TW201718963A - 由強化纖維所製成的紡織基材 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種由強化纖維所製成的用以製造複合材料預形體之紡織基材，其包含由至少一平坦層之彼此並行及平行排列且藉橫向線接合之多纖絲強化紗所組成的單向複合物，其中將熱塑性聚合物材料之非織品排列在該至少一平坦層之多纖絲強化紗上，及黏著性黏結該平坦層之多纖絲強化紗。該紡織基材特徵為該橫向線具有以第一成分形成鞘及第二成分形成芯之芯/鞘結構，其中第一成分之熔點比第二成分低，第一成分為可熔熱塑性聚合物材料，及該彼此並行排列之多纖絲強化紗經由熔黏該橫向線之第一成分而接合在一起。

Description

由強化纖維所製成的紡織基材

本發明關於一種由強化纖維所製成的用以製造複合材料預形體(preform)之紡織基材，其包含由至少一平坦層之彼此並行及平行排列之藉橫向線(transverse thread)接合的多纖絲強化紗所組成的纖維複合物或單向織品，其中將熱塑性聚合物材料之非織品排列在至少一平坦層之多纖絲強化紗上，及黏著性黏結該平坦層之多纖絲強化紗。

由強化纖維或紗所製成的纖維複合物，尤其是單向織品之形式，已上市長時間。這些纖維複合物或單向織品廣泛用於製造複合零件且在某些情形為複合結構。在製造此複合零件期間的中間步驟中，首先由纖維複合物或單向織品製造纖維預形體，該預形體由強化纖維所製成的二或三維結構形式紡織中間體所組成，其形式可密切對應最終零件之形式。此型實質上僅由強化纖維組成，且製造零件所需的基質百分比仍未達大程度之纖維預形體的具體實施例，係在額外步驟中將合適的基質材料經由灌注或噴射，或亦施加真空，而併入纖維預 形體。繼而通常將該基質材料在高溫及高壓固化而形成最終成分。在此情形，灌注或噴射該基質材料之已知方法為所謂的液體成形(LM)法，或其相關方法，如樹脂轉移成形(RTM)、真空輔助樹脂轉移成形(VARTM)、樹脂膜灌注(RFI)、液態樹脂灌注(LRI)、或樹脂灌注撓性工裝(resin infusion flexible tooling,RIFT)。

對於纖維預形體製造，其不需要適應零件輪廓之形式或模具的基質材料而可將纖維複合物或單向織品在彼此上方堆疊成數層，直到得到所欲厚度。在其他的情形，首先可將數層纖維複合物或織品在彼此上方排列及接合在一起，例如藉縫紉線，而形成乾燥多軸複合物。個別層之強化纖維可彼此平行排列或交替地交錯。一般對多軸複合物設定0°、90°、正負25°、正負30°、正負45°、或正負60°之角度，且選擇結構而造成相對零度方向為對稱結構。這些多軸複合物然後可容易地進一步處理而製造預形體。

在許多情形，多軸複合物具有熔點相當低的熱塑性聚合物成分，例如縫紉線形式、或將額外聚合物材料施加於多纖絲強化紗之形式。在預形體製造期間，該預形體可藉由將此聚合物成分熔化繼而冷卻而被強化因此安定。

使用由彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗所製成的複合物、或單向織品，可製造可選擇性適應在應用期間作用於零件的負載，因此在各負載方向為高強度之纖維複合零件。使用多軸複合物亦可藉由纖維密度 及纖維角度適應存在於零件中的負載方向而達到低比重。

對於預形體製造，所使用的原料，如由彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗所製成的複合物、或單向織品，以及由其所製成的多軸複合物，具有足以確保處理性及懸垂性良好的安定性及成形力為重要的。

例如EP 1 352 118 A1號專利揭示其中強化纖維層係藉可熔縫紉紗保持在一起之多軸複合物，如此可使多軸複合物在高於縫紉線熔點之成形力良好，且該形狀在後續冷卻期間安定。其經常使用由熱塑性聚合物(如聚醯胺或聚酯)所製成的縫紉線，如同例如EP 1 057 605號專利所揭示。

