CN101715387A - 通过喷涂法来制造天然橡胶真空袋的方法、使用喷涂法所制造的天然橡胶真空袋和使用利用喷涂法所制造的天然橡胶袋的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制造供真空袋使用的薄膜的方法、一种使用所述方法制成的天然橡胶真空袋和使用所述天然橡胶袋来形成复合物品的方法。一种方法可以包括提供具有所需要形状的实质上无孔的工作表面以形成真空袋，在至少一部分工作表面上喷涂至少一层天然橡胶液体，并且固化天然橡胶液体以形成形状实质上与工作表面相当的薄膜。所形成的薄膜是可弹性变形的并且实质上是不渗透的以在真空辅助的树脂传递成型、压延、压紧或类似加工中起真空袋的作用。

Description

通过喷涂法来制造天然橡胶真空袋的方法、使用喷涂法所制造的天然橡胶真空袋和使用利用喷涂法所制造的天然橡胶袋的方法

相关申请

该申请要求2007年2月23日提交的序列号为60/903,056的美国临时专利申请的权益，在此以引用的方式加入其全部公开。

技术领域

此处所描述的主题内容通常涉及真空袋结构的领域。更特别是，此处所描述的主题内容涉及用于制造可供真空辅助的树脂传递成型、压延、压紧或类似加工中使用的天然橡胶真空袋的方法、利用喷涂法制造的天然橡胶真空袋和使用通过喷涂法所制造的天然橡胶真空袋的方法。

背景技术

复合物被广义地定义为结合两种或多种不同材料来生产一种新材料，该新材料具有单独的组分中所不存在的协同特性。实际上，单词“复合材料”通常与如玻璃纤维结构的增强塑料材料有关。在玻璃纤维的情况下，可以在产品几何结构的高度可变阵列中获得包括耐腐蚀性、轻重量、高强度和低成本的有益的协同特性。

如玻璃纤维船身的复合物品的制造需要具有“预成型件”的可固化的树脂体系的组合，该组合可以包括玻璃纤维、面纱、流动介质和型芯。存在许多种工艺用于以液态树脂灌注预成型件，以制造复合物。所述工艺可以被概括地表示为两类，湿式敷层的“开式成型”和树脂灌注的“闭式成型”。

开式成型工艺倾向于生产具有低纤维体积分数(即，纤维的量比树脂的量少)的最终成分。因为必须手工地为各层预成型件材料涂敷树脂并且小心地定位，所以制造它们还是劳动密集型的。此外，开式成型工艺的本质可以允许在复合物内出现圈闭气泡，并且完成的部件可能具有不均匀的厚度和纤维体积分数。

此外，开式成型经常导致工作人员直接暴露于挥发性有机化合物(VOC)和危险的空气传播的污染物(HAP)。VOC和HAP都被美国环境保护局(EPA)认定为应该探求其替代控制技术的潜在的健康危害物。结果，虽然可能存在例外，但是所述缺陷通常导致通过开式成型技术所形成的物品在可利用其他方法的领域中是不赞成采用的。

比较起来，闭式成型-并且更特别是树脂传递成型(RTM)-克服了湿式敷层工艺的许多局限性。RTM包括在压力约束下的模腔内部的预成型件，于是树脂被强迫进入保留的开放空间内。树脂灌注法限制了暴露于VOC和HAP并且允许更好地控制部件的尺寸和纤维体积分数。RTM模具一般是由匹配的钢模压盘制成的，由于需要很高的注射压力来将树脂压成非常紧凑的预成型件，所以将该钢模压盘支承在液压机中。制造用于超过大约100平方英尺的部件的刚性模具的逐步升高的成本倾向于限制RTM所考虑的部件的尺寸。

真空辅助的树脂传递成型(VARTM)是RTM的一种变形，其通过除去位于单面的刚性工具和封装放置在该工具上的预成型件的柔韧真空袋之间的空气来实现预成型件的压紧。因为仅存在一个工具表面并且大气压力代替了液压机，所以工具的制造成本显著地降低了。VARTM提供了一种用于以前认为不能灌注的复杂和/或大型的部件的闭式成型方案。VARTM模具的合乎需要的元件是真空袋，当除去空气时，该真空袋具有足够的弹性以适应与预成型压紧有关的应变。此外，对于真空袋来说合乎需要的是足够不渗透的，以便空气不会通过袋子渗漏并且不利地影响树脂的流动或者在复合制品的内部留下气眼。真空袋还应该围绕预成型件形成足够的滑动配合以防止形成褶皱和/或桥接，该褶皱和/或桥接可能成为导致不一致的流动前沿的树脂流道。

目前用于VARTM的最通用的真空袋是单一用途的尼龙薄膜，并且可以获得或多或少的延展性、耐热性、撕裂强度和厚度的变化。薄膜是按平板片材坯料出售的，需要制作者按需要切割、粘贴并且将各部分缝合在一起以制造合适的真空袋。当现在供应商提供了用热方法来缝合成近似于网状薄膜袋的方便时，就可不重复使用尼龙薄膜，并且在各模具运行之后，从而终止于堆存处。此外，该类一次性的袋子很少提供足够的弹性以消除袋子桥接和或鼓包，该袋子桥接和或鼓包可以导致在成型的复合物品中形成不一致的灌注和干燥点。

复合材料产业开始认识到可重复使用的真空袋是闭式成型程序的经济可行生产的合乎要求部件，袋子的寿命是关键因素。可重复使用的袋子必须比一次性的袋子经得起更显著的磨损和损伤。已经采用多种合成橡胶来制造可重复使用的真空袋，包括EPDM、硅树脂、丁基、氟橡胶、腈及聚异戊二烯和常温硫化(RTV)的硅树脂的压延橡胶片材，所有这些都来自石油原料。

由于透明度和能够制造成近似网状结构的原因，RTV硅树脂体系已经成为用于制造可重复使用的真空袋的选择材料。由压延的硅树脂片材所制成的真空袋需要对RTV硅树脂或β阶的硅树脂材料进行缝合处理，随后必须利用加热和湿气对其进行固化。还使用半固化的硅树脂片材来制造可重复使用的袋子，该片材被切割成所要求的形状，覆盖在模具表面上，在该模具表面上修整接缝以形成低轮廓接合部。另一种方法包括在固化之前在模具表面上均匀地涂敷未固化的触变性的RTV硅树脂液体。在所有的这些实例中，用于制造可重复使用的硅树脂真空袋的工序是冗长的并且需要熟练的工人。

然而，硅树脂的抗刺穿和撕裂性差，因此为了耐用性必须加强或增厚，除了变得不必要的笨重和不方便操纵之外，这使得其容易遭受桥接效应。对于如船身、船桥甲板和风机叶片的非常大型的零部件，给定的袋子的重量可能成为显著的问题。经常需要用机械方法来提升大型的袋子，因此需要提升点。袋子的强度成为关键因素，因为更厚的袋子更重，并且下垂的袋子可能被外来杂物绊住并且损坏。

已经试图利用混合好的生成物来喷涂硅树脂橡胶。典型的RTV硅树脂具有高粘性并且是触变性的，这使得它们难以喷涂，因为材料不容易流动。因此，很难获得在大面积上具有均匀厚度的袋子，因为在被应用到表面上之后必须擦拭制品。可以利用外加的溶剂来降低RTV硅树脂的粘性，但是该补救有可能成为VOC和HAP的来源。将硅树脂喷成雾状的喷涂设备产生了污染暴露于过渡喷涂的相邻物品的表面的风险，并且可能成为对于在附近进行粘接和/或涂敷操作的主要问题。

根据当制造复合物品时应该考虑到的因素，仍然存在对供闭式成型和真空袋装应用中所使用的耐用、可重复使用的真空袋的需要，其限制了VOC和HAP的产生并且最小化了对整个环境的影响。

发明内容

此处所描述的主题内容包括用于制造一种天然橡胶真空袋的方法，该天然橡胶真空袋可操作的用于闭式成型及其他真空袋装应用、使用所述方法制成的天然橡胶真空袋和用于使用这样的天然橡胶袋来形成复合物品的方法。

根据一个方面，此处所公开的主题内容包括制造用作真空袋的薄膜的方法，包括提供实质上无孔的工作表面，该工作表面具有用于形成真空袋的所需的形状，在工作表面的至少一部分上喷涂至少一层天然橡胶液体，并且使所述天然橡胶液体固化以形成薄膜，该薄膜具有实质上与工作表面的形状一致的形状。通过该方法，所形成的薄膜接近网状、可弹性变形并且实质上是不渗透的，因此是可操作的用来起真空袋的作用。

根据另一个方面，此处所公开的主题包括一种用于使用真空袋来压紧预成型件的方法。在该方面中，所述方法包括提供实质上无孔的工作表面，该工作表面具有所需的真空袋的形状，在工作表面上喷涂至少一层天然橡胶液体并且固化所述天然橡胶液体以形成薄膜。因此，所形成的薄膜是可弹性变形的并且是实质上不渗透的。此外，所述方法包括提供实质上不变形的基底表面，该基底表面具有压紧的预成型件的所需形状，密封在基底表面和薄膜之间的预成型件，并且从基底表面和薄膜之间除去空气以使基底表面、预成型件和薄膜吸在一起。结果，该预成型件实质上符合被压紧的预成型件的所需形状。所述方法可能还包括利用树脂来灌注该预成型件并且固化树脂以产生复合物品。

仍然根据另一方面，此处所公开的主题内容包括一种用于制造复合物品的方法，其包括将喷涂形成的天然橡胶薄膜密封到具有制造复合物品所需要形状的模具上，从由薄膜和预成型件所限定的区域排出空气，使可固化的树脂在该区域中流动并且固化所述树脂以形成复合物品。

附图说明

现在将参照附图来说明此处所描述的主题内容的实施例，其中：

图1图解了根据本主体内容一实施例的通过喷涂法来执行制造天然橡胶真空袋的方法的布置；

图2图解了根据本主体内容另一个实施例的通过喷涂法来执行制造天然橡胶真空袋的方法的布置；

图3图解了仍然根据本主体内容另一个实施例的通过喷涂法来执行制造天然橡胶真空袋的方法的布置；

图4图解了仍然根据本主体内容另一个实施例的通过喷涂法来执行制造天然橡胶真空袋的方法的布置；

图5和6图解了根据本主体内容一实施例的按喷涂法所形成的真空袋的一个或多个物品的结合；

图7图解了根据本主体内容一实施例的按喷涂法所形成的真空袋的一个或多个表面特征的结合；

图8a和8b图解了根据本主体内容一实施例的按喷涂法所形成的真空袋的一个或多个表面特征的结合以测量袋子的变形；

图9图解了用于对准本主体内容一实施例的喷涂形成的真空袋部分的一个或多个表面特征的应用；和

图10图解了用于制造本主体内容一实施例的结构物品的布置。

具体实施方式

现在将详细参照本主体内容的可能实施例，图中图示了其中一个或多个实例。提供各实例来说明本主体内容而不是作为限制。实际上，图解或描述为一个实施例的一部分的特征可被用于另一个实施例中仍形成进一步的实施例。旨在是本主题内容覆盖了这样的改进和变化。

根据一个实施例，本主题内容提供了一种制造用作真空袋的薄膜的方法。如在图1中所描述的，该方法包括提供实质上无孔的工作表面10，在该图示中其与模具1的模具表面3重合，这样的表面通常是光滑的并且实质上是无孔的。工作表面10限定出了形成在其上的真空袋薄膜20的大小和形状，当在工作表面10上喷涂液态天然橡胶7时，留下了液态天然橡胶层8，其变干以形成天然橡胶的真空袋薄膜20。修整真空袋薄膜20的尺寸来帮助消除桥接和褶皱，在桥接处袋子材料不完全与凹入的模具过渡处一致，在褶皱处多余的袋子材料折叠在其自身上而形成不合需要的空穴。在复合物品的树脂传递成型的情况下，各所述装配问题可以导致不均匀的纤维体积分数、更高的树脂用量、更重的部件和在灌注期间树脂流动前沿的失控。

图2图解了一种确保已完成的真空袋薄膜20的大小适合于其计划用途的方法。在该备选方案中，工作表面10是通过首先将工作表面模板2放置在模具1上形成的，工作表面模板2的表面实质上具有真空袋薄膜20所需要的精确形状。工作表面模板2可以是将在模具1上使用真空袋薄膜20成型的实际部件或该部件的复制品。当工作表面模板2的表面是多孔的或者不能轻易地弄光滑时，很难利用喷涂法按均匀的层来施加液态天然橡胶7。因此，可以通过利用薄的柔韧薄膜12覆盖住有缺陷的工作表面来将工作表面10制造成实质上光滑的和无孔的。合适的薄膜可以包括薄硅树脂片材、聚氨酯薄膜、高伸长率的尼龙薄膜和按照本公开方法制造出的薄天然橡胶片材。可以使用位于模具凸缘9上或者位于模具1上的另一个合适位置中的周边密封件13来围绕其周边密封柔韧薄膜12。可以在有缺陷的工作表面上并且在柔韧薄膜12下面放置缓冲层11。例如，缓冲层11可以是薄的柔韧毡，其是充分地可渗透的以当放置在柔韧薄膜12下面时起通气器的作用，以便可以通过从形成在模具1和柔韧薄膜12之间的空穴中除去空气来将柔韧薄膜12紧密地吸附在工作表面模板2上。

不管使用哪种方法来形成工作表面10，还规定工作表面10应该是实质上无孔的并且通常是光滑的。工作表面10上的任何粗糙度和表面特征可传递到真空袋薄膜20的表面上，其然后可以无限地传递到利用真空袋薄膜20成型的每一随后部件上。

提供实质上无孔的工作表面10的另一装置将如Duratec High Gloss的加工凝胶或表面底漆喷涂或刷涂到工作表面模板2上。如果凝胶或底漆材料是自动找平和快干的，则是有益的。换句话说，如果需要更厚的层，则可以首先喷涂泡沫层，然后应用凝胶或底漆层来密封气孔并且提供光滑的工作表面10。

