阅读说明：本技术 提高刚度的增强纤维 (Reinforcing fiber with improved stiffness ) 是由 D·R·哈特曼 D·L·莫尔纳 C·E·桑托斯 D·维尔奈特 M·柏奇特 J·菲斯 于 2018-04-05 设计创作，主要内容包括：提供了一种刚化的增强纤维,其包括设置在其上的表面处理。所述表面处理包括至少一种成膜剂。所述刚化的增强纤维的刚度比未经表面处理的其他方面其他方面相同的增强纤维高至少50％。(A stiffened reinforcing fiber is provided that includes a surface treatment disposed thereon. The surface treatment comprises at least one film-forming agent. The stiffened reinforcing fiber has a stiffness that is at least 50% greater than an otherwise identical reinforcing fiber that has not been surface treated.)

具体实施方式

，其理解是将本发明视为示例性的一般发明概念。因此，本发明总的发明构思并不旨在限于本文所示的具体实施方式。

除非另有定义，本文使用的术语具有与围绕总体发明构思的本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。本文使用的术语仅用于描述总体发明构思的示例性实施方式，并不旨在限制总体发明构思。如在本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“约”是指在值的+/-10％以内，或更优选地，在值的+/-5％以内，最优选在值的+/-1％以内。

如本文所用，术语“润湿”是指树脂结合至纤维表面并均匀地铺展并结合至纤维表面的能力。润湿是由液体和固体表面之间的分子间相互作用引起的。

如本文所用，术语“丝束”是指细丝的大集合，其通常同时形成并且任选地涂布有施胶组合物。丝束由它们所包含的纤维丝的数量来命名。例如，一个12k的丝束包含约12,000个细丝。

如本文所用，术语“粗纱”是指非有意捻的平行绳股(组合式粗纱)或平行连续细丝(直接粗纱)的集合。粗纱包括单头粗纱和多头粗纱(“MER”)。单头粗纱是指将连续细丝捆绑成离散绳股的单束纤维。多头粗纱由多根离散的绳股构成，每根绳股均具有多根连续的细丝。在本文中与细丝、绳股或粗纱结合使用的术语“连续的”是指细丝、绳股或粗纱通常具有显著的长度，但是不应理解为该长度是无穷的或无限的。

本发明涉及赋予增加的、可调节的刚度的增强纤维例如碳纤维的方法。所述增强纤维可包括适合于为所得的复合材料提供期望的结构质量，并且在某些情况下还增强热性能的任何类型的纤维。这样的增强纤维可以是有机、无机或天然纤维。在一些示例性实施方案中，增强纤维由玻璃、碳、芳族聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、碳化硅(SiC)、氮化硼等中的任何一种或多种制成。在一些示例性实施方案中，增强纤维包括玻璃、碳和芳族聚酰胺纤维中的一种或多种。在一些示例性实施方案中，增强纤维是碳纤维。应当理解，尽管本申请通常将增强纤维称为碳纤维，但是增强纤维不受限于此，并且可以可替代地或另外地包括本文所述或本领域已知的任何增强纤维(现在或在将来)。

碳纤维通常是疏水的导电纤维，其具有高劲度、高拉伸强度、耐高温、和低热膨胀，且通常轻质，从而使得它们在形成增强复合材料中流行。但是，碳纤维可能会导致加工困难，从而导致产品制造速度降低且成本更高。例如，当保持平行于地面时，常规的碳纤维通常由于重力而下垂和弯曲。由于缺乏刚度，纤维难以截切并在下游制造过程中使用。进一步的问题包括在加工期间发生的摩擦、拉拔和延展运动期间纤维断裂和/或磨损的趋势。这种断裂和磨损会导致颗粒释放到大气中，并在纤维上形成“绒毛”。除了加工困难之外，碳纤维还具有疏水性并且易于团聚，从而使其比传统基质中的亲水性玻璃纤维更难以润湿。

碳纤维可以是乱层或石墨碳纤维，或者具有乱层和石墨部分一起存在的混合结构，这取决于制造纤维所使用的前体。在乱层碳纤维中，碳原子的片材随意折叠或一起卷曲。由聚丙烯腈(PAN)衍生的碳纤维是乱层弹性体，而由中间相沥青衍生的碳纤维在超过2200℃的温度下热处理后是石墨碳纤维。在一些示例性的实施方案中，本发明的碳纤维衍生于PAN。