複合材料預形體之預製品揭述於US 2005/0164578號專利，該預製品具有至少一由強化纖維織品所製成之層，及其中纖維被整合到至少一層中，而在纖維承受高溫時安定預聚物，及溶於以後為了製造複合零件而引入的基質樹脂中。WO 02/16481號專利亦揭示由強化纖維所製成的結構作為例如預形體，其中該結構含有撓性聚合物元件，其例如以纖維之形式引入強化纖維之間，或者作為連接強化纖維彼此之縫紉線。該撓性聚合物元件由溶於所使用的可硬化基質材料之材料所組成。

依照DE 198 09 264 A1號專利，可將由熱塑性聚合物所製成的黏著性非織品插入其中揭示的纖維複合物排列之強化纖維層之間作為纖維預形體，該層係被 縫在一起。由於這些熔黏非織品，當加熱到高於形成這些非織品的聚合物之熔點時，可將纖維複合物排列以簡單方式成形成為三維結構，其在冷卻後實務上無需重置力而維持原形狀。

EP 1 473 132號專利之標的為多軸複合物、及製造該多軸複合物之方法，以及由該多軸複合物所製造的預形體。該多軸複合物在由單向布置之強化纖維所製成的層之間具有由熱塑性纖維所製成的中間層，其中該中間層可為由二成分纖維所製成的非織品、或由不同纖維混合在一起所製成的混成非織品。形成中間層之聚合物應與以後注射至預形體之基質樹脂相容。特別要解釋為中間層應在樹脂灌注期間對基質樹脂為可滲透性，及應在樹脂灌注期間及之後保障強化層。在使用環氧樹脂的情形，非織品係由聚醯胺纖維所製成。該非織品可經由針織或經由熔黏而連接由強化纖維所製成的層。

EP 1 705 269號專利揭示由多羥基醚所製成的熱塑性纖維材料，其例如可用於由強化纖維所製成的多軸複合物的情形，作為例如在由強化纖維所製成的層之間的非織品。在加熱時多羥基醚材料變黏及成為黏著性，而可將強化纖維在將其嵌入基質之前固定成界定的幾何排列。然後多羥基醚纖維材料在高於基質材料之玻璃轉移溫度的溫度完全溶於基質材料。

US 2006/0252334號專利揭述由複數層強化纖維所製成的複合物，其在強化層之間含有例如由聚合物纖維所製成的非織品，以改良由這些複合物所製造的 零件之衝擊強度。這些聚合物纖維因而應可溶於基質樹脂，其依照US 2006/0252334號專利表示，相較於可熔化之不溶性熱塑物，形成這些纖維之聚合物較均勻地分布於樹脂基質中。

因為US 2006/0252334及EP 1 705 269號專利之複合物的聚合物纖維可溶於基質材料，結果在複合物被基質樹脂滲入期間溶解，故不足以保證在此零件製造階段確保強化纖維層固定。

在以後的專利文獻中亦發現適合用以製造纖維預形體之由彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗所製成的單層複合物、或單層單向織品之形式的基材。例如EP 1 408 152號專利揭述單向織品形式的基材，其中將單向及彼此平行排列之多纖絲強化紗藉對多纖絲強化紗為橫向行進的輔助線編織在一起。該輔助線可為碳纖維、玻璃纖維、或有機纖維(如聚芳醯胺、聚醯胺、PBO、PVA、或聚乙烯纖維)。EP 1 408 152號專利所揭述的基材亦可具有黏著性成分，例如由耐綸或聚酯所製成，或者由可硬化樹脂(如環氧、酚、或不飽和聚酯樹脂)所製成。此外，將第一及第二樹脂成分黏結至單向織品之多纖絲紗。第二樹脂成分之熔點或開始流動溫度比第一樹脂成分高。

EP 2 233 625號專利揭述由彼此並行排列之強化纖維紗所製成的單層複合物形式的基材，其具有彎曲輪廓，及其中該強化纖維紗藉以緯線形式與強化纖維紗交叉之輔助線保持在一起。較佳為使用耐綸或玻璃線 作為輔助線，其中特佳為玻璃線，因為其不收縮。其主成分為熱塑性聚合物之樹脂材料可逐點、以線性形式、以不連續形式、或以非織品形式施加於基材，及黏著性黏結至基材以安定該彎曲形式。

雖然EP 2 233 625號專利已提供即使具有彎曲輪廓仍呈現內聚力及良好安定性之基材，但仍需要適合自動化製造方法及自動化處理成為預形體之具有改良的安定性同時懸垂性高之基材。

因此，下列本發明之目的為提供此型基材。另一目的為提供基於強化纖維之基材，其在成形成預形體之後具有良好的尺寸安定性，及在基質樹脂滲入期間具有良好的滲透性。同時，由這些複合物所製造的組件應帶有高強度性質，尤其是在加壓時，及高衝擊強度。

該目的係以由強化纖維所製成的用以製造複合材料預形體之紡織基材而達成，該複合材料預形體包含由至少一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗所組成的單向複合物，-其中該彼此並行排列之多纖絲強化紗藉橫向線接合在一起，-其中將熱塑性聚合物材料之非織品排列在該至少一平坦層之多纖絲強化紗上，及黏著性黏結至該平坦層之多纖絲強化紗，-其中該基材特徵為該橫向線具有以第一成分形成鞘及第二成分形成芯之芯/鞘結構，其中第一成分之熔點比 第二成分低，第一成分為可熔熱塑性聚合物材料，及該彼此並行排列之多纖絲強化紗經由熔黏該橫向線之第一成分而接合在一起。

在本發明之內文中應了解，單向複合物為至少一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗之排列，其中所有的強化紗均按同一方向定向。在本發明之單向複合物中，強化紗係熔黏橫向線而接合在一起，其中橫向線在平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗之上或之下行進，且被布置在各層之上或之下及可黏結該層之強化紗。該彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗亦可藉橫向線而編織或針織在一起，同時可藉熔黏而接合橫向線。因此，本發明紡織基材之單向複合物亦包含中所有的強化紗亦均按同一方向定向之單向織品。對於這些單向織品，該彼此平行排列及形成層之強化紗藉本質上對該強化紗為橫向的鬆綁線之鏈彼此連接。此單向織品揭述於例如EP 0 193 479 B1、EP 0 672 776、或EP 2 233 625號專利。該單向複合物較佳為具有單一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗。

本發明之紡織基材具有對抗在強化紗縱向方向及對強化紗為橫向的強化紗彼此偏移的高安定性。其一方面可歸因於熱塑性聚合物材料之非織品係黏著性黏結至多纖絲強化紗層。另一方面，具有芯/鞘結構之橫向 線造成更為安定，因為形成鞘且由可熔熱塑性聚合物材料所製成的第一成分的熔點比形成芯之第二成分低，而造成彼此並行排列之多纖絲強化紗因熔黏而接合在一起。

同時，熔點較高的芯成分使基材對於可能的收縮及可能的伸長均具有充分的橫向安定性，即使是發生更高的溫度，例如在由本發明紡織基材製造複合材料零件期間之基質樹脂硬化期間。

本發明之紡織基材非常適合用以製造纖維預形體，其中依照最終欲製造及安置於例如模板或模具中的複合材料零件之強度要求，重疊數層紡織基材。鑑於本發明紡織基材之良好懸垂性，具有彎曲輪廓之纖維預形體亦可藉此方法製造。然後可例如經由非織品或橫向經線之鞘成分藉由短暫提高溫度繼而冷卻，將安置於彼此上方之紡織基材層接合在一起，即固定，而得到安定及可管理的纖維預形體。

如已解釋，形成橫向線之鞘的第一成分之熔點比形成芯之第二成分低。橫向線之第一成分之熔點較佳為在70至150℃之範圍，且更佳為在80至120℃之範圍。第一成分可為熔點在此範圍之聚合物或聚合物摻合物。特佳為第一成分係由聚醯胺同元聚合物或聚醯胺共聚物、或聚醯胺同元聚合物及/或聚醯胺共聚物的摻合物所製成。這些聚合物中，聚醯胺6、聚醯胺6,6、聚醯胺6,12、聚醯胺4,6、聚醯胺11、聚醯胺12、或基於聚醯胺6/12的聚合物特別適合。

亦較佳為橫向線之第二成分之熔點高於200℃。第二成分特佳為玻璃或聚酯，因為這些材料在複合材料零件製造期間之普遍溫度為低收縮及低伸長。

本發明之紡織基材可使用通常用以製造纖維強化複合材料之強化纖維或紗作為多纖絲強化紗。較佳為該多纖絲強化紗為碳纖維、玻璃纖維、或聚芳醯胺紗、或高拉伸UHMW聚乙烯紗，且特佳為碳纖維紗。在一有利具體實施例中，該紡織基材中的多纖絲強化紗之每單位面積之質量為50至500克/平方米。特佳為該每單位面積之質量在100至300克/平方米之範圍。該多纖絲強化紗較佳為由500至50000條強化纖維纖絲組成。為了使紡織基材得到特別良好的懸垂性及特別均勻的外觀，該多纖絲強化紗特佳為由6000至24000條強化纖維纖絲組成。

該橫向線之線性密度較佳為由多纖絲強化紗之強化纖維纖絲數量導向，因此由多纖絲強化紗之線性密度導向。在單向織品(通常具有由紡織基材所製成的多層結構)中，橫向線之線性密度過高造成強化紗之起伏增加。因此，橫向線之線性密度應較佳為不超過多纖絲強化紗之線性密度的1/5。該橫向線之線性密度較佳為在20至400dtex之範圍，且特佳為在50至200dtex之範圍。

為了使可能的起伏最小同時得到充分的紡織基材安定性，亦較佳為多纖絲強化紗縱向之橫向線數量在0.3至6條線/公分之範圍。該數量較佳為在0.6至2 條線/公分之範圍。橫向線亦可以相對多纖絲強化紗為直角行進。然而，任何其他可想到的橫向線與多纖絲強化紗之間角度亦可行。

紡織基材之非織品可為由無向短纖維或長纖維所製成的紡織品，或由連續纖絲所製成的無規布置非織品，其必須例如藉加熱或加壓而黏結，其中在接點熔化該纖絲因而形成非織品。如已解釋，非織品一方面影響多纖絲強化紗之接合。同時，由紡織基材所製成的纖維預形體得到良好的懸垂性及/或較佳的基質樹脂滲入。該非織品可例如亦為玻璃蓆或碳纖維蓆，然後將該非織品以黏著劑黏結至平坦層之多纖絲強化紗。

非織品較佳為由熱塑性聚合物材料製成。此非織品揭示於例如DE 35 35 272 C2、EP 0 323 571 A1、US 2007/0202762 A1、或US 2008/0289743 A1號專利。適當選擇熱塑性聚合物材料，則非織品可作用為增加衝擊強度，因此在複合材料零件製造期間，不再需要將額外的增加衝擊強度之手段加入基質材料。非織品應因而在由紡織基材所製造的纖維預形體的基質材料滲入期間仍具有充分的安定性，但應較佳為在後續壓製及/或固化溫度下熔化。形成非織品之熱塑性聚合物材料因此較佳為熔點在80至250℃之範圍。由聚醯胺所製成的非織品已證明對於其中使用環氧樹脂作為基質材料之應用有效。

在本發明之一較佳具體實施例中，該非織品包含其熔點比橫向線的第二成分之熔化及分解溫度低的 第一及第二聚合物成分，其中第二聚合物成分之熔點比第一聚合物成分低。第一聚合物成分特佳為不溶於環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂、或這些基質樹脂的摻合物中。如果第一聚合物成分之熔點至少和基質樹脂之固化溫度一樣高，則特別有利。

通常可處理成為熱塑性纖維之聚合物只要符合上述條件，即可作為所使用的較佳非織品之第一聚合物成分，如聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、聚酯、聚丁二烯、聚胺基甲酸酯、聚丙烯、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚苯碸、聚苯硫、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳基醯胺、聚酮、聚鄰苯二甲醯胺、聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二酯、或聚對苯二甲酸乙二酯、或這些聚合物的共聚物或摻合物。該非織品的第一聚合物成分特佳為聚醯胺同元聚合物或聚醯胺共聚物、或聚醯胺同元聚合物及/或聚醯胺共聚物的摻合物。尤其是該聚醯胺同元聚合物或聚醯胺共聚物為聚醯胺6、聚醯胺6,6、聚醯胺6,12、聚醯胺4,6、聚醯胺11、聚醯胺12、或基於聚醯胺6/12的共聚物。該非織品的第一聚合物成分之熔點較佳為在180至250℃之範圍。

在一有利具體實施例中，該非織品的第二聚合物成分之熔點在80至140℃之範圍。該非織品的第二聚合物成分可由熔點在此範圍的常用聚合物製成，如低熔點聚醯胺同元聚合物或共聚物、及這些聚合物之摻合物、聚烯烴，尤其是聚乙烯(例如PE-LLD、PE-HD)，共聚酯、，乙烯乙酸乙烯酯、三聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或聚羥基醚。

