[发明专利]制造复合板材的工艺和设备

说明书

本发明涉及一种制造复合板材的工艺和实施所述工艺的设备。本发明还涉及使用该工艺得到的复合产品。

复合板材通常由至少两种熔点不同的材料制成，这两种材料一般是一种有机材料和一种加固材料，该加固材料呈现为例如是浸没在有机基质材料中的纱线形。从加工加固纱线到最终获得复合板材，制造复合板材的时间一般比较长，因为用于实现板材功能的结构一般不是这类纱线，而是结合了该纱线的复杂结构，并且需要有一些预处理步骤。

特别地，已知制造复合板材的工艺是：首先将加固纱线和热塑纱线制成织物，再将织物层叠热压制成平板或弯曲的构件，如实用专利FR2500360所述。该工艺的主要缺陷在于它是一个不连续的工艺。

另一种也是已知的制造复合板材的工艺(专利FR2743822)包含：首先将玻璃纤维织物/有机材料连续地放置在一个传送带上，然后在热气炉中进行预热，然后将其放入一个“带式压力机”(在专利US-A-4277539中有描述)，在该装置中对其连续加热和冷却，同时将其压缩。尽管这个工艺比在前面所述工艺快，人们还是希望能够进一步改进制造复合板材的工艺，以更快且更经济的工艺制造复合板材，同时确保得到的产品保持优良的性能，尤其是机械方面的性能。

本发明的目的是提供一种对现有制造复合板材的工艺进行改进的工艺，尤其是一种比现有工艺更快且更经济的工艺。

该目的是由根据本发明的工艺而实现的，该工艺至少包含以下步骤：

沿一个特定的给定方向投放一平行纱线束；

使该纱线束和相对该给定方向垂直的纱线层结合，纱线束和/或纱线层包含至少一种有机材料和至少一种加固材料；

通过加热和/或加压然后冷却的工艺加热并且定形(或凝结)沿该给定方向移动的该结合物，以此方式制成一种复合带；

汇集该复合带制成一块或几块复合板材。

各个步骤如驱动纱线束，结合纱线层...其优点在于该工艺是连续的，这期间间断地再把传动与结合同样地集中起来，就像在通过滑动架结合的情况一样。(该实施方式在下文中详细说明)。

所谓“板”(同所谓“带”一样)，根据本发明我们理解为该元件的厚度远小于它的表面，一般是平面的(但是可能是弯曲的)并且有硬度，但是如果需要，其柔韧度要足够能使其以卷的形式集中与贮存。按一般的方式，涉及一种实心的构件，但是在某些情况下可被镂空(所谓“板”与所谓“条”，根据本发明也同样地引申为织物或网状物结构)。

所谓“复合”，根据本发明我们理解为该结合物包含至少两种熔点不同的材料，一般是一种有机材料和一种加固材料，而且熔点较低的材料(有机材料)在所述结合物中至少有10％重量的含量。

根据本发明的工艺从简单的起动开始仅需一个操作即可获得复合板材；因为根据本发明的工艺主要使用单向结构或纱线；特别的，在本发明的工艺中使用的加固材料在成型纱线方面产生独特效果，使纱线彼此区分开并且在“复杂”(特别的，“多维”类型的编织物或针织物)结构的内部不连接。根据本发明制造复合板材所使用的加固结构更为简单，本发明的优点主要在于材料成本低和使用方便。由于结构简单，根据本发明的方法可以直接获得所需要的板材而很少需要人工操作，而且简化了流水线作业和中间储存。它组合了在与给定方向横向的平面上叠置的步骤和为了最终获得产品而将有机材料融化与固化的步骤。该工艺特别快速而且经济。

接下来，简要介绍“纱线束”，纱线束指的是沿本发明限定的方向连续地驱动的平行纱线束，“纱线层”也是同样，纱线层指的是与本发明给定的方向垂直的纱线层，更准确地说是一或多纱线垂直地分散在平行纱线束确定的表面上。

根据本发明，至少纱线束或至少纱线层是由至少两种材料组成的纱线构成，这两种材料为至少一种有机材料和至少一种加固材料，该“加固材料”在常用于加固有机材料的材料中选择(例如玻璃、碳、芳香聚酰胺等等)或者可能扩大范围为熔点比所述有机材料高的；换句话说，至少纱线束或至少纱线层是由至少两种熔点不同的材料构成，熔点较低的是一种有机材料。该有机材料例如是聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二酸丁二酯、聚对苯二酸乙二酯、次苯基聚硫化物，或者任何其它有机热塑材料或者在热塑聚酯、聚酰胺等材料中选择的聚合物，加固材料或熔点较高的材料最好为玻璃。