在一些示例性实施方案中，本发明的增强纤维涂布有施胶组合物，以在处理期间保护纤维、改善机械性能和/或促进热和水解稳定性。施胶组合物还可形成表面官能团，以在聚合物基体内促进改进的化学粘结和均匀混合。纤维的均匀混合或在聚合物基质材料内“润湿”是增强材料如何好地被聚合物基体包封的量度。理想的是使增强纤维完全湿润且没有干纤维。在此初始加工过程中不完全润湿会负面影响后续加工以及最终复合材料的表面特性。

在纤维形成工艺期间任意时间(例如，在包装或储存所形成的纤维之前)，可将用量为纤维固体重量约0.5％至约5％，或纤维固体重量约1.0％至约2.0％的施胶组合物施加到增强纤维上。或者，在形成纤维之后(例如，在包装或储存纤维之后)，可用施胶组合物涂布所述纤维。在一些示例性的实施方案中，施胶组合物是水性基组合物，例如悬浮液或乳液。施胶组合物可包括至少一种成膜剂。成膜剂将单独的细丝保持在一起，以辅助形成纤维并保护细丝避免因磨蚀引起的损坏，所述磨蚀包括，但不限于细丝间的磨蚀。可接受的成膜剂包括例如聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、改性聚烯烃、聚酯、环氧化物、及其混合物。成膜剂还辅助提高增强纤维与各种树脂体系的粘结特征。在一些示例性的实施方案中，施胶组合物辅助增强纤维与环氧树脂、聚氨酯、聚酯、尼龙、酚醛树脂、和/或乙烯基酯树脂的增容。

特别对于碳纤维，这些纤维通常以在卷轴上缠绕的连续丝束形式供应。丝束内的每一碳细丝是直径为约5μm至约10μm的连续圆柱体。碳丝束具有宽泛的各种尺寸，从1k，3k，6k，12k，24k，50k到多于50k等。K值表示在丝束内的单独碳细丝的数量。例如12k丝束由约12,000根碳细丝组成，而50k丝束由约50,000根碳细丝组成。

为了获得微细丝束(例如12k或更小)，必须将碳制造为微细的碳丝束，或者必须将较大的碳丝束分开以减少其细丝数。分开高碳纤维束(例如24k、50k或更大)成较小的劈叉(例如小于12k)有助于在加工纤维束时提供更好的树脂浸渍性和更好的分散性。

在一些示例性的实施方案中，碳纤维丝束可以铺展以各个碳细丝分开，并开始产生多根较薄的纤维束。然后在张力下拉动铺展的碳纤维，以维持一致的铺展和进一步增加纤维之间的铺展。例如，宽度为约3/8"至约1/2的多根碳纤维可沿着各种辊在张力下拉动，形成约3/4"至约1¹/₂"的铺展。应当设定辊的角度和半径，以维持不是太高的张力，所述张力可一起往回拉动铺展的纤维。

已经发现，在增强纤维的形成或加工过程中的任何时间对增强纤维进行表面处理可增加纤维的刚度并改善其可加工性。可以在形成增强纤维时(例如，当PAN转换为碳纤维时)进行表面处理。替代地或另外地，可以在用施胶组合物施胶增强纤维并且至少部分地固化之后进行表面处理。替代地，另外地，可以在增强纤维被进一步处理之后，例如在碳纤维被铺展和/或分开成较小的纤维束之后，进行表面处理。

如本文所用，表面处理可以有多种形式，例如涂料组合物。示例性涂料组合物公开于PCT/US16/55936，其公开内容通过引用整体并入本文。该表面处理可以进一步包括热处理，所述热处理用于促进来自施胶组合物的先前施加的存在于纤维上的化学物质的交联。在一些示例性实施方案中，通过使纤维通过加热的辊上方或通过使用加热的空气(例如烘箱)来进行热处理。在一些示例性实施方案中，表面处理包括将先前涂布有施胶组合物的纤维暴露于高湿度的环境中，由此通过添加水分，存在于纤维上的化学物质形成交联。在其他示例性实施方案中，表面处理可以包括物理处理和/或等离子体处理。

