柔性复合材料制造技术

本申请涉及一种柔性复合材料。本发明专利技术涉及一种可以被凝固以变成刚性或半刚性的柔性复合材料，该复合材料包括：第一层；第二层，其与第一层相对并通过空间与第一层间隔开；填充材料，其位于第一层和第二层之间的空间中，其能够在添加液体、气体或辐射时凝固成刚性或半刚性的固体；多个元件，其基本上从第一层和/或第二层延伸到空间中，且元件可以穿过相对的层或者与空间中存在的来自相对的层的其他元件连结，从而形成用于将这些层连结在一起的连接元件；并且其中未凝固的填充材料在一定压力被设置在空间中，使得张力被施加至连接元件中的一个或更多个上并导致第一层和/或第二层相对于一个或更多个连接元件在张力下的纵向长度向外凸出。外凸出。外凸出。

【技术实现步骤摘要】
柔性复合材料
[0001]本申请是申请日为2017年11月22日，申请号为201780083732.3，专利技术名称为“柔性复合材料”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种柔性复合材料(flexible composite)，该复合材料可以在添加液体时或者通过暴露于气体或辐射中而凝固(set)变成刚性的或半刚性的。
技术背景
[0003]WO 2005/124063描述了一种遮蔽物，该遮蔽物包括接地片(ground sheet)和盖；接地片和盖之间的空间可以通过将空气泵入该空间中来膨胀，以升起盖并且形成遮蔽物。盖由已经浸渍有水泥的织物制成；该织物可以是一种被称为“填塞物(wadding)”的毡，该毡是松散的非编织织物。就在内部空间膨胀之前，盖被水润湿，使得在膨胀之后，盖中的水泥凝固并形成刚性外壳，该刚性外壳充当遮蔽物的自支撑屋顶，这在紧急区域提供临时住所中特别有用。
[0004]WO 2007/144559公开了一种织物，该织物包括一对相对的面和在这些面之间延伸的纱线(也被称为连接纤维)以及固体粉末材料，该纱线将这些面保持在空间间隔开的布置中，并且固体粉末材料位于这些面之间的空间中。粉末材料能够在添加液体时凝固成刚性的或半刚性的固体物质，并且可以包括在添加水基液体时将凝固成固体水泥或混凝土的水泥。织物的空间中可凝固材料的量使得尤其是当该材料已经凝固时，该材料基本上占据第一面和第二面之间的整个空间。织物(不含粉末材料)可以是间隔织物，这是已知的并且可以是商业上可获得的。间隔织物的厚度在制造期间通过为连接纤维选择合适的长度来确定。
[0005]US
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4495235公开了一种扁平体，其包含由石膏或水泥制成的芯填充物和被布置在覆盖层和背衬层之间的骨料。层和芯是通过未凝固的填充物结合在一起的针状物，从而在芯中形成连接纤维。连接纤维将这些层一起保持在可变形状态。在扁平体已经加载有填充材料后，在针刺、压缩该连接纤维并且增加填充物的装填密度之后，填充物通过辊被压实。
[0006]WO2010/086618公开了一种已经浸渍有如下材料的布，该材料在与液体混合时将凝固。WO2010/086618的布通过提供从布的面之一横向延伸的边缘部分并且通过将该延伸部分拉向另一个面的弹性纱线来防止填充材料从布的边缘漏出，从而至少部分地封闭布的边缘处的空间并且防止填充材料从布中漏出。
[0007]WO 2010/086618的布也提供了对较早的布的改进，该改进之处在于，其提供了在凝固过程期间难以控制添加的液体的量的问题的解决方案。WO2010/086618的布通过使布加载预定量的填充物使得更容易地控制在凝固过程期间添加的液体的量，以便仅允许预定量的液体进入布中以使填充物中的试剂凝固。
[0008]US
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5401552公开了一种土工复合内衬材料(geocomposite liner material)，其具有第一纤维层和第二纤维层以及在所述第一层和所述第二层之间的膨润粘土
(bentonite clay)的非纤维层。US
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5401552的内衬通过以下来形成：将膨润粘土放置在第一层和第二层之间，并且通过针刺第二层使得来自第二层的纤维从第二层延伸出，进入膨润粘土中并且穿过第一层。来自第二层的纤维延伸出第一层并且被热熔合至第一层的外部，以便将第一层、膨润粘土层和第二层保持在一起。DE
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4122993和US
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5346566公开了类似的材料和制造方法，但是其中延伸出第一层的纤维通过粘合方式被固定至第一层的外部。
[0009]专利技术概述
