改進(jìn)的芯材制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種適用于閉式壓模體系、手工鋪貼工藝和／或噴射成形工藝的可懸垂芯材，優(yōu)選其在１ｂａｒ的壓力下具有超過(guò)３０％的抗壓強(qiáng)度，其中該芯材基于至少一種纖網(wǎng)織物，該纖網(wǎng)織物在其織物內(nèi)部包含一種發(fā)泡結(jié)構(gòu)，所述發(fā)泡結(jié)構(gòu)是由多個(gè)組成單元形成的，這些組成單元之間由通道相互隔開(kāi)，所述通道能透過(guò)樹(shù)脂。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及包含所述芯材的層合體、所述芯材的制造方法和所述層合體的制造方法。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用于生產(chǎn)纖維增強(qiáng)的塑料材料的芯材，其特別適用于閉式壓模體系、噴射成形工藝(spray-up)和/或手工鋪貼工藝(handlay-up)中。纖網(wǎng)織物(fibrous webs)增強(qiáng)的塑料通常用于制造成形體，像汽車零部件或工業(yè)零部件，比如容器罐、浴缸、路標(biāo)、覆面鑲板、船體、拖車，等等。作為增強(qiáng)物質(zhì)，纖網(wǎng)織物適用于各種固化合成塑料材料，如聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂。一般而言，在樹(shù)脂材料中結(jié)合纖網(wǎng)織物能夠提高所述樹(shù)脂材料的強(qiáng)度、硬度、疲勞壽命、斷裂韌度、環(huán)境耐性、高溫穩(wěn)定性，并能減輕其重量和降低其制造成本。在纖維增強(qiáng)塑料中采用芯材的方法已經(jīng)有幾十年歷史了。其目的一方面是為了降低樹(shù)脂的用量，以節(jié)省成本和重量，另一方面，是為了提高材料的力學(xué)性能，特別是彎曲挺度。在US-A-3,676,288中披露了將未膨脹的微球體通過(guò)粘合劑(例如聚丙烯腈膠乳)施加在或結(jié)合于纖網(wǎng)織物中。隨著粘合劑的干燥和交聯(lián)，所述微球體附著在纖網(wǎng)織物上并膨脹。EP-A-0 190 788涉及結(jié)合有微球體的纖網(wǎng)織物用于制造纖網(wǎng)織物增強(qiáng)物體的用途。根據(jù)所述的專利申請(qǐng)，微球體主要被容納在織物內(nèi)并使得織物中包含微球體的區(qū)域部分實(shí)際上被不包含微球體的區(qū)域部分所隔開(kāi)。在纖維增強(qiáng)塑料材料的生產(chǎn)中主要可以使用兩種方法，一種是對(duì)纖維物質(zhì)進(jìn)行手工浸漬(手工鋪貼；噴射成形)；另一種是使用閉式壓模。在后一種系統(tǒng)中通常能夠采用自動(dòng)化處理，將纖維增強(qiáng)材料置入密閉的模具中，隨后向其中充入樹(shù)脂。這種閉式壓模體系的一個(gè)特別重要的優(yōu)點(diǎn)在于其產(chǎn)品性能的可再現(xiàn)性(較好的耐受性)、環(huán)境因素、表面性質(zhì)的提高和力學(xué)性能的增強(qiáng)。而且在閉式壓模中能夠使用較高比例的纖維。長(zhǎng)期以來(lái)，在閉式壓模體系中使用上述芯材時(shí)遇到了很多難題，這是因?yàn)樗眯静谋仨殱M足并協(xié)調(diào)各種要求。這些性能要求主要包括-良好的抗壓強(qiáng)度；-樹(shù)脂在芯材內(nèi)各方向上的快速流動(dòng)；-低樹(shù)脂攝取率；-降低的收縮(即樹(shù)脂收縮補(bǔ)償)；以及-良好的懸垂性(drapability)(即低彎曲挺度)。特別是，長(zhǎng)期以來(lái)很難協(xié)調(diào)前兩項(xiàng)的要求。很明顯，為獲得在芯材平面上樹(shù)脂的良好流動(dòng)性需要具有疏松結(jié)構(gòu)，這卻要以犧牲抗壓強(qiáng)度為代價(jià)。而且，在織物中較大的發(fā)泡體積可以導(dǎo)致較低的樹(shù)脂攝取率，這卻與樹(shù)脂的良好流動(dòng)性相矛盾。同樣懸垂特性與抗壓強(qiáng)度和低樹(shù)脂攝取率之間也不容易協(xié)調(diào)。在EP 1 010 793中披露了為處理這些方面的要求而開(kāi)發(fā)的一種芯材，在其優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述芯材包含有以規(guī)則方式分布于其上的微球體。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)有技術(shù)的材料-比如EP 1 010 793中披露的材料-的表面品質(zhì)不總能令人滿意，尤其是在表面或表面處理的視覺(jué)感觀方面(特別是會(huì)出現(xiàn)透印問(wèn)題(print-through effect))。在諸如汽車或卡車鑲板的成形體中，這種視覺(jué)感觀或表面處理可能是很重要的。視覺(jué)感觀的評(píng)估方法包括平臺(tái)測(cè)試。通過(guò)對(duì)表面的衍射測(cè)量也可以給出表面光潔度進(jìn)行定量評(píng)估。例如表面的桔皮效應(yīng)值(orange peel value)就是用于這一目的合適參數(shù)。測(cè)量桔皮效應(yīng)值的儀器是本領(lǐng)域已知的，并且可以商購(gòu)獲得，例如，由Diffracto Ltd(加拿大)開(kāi)發(fā)的采用D-Sight技術(shù)的儀器。關(guān)于這種技術(shù)，例如參見(jiàn)Reynolds等人發(fā)表于Optical Engineering，Vol 32，No 9，pp.2122-2129，1993中的″Theory and applications of a surfaceinspection technique using double-pass retroreflection″；和J.H.Heida與A.J.A.Bruinsma在第7屆無(wú)損監(jiān)測(cè)歐洲會(huì)議(哥本哈根，1998年5月26-29日)上發(fā)表的″D-Sight Technique for Rapid Impact DamageDetection on Composite Aircraft Structures″(見(jiàn)于NDT.net-June 1999，Vol.4 No.6)中，以及US-A 4,863,268和US-A 5,075,661。因此，本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種新型芯材，其可以用作已知芯材的替代品，特別是在制造與表面視覺(jué)感觀有關(guān)的成形體中。所述芯材還特別適用于閉式壓模體系、噴射成形工藝和/或手工鋪貼工藝中。具體地，本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種芯材，其可用于制備在桔皮效應(yīng)方面有改進(jìn)的成形體，所述制備包括用樹(shù)酯浸透所述芯材。更具體地，本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種芯材，其可用于制備桔皮效應(yīng)值低于30的成形體，所述桔皮效應(yīng)值如本文所定義。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述目的可以通過(guò)一種具有高抗壓強(qiáng)度的可懸垂芯材來(lái)實(shí)現(xiàn)，該芯材中包含由較致密的物質(zhì)形成的組成單元和通道，所述通道是敞開(kāi)的或含有密度較低的物質(zhì)，其中所述組成單元(members)和通道以特定的方式分布。也就是說(shuō)，根據(jù)本專利技術(shù)，所述組成單元和通道不是規(guī)則分布的，而且/或者所述組成單元和通道具有特定的尺寸，即具有相對(duì)小的組成單元和相對(duì)小的通道。因此本專利技術(shù)涉及一種芯材，特別是一種適用于閉式壓模體系、噴射成形工藝和/或手工鋪貼工藝的芯材，該芯材通常是可懸垂的；優(yōu)選在1bar的壓力下其抗壓強(qiáng)度超過(guò)30％；其中該芯材基于至少一種纖網(wǎng)織物，該纖網(wǎng)織物在其織物內(nèi)部包含發(fā)泡結(jié)構(gòu)，所述發(fā)泡結(jié)構(gòu)是由多個(gè)組成單元形成的，其中所述組成單元之間由通道相互隔開(kāi)，所述通道能透過(guò)樹(shù)脂，，其中所述組成單元在所述材料的平面上的直徑小于1.5mm，優(yōu)選在0.2-1mm之間，該直徑的定義為環(huán)繞所述組成單元的包絡(luò)圓直徑，并且其中所述通道的平均直徑小于0.75mm，優(yōu)選在0.3-0.5mm之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述芯材非常適用于改善層合體的表面質(zhì)量和/或視覺(jué)感觀，特別是適用于降低透印效應(yīng)。更特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述芯材非常適合制備桔皮效應(yīng)值低于30的成形體。在實(shí)際應(yīng)用中所述組成單元的平均直徑通常小于0.5mm。所述組成單元和通道可以以近乎規(guī)則的方式分布，例如圖案重復(fù)程度小于1cm，或者特別是小于0.5cm，或者以下述的不規(guī)則方式分布。對(duì)于其它參數(shù)，特別是滲透性、制備所述芯材的材料的特性、組成單元的形狀、纖網(wǎng)織物的自由體積，適用如下所述的條件。本專利技術(shù)還涉及一種適用于閉式壓模體系、噴射成形工藝和/或手工鋪貼工藝的芯材，所述芯材通常是可懸垂的，優(yōu)選在1bar的壓力下其抗壓強(qiáng)度超過(guò)30％，其中該芯材基于至少一種纖網(wǎng)織物，該纖網(wǎng)織物在其織物內(nèi)部包含一種發(fā)泡結(jié)構(gòu)，所述發(fā)泡結(jié)構(gòu)是由多個(gè)組成單元形成的，這些組成單元不規(guī)則地分布在織物內(nèi)或織物上，所述組成單元之間由通道相互隔開(kāi)，所述通道能透過(guò)樹(shù)脂。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述芯材非常適用于改善層合體的表面質(zhì)量和/或視覺(jué)感觀，特別是適用于降低透印效應(yīng)。更特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述芯材非常適合制備桔皮效應(yīng)值低于30的成形體。對(duì)于其它參數(shù)，特別是滲透性、制備所述芯材的材料的特性、組成單元的形狀、纖網(wǎng)織物的自由體積，適用如下所述的條件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本專利技術(shù)的芯材能保持非常好的懸垂性、抗壓強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)臐B透性，即便在組成單元不規(guī)則分布的情況下，也能同時(shí)保持其表面品質(zhì)，特別是與已知的材料相比，其在視覺(jué)感官方面得到改善，例如具有規(guī)則分布的六邊形的芯材(如Soric)，其中在浸漬以樹(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種適用于閉式壓模體系、噴射成形工藝和／或手工鋪貼工藝的芯材，所述芯材是可懸垂的，其中該芯材基于至少一種纖網(wǎng)織物，該纖網(wǎng)織物在其織物內(nèi)部包含一種發(fā)泡結(jié)構(gòu)，所述發(fā)泡結(jié)構(gòu)是由多個(gè)組成單元形成的，這些組成單元之間由通道相互隔開(kāi)，所述通道能透過(guò)樹(shù)脂，其中所述組成單元在所述材料的平面上的包絡(luò)圓直徑小于１．５ｍｍ，并且其中所述通道的平均直徑小于０．７５ｍｍ。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彼得許貝特斯拉默斯，彼得安杰瑪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘭特爾公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：NL[荷蘭]