一旦制备好工作表面10，该方法可以还包括在工作表面10的至少一部分上喷涂至少一层天然橡胶液体7。天然橡胶不被认为是毒性物质并且可以利用蒸馏水来清洗，结果形成了比应用其他弹性体(例如，硅树脂)来构造成型袋或薄膜的现有技术更先进的“绿色技术”。天然橡胶与合成橡胶是完全不同的，因为它来自于各种树的树液。三叶胶树提供了cis-1，4-聚异戊二烯(polyisoprene)种类，而古塔胶(Gutta-percha)和巴拉塔胶(Balata)树提供了聚异戊二烯(polyisoprene)的反式异构体。该两个类型的未加工的天然橡胶、鲜胶乳和未加工的凝固物包括实质上所有天然橡胶下面的等级。大部分天然橡胶的应用需要通过利用硫的硫化的交联以增强弹性和强度。该处理是相关领域技术人员众所周知的。

虽然合成橡胶对芳香族和氯化溶剂类具有更好的抵抗力，但是天然橡胶的抗蚀性由于其高分子量(MW)而衰减，其可以通过碾压而被减小。超过规定时间，合成橡胶还易于硬化，而天然橡胶易于软化。这样，天然橡胶真空袋保持了有效工作的足够柔韧性，这提供了更长的寿命。

天然橡胶通常具有优良的弹性、高拉伸强度、低压缩形变和耐磨、撕破、切割及冷变形性。所述各特性是合乎可重复使用的真空袋不同程度的需要的，并且可以以个别制作者的需要为基础通过使天然橡胶与不同增强剂混合来制作。例如，常常将用于其他应用中的天然橡胶与石蜡混合以提高对紫外线、氧气和臭氧的抵抗力，但是这样的混合物经常具有软化天然橡胶的反作用。结果，如果不执行这样的混合，则建议保持天然橡胶真空袋避开直射的阳光。

一般通过添加炭黑、沉淀颜料、有机硫化促进剂、重晶石(Baryates)、滑石、硅石、硅酸盐、粘土和纤维材料来增加天然橡胶的拉伸强度和抗磨性。在这些添加剂中，滑石、硅石和粘土特别适用于被喷涂的天然橡胶真空袋，因为纤维一般妨碍喷涂设备并且炭黑还使材料着色，这导致了透明度的损失。因为在使用期间拉伸真空袋并且通常使其易遭受磨损和损坏，所以需要改进天然橡胶从而使袋子的寿命更长。例如，使用大约5到35％之间范围内的粘土添加剂与适当的润湿剂可以提供具有高强度和耐热性的天然橡胶。

这些倾向于提高拉伸强度和耐磨性的相同的添加剂还倾向于提高耐热性。当由于放热树脂固化时，通常将可固化的树脂体系灌注到预成型件内的真空袋经常可见升高的温度。一些树脂体系具有比其他的树脂体系更高的放热，所以耐热性可能是比透明度或造成损坏的应变百分比更重要的因素。硅石添加剂的作用是增大粘性，当被喷涂在垂直定向的工作表面时，其有助于液态天然橡胶的粘着。

此外，可以添加包括氧化铁、氧化钛、氧化铬和有机颜料的着色剂。然而，需要在使用期间看透真空袋时，应该限制这样的着色剂的使用。

此外，还可以添加表面活性剂以除去过量的空气泡，所述气泡可以在真空袋薄膜20中形成孔隙。还可以过滤通过添加增强剂所改善过的天然橡胶材料，以除去可能妨碍喷涂的大块添加剂。例如，可以通过100目的网筛来过滤材料。市场上可得到的适合用于此处所描述的主题的实施例的天然橡胶材料的实例是来自内华达州(Nevada)的LLC of Henderson的复合材料SR现有的Sprayomer^TM弹性体。

再参见图1-3，可以通过使用喷涂涂敷器在工作表面10的至少一部分上喷涂液态天然橡胶7来形成真空袋薄膜20，该喷涂涂敷器使用最少的雾化空气和压力。例如，适用于施加天然橡胶的喷涂设备按流体顶端的速度小于20英尺/秒(例如，1-5英尺/秒)并且喷枪尖端大于标准尺寸8来将液体施加到工作表面10上。所述设备的使用产生了用于天然橡胶的高传递效率，提供高质量的光滑表面和更干净的工作环境。相反，通常用于复合材料工业中的一般的凝胶喷涂设备按超过20英尺/秒的顶端速度来施加材料。随着液态橡胶有效地从表面上弹回来，利用高速顶端速度涂敷器喷涂的天然橡胶不能轻易地传递到工作表面10上。另外，一般的喷涂法具有高度的过渡喷涂，其是费用高的并且当使用包含VOC或HAP的聚合物体系时产生了散发问题。

当喷涂器经过工作表面10时，如图1-4中的箭头所示，所述喷涂法可以包括在大致垂直于工作表面10的方向上喷涂液态天然橡胶7。有利的是，可以通过使用由电子和/或机械系统控制的喷涂设备来实质上自动地进行所述喷涂加工，以提供坚固的且可重复应用的未处理过的弹性体，这可以便于大规模生产用作真空袋的真空袋薄膜20。

由于如盲区、悬垂、深孔和急剧变化的工作表面10的物理约束，可能出现难以喷涂的位置，所述深孔太小不适用于喷涂器。结果，可能难以在工作表面10的各部分上施加具有均匀厚度且光滑的液态天然橡胶7的层。在这样的位置中，可以通过其他方法来填充工作表面10的所述不完善的部分，如将弹性体材料刷涂、倾倒或浇注到工作表面10的不完善的部分上。

此外，如图4中所示，可以横过工作表面10非均匀地进行喷涂，以便液态天然橡胶层8具有可变的厚度。喷涂更薄的部分可以在完成的真空袋薄膜20中产生更好的透明度。因此，控制透明度来在真空袋薄膜20中形成窗口可以允许用户察看在下面的预成型件31、灌注的树脂35或模具1，(例如)以对准真空袋薄膜20。作为进一步的实例，可以将更厚的部分结合到真空袋薄膜20内以增加真空袋薄膜20中很可能存在的应力、温度或机械损伤的区域的强度。还可能希望改变真空袋薄膜20部分的厚度以相应地改变真空袋薄膜20横过其表面的局部拉伸。

在工作表面10上喷涂至少一层液态天然橡胶8之后，可以使所述层固化以形成形状实质上与工作表面10的一致的真空袋薄膜20。将液态天然橡胶层8固化成固态真空袋薄膜20实质上包括相变换，在该相变换中通过蒸发从液态天然橡胶层8中除去水。水从液态天然橡胶中的蒸发的速度主要取决于环境温度和湿度水平。因此，可以通过加热、降低相对湿度、增加表面上的气流或者通过采用这些变化的组合来加快从液态到固态的相变换。循环加热的空气的对流烘箱是用于加快所述相变换的理想场合。因为天然橡胶对紫外线不具有高抵抗力，所以不建议超过短时间周期(例如，数小时)使用日光作为热源来帮助相变换。

因为天然橡胶从液态到固态的相变换包括水分的蒸发，所以可以预期存在与相变换有关联的体积变化，该变化与液体中存在的固体百分数成比例。通过在工作表面10上喷涂液态天然橡胶7所形成的液态天然橡胶层8具有取决于喷涂形式的一定湿膜厚度。当液态天然橡胶层8变干时，其变得更薄以适应蒸发损失的水分。最后，液态天然橡胶层8实质上干燥到真空袋薄膜20的干燥厚度，并且大部分体积变化适应薄膜厚度的变化。在为液态天然橡胶层8和真空袋薄膜20之间的某点处，天然橡胶不再有足够的流动性，以适应通过厚度的所有体积收缩，而是在真空袋薄膜20内产生了残余的平面内拉伸。该平面内拉伸表示为与工作表面10有关的袋子的总收缩，在该工作表面上起初喷涂有液态天然橡胶7。

有利地，可以利用液态天然橡胶层8在到固态天然橡胶的相变换期间收缩的趋向来确保真空袋薄膜20形成光滑表面。当天然橡胶材料固化时通过约束其周边的位置，抑制了作为在真空袋薄膜20的表面中所产生的残余张力的结果的材料收缩的趋势。由于预拉伸的薄膜不太可能会形成褶皱或折叠，因此有效地利用了残余张力，当用于特殊用途的真空袋薄膜20过大时可能形成褶皱或折叠。此外，当材料老化时，弹性体材料通常可以伸展。结果，真空袋薄膜20中的残余张力可以抵消该老化效应，从而延长了真空袋薄膜20的使用寿命。

当然，利用产生残余张力所获得的好处必须和过度应变的弹性体片材变薄并且变得更可渗透的趋势问题保持平衡，其依次增加了可以通过其扩散和或被圈闭在材料内部的挥发物的量。当杂质浓度在弹性体片材内积聚时，其开始丧失其柔韧性，使得其更容易受到应变导致的破坏。

基于所述观察结果，注意到，可以通过适当地确定工作表面模板2的尺寸来显著地增加真空袋薄膜20的使用寿命，以便将工作表面10制造得比预成型件31稍微大些或小些来适应预期的平面内收缩，根据模具1分别是阳模或阴模。

因此，可以使用在上文中所公开的方法来形成用作真空袋的无缝薄膜。此外，如在图9中所描绘的，所述方法可以包括相互紧挨着地布置两个或多个材料片材并且在所述片材之间的间隙中喷涂至少一层天然橡胶液体。可以采用该备选方案来制造特大型的真空袋薄膜20，或者通过连接多个喷涂形成的薄膜或者通过简单地连接多片可弹性变形的材料。

