[發(fā)明專(zhuān)利]縫合的多軸增強(qiáng)件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080019037.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113573875B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·霍波寧;P·里塔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 維圖藍(lán)綜合公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/44
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/44;B32B5/26;D04B21/14;B29C70/54;D04B21/16;D04H3/115;B32B5/02;B29C70/16
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進(jìn);楊思捷

本發(fā)明涉及縫合的多軸增強(qiáng)件和生產(chǎn)縫合的多軸增強(qiáng)件的方法。本發(fā)明的縫合的多軸增強(qiáng)件可以用于通常需要增強(qiáng)件的所有這樣的應(yīng)用中，并且尤其是在使用真空灌注技術(shù)或樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)技術(shù)中的任一種用于將樹(shù)脂分布在模具中的這樣的應(yīng)用中。本發(fā)明的縫合的多軸增強(qiáng)件尤其適用于制造風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、船、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、儲(chǔ)罐、公共汽車(chē)、拖車(chē)、火車(chē)和卡車(chē)面板等，并且通常適用于在多于一個(gè)方向上經(jīng)受應(yīng)力的所有這樣的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及縫合的多軸增強(qiáng)件。本發(fā)明的縫合的多軸增強(qiáng)件可以用于通常需要增強(qiáng)件的所有這樣的應(yīng)用中，并且尤其是在使用真空灌注技術(shù)或樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)技術(shù)中的任一種用于將樹(shù)脂分布在模具中的這樣的應(yīng)用中。本發(fā)明的縫合的多軸增強(qiáng)件尤其適用于制造風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、船、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、儲(chǔ)罐、公共汽車(chē)、拖車(chē)、火車(chē)和卡車(chē)面板等，并且通常適用于在多于一個(gè)方向上經(jīng)受應(yīng)力的所有這樣的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

當(dāng)使用各種纖維(例如玻璃、碳和芳族聚酰胺纖維以及亞麻、大麻、黃麻、洋麻、玄武巖和其它天然纖維等)制造復(fù)合材料和層壓產(chǎn)品以制造例如船、汽車(chē)、公共汽車(chē)、火車(chē)、拖車(chē)和卡車(chē)面板或風(fēng)力渦輪機(jī)部件時(shí)，例如，制造從生產(chǎn)合適的纖維增強(qiáng)件(如織造或針織結(jié)構(gòu))開(kāi)始，所述結(jié)構(gòu)可以具有單向或多軸取向。然后，將該結(jié)構(gòu)放置在用于制造中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品的模具中。當(dāng)然，模具具有最終產(chǎn)品的形狀，這意味著該形狀有時(shí)可能非常復(fù)雜，并且當(dāng)放置在模具中時(shí)需要對(duì)增強(qiáng)件相當(dāng)大的成形。通常，將幾層、最多數(shù)十層增強(qiáng)件一層在另一層之上地放置在模具中，并將與硬化劑或不飽和聚酯樹(shù)脂或乙烯基酯樹(shù)脂混合的熱固性樹(shù)脂(如環(huán)氧樹(shù)脂)引入模具中，以形成纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制品。樹(shù)脂也可以是熱塑性塑料，如PA?(聚酰胺)或CBT?(環(huán)狀聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)等。實(shí)踐已顯示，當(dāng)最終產(chǎn)品必須抵抗高機(jī)械負(fù)載時(shí)，可通過(guò)縫合保持在一起的單向增強(qiáng)粗紗層是其制造中的優(yōu)選的選擇。在多于一個(gè)方向上存在機(jī)械負(fù)載的情況下，多軸增強(qiáng)件是優(yōu)選的選擇。這樣的單向增強(qiáng)件的層由粗紗或絲束制成，通常稱(chēng)為增強(qiáng)纖維。

多軸增強(qiáng)件由兩層或更多層增強(qiáng)粗紗形成，其中一層中的粗紗是單向的，但是相鄰層的粗紗形成一定角度，通常為45度、60度或90度，但是也可以使用其它粗紗取向。增強(qiáng)件的結(jié)構(gòu)取決于目標(biāo)面積重量和粗紗的特克斯數(shù)。例如，如果期望高的面積重量或克重，則使用厚粗紗(例如使用E-玻璃?2400?tex)，而在期望具有低面積重量的增強(qiáng)件的情況下，在其制造中使用薄粗紗(例如使用E-玻璃?600?tex)。

最終產(chǎn)品(即固化的層壓結(jié)構(gòu))可以由許多這樣的多軸增強(qiáng)件制成，通過(guò)布置增強(qiáng)件的層，使得在最終產(chǎn)品中，層的粗紗根據(jù)層壓結(jié)構(gòu)經(jīng)受的負(fù)載在至少兩個(gè)不同的方向上取向，或者通過(guò)首先制造若干層單向增強(qiáng)件的織物使得相鄰層的粗紗形成一定角度，并且之后在最終產(chǎn)品的生產(chǎn)中使用由此形成的織物。根據(jù)其中不同的纖維取向的數(shù)量，這樣的織物稱(chēng)為雙軸、三軸、四軸等織物。

由至少兩個(gè)增強(qiáng)層形成的多軸增強(qiáng)件本身是單向增強(qiáng)粗紗，由于每個(gè)增強(qiáng)層的紗僅沿著一個(gè)方向延伸，該多軸增強(qiáng)件本質(zhì)上固有地不穩(wěn)定。為了能夠處理這樣的增強(qiáng)件，其粗紗必須以適當(dāng)?shù)姆绞奖舜隋^固或粘合。原則上，現(xiàn)有技術(shù)已知用于這樣的目標(biāo)兩種不同的機(jī)械方法。

一種方法是通過(guò)縫合(例如經(jīng)編)來(lái)固定粗紗。縫合紗形成針織線(xiàn)圈，即縫線(xiàn)，其將實(shí)際的增強(qiáng)粗紗保持在增強(qiáng)件中的適當(dāng)位置。根據(jù)已知的經(jīng)編技術(shù)，通過(guò)各種針織元件(例如通過(guò)滲透增強(qiáng)粗紗的一個(gè)或多個(gè)層的針)形成縫線(xiàn)。縫線(xiàn)可以形成幾種公知的圖案，例如鏈?zhǔn)交蚪?jīng)編織物等。縫合的紗通常但不是必須為變形或非變形聚酯(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)長(zhǎng)絲紗，其厚度為約34分特至約167分特并且包含數(shù)十根長(zhǎng)絲，通常例如24或48根長(zhǎng)絲。

另一種機(jī)械方法是使用編織技術(shù)將縱向經(jīng)紗(即增強(qiáng)粗紗)與輕質(zhì)緯紗錨固在它們各自的位置。作為緯紗，已經(jīng)使用非涂布的和熱熔涂布的紗兩者。在加熱和冷卻之后，熱熔粘結(jié)劑賦予增強(qiáng)件相當(dāng)大的穩(wěn)定性。然而，編織替代方案不再被認(rèn)為是有利的，因?yàn)樵鰪?qiáng)粗紗在與緯紗交叉時(shí)形成扭結(jié)，導(dǎo)致應(yīng)力集中和比縫合形式更低的機(jī)械性質(zhì)。已發(fā)現(xiàn)熱熔粘結(jié)劑紗在基質(zhì)固化中產(chǎn)生局部干擾，并且在本行業(yè)中不再有利。通常，緯紗是復(fù)絲紗，其在壓縮下變得扁平，而不管它們是否是熱熔紗。