CN107107394A - 带状干燥纤维增强体 - Google Patents

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Abstract

一种带状干燥纤维增强体，“有间隙的UD增强体带”，提供了通过包括由至少一个粘合剂层保持的分离的纤维丝束层而形成的通道或流动路径。因此，获得了用基体对纤维的更快的润湿，由此可以节约地生产改进的复合材料。还公开了用于产生有间隙的UD带的方法和装置。

Description

带状干燥纤维增强体
本发明的技术领域
本发明涉及带状干燥纤维增强体(tape-like dry fibrous reinforcement)，诸如用于复合材料的增强体。本发明还涉及用于生产此类带状干燥纤维增强体的方法和装置。
背景
纤维增强体(又称为纤维增强体或纤维预制件)用于形成复合材料，诸如纤维增强塑料(FRP)，其中纤维增强体嵌入热固性或热塑性基体诸如环氧树脂、乙烯基酯或聚酯、PEEK和PP中。此类复合材料是有用的并且通常用于许多不同应用，诸如航天、航空、汽车、船舶、建筑业、弹道护体和运动器材。
一种类型的增强体被称为多轴增强体(multiaxial reinforcement)或非卷曲织物(NCF)，其由平行纤维的多个堆叠/堆制成，所述堆叠/堆各自相对于另一个位于不同的方向或轴——因此产生术语“多轴的”。这些层通常通过缝合结合(stitch-bonding)(通常用聚酯线)来稳定化以形成织物。
在NCF以及许多其他类型的增强体中，有时会存在得到某些取向的层的问题，诸如在生产过程中的零度方向或平行于织物的轴向方向或拉紧方向，因为在生产过程中难以保持此类层的完整性。
此外，此类型的增强体的一般问题是，增强体中的完全稳定或密集填充的纤维阻碍基体流动，引起纤维的不充分的浸渍，从而难以或甚至不可能形成复合材料。可选择地，在多轴取向的纤维堆不稳定的情况下，增强体变得难以处理，这也使得复合材料的形成变得困难。
相同申请人的US 6 539 983公开了一种编织织物，例如可用作增强体，并且包括带状经纱和纬纱。在一些实施方案中，带被提供有织构，例如被穿孔或压花。在其他示例中，带被提供有一层或若干层纤维。
相同申请人的EP 1 838 909也公开了一种使用部分稳定的带状经纱和纬纱制造的编织增强体。该增强体是非常有用的，例如它提供优异的悬垂性。此外，EP2152 454公开了一种具有两个单向纤维表面的增强体，其通过将粘合剂置于其中间的方式相互连接。然而，在许多类型的增强体中，诸如在上述NCF中，浸渍等可能仍然是有问题的，例如由于渗透困难。
因此，存在改进的带状纤维干燥增强体的需求，解决上述问题，并且能够实现改善用树脂浸渍和/或在多轴结构中的更多方向。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种带状干燥纤维增强体以及用于其生产的方法和装置，该方法和装置减轻上述问题中的至少一些，并且优选地减轻全部上述问题。
此目的通过如所附权利要求中所界定的增强体、方法和装置来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种带状干燥纤维增强体，诸如用于复合材料的增强体，其包括至少一个纤维/纤丝层和至少一个多孔粘合剂层，所述纤维/纤丝层具有布置在彼此并排布置的多个大体上单向的丝束中的多个纤维/纤丝，每个丝束包括多个大体上单向的纤维或纤丝，所述粘合剂层通过表面连接附接到该至少一个纤维/纤丝层的丝束，其中所述至少一个纤维/纤丝层的丝束彼此分离开分离通道。
在本发明的上下文中，纤维带状增强体是指纤维/纤丝的布置，其中纤维/纤丝的取向方向是其长度方向，纤维/纤丝组的较大的横向方向是其宽度方向，并且纤维/纤丝组的较小的横向方向是其厚度方向；厚度与宽度之比小于1并且长度尺寸也大体上大于宽度和厚度二者。此外，干燥纤维增强体是指例如使用从可商购获得的线筒(bobbin)/卷轴(spool)获得的标准纤维所制造的所述带，其中此类纤维具有施加在其上的胶料(sizing)和其它表面处理剂。
此外，在本申请的上下文中，“丝束(tow)”是指一束纤维/纤丝，并且通常是普通的丝束，但是还包括展开丝束(spread tow)、扁平丝束和展开丝束带。所有这些将在下文中被称为丝束。
因此，在每对相邻的丝束之间形成分离通道。丝束优选地布置成相对直的布置，沿带状增强体的长度方向彼此平行地延伸，并且因此，分离通道也优选地彼此平行地布部署，并且沿带状增强体的纵向方向延伸。因此，新的增强体可以被称为有间隙的增强体或有间隙的UD(UniDirectional)带/增强体。