在一些示例性实施方案中，表面处理是含水水性涂料组合物，其包含约2.5重量％至约5.0重量％的固体，或约3.0重量％至约4.5重量％的固体，或约3.5重量％至约4.0重量％的固体，基于含水组合物的总固体含量。一旦涂布到纤维上，所述涂料组合物的固含量为约0.1重量％至约5.0重量％，或为约0.5重量％至约2.0重量％的活性绳股固体的量，或为约0.5重量％至约1.0重量％的活性绳股固体。

在一些实例性的实施方案中，所述含水涂料组合物包括至少一种成膜剂。例如，涂料组合物可包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙酸乙烯酯(PVA)、和聚氨酯(PU)和环氧树脂中的一种或多种作为成膜剂。

聚乙烯吡咯烷酮以K-值表征的若干分子量等级存在。例如且绝不限制，PVP K-12的分子量为约4,000至约6,000；PVP K-15的分子量为约6,000至约15,000；PVP K-30的分子量为约40,000至约80,000；和PVP K-90的分子量为约1,000,000至约1,700,000。在一些示例性的实施方案中，成膜剂包括PVP K-90。

成膜剂在涂料组合物内的存在量为约0.5重量至约5.0重量％，或约1.0重量至约4.75重量％，或约3.0重量至约4.0重量％，基于含水组合物的总固体含量。一旦施加到纤维绳股上，则成膜剂的存在量可以是约0.1重量至约2.0重量％的绳股固体，或约0.3重量至约0.6重量％的绳股固体。

在一些示例性的实施方案中，所述涂料组合物另外包括增容剂。增容剂可在成膜剂、增强(例如碳)纤维和树脂界面之间协同提供各种功能。在一些示例性的实施方案中，增容剂包括偶联剂例如硅酮-基偶联剂(例如，硅烷偶联剂)、钛酸酯偶联剂或锆酸酯偶联剂。在具有羟基的无机基底(所述羟基可与含硅烷醇的反应性基团反应)用施胶组合物中常规地使用硅烷偶联剂。尽管这种偶联剂常规地用于玻璃纤维用施胶组合物，但是碱金属氧化物和碳酸盐不能与Si-O形成稳定的键。但是，令人惊奇地发现，在随后的加工和分开期间，在本发明的表面处理中使用这种偶联剂事实上确实起到提供成膜聚合物对非-玻璃(即，碳)纤维粘合的作用并降低起毛或断裂的纤维细丝水平。可适合于在涂料组合物中使用的硅烷偶联剂的实例包括特征在于官能团丙烯酰基、烷基、氨基、环氧基、乙烯基、叠氮基、脲基和异氰酸酯基的那些。

在涂料组合物中使用的合适的硅烷偶联剂包括，但不限于γ-氨丙基三乙氧基硅烷(A-1100)、n-三甲氧基-甲硅烷基-丙基-乙二胺(A-1120)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(A-187)、甲基-三氯硅烷(A-154)、甲基-三甲氧基硅烷(A-163)、γ-巯丙基-三甲氧基-硅烷:(A-189)、双-(3-[三乙氧基甲硅烷基]丙基)四硫烷(A-1289)、γ-氯丙基-三甲氧基-硅烷(A-143)、乙烯基-三乙氧基-硅烷(A-151)、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)、乙烯基甲基二甲氧基硅烷(A-2171)、乙烯基-三乙酰氧基硅烷(A-188)、辛基三乙氧基硅烷(A-137)、甲基三乙氧基硅烷(A-162)、聚氮酰胺硅烷(A-1387)和γ-脲基丙基三烷氧基硅烷(A-1160)。

在一些示例性的实施方案中，增容剂包括两种或更多种硅烷偶联剂的混合物。例如，增容剂可包括下述的混合物：氨丙基三乙氧基硅烷(A-1100)和一种或多种甲基-三甲氧基硅烷(A-163)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)。在一些示例性实施方案中，增容剂包括聚氮酰胺硅烷(A-1387)和γ-脲基丙基三烷氧基硅烷(A-1160)中的一种或多种。

