具有改善的耐分层性的罩纱带材制造技术

本发明专利技术提供制备具有给定宽度的带材的方法，所述带材包括在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸的单丝集合，在所述单丝之间分布有聚合物材料的粉末，所述带材的各面与聚合物纤维的无纺织物相连，所述方法包括如下步骤：-使由聚合物材料形成的粉末布置在所述带材的至少一个面上、优选为两个面上；-加热以便于至少部分软化所述布置的粉末，然后拉紧所述带材，由此将所述带材的宽度调节至所需宽度并使至少一部分的所述粉末在所述单丝之间穿入到带材的厚度中，和将所述带材冷却以便于固定其宽度并提供由于所述粉末带来的内聚性；以及提供使用所述方法获得的带材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的耐分层性的罩纱带材本专利技术涉及适于构成复合部件的增强材料的
。更特别地，本专利技术涉及用于通过随后注射或灌注热固性树脂制备复合部件的新型中间体材料，所述复合部件的形式为具有改善的耐分层性的罩纱带材(veiled tape)。复合部件或制品，也就是说既包含一片或多片增强片材或纤维片材又包含主要由热固性(树脂)类型制成并且可以包括热塑性材料的基质两者的复合部件或制品，可以例如通过使用〃直接〃或LCM(液体复合成型)方法制备。直接方法由以下事实定义:一片或多片纤维增强物以干燥状态(即没有最终的基质)使用，树脂或基质单独使用，例如通过将其注射进包含纤维增强物的模具中(RTM方法，树脂传递成型)进行，通过贯穿纤维增强物的厚度灌注(LRI或液体树脂灌注方法，或RFI或树脂膜灌注方法)进行或通过使用辊子或刷子手动涂布/浸溃到纤维增强物的每个单层上进行，连续地施用而形成。称为直接方法的其它方法使用预浸溃的材料，该材料已经包含足够量的树脂以构成所需复合部件。这样的材料特别地描述于文献US2005/048280，W092/20521和EP0554950。对于RTM、LR1、或RFI方法，通常纤维性预成型件须按所需最终制品的形状制备，然后用树脂浸溃预成型件。通过压差或温差注射或灌注树脂，然后一旦所有必需量的树脂包含在预成型件中，则将浸溃的预成型件加热至较高温度以便于进行聚合/固化循环，由此使其硬化。特别是用于汽车、航空、或造船工业的复合部件受非常严格的规定控制，特别是在机械性能方面。因此特别重要的是可以得到既极其合格又容易处理和使用的材料。在那些领域中，制得基于增强材料的大量预成型件，所述增强材料由碳纤维形成，特别是单向类型的。为了满足特别是航空领域中要求的关于品质和生产力方面的高标准，越来越必要地使用自动化方法。现有技术提出了加固纱线的单向片材，其中纱线之间的内聚性由热塑性或玻璃/热塑性扎纱(binding yarn)确保,所述扎纱可以是机织织物或无纺织物且横向延伸加固纱线。这样的片材，例如以名称 PW-BUD 由 SIGMATEX UK Limited, Runcorn, Cheshire WA71TE,United Kingdom提供或以其它命名(0ΧΕ0Ν 的 TeXtreme? (Norrby Langata4S, SE-50435,Boras, Sweden))提供。其它文献例如日本专利申请JP2009-235175提出了，将热固性树脂粉末布置在织物类型或单向纤维类型的载体表面上以便于提供用于制备预成型件的基础材料，所述预成型件具有优越的可变形性、形态稳定性、良好的空气渗透性、和令人满意的树脂浸溃能力。日本专利申请JP2009235175也提出了适用于RTM方法的相同类型的中间体材料，该材料可容易模塑并成型以制得预成型件并且可以避免中间层预成型件的性能损失。为了提供具有较好内聚性的纱线， 申请人:已经提出了将单向增强片材的各面与无纺织物连接，这可得到较连续的粘合，与使用扎纱或粉末获得的点粘合相比。这样的材料特别地描述于专利申请W02010/046609。接着，在专利申请W02010/061114中， 申请人:描述了制备具有给定宽度的单向片材的方法，所述单向片材具有高规则性，适用于由一根或多个纱线制备复合部件的直接方法，同时限制材料的损失。这样的方法可特别用于获得受控宽度的搭并纱线(veiled yarn)，该搭并纱线然后可使用自动化铺放(lay-up)装置直接用于制造具有多个层的预成型件。另一途径包括使用它们以便于构成机织或编织的增强物，该增强物然后可堆叠以使用直接方法制备复合预成型件或部件。当使用之前由 申请人:提出的罩纱带材，已经观察到在罩纱带材的自动化铺放过程中，其通过压力和加热作用的组合粘结至之前的铺层，然后冷却，其中冷却可能无需添加特定的冷却剂而是通过使用〃天然〃途径完成。带材由此经其下面粘结于之前的铺层，并且在带材的铺放期间一直经受剪切的机械粘结力是与(铺放张力)/(粘结长度)比率成比例的强度。通常假设铺放张力是恒定的，由此剪切应力在开始几个厘米的铺放过程中较高并且随着铺放带材的长度增加而降低。剪切力沿带材的整个厚度分布，如果铺放张力过高，则在一些情况下，在开始几个厘米的铺放过程中 申请人:观察到带材在其中心区域分层。事实上， 申请人:观察到在将单向纤维的带材与其携载热塑性罩纱(veils)的两个面各自连接的这样的材料中，在位于带材的主要面上的单丝与罩纱之间建立了优先的机械粘结，同时仅由单丝构成的带材的中心区域对应于具有较低剪切强度的区域。当辊子用于布置带材时，该现象也可以加重。在这样的情况下，在带材的最开始几个毫米的粘结过程中，与辊子接触的面趋向于粘附于辊子，这在带材的另一面接着粘结于之前的铺层时进一步促进带材的分层。 申请人:也已经观察到，当沿其平面中弯曲的轨线铺放带材时，纱线的剪切的相同现象，也称为〃操纵铺放(steering lay-up)。在该铺放过程中，布置的带材随强度起伏变化，该强度在由于存在于带材内部半径上的过长的单丝产生的剪切应力下随着铺放半径的降低而增加，与位于所述带材的外边缘上的单丝相比。