多孔粘合剂层提供并保持有间隙的UD带状增强体的平行布置和完整性，并确保丝束和分离通道保持在适当的位置。分离通道优选地在整个长度上具有相对均一的宽度。然而，在大多数应用中，分离宽度的一些变化是可接受的，并且甚至分离通道的偶尔的全部闭合对于某些应用可以是可接受的。
本发明的发明人已经发现，通过布置由分离通道分离的丝束，获得了用途非常广泛的增强体。多孔粘合剂层提供柔性且可悬垂的增强体(flexible and drapablereinforcement)，其在制造和随后的处理和使用期间都是稳定的并且保持其形状和性质。此外，多孔粘合剂层和分离通道一起为基体或树脂提供非常有效的流动路径，以在增强体内以及由此类增强体形成的结构中渗透和扩散。它们还能够使方便且快速地去除夹带的空气。这反过来加速并改善了基质对纤维的润湿，并且结果改善了由此形成的复合材料的机械性能和质量。通过提供渗透路径，特别是通过由分离通道提供的此类路径的宽度，树脂的渗透也变得非常可控。
形成至少一个纤维/纤丝层的丝束的纤丝/纤维优选包括碳、玻璃、陶瓷、芳族聚酰胺、PBO的纤维和/或其它高性能聚合物纤维。丝束可以包括相同或不同的纤维。此类纤维的共混物也可以用于丝束中的一个或若干个中。特别地，包括碳纤维/纤丝的丝束或由碳纤维/纤丝组成的丝束是优选的。
分离通道优选具有在0.1mm-1.0mm的范围内，并且优选地在0.2mm-0.8mm的范围内，并且最优选地在0.25mm-0.75mm的范围内，诸如0.5mm的宽度。然而，不需要所有分离通道具有恒定宽度；它们可以相对于彼此具有不同的宽度和/或每个此类分离通道具有变化的宽度。具有足以允许树脂的良好渗透和扩散的足够宽的通道是重要的。同时，太宽的通道可能导致形成树脂池，这使得所得复合材料劣化。已经发现，超过0.1mm并且特别是0.2mm或0.25mm的通道宽度提供了非常有效的基体/树脂的渗透/扩散。同时，已经发现，使用1mm，优选地最大0.8mm，诸如0.75mm的最大分离宽度足以阻碍引起终产品劣化的树脂池/袋的产生。因此，已经发现通过使用在这些非常具体的范围的任一个以内的分离宽度，可以获得树脂的快速且良好的渗透和扩散的非常有效的组合以及由此纤维/纤丝的润湿，连同复合材料的良好的机械性能。
所述至少一个纤维/纤丝层中的丝束优选地具有在1mm-20mm的范围内，优选地在2mm-15mm的范围内，最优选地在2mm-10mm的范围内，诸如5mm的宽度。然而，不需要所有丝束具有恒定宽度；它们可以相对于彼此具有不同的宽度和/或每个丝束具有变化的宽度。
类似地，优选的是，分离通道形成带状增强体的总体积的一部分。优选地，分离通道在带状增强体的一个或更多个层中的组合体积占带状增强体的总体积的1％-20％，并且更优选地占总体积的1％-15％的范围，并且最优选地占1％-10％的范围。
带状增强体优选地具有在1cm至2m的范围内，并且优选地在3cm-1.5m的范围内，并且最优选地在10cm-60cm的范围内，诸如30cm的宽度。
每个丝束优选地包括在1000-50,000的范围内，并且优选地在1,000-25,000的范围内，并且最优选地在3,000-24,000的范围内的纤丝数量。
丝束或纱线，特别是当包括碳纤丝时，通常被称为并被分类为例如3k、6k等。这指的是每个丝束/纱线中纤维/纤丝的数量，其中k表示千(1000)，因此3k为3000，等等。在本发明的增强体中，每个丝束/纱线优选地具有1k、2k、3k、6k、12k、15k、18k或24k的计数，尽管也可以使用更高的计数。优选地，每个丝束/纱线的计数在6-15k的范围内。值得注意的是，不同类型和质量的纤维具有不同的密度和其他性质。例如，碳纤维通常根据其中它们的性能下降的模量带进行分组。这些带通常被称为：高强度(HS)、标准模量(SM)、中间模量(IM)、高模量(HM)和超高模量(UHM)。大多数类型的纤丝直径是约5μm-7μm。值得注意的是，由于IM更精细的纤丝和更高的密度，12k HS的丝束具有与24k IM的丝束大约相同的横截面面积。
用于附接到纤维/纤丝层的多孔粘合剂层可以包括粘合剂网或遮蔽物(veil)。粘合剂网可以例如由热塑性聚合物或聚合物纤维或热固性树脂组分制成的非编织网。在另一方面，多孔粘合剂层也可以是合适的预浸料的形式，由分离的丝束形成的纤维/纤丝层可以直接铺设到其上。
多孔粘合剂层优选地由热熔性热塑性材料制成，优选包括聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚丙烯和聚氨基甲酸酯中的至少一种和/或环氧基材料的组分，并且优选为纤维类型或类似纤维的类型。
此类粘合剂层可以是由非编织材料或编织材料制成的、并且本身是已知的、并且例如可从诸如Spunfab的公司商购获得的网/遮蔽物。此类粘合剂层的示例也从例如WO 03/064153已知，所述文件通过引用整体并入本文。
多孔粘合剂层可以布置在纤维/纤丝层的一侧或两侧。此外，多孔粘合剂层可以布置在两个单独的纤维/纤丝层之间。此外，更复杂的结构是可行的，诸如五层结构，其从一侧包括第一外部粘合剂层、第一纤维/纤丝层、第二中间粘合剂层、第二纤维/纤丝层和第三外部层粘合剂层。许多其他的组合也是可行的，如本领域技术人员将理解的。
多孔粘合剂层的目的是将纤维/纤丝层中的丝束保持在分离的通道形成的构造中，并且使得增强体足够稳定以被容易地处理。粘合剂层是多孔的以允许基体树脂渗透，并且还优选地足够柔性以提供增强体的悬垂性。粘合剂层还可以被用于将一个增强体层连接到相同或不同类型的其它层。例如这使得可能使用上述类型的增强体而不是预浸料来铺设合适的形状和结构。
还可能以预浸料的形式，即以预浸渍的增强体的形式提供有间隙的UD增强体。在此类实施方案中，所述增强体可以通过用适于被活化的树脂组分浸渍、在固化期间完成反应来制备。
通过表面粘附，多孔粘合剂层粘附到分离的丝束的纤维/纤丝层。然而，粘合剂层不需要直接粘附到纤丝层中的丝束的每个纤丝/纤维上。相反，丝束中的纤丝可以通过本领域已知的其他方式，诸如通过适当地上胶(suitable sizing)、丝间连接或缠结、纤丝之间的摩擦力等被布置成保持一定的稳定性。
根据本发明的另一方面，提供了一种多轴增强体，其包括以夹层结构布置的多个大体上单向的纤维增强体层，增强体层中的至少一些的纤维方向沿不同方向延伸，其中增强体层中的至少一个是如前面关于本发明的第一方面所讨论的有间隙的UD带状干燥纤维增强体。
通过此方面，上文关于第一方面讨论的相同或相似的优点和优选特征和实施方案是可用的和可获得的。
多轴增强体，也称为非卷曲织物(NCF)是由多个平行纤维的堆制成的织物，每个以不同的取向或轴线铺设。这些层优选被缝合结合，例如用聚酯线缝合结合，以形成织物。前文提到的此类多轴增强体适用于复合结构，并有效地允许复合材料制造商在单一织物中加工多层单向纤维。根据应用需求，多轴增强体可以例如包括2-20层、并且优选地2-10层、并且最优选地2-5层。
上述有间隙的UD增强体的良好渗透性能使其非常适合用于常规的NCF/多轴增强体，因为它将增强多轴增强体/NCF的整体渗透性能。
如上文所讨论的有间隙的UD增强体优选用于通过将其与织物的生产方向(即零度方向)对齐来形成多轴增强体/NCF的一个或更多个层。上文讨论的有间隙的UD增强体的稳定性和完整性使得其以有成本效益且相对简单的方式作为层中的一个或若干个并入到多轴增强体中成为可能。此外，使用可用的铺设机，这类稳定的有间隙的UD增强体可以以不同的取向和长度精确和快速地铺设以产生特定的部件。可以注意到，不同宽度的有间隙的UD增强体也可以以任何所需的顺序和取向铺设，以产生获得其最佳的机械性能所需的最终复合件的形状和尺寸。
在替代方案中，本发明的有间隙的UD增强体可以与另一种常规的、优选缝合的多轴/NCF或编织增强体组合。例如，有间隙的UD增强体可以布置在此类常规多轴增强体/NCF或编织织物的一侧或两侧上，或者被夹在两个或更多个此类常规多轴增强体/NCF或编织织物之间。
在另一个替代方案中，新增强体——有间隙的UD增强体——可以在多轴增强体/NCF结构中用作所需取向中的层中的一层。在又另一个替代方案中，新增强体——有间隙的UD增强体——可以用于形成多轴增强体/NCF，而不缝合纤维/纤丝层的堆，因为此类新多轴增强体/NCF的完整性来自于热结合，从而消除了由缝合产生的丝束扭结。
有间隙的UD增强体也可以以其本身像包裹(wrap)一样使用，和/或在芯/芯轴上形成编结物。它也可以用作带，以在编织的增强体织物或其他类型的交错增强体中形成经纱和/或纬纱。例如，这样的带可以在同一申请人的EP 1 838 909和WO 12/098209中公开的类型的织物使用中，所述文件通过引用整体并入本文。这些织物也可以按所需顺序堆叠或堆积并与有间隙的UD增强体组合以获得新的增强体结构。
当使用有间隙的UD增强体作为以两个或更多个方向布置的带时，用于基体渗透的流动路径也在此对应的方向上形成，这使得能够进行非常有效地渗透和纤维的浸渍。
根据本发明的另一方面，提供了一种织物，其包括以交错或相互连接的构造布置的两组带状增强体，带状增强体中的至少一些是上文讨论的类型的带状干燥纤维增强体，即有间隙的UD增强体。
通过此方面，如上文关于上述方面讨论的相同或类似的优点和优选特征和实施方案是可用的并且是可以获得的。可以注意到，使用有间隙的UD增强体使其能够在加热压制时实现和与上述所述的有间隙的UD增强体或织物或NCF等的其他层结合。结果，在浸渍/浸泡过程期间，此类不同材料层的相对位移被显着地限制，导致复合材料件的质量得到改善，同时降低了废品率。
根据本发明的又一方面，提供了一种获得带状干燥纤维增强体的方法，带状干燥纤维增强体例如用于复合材料的增强体，所述方法包括：
将丝束以大体上单向的方向彼此并排布置以形成至少一个纤维/纤丝层，每个丝束包括多个大体上单向的纤维/纤丝，其中所述至少一个纤维/纤丝层的丝束彼此分离开分离距离；
在所述纤维/纤丝层的至少一侧上提供多孔粘合剂层；和
例如表面连接/粘附(例如通过加热和/或使用合适的结合剂压制)将多孔粘合剂层附接到纤维/纤丝层上。
通过此方面，如上文关于间隙UD带方面讨论的相同或类似的优点和优选特征和实施方案是可用的并且是可以获得的。
根据本发明的又另一方面，提供了一种用于形成带状干燥纤维增强体的装置，带状干燥纤维增强体例如用于复合材料的增强体，所述装置包括：
分离设备，用于将大体上单向的丝束中的纤维/纤丝彼此并排地布置以形成包括多个丝束的纤维/纤丝层，每个丝束包括多个大体上单向的纤丝，其中至少一个纤维/纤丝层的丝束彼此分离开分离距离；
附接或供给设备，用于在所述丝束层的至少一侧上提供铺设多孔粘合剂层；和
加热器或结合剂施加器，其优选地与压制装置组合，用于通过借助于加热或化学结合的表面连接将多孔粘合剂层附接到纤维/纤丝层。
通过此方面，如上文关于上述方面讨论的相同或类似的优点和优选特征和实施方案是可用的并且是可获得的。
分离设备优选地还可操作以扩展和加宽从丝束供应提供的进入的丝束，并且将它们的纤丝布置成大体上单向的取向并且以上文讨论的有间隙的构造将丝束彼此并排布置。
分离设备还可以包括多个销(诸如指状物(finger))或板条或实心/环形盘或片/板，优选地呈直线布置并且从表面突出，丝束可以从其间通过/穿过，以形成丝束之间的分离距离。这些销/板条/盘等以梳状方式分开丝束。销的直径或板条/盘的厚度是适当地预先选择的。分离设备优选地在加热器或结合剂施加器之前布置，以便当多孔粘合剂层施加在丝束的纤维/纤丝层上时，使分离的丝束保持在所需的构型中，以通过施加热或结合剂来使其稳定。
此外，可以使用其它方式来将运行的丝束保持在分离的构造中，以实现粘合剂层的施加。例如，使用覆盖有摩擦材料例如硅酮的滚筒或辊子来保持运行的丝束分离。还可以通过例如在两个带之间布置它们的夹具(clamping)来保持运行的丝束的彼此分离，优选地该两个带具有摩擦表面，例如，如硅酮的表面一样。此类夹具或转鼓/辊子布置还可以与加热或结合剂应用结合使用。
加热器可以以不同的方式将热量传递到丝束，诸如通过传导、对流和辐射(例如通过发射红外辐射、高频辐射或超声波辐射，或使电流通过纤维)。除加热之外，还可以在该步骤期间施加压力以将多孔粘合剂层粘附到丝束层的面层表面(facing surface)。
结合剂施用器可以向运行的丝束供应合适的化学制剂并将其直接地(例如辊子的舔舐作用(licking action))或间接地(例如喷涂)施加到运行的丝束。同样，还可以在此步骤期间施加压力。
在粘合期间，多孔粘合剂层在加热的丝束上软化/熔化到一定程度，从而与纤丝层中的丝束形成粘合剂表面结合。然而，优选地，控制加热以避免熔化物进入丝束过深，从而保持分离通道打开并避免粘合剂层的塌陷。类似地，通过结合剂施加器，多孔粘合剂层在运行的丝束的纤维/纤丝层的面层表面上直接形成。再次，优选地，控制结合剂的施用以避免丝束之间的间隙用结合剂填充，从而保持分离通道打开。
参考下文中描述的实施方案，本发明的这些和其它特征和优势将在下文进一步澄清。
附图简述
为了例证的目的，本发明将在下文中参照附图中示出的其实施方案进行更进一步地详细描述，其中：
图1是根据本发明的实施方案的有间隙的UD带状增强体的示意性透视图；
图2是图1的有间隙的UD带状增强体的横截面图；
图3是根据本发明的实施方案的多孔粘合剂层的俯视图；
图4是根据本发明的NCF材料的示意性分解图，示出了各种实施方案；
图5是两个不同实施方案的示意图，图5a和5b分别是根据本发明的实施方案的用于产生有间隙的UD带状增强体的装置的示意图；
图6是用于获得丝束之间的分离的设备的更详细的视图；和
图7a-7d是根据本发明的间隙UD带状增强体的各种实施方案的横截面图。
优选实施方案的详细描述
在下文的详细描述中，本发明的优选的实施方案将被描述。但是，应理解，不同的实施方案的特征在实施方案之间是可交换的，并且可以以不同的方式组合，除非另有特别说明。也应注意到，为了清楚起见，在图中说明的某些部件的尺寸可能与本发明在现实生活的实施中的对应尺寸不同。尽管在下文的描述中，提出了许多具体的细节以提供对本发明的更深入的理解，但对于本领域的技术人员将明显的是，本发明可以没有这些具体细节而被实践。在其它例子中，熟知的结构或功能未被详细地描述，以便不模糊化本发明。
在图1和图2中，示出了根据一个实施方案的有间隙的UD增强体带。增强体形成带状的干燥纤维增强体，其包括多个丝束1，每个丝束1包括多个单向的纤丝，例如碳的纤丝。丝束1形成纤维/纤丝层3，其具有彼此并排布置并彼此分离的多个大体上单向取向的丝束。丝束1通过表面结合的方式连接到多孔粘合剂层4。
通过多孔粘合剂层4连接的纤维/纤丝层3的丝束通过分离通道2彼此分离。
形成至少一个纤维/纤丝层的丝束的纤丝/纤维优选地包括选自碳、玻璃、陶瓷、芳族聚酰胺、PBO和/或其它高性能聚合物纤维中的一种或多种的纤维，或者这些纤维的一些或全部的共混物。特别地，包括碳纤维或由碳纤维组成的纤丝层是优选的。
分离通道2优选地具有在0.1mm-1.0mm的范围内，并且优选地在0.2mm-0.8mm的范围内，并且最优选地在0.25mm-0.75mm的范围内，诸如0.5mm的宽度Ws。然而，不需要所有分离通道具有恒定宽度；它们可以具有彼此不同的宽度和/或每个此类分离通道具有变化的宽度。丝束1优选地具有在1mm-20mm的范围内，并且优选地在2mm-15mm的范围内，并且最优选在2mm-10mm的范围内，诸如5mm的宽度Wt。然而，不需要所有丝束具有恒定宽度；它们可以具有彼此不同的宽度和/或每个丝束具有变化的宽度。
类似地，优选的是，分离通道形成有间隙的UD带状增强体的总体积的一部分。优选地，分离通道的组合体积占带状增强体的整个体积的1％-20％，并且更优选地占整个体积的1％-15％或2％-15％的范围，并且最优选地占1％-10％，或2％-10％，或3％-10％的范围。
有间隙的UD增强体优选地具有在1cm-2m的范围内，并且优选地在3cm-1.5m的范围内，并且最优选地在10cm-60cm的范围内，诸如30cm的宽度WT。
每个丝束优选地包括在1000-50,000的范围内、并且优选地在1,000-25,000的范围内、并且最优选地在3,000-24,000的范围内的纤丝数量。
多孔粘合剂层优选为粘合剂网。粘合剂网可以例如是由热塑性纤维或聚合物纤维或类似纤维的结构制成的非编织网。在另一方面，多孔粘合剂层也可以是合适的预浸料的形式，由分离的丝束形成的纤维/纤丝层可以直接铺设在其上。多孔粘合剂层优选由热熔性热塑性材料制成，并且优选包括聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚丙烯和聚氨基甲酸酯中的至少一种和/或它是热固性环氧基树脂。
通过纺粘法制造的非编织的多孔粘合剂层4的一部分的示例在图3中示意性地示出。可选择地，也可以使用其它类型的粘合剂层，诸如编织粘合剂层、网状粘合剂层及类似物。
粘合剂层4可以布置在分离的丝束3的纤维/纤丝层的一侧或两侧上，或者在丝束层之间交叉。
在图7中示出的一些不同类型的有间隙的UD带的示意性实施方案中，根据图7a的增强体包括粘附到分离的丝束的纤维/纤丝层3的一侧的多孔粘合剂层4。在图7b的示意性实施方案中，分离的丝束的纤维/纤丝层3夹在上粘合剂层4a和下粘合剂4b之间。在图7c的示意性实施方案中，粘合剂层4夹在相应的分离的丝束的两个纤维/纤丝层3a和3b之间。换句话说，粘合剂层4通常粘附到对应的分离的丝束的上部3a层和下部3b层。最后，在图7d的实施方案中，提供了五层结构，其从顶侧包括第一外部粘合剂层4a、分离的丝束的第一纤维/纤丝层3a、第二中间粘合剂层4b、分离的丝束的第二纤维/纤丝层3b和第三外部粘合剂层4c。许多其他的组合也是可行的，如本领域技术人员将理解的。
有间隙的UD增强体带可用于形成编织织物或也形成其它类型的交错的织物。有间隙的UD增强体带还可用于生产预浸料。
根据一个实施方案，有间隙的UD增强体用于形成多轴增强体，诸如非卷曲织物(NCF)，其包括以夹层结构布置的多个大体上单向的纤维增强体层，增强体层中的至少一些的纤维方向在不同方向上延伸，并且其中增强体层中的至少一个是有间隙的UD增强体。这些层优选是缝合结合的，例如利用聚酯线，以形成织物。有间隙的UD增强体可以整合在缝合结合的增强体中，或者设置在一个或更多个表面上，或者相对于此类缝合结合的增强体作为中间层。
一个此类实施方案在图4中示意性地示出。在此实施方案中，提供了以不同取向布置的多个增强体层。这些层优选地围绕中心平面对称地布置。在此说明性示例中，以零度取向提供增强体层，这意味着该层的纤丝沿着生产方向和拉紧方向(take-up direction)(由箭头示出)定向，并且以+45和-45度的取向定向。至少在零度方向上定向的增强体层优选为上文讨论的有间隙的UD增强体类型。