[0010]上面讨论的柔性布具有许多应用和优点。例如，柔性复合材料可以被定位以形成结构并且然后被硬化以提供保护性硬质装甲屏障物。类似地，织物可以被展开以形成例如临时道路、临时墙壁、防侵蚀屏障物、废物容纳结构、临时或渗透性模板工程、用于管道、沟渠或涵洞的结构衬里、边坡防护和稳定层以及许多其他应用。取决于例如应用的尺寸和当地环境，多片这样的织物可以一起使用。
[0011]现有填充柔性布的一个问题是粉末填充物不能在任何显著压力下被加载到布中，并且因此粉末的装填密度受到限制。
[0012]存在可以用来制造柔性布的若干种技术。将第一层结合到第二层可以使用针刺(needling)或缝合结合(stitch bonding)技术有效地完成，这些技术涉及携带纤维或线穿过层中的一个层进入填充材料中并且全部地或部分地到达相对的层，从而将所述层结合在一起。针刺和缝合结合技术在整个工业例如纺织工业中是熟知的，并且可以被用于高效地生产大量柔性布。存在使用针刺和缝合结合技术来制造柔性填充布的一些缺点。由通过填充材料针刺或缝合结合制成的布不能在填充材料中实现高密度，因为携带纤维或线的针具有一体积，当针穿过填充材料时，该体积置换粉末并且因此导致在针刺或缝合结合过程之后填充材料的密度低于其最大装填密度。为了克服这一限制，填充的和针刺的或缝合结合的布通常在加载填充材料以及针刺或缝合之后通过挤压辊之间的填充布而被进一步致密化，以便重新压实该填充材料。挤压填充布以重新压实具有的缺点是，这会导致连接纤维被压碎并且因此这些连接纤维不能被加载张力，并且外表面会变得扁平且因此不能支撑内部压力，即，在由操作未凝固的布引起的对布施加内部压力时，压碎的连接纤维易于返回到它们的预挤压状态，因此导致填充材料的密度下降到低于其最佳装填密度(packing density)。由于上述原因，通过挤压填充布来压碎连接纤维意味着当操作未凝固的柔性布时，由辊产生的增加的填充密度(fill density)被损失。因此，以这种方式制成的填充的柔性布当在处理、运输和使用期间被操作时难以保持未凝固的粉末填充物的高密度和恒定密度，因为连接纤维可以容易地拉直，允许粉末填充物在材料内移动。
[0013]生产填充的柔性布的可选择的方法是通过振动或刷涂将粉末加载通过预成形的三维结构的外表面中的孔并且然后密封孔。这种类型的填充的柔性布的一个缺点是，它们要求预成形的三维结构在z方向(厚度方向)足够坚硬，以便在加载过程期间不会塌陷。这样的坚硬的三维结构是昂贵的，并且可能需要较厚的纤维和/或在外部两层之间需要更大数量的连接纤维，以便使连接纤维能够支撑足够的压缩载荷，以在加载填充材料期间和在使用中保持材料的内部体积。因为它们的外表面也是扁平的，所以当在使用期间操作未凝固的材料时，坚硬的连接纤维必须被紧密地间隔以保持这种形状。因此，每单位体积需要非常大数量的坚硬的连接纤维，以使粉末能够被加载有足够的密度，这使得以这种方式制造的布昂贵且难以制造。此外，可能难以密封粉末填充物已经通过其加载的面，因为粉末填充物
可以充当脱模剂，使得很难结合或形成密封表面以封闭开放的孔。
[0014]包含可溶胀粘土(例如膨润土)的土工复合材料的现有制造工艺的一个问题是针刺工艺导致穿过粘土的针磨损，导致磨损的或弯曲的针的频繁更换，并且限制膨胀之前干粘土的密度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够被凝固以变成刚性的或半刚性的柔性复合材料，所述复合材料包括：第一层；第二层，所述第二层与所述第一层相对并且通过一空间与所述第一层间隔开；填充材料，所述填充材料位于所述第一层和所述第二层之间的所述空间中，所述填充材料能够在添加液体、气体或辐射时凝固成刚性的或半刚性的固体；多个元件，所述元件基本上从所述第一层和/或所述第二层延伸到所述空间中并且连接至所述第一层和/或所述第二层，并且所述元件能够穿过所述第一层和/或所述第二层，并且能够连接在一起，从而形成用于将所述层连结在一起的连接元件；并且其中未凝固的填充材料以一定压力被设置在所述空间中，使得张力被施加至所述连接元件中的一个或更多个上并且导致所述第一层和/或所述第二层在处于张力下的相邻的连接元件之间向外凸出。2.根据权利要求1所述的柔性复合材料，其中所述第一层包括非编织织物。3.根据权利要求2所述的柔性复合材料，其中所述非编织织物包括通过针刺、粘合剂、加热、水力缠结、缝合结合或超声焊接结合的纤维。4.根据权利要求2或权利要求3所述的柔性复合材料，其中所述非编织织物包括聚丙烯纤维。5.根据权利要求2至4中任一项所述的柔性复合材料，其中所述非编织织物包括具有从0.1
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100分特、0.2
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100分特、0.5
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100分特、1
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100分特、2
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：水泥帐篷技术有限公司，
类型：发明
国别省市：