在一些情况下，增容剂包括比例为约1：1至约3：1的A-1100和A-163。在一些情况下，增容剂以约1：1至约3：1的比例包含A-1100和A-174。

在一些示例性的实施方案中，增容剂包括有机二醛。示例性的二醛包括戊二醛，乙二醛，丙二醛，丁二醛，苯二醛，和类似物。在一些示例性的实施方案中，有机二醛是戊二醛。

在一些示例性的实施方案中，增容剂包括一种或多种抗静电剂，例如季铵盐抗静电剂。季铵盐抗静电剂可包括三乙基烷基醚硫酸铵，它是具有三烷基，1-3个碳原子，具有4-18个碳原子的烷基醚基和或者环氧乙烷或者环氧丙烷的醚基的三烷基烷基醚铵盐。三乙基烷基醚硫酸铵的一个实例是EMERSTAT 6660A。

增容剂在涂料组合物内的存在量可以是约0.05重量％至约5.0重量％活性固体，或存在量为约0.1重量％至约1.0重量％活性固体，或约0.2重量％至约0.7重量％活性固体。在一些示例性的实施方案中，增容剂在涂料组合物内的存在量为约0.3重量％至约0.6重量％活性固体。

在一些示例性的实施方案中，涂料组合物的pH少于约10。在一些示例性的实施方案中，涂料组合物的pH为约3至约7，或约4至约6，或约4.5至约5.5。

可以去除残留在纤维上的过量涂料组合物以至少部分干燥纤维。可以通过本领域已知或熟悉的任何方法干燥纤维。

在一些示例性的实施方案中，可以对所述表面处理过的纤维进行干燥，例如通过将纤维拉过干燥机，例如烤箱。在一些示例性的实施方案中，烘箱是红外或对流烘箱。烘箱可以是非-接触烘箱，这意味着碳纤维丝束被拉动通过烘箱且没有被烘箱的任何部分接触。烘箱温度可以是适合于合适地干燥碳纤维上的涂料组合物的任何温度。在一些示例性的实施方案中，烘箱温度为约230°F至约600°F，或约300°F至约500°F。

一旦干燥，所述表面处理过的纤维可通过卷绕机缠绕，以生产高刚度纤维包，或者纤维可立即用于下游工艺，例如在长纤维的热塑性压塑工艺中用于与热塑性组合物配混，或者截切以供在配混工艺，例如SMC中使用。在一些示例性的实施方案中，使用所述表面处理过的高刚度纤维丝束生产混合组装的粗纱，如PCT/US15/54584中所描述的，其公开内容在本文中通过参考引入。

在形成纤维增强的复合材料、预浸渍料、织物、非织造织物等中，聚合物树脂基体材料可包括任何合适的热塑性或热固性材料，例如聚酯树脂，乙烯基酯树脂，酚醛树脂，环氧树脂，聚酰亚胺和/或苯乙烯，和任何所需的添加剂，例如填料，颜料，UV稳定剂，催化剂，引发剂，抑制剂，脱模剂，和粘度改进剂，等。在一些示例性的实施方案中，热固性材料包括苯乙烯树脂，不饱和聚酯树脂，或乙烯基酯树脂。在结构SMC应用中，聚合物树脂膜可包括液体，而在A级SMC应用中，聚合物树脂基体可包括糊剂。

在一些示例性实施方案中，表面处理使增强纤维具有增加的刚度。例如，与未经表面处理的其他方面相同的增强纤维相比，经过表面处理的增强纤维表现出至少50％的刚性增加，或至少60％的刚性增加，或至少70％的刚性增加，或至少80％的刚性增加，或至少90％的刚性增加，或至少100％的刚性增加。赋予纤维的刚度是可调的(即可调节的性能)。

在一些示例性实施方案中，表面处理赋予已被截切的增强纤维以更高的蓬松度。较高的截切膨松度会(loft)产生较高的截切密度，这可能会影响截切纤维在树脂基体材料中浸湿的能力。特别地，关于碳纤维，可以将碳纤维丝束分开成多个较细的碳纤维束，每个束包括不大于约15,000(15k)个碳细丝。这种分开的碳纤维丝束进一步增加了截切蓬松度的密度。在一些示例性实施方案中，碳纤维束包括小于约12,000个碳细丝，或小于约10,000个碳细丝，或小于约9,000个碳细丝，或小于约8,000个碳细丝，或小于约7,000个碳细丝，或小于约6,000个碳细丝，或小于约5,000个碳细丝，或小于约4,000个碳细丝，或小于约3,000个碳细丝，或小于约2,000个碳细丝，或小于约1,000个碳细丝。在一些示例性实施方案中，碳纤维丝束包含约1,000至约12,000个碳细丝，或约2,000至约6,000个碳细丝，或约2,000至约3,000个碳细丝。碳纤维束的直径为约0.5mm至约4.0mm，或约1.0mm至约3.0mm。

在一些示例性实施方案中，表面处理改善了增强纤维与用于复合生产的聚合物树脂基体材料的相容性。使碳纤维与基质材料相容使得碳纤维能够适当地流动和润湿，从而在聚合物基质材料内形成碳纤维的基本上均匀的分散体。表面处理还增强了内聚力，从而改善了纤维的截切性，并改善了固结过程中的润湿性。

此外，与仅用施胶组合物涂布的其他方面相同的碳纤维相比，表面处理通过减少起毛、纤维断裂和/或纤维磨损的出现，提高了处理碳纤维丝束的能力。当将碳纤维截切用于下游加工时，绒毛的形成会阻止截切的纤维分散在基质材料中。因此，通过对碳纤维进行表面处理，减少了绒毛的形成，从而改善了纤维分散。

如上所述，已经发现可以调整表面处理以“调节”通过处理的纤维获得的特定性能。例如，可以调整表面处理以增加或减小纤维刚度和/或蓬松度。此类调整包括增加或减少表面处理固体含量(LOI)，将表面处理过的纤维以不同的速度暴露于变化的温度，调整表面处理过的纤维的水分含量，调整纤维遇到的接触点角度，改变应用于纤维的特殊表面处理类型，和/或组合各种表面处理。

在一些示例性实施方案中，在复合材料的形成中，例如在风力涡轮机叶片的形成中，刚化的增强纤维被用作大的刚性带(至少24k)。由于使用本文公开的表面处理，刚性纤维带具有低的固体含量(0.5重量％至3.0重量％的固体)，这导致改善的复合性能。

刚化的增强纤维然后可以用于形成增强材料，例如增强的复合材料、预浸料、织物、非织造物等。在一些示例性实施方案中，涂布的纤维可以用于片材成型化合物(“SMC”)应用中，以形成SMC材料。在SMC生产过程中，将一层聚合物薄膜(例如聚酯树脂或乙烯酯树脂预混合物)计量加入到包括非粘合表面的塑料载体片材上。然后将增强纤维沉积在聚合物膜上，并将包含第二层聚合物膜的第二非粘合载体片材放置在第一片上，以使第二聚合物膜接触增强纤维并形成夹层材料。然后，将这种夹层材料压实，以将聚合物树脂基体和纤维束分布在整个SMC材料中，然后将其轧制以用于以后的成型过程。

在SMC化合物的生产中，理想情况是增强材料均匀接触并在聚合物基体材料内混合。这种均匀混合的一种方式被称为润湿，其是增强材料被基体树脂材料包封的程度的量度。理想情况是使增强材料完全润湿而无干纤维。在这个初始工艺中的不完全的润湿能够对后续加工以及最终的复合材料的表面特性产生不利影响。例如，差的润湿可能会导致SMC的差的成型特性，导致最终成型部件中的低的复合强度和表面缺陷。SMC制造工艺的生产能力，例如线速和生产率，受限于纤维能够被完全润湿的程度以及速度。

然后可以将SMC材料存储2-5天，以使树脂增稠和熟化。在该熟化时间中，SMC材料的粘度在约1500万厘泊至约4000万厘泊的范围内增加。

一旦SMC材料达到目标粘度，就可以将SMC材料切割并放入具有最终产品的理想形状的模具中。将模具加热至升高的温度并关闭以增加压力。这种高温和高压的结合使得SMC材料流动并填充模具。然后基体树脂经历熟化期，其中所述材料以化学增稠或凝胶的形式继续增大粘度。使用所述涂布的增强纤维形成的示例性的模制复合材料部件可以包括外部汽车车身部件和结构化汽车车身部件。

在一些示例性实施方案中，所得SMC材料具有约10GPa至约35GPa，或约15GPa至约30GPa的拉伸模量，包括其中包含的所有组合和子范围。在其他示例性实施方案中，所得SMC材料具有约22GPa至约29GPa、或约26GPa的拉伸模量，包括其中包含的所有组合和子范围。

在一些示例性实施方案中，所得SMC材料具有约50MPa至约300MPa，或约100至约250MPa的拉伸强度，包括其中包含的所有组合和子范围。在其他示例性实施方案中，所得SMC材料具有约160MPa至约210MPa或约200MPa的拉伸强度，包括其中包含的的所有组合和子范围。