图4示出了各种可能的构造。在一个替代方案中，+45和-45度定向的增强体层被布置为常规的NCF a、c、e和g，有间隙的UD增强体b、d和f在它们(即a、c、e和g)之间以零度方向定向。可选地，a-c可以形成第一缝合的NCF A，并且e-g可以形成第二缝合的NCF C，有间隙的UD增强体的中间层B夹在它们之间(即在A和C之间)。在又另一个替代方案中，所有层a-g可以被布置在单个NCF AA中。
本领域技术人员现在可以理解，许多其他组合是可行的，包括更多或更少的层，以及在其它方向上定向的有间隙的UD增强体层。
现在将参照图5描述用于生产有间隙的UD增强体的示例性实施方案。
在第一个实施方案中，如图5a中所示，丝束的纤丝首先被分离，并且优选地展开，使得丝束沿着大体上单向的方向彼此并排布置以形成丝束的纤维/纤丝层，每个丝束包括多个大体上单向的纤丝，其中形成至少一个层的丝束彼此分离开某分离距离。此类有间隙的UD增强体带可以在分离设备13中生产。分离设备13将由线筒11提供的丝束的纤丝从筒架分离并展开成单独的展开的丝束，并且保持单独的展开的丝束彼此分离，这是通过使用从与展开的丝束接触的表面突出并且在展开的丝束1之间存在的多个销或板条131，如图6所示，形成分离开所需距离的丝束的中间纤维/纤丝层。因此，多个突出的销/板条的布置以梳状方式分开丝束。
此外，可以使用其它方式来将运行的丝束保持在分离的构造中，以实现粘合剂层的应用。例如，使用覆盖有摩擦材料(例如硅酮)的辊子或滚筒来保持运行的丝束分离。还可能通过例如在两个带之间布置它们的夹具来保持运行的丝束彼此分离。此类夹具或滚筒/辊子布置还可以与加热或结合剂应用组合使用。
在从线筒11供应丝束的同时，也从一个或更多个辊子12供应多孔粘合剂层4。
多孔粘合剂层4和包括分离的丝束的纤维/纤丝层3被聚集在一起，例如通过合适的引导件14，所述引导件14例如包括一对导辊。提供加热器或结合剂施加器15并随后将其适当地布置。加热器对丝束和粘合剂的组合层3和4施加热量。
加热器可以以不同的方式向丝束提供热量，诸如通过传导、对流和辐射(例如通过发射红外辐射、高频辐射或超声波辐射)。除了加热之外，还可以在此步骤期间施加压力以将多孔粘合剂层粘附到丝束的面层表面。
粘合剂施用器可以向运行的丝束供应合适的化学制剂并将其直接地(例如辊子的舔舐作用)或间接地(例如喷涂)施加到运行的丝束。同样，还可以在此步骤期间施加压力。
然后，所产生的有间隙的UD增强体由推进装置16连续推进，并通过卷绕单元(未示出)缠绕到卷轴或其它合适的包装中以用于后续使用。
在图5b所示的制造装置的第二个实施方案中，多孔粘合剂纤维网12的供应已被粘合剂施加器15b代替，粘合剂施加器15b在纤维/纤丝层3的分离的丝束的顶部上直接提供粘合剂网4。粘合剂施加器可以通过在纤维/纤丝层上喷射熔融的热塑性材料或环氧基热固性材料来提供多孔粘合剂网。除了这些差异外，图5b的装置的其余部分保持与图5a的实施方案中的相同。
本发明现在已经通过参考具体实施方案进行描述。然而，增强体以及生产方法和装置的几种变化是可行的。例如，增强体可以具有更多或更少的层、具有各种尺寸和组成，并且该方法和装置可以以各种方式和顺序施加热、结合剂等。此外，制造步骤的顺序可以些许不同地执行，例如在某种程度上是逐步地或同时进行。
这种修改和其它明显的修改必须认为是在通过所附的权利要求界定的本发明的范围内。应注意，上文中提及的实施方案说明本发明而不是限制本发明，并且本领域的那些技术人员将能够设计许多替代的实施方式，而不脱离所附的权利要求的精神和范围。在权利要求中，放置在括号内的任何参考标号不应解释为限定权利要求。单词“包括”不排除在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。要素前面的单词“一(a)”或“一(an)”不排除存在多个这样的要素。此外，单个单元可以执行权利要求中所述的几个装置的功能。

Claims (15)

1.一种带状干燥纤维增强体，诸如用于复合材料的增强体，包括至少一个纤维/纤丝层以及至少一个多孔粘合剂层，所述至少一个纤维/纤丝层具有布置在彼此并排布置的多个大体上单向的丝束中的多个纤维/纤丝，每个丝束包括多个大体上单向的纤维或纤丝，所述至少一个多孔粘合剂层通过表面连接附接到至少一个纤维/纤丝层的所述丝束，其中所述至少一个纤维/纤丝层的所述丝束通过分离通道彼此分离。
2.根据权利要求1所述的带状干燥纤维增强体，其中所述至少一个纤维/纤丝层的所述纤维/纤丝包括碳、玻璃、陶瓷、芳族聚酰胺、PBO和/或其它高性能聚合物纤维中的至少一种的纤维/纤丝，或这些纤维中的一些或全部的共混物。