参见图5和6，该方法可以还包括将一个或多个物品21结合到完成了的真空袋薄膜20内。可以在喷涂液态天然橡胶7以形成液态天然橡胶层8之前通过将物品21放置在工作表面10上来结合这些物品21，从而将物品21锚定到真空袋薄膜20的功能表面上。可替换地，在喷涂期间可以将物品21定位在液态天然橡胶层8内，将物品21嵌入到真空袋薄膜20内。此外仍然是，在完成喷涂之后，可以将物品21定位在液态天然橡胶层8上，使物品21暴露。

例如，物品21的一个实例可以是周边框架22，其可以沿真空袋薄膜20的边缘被结合，以当其凝固时约束真空袋薄膜20的位置的边缘。如上所述，该约束可以在真空袋薄膜20的表面中形成残余张力，其有助于防止在用作真空袋期间在真空袋薄膜20中形成褶皱。可以按该方式被有效地结合到真空袋薄膜20内的物品21的其他实例包括内部框架、密封件或密封部分、用于提升的附件、端口、增压器、压力计、板条、热电偶、致动器、传感器、RFID设备和/或加热元件。结合了物品21的进一步的实例可以包括分离的材料片，如刚性或挠性纤维-增强塑料(FRP)、弹性体材料、压延弹性体片材、不渗透或半渗透性膜、塑料片材、金属片材、加强织物和面纱、陶瓷面板和/或木面板。

当然，可以作为物品21来结合的某些零件可能不会轻易地附着到天然橡胶材料上，所述物品21可以有效地与真空袋薄膜20集成在一起。对于某些可以作为物品21来结合的物品，如嵌入到真空袋薄膜20内的压力表或传感器，该分离可以是可接受的。允许温度传感器在真空袋薄膜20内“浮动”可以是合乎需要的，因为按该方式结合的物品21不会影响真空袋响应施加的压力发生弹性变形的能力。物品21的其他实例，如应变传感器、位置指示器和增压器，可能需要被可靠地固定到真空袋薄膜20上。在这些情况中，可以将如用甲基丙烯酸酯(methacrylate)改良过的天然橡胶的底漆应用在物品21上，以便于将天然橡胶层8粘结到物品21上。这样，可以将不会自然地附着到天然橡胶上的物品21固定地结合到真空袋薄膜20内。仍然是物品21的其他实例，如嵌入到液态天然橡胶层8内的加强网，由于当液态天然橡胶层8干燥成真空袋薄膜20时出现了机械联锁而通常不需要化学表面底漆。

参见图7，方便地改进真空袋薄膜20的另一种方法是改变其表面光洁度、形状或纹理。在将液态天然橡胶7喷涂在工作表面10上之前，该纹理可以通过在工作表面10上有意地提供一个或多个表面特征15，从而将表面特征15的形状和纹理作为薄膜表面特征25而被结合到真空袋薄膜20内。当真空袋薄膜20处于其最终预定的使用位置中时，薄膜表面特征25在真空袋薄膜20上的位置决定了薄膜表面特征25是否随后将与预成型件31、模具凸缘9或模具表面3的一部分直接接触。一个薄膜表面25的特征可以无限地传递到形成在模具1上的复合物品的表面。另一个薄膜表面特征25可以提供与作为袋子密封件13的一部分的模具凸缘9结合的有用的目的。仍然另一个薄膜表面特征25可以提供与如形成管道的模具表面3结合的有用的目的，该管道用于移除围绕在模具表面3上的各种废液。

表面特征15的实例包括有利于次级粘合的不光滑表面、纹理表面、标志、广告、商标或商品名称、识别特征和/或艺术设计，所述纹理表面提供了防滑功能或在真空袋表面中形成沟道以用于真空袋表面上的点之间的流体连通。作为具体的实例，图7显示了类似于树的标志，其被从工作表面10传递到真空袋薄膜20的表面上。作为进一步的实例，表面特征15可以是图8a和8b中所示的一系列标定线，其在真空袋薄膜20附着到周边框架22或模具凸缘9上期间提供了用于测量真空袋薄膜20中的变形的参考点。可替换地，如图9中所描绘的，表面特征15可以是标记，来用于对准多个真空袋薄膜20以形成单个大型的真空袋。

如上所述，使用该方法构造的真空袋薄膜20可以方便地用来压紧预成型件，如在形成结构物品的加工中。例如，通过真空辅助的树脂传递成型可以操作真空袋薄膜20来形成成型制品。可替换地，所形成的结构物品可以是压缩过的堆叠材料，在加工和装船准备期间真空袋薄膜20用于材料的压延或压紧。此外，所形成的真空袋薄膜20可被用于向下压靠着预成型件31的表面或未压缩的材料堆上的一般操作中(参见图10)，或者真空袋薄膜20可以是可膨胀的囊状物，该囊状物能被插入到结构内以提供对着该结构的内表面的压力。此外，由于天然橡胶的弹性和韧性的结合，利用该方法构造成的真空袋可以被重复使用来形成多种结构物品。

特别是，使用真空袋来压紧预成型件的方法可以首先形成所述真空袋。照此，所述方法可以包括提供具有所需的真空袋形状的实质上无孔的工作表面10，在工作表面10上喷涂至少一层液态天然橡胶7并且固化该层液态天然橡胶8以形成真空袋薄膜20。(参见图1-4)如先前所记录的，提供实质上无孔的工作表面10可以包括将工作表面模板2放置在基模1上并且将实质上无孔的柔韧性薄膜12固定在述工作表面模板2上方，在其之间可以放置缓冲层11。

参见图10，为了使用真空袋薄膜20来压紧预成型件，所述方法可以还包括提供实质上不变形的基底表面，如模具1，该基底表面具有结构物品所要求的形状并且将预成型件31密封在基底模具1和真空袋薄膜20之间。为了便于真空袋薄膜20到基底模具1上的密封，基底模具1可以包括延伸超过结构物品所需要形状的至少一个周界边缘的模具凸缘9。真空袋薄膜20可以同样延伸超过结构物品所需要的形状并且在其周边处利用密封件13被固定到模具凸缘9上，从而将预成型件31密封在基底模具1和真空袋薄膜20之间。

可以通过将真空袋薄膜20的周边约束在基底模具1上来执行所述密封。如上所述，当将液态天然橡胶7喷涂在工作表面10上时，可以通过将物品21(特别是周边框架22)结合到真空袋薄膜20内来提供该约束。然后可以夹紧周边框架22或者另外例如利用球形密封件14固定到模具凸缘9上。可替换地，可以将一个或多个紧固件32固定到真空袋薄膜20的周边上，以用于将真空袋薄膜20紧固到基底模具1上。例如，可以将如环形和钩形紧固件(例如，维可牢尼龙搭扣)的非永久性紧固件固定到真空袋薄膜20的周边上。仍然另一备选方案是提供膨胀的乙烯基或聚氨酯材料的条带，该材料是固有粘性的，从而在真空袋薄膜20和条带之间产生很高的摩擦系数，以将真空袋薄膜20保持在适当的位置中。

一旦预成型件31被密封在基底模具1和真空袋薄膜20之间，该方法可以还包括从基底模具1和真空袋薄膜20之间除去空气，以将基底模具1、预成型件31和真空袋薄膜20吸附在一起。这样，预成型件31实质上与模具表面3相一致，这限定出了结构物品的形状。正如以上的讨论，真空袋薄膜20可以弹性变形，以将预成型件31挤压在基底模具1的表面上。在其他实施例中，真空袋薄膜20可以是可膨胀的囊状物，该囊状物弹性变形以在结构内膨胀。

为了通过压延或压紧来制造结构物品，上述方法生产出了物品，该物品具有由基底模具1和真空袋薄膜20的形状限定出的需要的形状。通过接着类似的工序，但然后利用可固化的树脂35灌注预成型件31并且固化树脂35，然而，可以形成复合物品。仅举几个例子，可以通过该方法形成的复合物品的实例包括船体、船桥甲板和风机叶片。

另外说明，用于制造复合物品的方法可以包括将喷涂形成的天然橡胶薄膜20密封到具有所需要形状的基底模具1，以用于制造复合物品，从由真空袋薄膜20和预成型件31所限定出的区域中排出空气，使可固化的树脂35在所述区域中流动并且固化树脂35以形成所述复合物品。此外，由于天然橡胶的弹性和韧性，可以重复该方法，以使用喷涂形成的相同的天然橡胶真空袋薄膜20来形成多个复合物品。

此外，如上所述，用于形成复合物品的方法还可以包括在喷涂之前在工作表面10上提供一个或多个表面特征15。因此，可以将表面特征15的形状和纹理作为薄膜表面特征25被结合到真空袋薄膜20的形状内，并且然后可以将所述形状和纹理传递到压紧过的预成型件或复合物品上。有用的表面特征15的实例包括不光滑表面、纹理表面、标志、广告、商标或商品名称、识别特征、艺术设计、标定线和它们的组合。

很清楚，可以改变当前所公开的主题内容的各种细节而不脱离当前所公开的主题内容的范围。此外，上述说明仅是用于图解的目的，而不是用于限制的目的。

Claims (24)

1.一种制造用作真空袋的薄膜的方法，该方法包括：

提供实质上无孔的工作表面，该工作表面具有用于形成真空袋的所需的形状；

在工作表面的至少一部分上喷涂至少一层天然橡胶液体；和

使该至少一层天然橡胶液体固化以形成薄膜，该薄膜具有实质上与该工作表面的形状一致的形状，该薄膜是可弹性变形的并且实质上是不渗透的，用来起真空袋的作用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中喷涂包括在工作表面的至少一部分上不均匀地喷涂至少一层天然橡胶液体，从而该至少一层天然橡胶液体具有可变的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中固化该至少一层天然橡胶液体包括形成无缝的薄膜。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在喷涂之前、在喷涂期间或者在喷涂之后将一个或多个物品放置在工作表面上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中该一个或多个物品从一组中选择，该组包括周边框架、内部框架、密封件或密封部分、用于提升的附件、端口、增压器、压力计、板条、热电偶、传感器、致动器、RFID设备、加热元件和它们的组合。

6.根据权利要求4所述的方法，其中该一个或多个物品是从一组中选择的分离的材料片，该组包括刚性纤维-增强塑料、挠性纤维-增强塑料、弹性体材料、压延弹性体片材、不渗透膜、渗透性膜、塑料片材、金属片材、陶瓷面板、加强织物、木面板和它们的组合。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括将底漆涂敷到该一个或多个物品上，以促进该至少一层天然橡胶液体到该一个或多个物品的粘结。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括在喷涂之前在工作表面上提供一个或多个表面特征，其中该一个或多个表面特征的形状和纹理被结合到该薄膜内。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该一个或多个表面特征从一组中选择，该组包括不光滑表面、纹理表面、标志、广告、商标或商品名称、识别特征、艺术设计、标定线和它们的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其中通过固化形成的该薄膜是可操作的，用于通过真空辅助的树脂传递成型来形成成型制品。

11.根据权利要求10所述的方法，其中通过固化形成的是可重复使用的，用于形成多个树脂传递成型制品。

12.一种根据权利要求1所述的方法形成的用作真空袋的薄膜。

13.一种利用真空袋来压紧预成型件的方法，包括：

提供实质上无孔的工作表面，该工作表面具有所需的真空袋的形状；

在工作表面上喷涂至少一层天然橡胶液体；

固化该至少一层天然橡胶液体以形成薄膜，该薄膜是可弹性变形的并且是实质上不渗透的；

提供实质上不变形的基底表面，该基底表面具有压紧的预成型件的所需形状；

密封在该基底表面和该薄膜之间的预成型件；和

从该基底表面和该薄膜之间除去空气以使该基底表面、该预成型件和该薄膜吸在一起，从而该预成型件实质上符合被压紧的预成型件的所需形状。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

用可固化的树脂灌注该被压紧的预成型件；和

固化被灌注到该压紧的预成型件内的可固化树脂以产生复合物品。

15.根据权利要求14所述的方法，其中该复合物品包括船身。

16.根据权利要求13所述的方法，其中提供实质上无孔的工作表面，包括：

提供实质上不变形的基底表面；

将工作表面模板放置在该基底表面上；

将多孔的缓冲层放置在该工作表面模板上；和

将实质上无孔的柔韧薄膜靠着该缓冲层固定。

17.根据权利要求16所述的方法，其中将实质上无孔的柔韧薄膜靠着该多孔的缓冲层固定包括：

将该柔韧薄膜的周边密封到该基底表面上；和

从该多孔的缓冲层除去空气，直到该柔韧薄膜被充分地靠着该多孔的缓冲层固定。

18.根据权利要求13所述的方法，其中该实质上不变形的基底表面包括延伸超过该结构物品所需要的形状的至少周界边缘的模具凸缘；并且

其中将该预成型件密封在该基底表面和该薄膜之间包括将该预成型件定位在该基底表面和该薄膜之间，并且在该模具凸缘处将该薄膜密封在基底表面上。

19.根据权利要求13所述的方法，其中该密封包括将该薄膜的周边约束到该基底表面。

20.根据权利要求19所述的方法，其中将该薄膜的周边约束到该基底表面包括将一个或多个紧固件固定到该薄膜的周边并且将该薄膜紧固到该基底表面。

21.根据权利要求13所述的方法，还包括在喷涂之前在工作表面上提供一个或多个表面特征，其中该一个或多个表面特征的形状和纹理被结合到该薄膜的形状内。

22.根据权利要求21所述的方法，其中该一个或多个表面特征从一组中选择，该组包括不光滑表面、纹理表面、标志、广告、商标或商品名称、识别特征、艺术设计、标定线和它们的组合。

23.一种用于制造复合物品的方法，该方法包括：

将喷涂形成的天然橡胶薄膜密封到具有制造复合物品所需要形状的模具上；

从由该薄膜和预成型件所限定的区域排出空气；

使可固化的树脂在该区域中流动；和

固化该树脂以形成该复合物品。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括重复该密封、排气、流动和固化来使用喷涂形成的相同的天然橡胶薄膜，以形成多个复合物品。

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