在一些示例性实施方案中，所得SMC材料的抗弯模量为约10GPa至约40GPa，包括约12GPa至约35GPa，约15GPa至约30Gpa，包括约21GPa至约26GPa，包括其中包含的所有组合和子范围。在其他示例性实施方案中，所得SMC材料具有约200MPa至约500MPa，包括约250MPa至约400MPa，约300MPa至约360MPa，以及约3200至约345MPa的抗弯强度，包括其中包含的所有组合和子范围。

已经一般性地描述了总体发明构思的各个方面，可以通过参考下面示出的某些特定示例来获得进一步的理解。提供这些示例仅出于说明的目的，除非另有说明，否则它们不意图构成限制。

实施例

对经过表面处理的纤维和未经处理的纤维进行“悬垂性试验(drape test)”。表面处理是包括PVP成膜剂的涂料组合物，并以约2.0％的LOI施涂。在悬垂性试验期间，将纤维切成8英寸的长度。将纤维附接到测量棒(例如，直尺)，并测量沿x轴测量的距离。使用此测量，由于重力克服了纤维的刚度并将其下拉，因此完美的直纤维将测得8英寸跨度，而下垂的纤维较小。

图1示出了经受悬垂性试验的各种增强纤维。应该注意的是，除了表面处理过的碳纤维带以外，图1中的每个样品在缠绕后都进行了测试，因此部分刚度下降可能归因于缠绕过程。如图1所示，未处理的碳纤维丝束(g)从悬垂点到尖端的距离约为3.75英寸。相反，经表面处理的碳纤维丝束(c)和50k经过表面处理的碳纤维带(h)的尺寸约为7.25到8英寸，这使刚度增加了93％至113％。类似地，经表面处理的玻璃多头粗纱(f)的尺寸约为7.875至8英寸，相比之下，未经表面处理的玻璃多头粗纱(e)则为4.25至6英寸。这表明刚度增加了33％至85％。混合组装粗纱(d)(混合的玻璃和经表面处理的碳多头粗纱)测得在约4.875至7.5英寸(玻璃)和7.625至8.0英寸(表面处理的碳)。另外，与具有3.75英寸的测量值的未经处理的碳带(g)相比，6k经表面处理的碳纤维(b)和2k经表面处理的碳纤维束(a)的测量值均高于6.0英寸。表1在下面详细列出了此信息。

表1

如图2所示，相对于未经表面处理的其他方面相同的碳纤维(“原样”碳纤维)的刚度，经表面处理的碳纤维(多头碳纤维和碳纤维带)实现了可调刚度范围且提高了刚度。

如图3所示，相对于未经表面处理的其他方面相同的玻璃纤维(“原样”玻璃纤维)，经表面处理的多头玻璃纤维粗纱实现了可调刚度范围且提高了刚度。

尽管这里已经描述和建议了各种示例性实施方案，但是应当理解，可以在不脱离总体发明构思的精神和范围的情况下做出许多修改。所有这些修改旨在被包括在本发明的范围内，本发明的范围仅由所附权利要求书来限制。

对本公开的单数特征或限制的所有引用应包括相应的复数特征或限制，反之亦然，除非另外指出或通过引用的上下文明显地暗示相反。

本文所使用的方法或处理步骤的所有组合可以以任何顺序执行，除非另外指定或与所引用的组合相对应的上下文明显暗示相反。

该方法可包括本文描述的工艺步骤，或者本文描述或者在其他情况下有用的任何额外或任选的工艺步骤，由其组成，或者基本上由其组成。

在一些实施方案中，可以与彼此结合利用本发明的各种概念(例如，第一，第二等一个或多个例举的实施方案可以与彼此结合使用)。另外，涉及特别地公开的实施方案的引述的任何特定元素应当解释为可获得以供与所有公开的实施方案一起使用，除非引入特定的元素会与实施方案的措辞术语冲突。额外的优点和改性对于本领域技术人员来说是容易显而易见的。因此，在其较宽的方面中的公开内容并不限制到本文列出的具体细节，所显示并描述的代表性装置或示意性实施例上。因此，可在没有脱离本发明总体发明构思的精神和范围的情况下由这种细节作出脱离。