3.根据权利要求1或2所述的带状干燥纤维增强体，其中所述分离通道具有宽度，所述宽度在0.1mm-1.0mm的范围内，并且优选地在0.2mm-0.8mm的范围内，并且最优选地在0.25mm-0.75mm的范围内，诸如0.5mm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥纤维增强体，其中所述丝束具有宽度，所述宽度在1mm-20mm的范围内，并且优选地在2mm-15mm的范围内，并且最优选地在2mm-10mm的范围内，诸如5mm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥纤维增强体，其中所述分离通道形成所述带状增强体的总体积的一部分，由此所述分离通道在所述带状增强体中的组合体积占所述带状增强体的总体积的1％-20％，并且更优选地占所述带状增强体的总体积的1％-15％的范围，并且最优选地占所述带状增强体的总体积的1％-10％的范围。
6.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥纤维增强体，其中所述增强体具有宽度，所述宽度在1cm-2m的范围内，并且优选地在3cm-1.5m的范围内，并且最优选地在10cm-60cm的范围内，诸如30cm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥纤维增强体，其中每个丝束包括多个纤丝，所述多个纤丝在1000-50,000的范围内，并且优选地在1,000-25,000的范围内，并且最优选地在3,000-24,000的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥纤维增强体，其中所述多孔粘合剂层包括粘合剂网，并且其中所述粘合剂网优选地为由热固性树脂的组分或热塑性聚合物制成的非编织网。
9.根据前述权利要求中任一项所述的带状干燥增强体，其中所述多孔粘合剂层由热熔热塑性材料和/或环氧树脂基材料的组分制成，并且优选地由包括聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚丙烯和聚氨基甲酸酯的至少一种的热熔热塑性材料制成。
10.一种多轴增强体，包括以夹层结构布置的多个大体上单向的纤维增强体层，其中所述增强体层中的至少一些的纤维方向沿不同方向延伸，其中所述增强体层中的至少一个为根据权利要求1-9中任一项所述的带状干燥纤维增强体。
11.根据权利要求10所述的多轴增强体，其中所述多轴增强体是缝合的非卷曲织物。
12.一种织物，包括以交错或相互连接的构造布置的两组带状增强体，所述带状增强体中的至少一些是根据权利要求1-11中任一项所述的带状干燥纤维增强体。
13.一种用于获得带状干燥纤维增强体的方法，所述带状干燥纤维增强体例如用于复合材料的增强体，所述方法包括：
将丝束以大体上单向的方向彼此并排布置以形成至少一个纤维/纤丝层，每个丝束包括多个大体上单向的纤维/纤丝，其中所述至少一个纤维/纤丝层的所述丝束各自分离开分离距离；
在所述纤维/纤丝层的至少一侧上提供多孔粘合剂层；和
通过表面连接，例如通过加热，通过使用合适的结合剂和/或压制，将所述多孔粘合剂层附接到所述纤维/纤丝层上。
14.一种用于形成带状干燥纤维增强体的装置，所述带状干燥纤维增强体例如用于复合材料的增强体，所述装置包括：
分离设备，其用于将大体上单向的丝束中的纤维/纤丝彼此并排地布置以形成纤维/纤丝层，每个丝束包括多个大体上单向的纤丝，其中所述至少一个纤丝层的所述丝束各自分离开分离距离；
附接或供给设备，其用于在所述纤维/纤丝层的至少一侧上铺设多孔粘合剂层；和
加热器或结合剂施加器，其优选地与压制设备组合，用于通过借助于加热或化学结合的表面连接将所述多孔粘合剂层附接到所述纤维/纤丝层。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述分离设备包括在所述丝束之间突出以形成所述分离距离的多个销或板条。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111699210A (zh) * 2018-03-06 2020-09-22 东丽株式会社 纤维铺放用干式带材料及其制造方法、以及使用其的增强纤维层叠体及纤维增强树脂成型体

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20155364A1 (it) * 2015-11-09 2017-05-09 No El Srl Metodo ed apparecchiatura per la foratura di film in materiale plastico.