在一較佳具體實施例中，第二聚合物成分因而可溶於環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂、或這些基質樹脂的摻合物。在此情形，如果第二聚合物成分為在這些基質樹脂交聯期間與環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂進行化學反應的聚合物，則更有利。第二聚合物成分更佳為在滲入由本發明之紡織基材所製成的纖維預形體之這些基質樹脂期間，即例如在樹脂灌注製程期間，已完全溶於樹脂系統(尤其是環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并樹脂)之聚羥基醚，然後與該基質樹脂一起形成基質樹脂系統。另一方面如所揭述，第一聚合物成分在樹脂灌注製程期間及之後，亦在該基質系統固化之後，不溶於該基質系統且仍為分離相。

在一更佳具體實施例中，第二聚合物成分不溶於環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂、或這些基質樹脂的摻合物。在此情形，該非織品的第二聚合物成分可為低熔點聚醯胺同元聚合物或共聚物、或其摻合物、或聚烯烴，尤其是聚乙烯(例如PE-LLD、PE-HD)、共聚酯、乙烯乙酸乙烯酯、或三聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。

具有第一及第二聚合物成分之非織品特佳為該非織品的第一聚合物成分之熔點在180至250℃之範圍，及該非織品的第二聚合物成分之熔點在80至140℃之範圍。

第一聚合物成分特佳為在高於所使用的基質樹脂之固化溫度熔化。以此方式，第一聚合物成分被鍵 結至基質材料中，但是始終在固化的基質樹脂中形成分離相。此由第一聚合物成分形成的分離相在固化期間及在後續成分中有助於限制裂痕傳遞，因此絕對促成例如衝擊強度增加。

如果該非織品包含高熔點第一聚合物成分及低熔點第二聚合物成分，則在加熱到高於第二聚合物成分之熔點，但是低於第一聚合物成分之熔點的溫度製造纖維預形體期間，基材層可彼此相對移動。非織品之熔融第二成分作用為潤滑劑，使得在成形製程期間，強化紗層可滑動至預形體中的所欲位置。在預形體冷卻期間，第二聚合物成分則作用為熱熔黏著劑而將強化層固定於其位置。

在後續纖維預形體被基質樹脂滲入期間，其通常在高於第二成分之熔點，但是低於第一成分之熔點的溫度發生，非織品的第一聚合物成分之熔點較高則確保基質樹脂之滲透力良好。如果第二聚合物成分可溶於基質樹脂，如同上述具體實施例之一，則此成分較佳為完全溶於基質樹脂且如此失去其相對基質樹脂成為分離相之特性。因此，第二聚合物成分的比例由基質材料決定，且欲滲入的基質樹脂的比例可藉第二聚合物成分的比例降低。結果可在生成部分設定高纖維體積比例的強化纖維，因此可將機械強度保持在高程度。在基質樹脂(即環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并樹脂)之固化溫度，在一特佳具體實施例中，第二聚合物成分與固化基質樹脂經由交聯反應而進行化學反應，如此變成均質基質之整合部分。

在第二聚合物成分不溶於環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂、或這些基質樹脂的摻合物的情況，如上所述，第一聚合物成分作用為潤滑劑而使基材層可彼此相對移動，使得在成形成為預形體期間，強化紗層亦可滑動至所欲位置中，及在預形體冷卻時作用為熱熔黏著劑而將強化層固定於其位置。然而，在基質樹脂滲入及其後續化期間，其保留為獨立於基質樹脂之外之相的特性，使得在此情形，第二聚合物成分及第一聚合物成分減少裂痕傳遞，因此促成例如衝擊強度改良。

在非織品具有高熔點第一聚合物成分及低熔點第二聚合物成分的較佳情形，其可由各聚合物成分的單成分纖維的混合物所組成，即其可為混成非織品。然而，該非織品亦可由二成分纖維組成，例如芯/鞘纖維，其中該纖維之芯由該高熔點第一聚合物成分所製成，及鞘由該低熔點第二聚合物成分所製成。在以此混成非織品或二成分非織品處理紡織基材成為纖維預形體的期間(其亦需要例如紡織基材之成形)，在高於低熔點非織品成分之熔點，但是低於高熔點非織品成分之熔點的溫度成形期間適當施熱，可產生良好的成形力，及在冷卻之後成形複合物的安定性及定形良好。類似由二成分纖維所製成的非織品，非織品亦可由例如由第一聚合物成分所製成的纖維的無規布置複合物所製成，其中已將第二聚合物成分施加於第一聚合物成分之纖維，例如藉噴灑或塗覆。該塗層可例如以第二聚合物成分之分散液或溶 液浸漬而生成，其中在浸漬之後移除分散液之液體部分(或溶劑)。由第一聚合物成分所製成的纖維所構成的非織品含有細粒形式的第二聚合物成分嵌入第一聚合物成分之纖維之間，同樣可行。

包含第一及第二聚合物成分之非織品較佳為混成非織品，即由熔點不同的單成分纖維的混合物所製成的非織品。如已揭述，該高熔點第一聚合物成分特佳為熔點在180至250℃之範圍。在此溫度，由第一聚合物成分熔化物所組成的非織品部分僅在高於注射基質樹脂期間之一般普遍溫度熔化。因為第一聚合物成分如此在樹脂注射溫度尚未熔化，故在此相中保證紡織基材的尺寸安定性良好。

關於使用由本發明之紡織基材所製造的複合部分的特徵，尤其是關於其衝擊強度及其基質含量，如果該非織品含有比例為60至80重量百分比之第一聚合物成分、及比例為20至40重量百分比之第二聚合物成分，則為有利的。總之，較佳為存在於本發明之紡織基材中的非織品之每單位面積之質量為5至25克/平方米，且特佳為每單位面積之質量為5至15克/平方米。

特別是萬一該紡織基材之非織品僅包含一種高熔點聚合物成分，即例如僅包含一種熔點在180至250℃之範圍的聚合物成分，則在一較佳具體實施例中，該紡織基材進一步在平坦層之多纖絲強化紗的至少一表面上包含黏合劑材料，其主成分為熱塑性聚合物、或在室溫為固態之雙酚A系環氧樹脂，及其被斷續施加於平坦 層之多纖絲強化紗且黏著性黏結至該多纖絲強化紗。在此應了解，斷續施加為將黏合劑材料以線之形式或不產生黏合劑材料封閉層之其它方式，逐點施加於表面之施加方式。該黏合劑材料較佳為以該多纖絲強化紗之每單位面積之質量為之1至5重量百分比之濃度使用。

在該紡織基材之一特佳具體實施例中，該黏合劑材料係基於粉末材料，且逐點施加於該平坦層之多纖絲強化紗。其可藉由將粉狀黏合劑材料散佈於該層彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗的表面上，且藉熔化將其固定於該表面而達成。

其可較佳地使用聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯醚、聚苯硫、聚烯丙基(polyallylate)、聚酯、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、聚醚醚酮、聚芳醯胺、聚苯并咪唑、聚乙烯、聚丙烯、或纖維素乙酸酯，作為該黏合劑材料用之熱塑性聚合物。

該黏合劑材料之熔點較佳為在80至120℃之範圍。該黏合劑材料因而可單純具有在纖維預形體製造期間因加熱到高於黏合劑材料熔點的溫度繼而冷卻，而接合該等布置在彼此上方之紡織基材層，及將其等彼此固定之功能。如果例如在纖維預形體成形期間該層紡織基材發生變形，則該黏合劑材料可進一步促成纖維預形體安定。然而，最後亦可選擇黏合劑材料而促成由纖維預形體所製成的複合材料零件之機械性質改良，例如改良該零件之衝擊強度。如果該黏合劑材料為高韌性熱塑 性材料、或此熱塑性聚合物與在室溫為固態的雙酚-A系環氧樹脂的摻合物，則為有利的。

關於其特定結構，本發明之基材本身的特色為纖維預形體中基材層之懸垂性及撓性良好，及在由預形體製造零件期間在基質樹脂滲入期間滲透力良好，因此其可用於製造具有高機械強度及高衝擊強度之零件。依照本發明，本發明因此亦特別適用於用以製造包含紡織基材之複合材料零件之纖維預形體。

接合多纖絲強化紗與橫向線同時及非織品，亦可及黏著性黏結形式的黏合劑材料，使得紡織基材具有高程度的尺寸安定性，因為黏著性黏結造成多纖絲強化紗彼此固定優良。如此製造不僅其中使用彼此並行及平行排列之直線形式多纖絲強化紗之紡織基材，亦及彎曲形式紡織基材。因此，一較佳具體實施例關於一種其中至少一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗具有彎曲輪廓的紡織基材，其中該多纖絲強化紗平行該彎曲輪廓的圓周方向而排列，各多纖絲強化紗沿彎曲輪廓的圓周方向有其本身的軌道，及個別多纖絲強化紗的軌道有共同的曲率中心。

在此彎曲形式或輪廓的紡織基材中，多纖絲強化紗平行沿彎曲輪廓的圓周方向之方向(0°方向)行進。與其中多纖絲強化紗彼此並行及平行排列且具有直線路徑的複合物相反，彎曲形式紡織基材中的多纖絲強化紗亦彼此並行及平行排列，但有共同曲率中心之不同彎曲軌道。橫向線亦以與多纖絲強化紗交叉之方向行進 且橫越該多纖絲強化紗。由於尺寸安定性高，及本發明紡織基材設計之結果，尤其是由於橫向線之二成分芯/鞘結構，在製造纖維預形體或複合材料零件之後續處理步驟期間亦保留彎曲形式。在此亦進一步安定紡織基材，其中熱塑性聚合物材料之非織品包含具有上述性質之第一聚合物成分及第二聚合物成分。

Claims (15)

1. 一種由強化纖維所製成之用以製造複合材料預形體(preform)之紡織基材，其包含由至少一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗所組成的單向複合物，-其中彼此並行排列之多纖絲強化紗係藉由橫向線(transverse thread)而接合在一起，及-其中將熱塑性聚合物材料之非織品排列在該至少一平坦層之多纖絲強化紗上，並黏著性黏結至該平坦層之多纖絲強化紗，其特徵為-該橫向線具有以第一成分形成鞘及第二成分形成芯之芯/鞘結構，其中該第一成分之熔點比該第二成分低，該第一成分為可熔熱塑性聚合物材料，及該彼此並行排列之多纖絲強化紗經由熔黏該橫向線之第一成分而接合在一起。
2. 如請求項1之紡織基材，其中該橫向線之第一成分之熔點在70至150℃之範圍。
3. 如請求項2之紡織基材，其中該橫向線之第一成分為聚醯胺同元聚合物或聚醯胺共聚物、或聚醯胺同元聚合物及/或聚醯胺共聚物的摻合物。
4. 如請求項1至3中任一項之紡織基材，其中該橫向線之第二成分之熔點高於200℃。
5. 如請求項4之紡織基材，其中該橫向線之第二成分為玻璃或聚酯。
6. 如請求項1至5中任一項之紡織基材，其中該橫向線之線性密度在20至400dtex之範圍。
7. 如請求項1至7中任一項之紡織基材，其中該非織品之每單位面積之質量在5至25克/平方米之範圍。
8. 如請求項1至7中任一項之紡織基材，其中該非織品包含其熔點比該橫向線的第二成分之熔化或分解溫度低，且不溶於環氧樹脂、氰酸酯樹脂、或苯并基質樹脂、或這些基質樹脂的摻合物的第一聚合物成分，及熔點比該第一聚合物成分低的第二聚合物成分。
9. 如請求項8之紡織基材，其中該非織品之該第一聚合物成分之熔點在180至250℃之範圍，及該非織品之該第二聚合物成分之熔點在80至140℃之範圍。
10. 如請求項8或9之紡織基材，其中該非織品之該第一聚合物成分為聚醯胺同元聚合物或聚醯胺共聚物、或聚醯胺同元聚合物及/或聚醯胺共聚物的摻合物。
11. 如請求項1至10中任一項之紡織基材，其進一步在該平坦層之多纖絲強化紗的至少一表面上包含黏合劑材料，其主成分為熱塑性聚合物、或在室溫為固態之雙酚A系環氧樹脂，且其被斷續地施加於該平坦層之多纖絲強化紗且黏著性黏結至該多纖絲強化紗。
12. 如請求項11之紡織基材，其中該黏合劑材料之熔點在80至120℃之範圍。
13. 如請求項1至12中任一項之紡織基材，其中該多纖絲強化紗為碳纖維、玻璃纖維、或芳醯胺紗、或高拉伸UHMW聚乙烯紗。
14. 如請求項1至13中任一項之紡織基材，其中該至少一平坦層之彼此並行及平行排列之多纖絲強化紗具有彎曲輪廓，其中該多纖絲強化紗平行該彎曲輪廓的圓周方向而排列，各多纖絲強化紗沿該彎曲輪廓的圓周方向有其本身的軌道，及該多纖絲強化紗的軌道有共同的曲率中心。
15. 一種用以製造複合材料零件之纖維預形體，其特徵為其包含如請求項1至14中任一項之紡織基材。