[發明專利]具有恒定寬度的預浸漬體的條帶

有效

• 申請號: 201180039145.7
• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN103079799A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: J.埃利斯;E.菲斯特
• 申請（專利權）人: 赫克塞爾合成有限公司
• 主分類號: B29C70/08
• 分類號: B29C70/08;B26D1/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明涉及預浸漬體的條帶(strip)，具體為用于通過自動鋪疊設備應用的預浸漬體的條帶。

背景技術

復合材料具有充分證明的優于傳統構成材料的優點，具體地，以非常低的材料密度提供優異的機械性質。結果，這種材料的使用正在變得日益廣泛，以及它們的應用領域從“工業”和“運動與休閑”延伸至高性能航空航天部件。

預浸漬體(包含浸漬有樹脂如環氧樹脂的纖維布置)在形成這種復合材料中廣泛使用。通常，將這種預浸漬體的一些層片按需要“鋪疊”，并將所得層合體固化(通常通過暴露于升高的溫度)，以產生固化的復合材料層合體。

在典型的鋪疊操作中，預浸漬體作為材料卷提供，以提供具有預定寬度(例如，約數厘米)和厚度(例如，約十分之一毫米至最多數毫米)的預浸漬體的長度(例如，約數米)。通常，用于航空航天應用的預浸漬體的固化層片厚度為0.125mm-0.25mm以及它們的纖維平均重量為100-300g/m²。

為了促進其退卷，預浸漬體通常具有襯紙的外層，其防止預浸漬體的相鄰層粘在一起。在鋪疊之前丟棄這種襯紙。

鋪疊這種預浸漬體的常用方法是通過自動鋪疊設備。與常規手工鋪疊相比，這是一種有效率得多的鋪疊預浸漬體的方法。然而，如果它應當以可接受的品質標準自動鋪設預浸漬體，該方法確實在預浸漬體尺寸上施加另外的限制。

當鋪設預浸漬體以形成具有較高曲率的結構時，已知的是鋪設與常規預浸漬體相比具有小得多的寬度的預浸漬體的條帶。這減少較寬的預浸漬體條帶在鋪疊期間可能發生的任何褶皺。

在本領域中已知的是產生所謂的分切帶材預浸漬體(slit?tape?prepreg)，其通過以下方法產生：使預浸漬體片材通過分切或切割單元以產生多個平行的預浸漬體條帶。將產生的條帶的寬度非常嚴格地控制，以及可規定在毫米的分數范圍內。

預浸漬體片材通常用襯紙外部片材制造，其允許施用樹脂浸漬所需要的高壓力。如上所述，襯紙也允許預浸漬體在制成后卷繞在它自身上，同時相鄰的預浸漬體層不會彼此粘合。

然而，已知的是，使具有襯紙的預浸漬體通過包含分切刀的分切單元產生紙屑，其產生不可接受的結果。因此常見的做法是在分切之前除去襯紙。

一旦產生預浸漬體條帶，常規做法是施加襯材(其寬于預浸漬體條帶)并將條帶單程卷繞(way-wind)在線軸或卷軸上。這種線軸通常能夠保持數千米的這種條帶預浸漬體。

這種線軸或多個線軸可適于與自動鋪疊設備一起使用，其自動拆開帶材，除去襯材并鋪設預浸漬體條帶。通常，將多個預浸漬體條帶彼此平行地鋪設。

很明顯，希望將相鄰條帶之間的任何縫隙或重疊最小化。當高品質結果是重要的時，例如當構建航空航天組件時，這是更重要的。

然而，已經發現，如果要避免相鄰帶材的重疊的話，必須施加故意的縫隙。這是因為，在實踐中已經觀察到預浸漬體條帶寬度的變化，重疊條帶比條帶之間的縫隙更加麻煩。

本發明目的在于減輕或至少消除上述問題和/或大體上提供優點。

發明內容

根據本發明，提供如所附權利要求中的任一項所限定的條帶、方法和用途。

以此方式，當鋪設時，通過提供在寬度上具有更嚴格公差的預浸漬體條帶，可減少在條帶之間的任何故意縫隙，而不會增加在相鄰條帶之間的重疊風險。

在第一方面，本發明涉及從預浸漬體片材形成多個預浸漬體條帶的方法，其中所述預浸漬體片材包含單向纖維，所述單向纖維至少部分地浸漬有可固化熱固性樹脂，并且所述預浸漬體片材在預浸漬體片材的外表面上包含柔性聚合物片材，所述方法包括將預浸漬體分切成多個條帶的步驟，所述切口基本上平行于纖維排列方向。

在第二方面，本發明涉及可固化預浸漬體條帶，其包含沿著條帶長度排列的單向纖維，所述纖維至少部分地浸漬有可固化熱固性樹脂，并且所述可固化預浸漬體條帶在條帶外表面上包含柔性聚合物片材，其中所述條帶具有限定條帶寬度和厚度的基本上矩形的橫截面。

發明人發現，剛剛分切后的預浸漬體條帶具有非常小的寬度變化。因此猜測，常規條帶的寬度的任何變形一定是在分切后的工藝步驟中引入的。發明人現在發現，如果預浸漬體片材設有聚合物片材作為外部襯材，那么這可在分切中維持在適當的位置，而不會產生在使用紙時發現的不可接受的碎片。

另外，并且更重要地，已經發現，以此方式產生的條帶的寬度變化顯著減小，從而在自動鋪設多個這種條帶時提供更嚴格的公差并允許所需要的縫隙更窄。聚合物片材被認為幫助纖維在分切后保留在最初位置，從而在隨后的處理操作中減少纖維的任何展開。