US20190299540A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Kenneth Keuchel Stabilizing a deformable fabric
CN106988022A (zh) * 2017-05-27 2017-07-28 杭州友凯船艇有限公司 一种无纺布
CN110730834B (zh) * 2017-06-13 2022-05-10 霍尼韦尔国际公司 可透气的轻质单向层压体
EP3508459A1 (en) 2018-01-09 2019-07-10 OCV Intellectual Capital, LLC Fiber reinforced materials with improved fatigue performance
US20200384704A1 (en) * 2018-04-25 2020-12-10 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Continuous-Fiber-Reinforced Resin Molding and Method for Manufacturing Same
WO2019233866A1 (de) 2018-06-07 2019-12-12 Teijin Carbon Europe Gmbh Multiaxialware mit wenigstens zwei 0° lagen
JP7096106B2 (ja) * 2018-08-28 2022-07-05 株式会社Subaru プリフォーム賦形方法及び複合材成形方法
JP7193282B2 (ja) 2018-09-14 2022-12-20 株式会社Subaru プリフォーム賦形方法及び複合材成形方法
WO2021095623A1 (ja) * 2019-11-11 2021-05-20 東レ株式会社 炭素繊維テープ材料、ならびにそれを用いた強化繊維積層体および成形体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503856B1 (en) * 2000-12-05 2003-01-07 Hexcel Corporation Carbon fiber sheet materials and methods of making and using the same
CN1860016A (zh) * 2003-09-30 2006-11-08 欧文斯科尔宁格公司 无卷曲可浸入增强织物及由其制成的复合增强材料

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0081843A3 (en) * 1981-12-16 1986-02-05 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Non-woven reinforcement for composite
JPH01218806A (ja) 1988-02-26 1989-09-01 Toa Nenryo Kogyo Kk 繊維強化複合材料の製造装置
JPH05162126A (ja) 1991-12-10 1993-06-29 Sercone Larry 繊維の配列装置
JPH0724830A (ja) 1993-07-09 1995-01-27 Ube Ind Ltd 熱可塑性一方向プリプレグシートの製造法
SE521839C2 (sv) 1997-04-14 2003-12-09 Tape Weaving Sweden Ab Vävt material bestående av varp och väft och hjälpmedel för att tillverka detsamma
JP2960038B2 (ja) * 1997-07-02 1999-10-06 サンキョン・インダストリーズ・カンパニー・リミテッド 建築構造物補強用の一方向繊維シート及びその製造方法
JP2002227067A (ja) 2001-01-29 2002-08-14 Toray Ind Inc 補強用多軸ステッチ布帛およびプリフォーム
EP1478510A4 (en) 2002-01-30 2007-10-10 Spunfab Ltd ADHESIVE MATERIALS AND ITEMS CONTAINING THEREOF
JP4168734B2 (ja) 2002-11-15 2008-10-22 東レ株式会社 プリフォーム基材、プリフォームおよび繊維強化プラスチックの成形方法
JP4236478B2 (ja) 2003-02-18 2009-03-11 日鉄コンポジット株式会社 強化繊維シート
DE10351181A1 (de) * 2003-11-03 2005-06-02 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Wand für einen Aufbau eines Kraftfahrzeugs
US7358202B2 (en) 2004-10-22 2008-04-15 Ocv Intellectual Capital, Llc Infusion fabric for molding large composite structures
AU2006205254B2 (en) 2005-01-17 2009-11-26 Tape Weaving Sweden Ab A woven material comprising tape-like warp and weft, and an apparatus and method for weaving thereof
JP4667069B2 (ja) 2005-02-18 2011-04-06 新日鉄マテリアルズ株式会社 炭素繊維シート
ITPD20070200A1 (it) 2007-06-08 2008-12-09 Angeloni S R L G Rinforzo fibroso del tipo rinforzo per materiale composito
US8372231B1 (en) 2007-11-08 2013-02-12 The Boeing Company Method and apparatus for low-bulk toughened fabrics for low-pressure molding processes
DE102010015199B9 (de) 2010-04-16 2013-08-01 Compositence Gmbh Faserführungsvorrichtung und Vorrichtung zum Aufbau eines dreidimensionalen Vorformlings
WO2011153543A2 (en) 2010-06-04 2011-12-08 Georgetown University Systems and methods of predicting a subject's medical outcome
WO2011163643A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 Cubic Tech Corporation Waterproof breathable composite materials for fabrication of flexible membranes and other articles
FR2962933B1 (fr) 2010-07-22 2012-09-14 Hexcel Reinforcements Nouveau materiau intermediaire de renfort constitue d'un ensemble de fils voiles espaces
JP2012147580A (ja) 2011-01-12 2012-08-02 Toyota Motor Corp 車両情報管理システム及び車載情報端末及び車両情報提供装置
DK2479327T3 (en) 2011-01-20 2019-03-04 Tape Weaving Sweden Ab Textile materials comprising strips in two oblique orientations and composite materials comprising such materials
ES2734398T3 (es) 2011-12-20 2019-12-05 Cytec Ind Inc Procedimiento de producción de una cinta cortada longitudinalmente o un haz de filamentos
JP6138045B2 (ja) * 2012-03-06 2017-05-31 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 Ｒｔｍ工法用高目付炭素繊維シートの製造方法及びｒｔｍ工法
US9868266B2 (en) * 2012-08-27 2018-01-16 Hexcel Holding Gmbh Prepreg materials
US20140147620A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Milliken & Company Infusible unidirectional fabric
WO2015156861A2 (en) 2014-01-10 2015-10-15 Ocv Intellectual Capital, Llc Non-weft unidirectional fiber-reinforced fabrics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503856B1 (en) * 2000-12-05 2003-01-07 Hexcel Corporation Carbon fiber sheet materials and methods of making and using the same
CN1860016A (zh) * 2003-09-30 2006-11-08 欧文斯科尔宁格公司 无卷曲可浸入增强织物及由其制成的复合增强材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111699210A (zh) * 2018-03-06 2020-09-22 东丽株式会社 纤维铺放用干式带材料及其制造方法、以及使用其的增强纤维层叠体及纤维增强树脂成型体
CN111699210B (zh) * 2018-03-06 2023-10-31 东丽株式会社 纤维铺放用干式带材料及其制造方法、以及使用其的增强纤维层叠体及纤维增强树脂成型体

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Publication number Publication date
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US20170320293A1 (en) 2017-11-09
JP6728160B2 (ja) 2020-07-22
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