在本文中，特别是为了改善由描述于专利申请W02010/046609和W02010/061114中的罩纱带材有时带来的分层问题，本专利技术提出了制备具有给定宽度的带材的方法，所述带材包括在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸的增强单丝集合(assembly),在所述单丝之间分布有聚合物材料的粉末，所述带材的各面与聚合物纤维的无纺织物相连，所述方法包括接连地进行以下步骤:a)提供增强单丝的带材，所述增强单丝在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸并且宽度大于最终带材的所需宽度；b)使由聚合物材料形成的树脂粉末布置在所述带材的至少一个面上；c)加热以便于至少部分软化所述布置的粉末，然后拉紧所述带材，由此将所述带材的宽度调节至所需宽度并使至少一部分的所述粉末在所述单丝之间穿入到带材的厚度中，和将所述带材冷却以便于固定其宽度并提供由于所述粉末带来的内聚性；d)通过热粘结将所述带材的各面与由聚合物纤维形成的无纺织物相连。优选地，当粉末布置时，带材的宽度比最终带材的所需长度大超过50%，或甚至大至少100%。在大多数情况下,本专利技术的方法包括,在步骤a)之前,将带材散开(fanning out)的步骤，包括将带材从商品线轴中直接退绕，由此获得所需宽度的步骤a)的带材。优选地，本专利技术的方法在连续生产线上进行，至少进行至步骤c)的出口。在这样的连续法中，带材的宽度由此从步骤a)(或散开步骤)到步骤c)持续减小，直到带材达到拉紧位置，这可以通过将带材的宽度收缩至所需宽度校准纱线的宽度。根据特定实施方式，本专利技术的方法包括将带材散开优选至下述宽度的步骤，该宽度比最终带材的所需宽度大至少100%。然后，当粉末布置时，带材的宽度通常小于在散开步骤出口获得的宽度，但是优选地在步骤b)开始时带材的宽度比在散开之后获得的带材的宽度小至少20%。根据可以与以上实施方式组合的特定的实施方式，本专利技术的方法包括在步骤c)和d)之间的横向缠绕步骤。横向缠绕包括在带材与无纺织物连接之前将获得的布置粉末的带本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有给定宽度的带材的方法，所述带材包括在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸的单丝集合，在所述单丝之间分布有聚合物材料的粉末，所述带材的各面与聚合物纤维的无纺织物相连，所述方法包括接连地进行以下步骤：a)提供增强单丝的带材，所述增强单丝在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸并且宽度大于最终带材的所需宽度；b)使由聚合物材料形成的粉末布置在所述带材的至少一个面上；c)加热以便于至少部分软化所述布置的粉末，然后拉紧所述带材，由此将所述带材的宽度调节至所需宽度并使至少一部分的所述粉末在所述单丝之间穿入到带材的厚度中，和将所述带材冷却以便于固定其宽度并提供由于所述粉末带来的内聚性；d)通过热粘结将所述带材的各面与由聚合物纤维形成的无纺织物相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 FR 11548401.制备具有给定宽度的带材的方法，所述带材包括在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸的单丝集合，在所述单丝之间分布有聚合物材料的粉末，所述带材的各面与聚合物纤维的无纺织物相连，所述方法包括接连地进行以下步骤: a)提供增强单丝的带材，所述增强单丝在基本上平行于所述带材长度的方向上延伸并且宽度大于最终带材的所需宽度； b)使由聚合物材料形成的粉末布置在所述带材的至少一个面上； c)加热以便于至少部分软化所述布置的粉末，然后拉紧所述带材，由此将所述带材的宽度调节至所需宽度并使至少一部分的所述粉末在所述单丝之间穿入到带材的厚度中，和将所述带材冷却以便于固定其宽度并提供由于所述粉末带来的内聚性； d)通过热粘结将所述带材的各面与由聚合物纤维形成的无纺织物相连。2.根据权利要求1的方法，其特征在于当所述粉末布置时，所述带材的宽度比最终带材的所需长度大超过50%，或甚至大至少100%。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于所述方法包括在步骤a)之前将带材散开的步骤。4.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于所述方法在连续生产线上进行，至少进行至步骤c)的出口。5.根据权利要求3或权利要求4的方法，其特征在于在步骤a)开始时所述带材的宽度比在散开之后获得的带材的宽度小至少20%。6.根据前述权利要求 任一项的方法，其特征在于所述方法包括在步骤c)和d)之间的横向缠绕步骤。7.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于所述粉末的重量占最终带材总重量(单丝+粉末+无纺织物)的0.5%至8%，优选为占最终带材总重量的1%至4%。8.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于无纺织物的总重量占最终带材总重量(单丝+粉末+无纺织物)的小于15%，优选为占最终带材总重量的0.1%至10%，更优选为占最终带材总重量的2%至10%。9.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于步骤d)中与所述带材相连的无纺织物的宽度大于与无纺织物相连时所述带材的宽度，以及还在于所述无纺织物的切割或热升华...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM伯劳德，J杜卡里，JB希尔，
申请(专利权)人：赫克赛尔加固材料公司，
类型：
国别省市：