[发明专利]一种复合材料的制造工艺和设备

说明书

本发明涉及制造一种复合材料的工艺和实施这种工艺的设备，这种复合材料由诸如玻璃纤维的加固纤维和一些热塑有机物质结合而成。

能使玻璃纤维和热塑性有机物质结合的很多工艺业已存在。这些玻璃纤维可以呈现为连续丝或裁剪丝毛糙物形式，织物形式；有机物质可以呈现为液体形式或在粉末、薄膜、薄片或丝形的固态。玻璃纤维和有机物组合形式的选择决定于要实现的零件的轮廓和所说零件的特征。

这样，当这个零件的轮廓相对简单和其机械特性应该被提高时，选择的加固物最常见地呈现织物形式。实用专利FR-2500 360指出了这种的加固物的使用方法：被制造的零件是一些平板或弯曲零件，是由例如玻璃丝织物层叠热压而成的。热塑有机物质呈现纤维形式，与玻璃丝织物结合。这些热塑丝可能是经纱丝或纬纱丝或者同时是经纱丝和纬纱丝。当热压使这些丝熔化，冷却时，将玻璃织物层连成一个整体。这样产生的混合压轧物以加固纤维的高含量为其特征。

这些压轧物的制造工艺是一种断续的工艺，据此，人们叠放多层织物，然后人们加热上述这些层的整体的同时用一个静力压缩机对这个整体进行压缩。

最近，专利US-A-5 227 236提出一项对前面所描述的工艺进行改进，这种改进包括利用混合丝或者最好是利用相互混杂丝，这些丝用分散或乳化的方法涂上一种热塑聚合物。对混合丝，应理解为由诸如玻璃丝的加固丝和热塑璃有机物丝汇集同时卷绕而得到的一些丝，对相互混杂丝，应理解为由众多的加固纤维和热塑有机纤维汇集和绕卷而得到的一些丝，上述的纤维已经预先由机械手段从它们原始丝中分离出来。为了涂上覆盖这些丝而使聚合物溶化的熔点低于有机物纤维熔点。这样涂过的丝是在织物形式下被利用的。由于这种改进，为了实现由热压形成板材所需要的时间缩短了。但这里所涉及的还是一个不连续的工艺。

要实现有复杂构型复合零件所利用的一种加固物是已知的，此加固物表现出的好处是它呈一种连续丝的形式，在模制作业中施加压力作用下能随同热塑物质移动。

这样一种适于模制的产品的制造，例如，在专利US-A-4 277 531中进行了描述。根据这个专利，玻璃连续丝毛糙物是，在第一段时间里，被针刺植绒，这是为了在它的操作中给予它一种需要的粘着，在第二段时间里，在一条生产线上两个这样被针刺植绒过的毛糙物带沿着平行的轨道被带到一个热压设备上，在这里它们结合在一起。最下面那个带的内表面置放于一个热塑有机物薄膜上；最上面的那个带的外表面同样被一样性质的一个薄膜所覆盖。就在毛糙物带的汇集前时刻，一种设备放置一层液态热塑物质。这个整体同时被加热和压缩，以保证有机物薄膜的至少是部分的熔化，并且在冷却之后保证组合成毛糙物的丝的连结。

这个工艺表现出的好处是允许一种准备被模制的复合材料的一个薄片的连续制造。但是，如果这样得到的产品是容易模制的，加固纤维在最后的零件中的含量还是有限的。

本发明的一个目的是一种工艺，这种工艺允许连续制造一种复合产品，其加固纤维的含量大于至今已知的那些连续工艺所能达到的含量。

本发明一个目的是一种工艺，这种工艺允许连续制造一种板材形状的复合产品，以一种在这方面与已知的最好连续工艺的速度至少同样大的速度制造。

本发明同样目的是有一种工艺，这种工艺允许连续制造一种板材形状的复合产品，它把固有的模制能力结合到含有非织物的加固物的产品上。它还给予由模制而得到的产品一个机械性能水平，含有织物加固物的产品以这种机械性能水平为特点。

本发明的目的由具有以下步骤工艺达到：

●连续在一个运动着的基质上放置一些玻璃丝，其中按重量计至少80％是由充分混合玻璃纤维和热塑有机物质组成的相互混合丝，在以玻璃和有机物丝形式下被放置的物质总量中，被放置的玻璃的量占按重量计为40％以上，

●把这个玻璃丝-有机物质整体转移到多个区域里，在那里，上述整体被加热、压缩和冷却，上述整体的加热和冷却都伴有压缩，

●把上述整体切割成板型材或把它卷绕在一个转动的鼓轮上。

所谓相互混杂丝就是这样一些丝，在这些丝中玻璃纤维和热塑有机物纤维是充分混杂的。这些丝能够用下述的机械方法得到，即例如像专利US-A-4 818 318对它所描述的那样。根据这个专利，加固丝和热塑丝是从它们各自的丝卷中抽出来，然后组成它们的纤维在有同样宽度的两层帘的形式下被分开。这些帘然后互相接触以便尽可能规则地使两种纤维交替形成单一的帘。这种混合的纤维整体汇合成单一的丝。