包括通过静电连接组合有支持层的增强材料的多层构件制造技术

本发明专利技术涉及多层构件，其包含适合于制造复合材料的增强材料，所述增强材料在其至少一个表面与支持层结合，其特征在于所述增强材料和支持层彼此通过静电力结合；本发明专利技术还涉及制造该材料的方法，和制造复合材料部件的方法，所述复合材料部件由除去支持层层之后由该构件获得的至少一种增强材料制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】本专利技术涉及适于形成复合材料部件的增强材料的
更具体地，本专利技术涉及通过静电结合而使增强材料与支持层联接。复合材料部件或制品(即，一方面，含有一个或几个纤维增强材料片材或层，另一方面，含有基质(其通常主要是热固性类型，也可以包含热塑性材料)可例如通过称为"直接法〃，也称之为或〃液体复合材料成型(Liquid Composite Moulding) (LCM) 〃来制造。直接法通过以下事实定义:一个或多个纤维增强材料片以"干"状态制备(即，不含最终基质)，树脂或基质随后提供，例如通过注射到含有纤维增强材料的模具中(称之为树脂传递成型(Resin Transfer Moulding) (RTM)的方法)，通过遍及纤维增强材料的厚度灌注(液体树脂灌注(Liquid Resin Infus1n) (LRI)法，或树脂膜灌注(Resin Film Infus1n)(RFI)法)，或者可选择地，通过用辊或刷在纤维增强材料的每一单个层上手工涂覆/浸渍，将这些层连续施用在成型器(shaper)上。间接法使用预浸渍类型的增强材料，所述预浸渍类型的增强材料包括制造最终部件所需的树脂量。各种增强材料可用于这些方法。这些材料可以是织造物、非织造物或单向类型，它们可以包括一个或多个层，它们可以任选地包括大量热塑性或热固性粘结剂。申请人已经特别地提出这样的中间材料，其包括单向纤维(特别是，碳纤维)片材，在该片材的每一面通过粘合剂联接有热塑性纤维的非织造织物，以下称之为网状(webbed)UD。这些增强材料描述于在先专利申请W0 2010/046609和W0 2010/061114。可能时，这些增强材料以卷筒或卷的形式在其自身上输送，没有联接可能使其更易于处理的支持层。这使得可以降低废料和简化所用的铺叠装置，因为它们不需要分离支持层和卷绕支持层的装置。然而，在某些特定应用中，申请人已经发现，仍然需要具有支持层。这特别是应用于用于切割的宽增强材料条带。铺叠宽片材的目前的机器通常管理通过使用超声刀的切害J。这些机器使用支持膜作为切割平台。这些机器可以在无支持膜的情况下产生直切口(如果纤维是单向的，与纤维呈90° )，但是不能得到任意形状的(锯齿形)切口。这对于用于工业规模的包含宽无支持单向片材的增强材料是不可接受的，因为废料管理具有重要经济性，直接与管理切割有关。然而，完全设计用于管理预浸渍单向片材的某些机器适应称之为”干”的单向片材(即，具有不超过10被％的粘结剂)，条件是它们具有支持膜来运输。因此，申请人开始尝试通过施加热量使网状UD材料与各种类型的支持膜层合，从而当热时利用热塑性网状物的粘合性质。然后，申请人碰到了在层合期间调节加热温度相关的困难。如果所用温度太高，则不能使所述增强材料与支持膜分离。相反，如果所用温度太低，则不产生结合。此外，申请人已经观察到通过加热的层合具有某些主要缺点:.初始增强材料被改性。层合期间使用的条件(加热温度、压力、冷却)并不必然对应于制造初始材料的要求。例如，在其冷却的同时，所述增强材料与支持膜的表面接触，这因而使其印制在所述增强材料的表面上，使得其结束时的结构区别于其初始结构。?用于层合的粘结剂相应的加热温度可能非常高，因而与许多支持膜不相容。则所述增强材料被来自支持物的组分污染的风险相当大，由此极大地缩小适合的膜的范围。这些困难清楚地显示需要寻找通过加热进行层合的替代方案，当使用包含粘结剂的增强材料时，或者更一般地，提出将增强材料与支持层联接的新颖方法的优点:易于进行，不产生任何初始增强材料的降解，同时用于促进处理和切割增强材料。因此，本专利技术提出多层构件，其包含适合制造复合材料部件的增强材料以及支持层。