纤维上的CNS相容。
    然后将5ml465加入到水和己烷的混合罐中。当添加到水罐中时,CER纤维下沉,且可以变为较小的纤维束并分散,当用塑料吸管工具搅拌时。使用降低水的表面张力,从而使得它“更湿润”和与CER纤维更相容。润湿是液体维持与固体表面接触的能力,其来自于分子间的相互作用,当二者被带到在一起时。通过在粘合和内聚力之间的力的平衡,来测定润湿程度(可湿性)。另外,当将465加入到己烷罐内时,CER纤维分散更加彻底。然而,465结构的三键部分与己烷相容,且倾向于从溶液中析出,从而引起溶液变得浑浊。当添加更多己烷时,该溶液连续变得更加浑浊,这因不相容性引起,从而表明不可能与己烷相容。
    实施例4-收获CNS
    通过使一系列的单独的CER纤维穿过含有分散的含水介质,粘合 剂和粘度改性剂的白水溶液浴,制备非织造的CNS垫。正如本文前面描述的,使CER纤维穿过剥棉辊模头。当CER纤维穿过该模头时,剪断CNSs并收集回到白水溶液浴内。然后将CNS/白水溶液引入到辅助混合罐内,所述辅助混合罐包括位于混合罐底部的筛网。从罐中排放该白水溶液,从而引起CNSs在筛网上沉积,形成CNS纤维网。然后固化CNS纤维网,形成CNS非织造垫,如图9所示。
    所形成的例举CNS非织造垫的厚度为0.0065英寸。测试该垫子的EMI导电率和电阻率。如图10所示,采用约0至0.5GHz的增加频率,EMI屏蔽效率(dB)从约17dB增加到约26dB。在高于0.5gHz的频率下,屏蔽效果在约26dBs下稳定。CNS非织造垫证明了本体电阻率为2.7x 105Ω*cm和表面电阻率为4.6x 102Ω*cm。
    以上既一般地,又相对于各种例举的实施方案描述了本发明的一般概念。尽管在认为例举的阐述性实施方案中列出了本发明的一般概念,但可在一般的公开内容中选择本领域技术人员已知的宽泛的各种备选方案。
    要理解,可在没有脱离本发明的范围情况下,作出各种变化,本发明的范围不要被视为限制到说明书中描述的内容上。尽管通过描述本发明的实施方案阐述了本发明,和尽管显著详细地描述了各实施方案,但申请人的意图不是约束或者绝不限制本发明的范围到这种细节上。额外的优点和修饰对本领域技术人员来说是容易想到的。因此,在本发明的较宽方面中的本发明的概念没有被限制到所描述的具体细节,代表性装置和阐述性的实施例上。因此,可在没有脱离申请人的本发明一般概念的精神或范围的情况下,由这种细节作出偏离。
    尽管正如在例举的实施方案中组合体现的,可在本文中描述并阐述本发明的各种方面,概念和特征,这些各种方面,概念和特征可在许多备选的实施方案中,或者单独地或者以它们的各种组合和子-组合的形式使用。除非在本文中明确地排除,否则所有这种组合和子-组合意欲在本发明的范围内。仍然进一步地,尽管本文可以描述关于本发明的各方面,概念和特征的各种备选的实施方案,例如备选的材料, 构造,方法,装置和组分,关于形式,合适性(fit)和功能的备选等等,但这种说明并不意欲可获得的备选实施方案的完全或穷举列表,不管它们是目前已知还是随后开发的。本领域技术人员可容易地采用一个或多个本发明的方面,概念或特征到额外的实施方案中,并在本发明的范围内使用,即使这种实施方案没有明确地在本文中公开。另外,即使本文中描述了本发明的某些特征,概念或方面作为优选的布局或方法,但这种说明并不意欲建议要求或需要这种特征,除非明确地如此描述。仍然进一步地,可包括例举或代表性的数值和范围,以辅助理解本发明的公开内容,然而,这些数值和范围不要在限制意义上解释且意欲为关键值或范围,只有当如此明确地描述时。而且,尽管本文可明确地鉴定各方面,特征和概念作为发明或形成本发明的一部分,但这种鉴定并不意欲排斥性的,相反可存在本文完全描述但没有明确地原样鉴定或作为具体的发明的一部分的本发明的方面,概念和特征,本发明在所附权利要求中列出。例举方法或工艺的说明不限于包括在所有情况下要求的所有步骤,也不限制列出被视为要求或必须的各步骤的顺序,除非明确地如此描述。在其他情况下,没有限制本发明的一般概念,除在以下的权利要求中引述之外。

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