[發明專利]碳纖維無序氈及碳纖維復合材料

在審

• 申請號: 201780036052.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109312508A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: M·格利;Y·布扎雷;唐木琢也;武田一朗
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: D04H1/4209
• 分類號: D04H1/4209;C08J5/04;D04H1/4218;D04H1/4242;D04H1/4342
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

1.包含纖維束的無序氈材料，所述纖維束包含平均纖維長度為5至100mm的纖維，并且纖維束中纖維的平均數量N滿足下式：

其中，D為纖維束中纖維的平均直徑，以微米表示，并且

其中，纖維束中纖維數量的標準偏差SD_N滿足下式：

1,000<SD_N<6,000

其中，在纖維束端部，纖維束中纖維的數量在纖維方向上從纖維束的中心到邊緣減少。

2.根據權利要求1所述的無序氈，其中，纖維束中纖維數量的標準偏差SD_N滿足下式：

2,000<SD_N<6,000。

3.根據權利要求1至2中任一項所述的無序氈，其中，纖維選自由碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、及它們的任意混合物組成的組。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的無序氈，其中，所述無序氈包含熱固性或熱塑性的基體、和纖維束。

5.包含纖維束的無序氈的生產方法，所述纖維束包含纖維，所述方法包括以下步驟：

步驟(i)，以實質上恒定的間隔切割纖維束，其中，切削刃相對于纖維方向而言具有傾斜角θ；和

步驟(ii)，減小纖維束的尺寸，由此提供根據本發明的無序氈材料。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述纖維束包含平均纖維長度為5至100mm的纖維，并且纖維束中纖維的平均數量N滿足下式：

其中，D為纖維束中纖維的平均直徑，以微米表示，并且

其中，纖維束中纖維數量的標準偏差SD_N滿足下式：

1,000<SD_N<6,000

其中，在纖維束端部，纖維束中纖維的數量在纖維方向上從纖維束的中心到邊緣減少。

7.根據權利要求5或6所述的方法，其中，所述纖維束為權利要求2至5中任一項所定義的纖維束。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其中，利用拉伸輥來減小纖維束的尺寸，所述拉伸輥配置于距切割輥的距離L為5至100mm的范圍內，所述切割輥以轉速vc旋轉，所述拉伸輥以轉速vr旋轉；其中vr大于vc。

9.根據權利要求5至8中任一項所述的方法，其中，利用切割輥來實施切割步驟(i)，所述切割輥具有轉速vc，其中，

100RPM<vc<400RPM。

10.根據權利要求5至9中任一項所述的方法，其中，vr/vc之比滿足下式：

20<vr/vc<80。

11.根據權利要求8至10中任一項所述的方法，其中，輥的形狀為圓柱形或圓錐形。

12.根據權利要求5至11中任一項所述的方法，其中，在步驟(i)中對12K或24K碳纖維束進行切割。

13.根據權利要求5至12中任一項所述的方法，其中，利用熱固性或熱塑性聚合物膜或粉末涂覆成膜。

14.復合材料，其包含權利要求1至4中任一項所定義的無序氈、或可根據權利要求5至13中任一項所定義的方法獲得的無序氈。

15.成型纖維增強制品，其中，所述成型纖維增強制品包含權利要求1至4中任一項所定義的一種或多種無序氈、或可根據權利要求5至13中任一項所定義的方法獲得的無序氈，或包含根據權利要求14的一種或多種復合材料，其中，相對于所述纖維增強制品的總質量而言，所述纖維增強制品包含優選為10至65質量％的纖維束。