在本专利技术上下文中，所述增强材料在其至少一个表面(特别地在其仅一个表面)与支持层联接，这种联接可以通过静电力来提供。以这种方式在所述增强材料和所述支持层之间的结合使得可以保持初始增强材料的整体性，不会使得其初始性质减低。在本专利技术上下文中，在静电电荷的作用下，在所述增强材料和支持层之间产生吸引结合，导致静电结合。这种结合足够强，足以将所述支持层保持在增强材料的适当位置上，特别是在控制和切割操作期间，同时随后使其容易地将两个组件剥开，从而当随后制造复合材料部件时能够定位所述增强材料。以这种方式不利用任何加热的结合使得能够拓宽可以使用的支持层的范围，消除了温度稳定性方面的限制和污染增强材料的风险。本专利技术特别有利的是，所述增强材料在18_25°C的温度不具有粘合性，由此使其不能通过利用残留粘性在环境温度，使增强材料与支持层通过粘合联接。同样地，在优选方式中，所述增强材料不包括热固性材料，或者其包括的热固性材料不超过增强材料总重量的10%。具体地，所述增强材料仅由增强纤维构成，或者由增强纤维和热塑性材料构成，其中所述热塑性材料的重量不超过所述增强材料总重量的10%，优选地，为增强材料总重量的0.5%至10%，更优选为增强材料总重量的2%至6%。然而，对于本专利技术可以应用至预浸渍类型的增强材料，其具有大量热塑性材料或热固性材料。通过避免通过加热的粘合，本专利技术可以保留初始材料的整体性，而不会导致可能存在的任何热塑性粘结剂的再熔融。具体地，在本专利技术上下文中，所述增强材料可以包括一种或多种织造物、非织造物或单向材料织物。具体地，所述增强材料可以包括一种或多种由增强纤维特别是碳纤维制成的织造物、非织造物或单向材料织物。本专利技术的构件认为是“多层”，因为其包含增强材料层和支持层。对于所述增强材料本身，其也可以包括通过任何合适方式结合在一起的一个或多个层。本专利技术可用于任何类型的适合制造复合材料部件的增强材料。这些材料具体地基于由玻璃、碳、芳族聚酰胺或陶瓷制成的纤维。本专利技术特别是适合于由单向碳纤维片材构成的增强材料，所述单向碳纤维片材在其两个面上结合有热塑性粘结剂，特别是由热塑性纤维制成的非织造织物类型。这些增强材料具体地描述于以下文献:EP 1 125 728 ；US 6 828 016 ；W0 00/58083 ；W02007/015706 ;W0 2006/121961 ;和US 6 503 856 ;以及以本申请申请人名义的以下专利申请中:W0 2010/046609和W0 2010/061114，进一步细节可以参照这些文献。在本专利技术上下文中，所述支持层优选由电绝缘材料制成。具体地，所述支持层具有的电阻率为10s欧姆米(Ω.πι)至1017Ω.πι，优选为Κ^Ω.πι至1017Ω.πι。该测量具体地在20°C使用0%相对湿度进行，优选符合IEC标准60093:1980。电阻率越大，所述支持层和增强材料之间的粘合性越强，越耐久。具体地，所述支持层可以是聚合物，优选选自热塑性聚合物例如聚酰胺、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，共聚酰胺、聚酯、共聚酯，或者纤维素、棉、天然丝或者人造纤维。例如，所述支持层可以是膜、纸或织品，或者起支撑作用即促进处理和切割的任何类型层。有利地，所述支持层的厚度为10微米(μπι)至500 μm。所述支持层和所述增强材料之间的粘合必须足以保持这两个元件在适当位置。在本专利技术上下文中，用于使所述增强材料与所述支持层联接的静电力优选对应于50毫牛顿(mN)-lOOOmN的剥离力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层构件，其包含适合于制造复合材料部件的增强材料，所述增强材料在其至少一个表面与支持层联接，所述增强材料和支持层彼此通过静电力联接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·杜卡尔，
申请(专利权)人：赫克赛尔加固材料公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR