專利名稱：具有多軸向纖維增強的復合板生產方法與設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及生產多軸向纖維增強的復合板，更具體地，本發明涉及生產由以不同方向放置的增強纖維(例如玻璃纖維)單向層(nappeunidirectionnelle)與有機材料結合所形成的復合板。
本發明的應用范圍是生產多軸向纖維增強復合板，這些板用于制造復合材料模壓零件，特別是用于制造模壓時必然引起嚴重變形的零件。
復合板通常是由至少兩種具有不同熔點的材料組成，其中一種材料一般是用作基體的熱塑性有機材料，一種材料是嵌在所述基體內的增強材料。生產時，該熱塑性有機材料可以呈液體或固體，例如粉末、膜、箔或紗。至于增強材料，它可以呈連續或切斷的紗形式，呈連續或切斷的紗氈，織物，網等形式。選擇每種待結合材料的形式和樣態取決于待生產零件的最后結構和性能。
已經有許多方法能夠將增強材料與熱塑性有機材料結合起來。
在FR-A-2 500 360中，通過熱壓增強紗和熱塑性紗織物疊層可生產復合板，而熱塑性紗可以經紗、緯紗或同時以二者的形態放置。但是，使用如此得到的復合板仍只限于生產構型簡單的平面板或彎曲零件，其變形不大。
在法國專利申請9910842號中，把平行紗網與相對于該網方向橫向取向的紗層結合起來，然后讓如此構成的整體進行加熱，再接著冷卻，這樣得到復合板。該整體中的紗大多數是由充分混勻的玻璃單纖維和熱塑性材料單纖維構成的共混紗。得到的復合板由正(90°)交叉層構成。
在FR-A-2 743 822中，提出在傳送帶上連續放置由玻璃單纖維和熱塑性材料單纖維共混紗的織物，并任選地與連續或切斷紗結合的織物生產一種復合板。其整體然后在熱空氣爐中預熱，然后放入《帶式壓力機》中，在其中加熱和冷卻，同時保持壓縮。盡管特別適合于采用模壓或采用沖壓生產復雜形狀的零件，但要得到還具有很大變形能力的零件時，該復合板是不能完全令人滿意的。
在US-A-4 277 531中還描述過一種適合于采用模壓制造復雜構型零件的復合板。按照該專利，兩條針刺的連續玻璃絲氈帶按照平行軌跡輸送直到熱壓設備，在這里兩條帶合并。合并時帶彼此相對著的帶面涂一種液體熱塑性材料，其外面覆蓋一層熱塑性有機材料薄膜。這種整體同時加熱與擠壓，以便保證薄膜熔化，然后再冷卻。生產這樣一種復合板是相對復雜的，該生產方法還不能按照多個方向放置增強紗。
本發明的目的是提供一種由結合沿不同方向放置的熱塑性有機材料與增強紗單方向層，特別是玻璃增強紗層而構成的復合板的生產方法，以便特別是能夠生產具有復雜形狀的復合零件(例如可以包括與低曲率半徑部件連接或未連接的肋等)，該零件還具有必然引起纖維結構顯著(即大幅度)變形的強立體感。
本發明的另一個的目的是提供多軸向纖維增強的均勻復合板，該板具有規則的纖維取向，可以具有高單位表面密度(約500g/m2，最高達1000-1500g/m2，甚至3000g/m2)，其寬度可以達到3米。特別地涉及多軸向纖維增強復合板，該板具有對稱特性，一側有主要單向層(0°)和/或另一側有與主要方向構成相反角(-α/+α)的橫向單向層。
本發明的另一個的目的是提供一種方法和實施這種方法的設備，該方法能夠使用較寬的單向層連續地并以一個步驟制造多軸向纖維增強的復合板，該板表面密度較高，且可變，無須使用連接紗(fils deliaison)。
本發明的另一個的目的是提供一種包含由增強單纖維和熱塑性單纖維構成的共混紗的單向層，它的粘附力足以能夠被操作(pouvoirêtre manipulée)，即構成該層的紗不分散，但具有與攤鋪(nappage)操作相容的柔軟性。
借助包括下述步驟的本發明方法可以達到這些目的，這些步驟是·形成增強紗單向層，其中至少50重量％是由充分混合的增強單纖維和有機材料單纖維構成的共混紗，·賦予所述單向層具有能夠攤鋪其層的粘附性，·沿相對于移動方向的橫向方向，在移動支持件上攤鋪該單向層，·加熱沿移動方向位移的整個增強紗-有機材料，同時，并且通過熱作用，任選地施加壓力進行固定(fixer)，然后使其冷卻以便形成復合帶，和·將所述帶收集成一種或多種復合板。
該方法不同步驟，例如單向層的輸送，該層攤鋪等有利地連續進行。
關于《板》(以及關于《帶》)，根據本發明應當理解是相對于其表面厚度小的、一般為平的(但是可能任選地彎曲)與剛性的元件，同時，如果必要，也保持其可以卷繞形式收集與保存的能力，優選收集與保存在外徑大于150毫米的支持件上。一般地，涉及實心或基本實心的元件，即它的開口表面與總表面的比不超過50％。
關于《復合》，根據本發明應當理解至少兩種具有不同熔點的材料，一般地至少一種熱塑性有機材料和至少一種增強材料的結合，最低熔點材料(有機材料)的含量是至少等于10重量％所述結合材料，優選地至少等于20％。
關于相對于纖維單向層的術語《攤鋪的》，《攤鋪》，這里應該理解為包括所有涉及以給定幅度的交替運動在表面上放置單層者，該單層在每次變換方向時翻轉。如例如在EP-A-0 517 563中所描述的，一般使用攤鋪機達到攤鋪單層。
關于單向層的《充分粘附力》，根據本發明應該理解為構成所述單層的元件彼此這樣連接，使它們能夠讓該單層進行攤鋪操作，而沒有顯著損害其結構。在攤鋪時，沒有出現損壞，特別是撕裂的情況下，這些紗未分離或彼此不太分離時，這種粘附力是足夠的。在本發明的范圍內，在NF EN 29073-3標準條件下測量的該層橫向抗拉強度高于5N/5cm時，這種粘附力是足夠的。
關于《移動支持件》，應該理解是將增強紗-有機材料結合件從生產線一點轉移到另一點的傳送帶。還指一種彼此不同的增強紗和有機材料紗的單向層。
本發明的方法可以只用一次操作用簡單起始結構便能得到多軸向纖維增強復合板。具體而言，本發明的方法基本上使用單向結構特別地，本發明方法使用的增強材料僅以紗形式提供，通過機械處理、適度熱處理或適當化學處理將其變成粘附性的，而機械處理導致構成紗的單纖維輕度混合(entremélement léger)，紗不是包括在“復雜”結構中，例如不是在織物、由連接紗保持的紗集合......中。在生產本發明的板中使用這些簡單增強結構的優點尤其在于成本和使用便利方面。使用這些紗形式簡單結構，本發明的方法能夠直接形成具有足夠粘附力的，還能攤鋪的(即形成橫向層，相對于牽引方向對稱地放置)柔軟的單向層。在本發明的范圍內，按照下述方式判斷其柔軟特性將該紗層一端保持水平，并且放在10cm直徑的圓柱體母線(génératrice d’un cylindre)上，在25cm長度上測量紗層自由端與水平形成的角度。角度值等于或高于70°時，其柔軟性是足夠的。
特別地，該方法顯現的優點在于，攤鋪角度變化范圍可以非常寬，例如30-85°，優選地40-70°，特別優選地等于45或60°，并且通過修改傳送帶的速度很容易改變該角度值，并且任選地如果希望增強紗-有機材料整體的表面密度仍然不變，可改變橫向放置層的寬度。最后，本發明的方法特別快速與經濟，主要由于該方法能夠連續地用紗直接得到所尋求的板，同時不需要從一臺設備轉移到另一臺設備以及儲存中間結構(層、織物、隔板)。
根據本發明，進入單向層組成中的這些紗，其中至少50％為共混紗，它由充分混合的增強單纖維和有機材料單纖維構成(例如，如EP-A-0 599 695和EP-A-0 616 055中所描述的)。優選地，該層含有至少80重量％，特別優選100重量％共混紗。
該增強材料一般地選自通常用于增強有機材料所使用的材料，例如玻璃、炭、芳族聚酰胺、陶瓷和植物纖維，像亞麻、劍麻或苧麻，或可以在很寬范圍意義上理解的材料，像比前述有機材料更高熔點或降解點的材料。優選地，選擇玻璃。
該有機材料例如是聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、選自熱塑性聚酰胺和聚酯的聚合物或任何其它具有熱塑性特性的有機材料。
優選地，單向層的紗這樣選擇，以致復合板中有機材料含量是至少等于10重量％，增強材料含量是20-90重量％，優選地30-85重量％，特別優選地40-80重量％。
單向層可以部分含有由其中一種材料構成的紗，部分由其中另一種材料構成的紗，這些紗這時在該層中交替放置。
在本發明的方法中，單向層的紗往往來自一個或多個支持件(例如用一個或多個筒子架支承的筒子)或卷繞紗的紗筒(enroulements)(例如經軸(ensouples))。
賦予單向層具有足以使其變得適合攤鋪的粘附力的步驟應該有助于保持增強材料單纖維的完整性，以便它們實現它們的增強功能。這個步驟實施方式有多個。
根據第一個實施方式，通過采用中度針刺(aiguilletagemodéré)或采用加壓噴水使構成紗的單纖維輕微纏結(légerenchevetrement)可以賦予該層粘附性。關于針刺，可以使用任何合適的設備，例如裝有垂直交替移動的活動針的支持件，這些針能夠穿透整個層厚度，同時造成單纖維橫向摻混(entremêlementtransversal)。將水噴射到放置在開孔的支持件上或在金屬帶上通過的紗層上，可以實施通過加壓噴水纏結，噴射水從帶彈回又可達到紗的適當摻混。
根據第二個實施方式，通過在接近有機材料熔化溫度的溫度下適當(modéré)熱處理，可將這些單纖維變成粘附性的。重要的是在紗表面發生熔化，即在厚度很低的表面發生熔化，以便該層保持柔軟性與后面的攤鋪相一致。一般地，在比所述有機材料熔化溫度高幾℃，直到高15℃的溫度下操作。這些紗彼此接近，例如相距0.2毫米以下，這時這些紗接觸時，這種熔化就能夠將它們連接起來，因此尤其采用這個實施方式。
可以使用任何適當的加熱設備，例如加熱筒、輻照設備，例如紅外輻射設備(爐、一種或多種燈、一種或多種板)和/或一種或多種吹熱空氣設備(強制對流的熱空氣爐)。
根據第三個實施方式，加入對紗有粘合性能的化學材料可以使該層有粘附性。這種材料可以是液體或固體，例如材料粉末、薄膜或覆蓋物。優選使用能具有熱粘性(或熱粘合)性能的材料。有利地，熱粘合材料與紗的有機材料是相容的，并且一般地，這兩種材料是相同的。優選使用聚烯烴，更特別地聚丙烯。
優選地，放置覆蓋物或薄膜形式的熱粘合材料，其薄膜有利地包括至少一層與紗同樣性質的有機材料補充層，優選地還呈纖維或單纖維形式。
粘合材料呈液體或粉末狀時，可以采用噴射或噴灑方法放粘合材料，和采用貼薄膜或覆蓋物，接著加熱，優選地在壓縮下加熱，例如在軋輥的輥之間加熱。
這個實施方式能夠將彼此較遠的紗，相距最高達約1厘米的紗連接起來。
有多種方式可以實現單向層在多軸向纖維增強的復合板中的結合。
根據第一個實施方式，單向層橫向攤鋪在傳送帶上。形成有由單向橫向層構成的雙軸向纖維增強層，其單向橫向層方向與移動方向(0°)構成角度-α和+α。
根據第二個實施方式，單向層橫向攤鋪在主要單向層上，其本身放置在傳送帶上，并且由增強紗和有機材料紗構成。以這種方式，形成一種具有由單向橫向層構成的三軸向纖維增強層，其單向橫向層方向與主要單向層(0°)構成角度-α和+α。
增強紗-有機材料結合物(以例如速度0.5-10m/min移動)通過至少一個段，其中在構成這種結合物的材料的熔點與降解點之間的溫度加熱該結合物，這個溫度還低于具有最低熔點的材料的降解溫度。延伸說來，該降解溫度在這里代表最低溫度，在這個溫度下，觀察到構成該材料的分子分解(如傳統上所定義的，為本技術領域的技術人員所理解的)，或不希望的材料變性(例如點燃，失去完整性，這表現為材料流出層外)或不希望的著色(例如黃化)。
在本發明中，增強紗-有機材料結合物加熱到足以能夠在加熱和/或壓縮后通過該有機材料將至少部分紗彼此連接起來，以在大多數情況下能夠得到基本實心結構。
作為實例，紗層由玻璃和聚丙烯構成時，加熱溫度可以是約190-230℃，紗層由玻璃和聚對苯二甲酸乙二醇酯構成時，加熱溫度可以是約280-310℃，紗層由玻璃和聚對苯二甲酸丁二醇酯構成時，加熱溫度可以是約270℃至280-290℃。
增強紗-有機材料結合物加熱可以有不同的方式，例如使用雙帶式層合機(machine de contre-collage àdouble-bandes)，或使用加熱筒或輻照設備，例如紅外輻射設備(爐、一種或多種燈、一種或多種板)和/或至少一種吹熱空氣設備(強制對流的熱空氣爐)。
加熱可以足以能夠通過熔化的有機材料固定增強紗-有機材料結合物(熱固定)。但是在許多情況下，加熱的結合物還進行壓縮，這種壓縮可以用一個或多個雙筒式軋輥實施，對結合物施加的壓力一般是幾daN/cm，甚至幾十daN/cm。在壓縮設備中施加的壓力使紗層密實，還能夠達到熔化的熱塑性材料的均勻分配，得到的結構可以采用冷卻方法進行固定，這種冷卻可以至少部分地與壓縮同時進行，也可以在熱壓縮步驟后進行。
壓縮設備可以包括或是一種帶式壓力機，例如安裝有鋼帶、玻璃布的帶或涂有PTFE的芳族聚酰胺布的帶，它包括加熱段，接著冷卻段。
冷卻可以在壓縮設備中進行，例如在冷軋輥中進行冷卻，或可以在壓縮設備外進行冷卻，例如采用自然或強制對流進行冷卻。
從壓縮設備出來后，可讓復合帶通過一個冷卻平臺加速冷卻，該平臺中例如循環冷卻水。可以往這個平臺添加還能夠改善冷卻的補充部件(壓力機輥、板、冷卻或未冷卻噴嘴)。從平臺出來，還可放一些能夠牽拉復合帶的拉動輥(rouleaux d’appel)。
在壓縮與冷卻后，復合帶可以卷繞在其中直徑與帶特性相適應的卡盤(mandrin)上，或可以例如使用鍘刀式剪切機或圓鋸切成板。
盡管僅僅描述了單向層的攤鋪，但本方法顯然可以應用于以與前面描述的同樣方式攤鋪多層。還可在這些層之間插入至少一種單向層，它包含與有機材料結合或未結合的鏈狀增強紗，以便形成更大厚度的板。厚度方面的極限基本上取決于為了得到本發明的板，加熱整個待壓實該層的增強紗-有機材料的設備的能力。
本發明還涉及實施該方法的裝置。
這種裝置包括傳送帶、至少一個紗加料設備、能夠將包含共混紗的紗層變成粘附性的設備、至少一個能夠把一種紗層橫向攤鋪在所述的傳送帶上的設備、至少一個加熱整個增強紗-有機材料的設備和至少一個冷卻所述整個增強紗-有機材料的設備。
本發明的設備還可以包括至少一個壓縮所述整個增強紗-有機材料的設備和/或至少一個切割設備和/或至少一個收集復合板的設備。該冷卻設備可以是與冷卻設備不同的壓縮設備，或由唯一一個可同時保證壓縮和冷卻功能的設備組成。
借助本發明方法諸步驟組合所得到的復合板，因其多軸向結構而特別適合于采用模壓或熱成型法生產復合材料零件。特別地，本發明的板是非常卓越的板，因為各層彼此不連接，并且這些紗因此可自由地相互移動。因此，當這些增強板是三軸向類(堆積0°/-α/+α或0°/-α/+α/0°)時，可得到與移動方向(0°)相比在橫向方向很大變形和/或凸起的零件，且當這些板是雙軸類(-α/+α)時，在其它方向也是如此。所得到復合板的厚度一般是十分之幾毫米至兩毫米，是剛性的，易于切割，具有良好的機械性能。另外，它們尤其因紗沒有交織而具有良好的表面狀態，這表現在很低的收縮。在形成板的最后加熱步驟之前，放一種材料的一層薄膜，甚至多層薄膜，可以改善這種板的外觀，所述薄膜可實現人們對整個增強紗-有機材料至少一個外表面所要求的功能。
參看說明本發明的附圖可體會到本發明的其它優點與特點，其中·
圖1表示本發明第一個實施方案的設備示意圖，·圖2表示本發明第二個實施方案的設備示意圖，·圖3表示本發明第三個實施方案的設備示意圖。
在這些圖中，共用元件具有相同的標號。
圖1說明以比較簡單方式實施生產雙軸向纖維增強(-α/+α)復合板的方法。來自經軸2的紗1通過梳3齒，它們將這些紗保持平行，直到它們進入針刺設備4，在其中它們彼此連接形成單向層5。層5借助攤鋪設備(攤鋪機)7放在移動的傳送帶6上，攤鋪設備7與傳送帶移動方向呈橫向的方向交替移動，以形成雙軸向纖維增強層8，它的方向與移動方向構成相反的角度。
雙軸向層8然后在板式層壓機(press de contre-collage àplat)10的連續帶9(浸漬聚四氟乙烯-PTFE-的玻璃纖維層)之間通過。這種壓力機包括加熱段11、壓縮熔化的熱塑性材料的壓力機筒12(壓力約10-20N/cm2)，以及用循環水冷卻的段13。
在壓力機10出口得到的雙軸向纖維增強復合帶再用刀片14和自動剪切機(未繪出)連續切成多個板15。
圖2的方法描述了使用雙軸向纖維增強(-α/+α)層和鏈狀放置的單向層(0°)生產三軸向纖維增強板的方法。
如圖1實施方式中一樣，由經軸2的紗1形成層5，紗1由梳3導向到針刺設備4。層5借助攤鋪設備7放置在用傳送帶6支持的單向層16上，在這里單向層16由經軸17退卷的紗構成，而其紗借助梳18保持平行。
如圖1的方法中一樣，層結合物19通過壓力機10，其中它在段11中被加熱，在輥12之間壓縮，在段13中被冷卻。得到的復合帶然后卷繞在旋轉支持件20上。
圖3圖示描述了一種三軸向纖維增強復合板的生產方法，其中攤鋪的紗(-α/-α)保持在兩個鏈狀放置的單向層(0°)之間。
在這個方法中，使用兩個由經軸17和22得到的單向層16和21，這些紗通過保持其平行的梳18和23，然后通過拉動筒24和25，在紗進入層壓機(presse de contre-collage)10之前，這些拉動筒24和25能夠降低紗張力。
如前述方法中的一樣，用于攤鋪的層由來自經軸2的紗1形成，這些紗通過梳3，以便使它們保持平行。這些紗然后加到可將這些紗固定成層27的加熱設備26中，再借助在層16和21之間的設備7攤鋪層27。
這些層結合物然后送到壓力機10，完全如前所述，這些層結合物在段11中被加熱，在輥12之間壓縮，在段13中被冷卻，最后卷繞在支持件20上。
得到的復合帶具有均勻的外觀，把與紗的有機材料相容的聚合物薄膜放在其帶一個或另一個面上，或同時放在兩個面上，可以改善均勻外觀。在圖3中，一方面放置兩個聚丙烯薄膜28和29，另一方面在壓力機10的帶9之間放置層結合物。
下面的實施例能夠說明本發明而不限制其保護范圍。
實施例1在圖1方法的條件下制造復合板，該方法修改之處是在雙軸向玻璃增強層上放置補充的單向層(如圖3中所指出的，層21)。
由放在筒子架上的48根粗紗(玻璃纖維條帶)，形成寬20厘米單向層(2.2根紗/厘米)。這些紗是線性密度等于1870特的粗紗(玻璃纖維條帶)，由玻璃單纖維(60重量％；直徑18.5微米)和聚丙烯單纖維(40重量％；直徑20微米)共混得到。
該紗層以速度0.48米/分牽引到寬1米的針刺設備4中，該設備配備4000根針(標號15×18×323.5RB30A 06/15)，并且調節達到穿透20毫米和200跳動次(coups)/分，即140跳動次/厘米2。在針刺設備出口，該紗層的寬度為30厘米，表面密度275克/米2。
針刺的層然后放到用馬達輥帶動的傳送帶上，借助攤鋪機7，沿相對于放置方向(0°)的反方向(分別+76°和-76°)交替地放置該層，沿一個方向放置的每個部分針刺層不覆蓋按照同樣方向取向的相鄰部分。在如此形成的雙軸向層上，在攤鋪機下游，放置寬度60厘米的鏈狀 單向層21，這種單向層由與構成針刺層紗的相同性質的共混紗組成。形成的集合體然后通過壓力機10，在壓力機10中加熱(220℃)其集合體，然后冷卻(60℃)，同時壓縮(2巴)。該復合板的表面密度等于825克/米2，在方向0°的彎曲斷裂應力等于180MPa，彎曲模量等于12GPa，抗沖擊吸收能量(charpy)等于85kJ/m2。
實施例2采用圖3的方法制造復合板，但該方法修改之處在于用針刺設備4代替加熱設備26。
在位于傳送帶延長部分中的第一個筒子架上，在這個架上游，放置330個與實施例1中描述的相同性質粗紗(玻璃纖維條帶)的筒子。還將這些粗紗分配在兩種梳(0.75齒/厘米)上，形成兩份相同的單向層，其寬度2.15米，表面密度140克/米2。第一份紗層16直接放在傳送帶上(速度1.5米/分)，第二份紗層21放在攤鋪機下游。
在第二個粗紗筒子架上放370個與實施例1中描述的相同性質的粗紗(玻璃纖維條帶)筒子。這些粗紗放在梳齒(2.2齒/厘米)之間，形成單向層(寬度1.68米，表面密度410克/米2)，它送到針刺機4(寬度3米；速度2.5米/分；1000跳動次/分)。針刺層5(寬度2.5米)導向攤鋪機7，該攤鋪機7將它按照角度+60°和-60°以寬度2.15米交替地放在由傳送帶帶動的第一單向層上。在攤鋪機下游，放置來自第一個筒子架的第二單向層21。雙軸向層與兩種單向層結合物然后送到壓力機10第一加熱段(220℃；長度2.2米)，直徑300毫米軋輥(壓力2巴)和第二冷卻段(10℃；長度2.3米)中。
得到三軸向玻璃增強的復合板(堆積0°/-60°/+60°/0°)，其厚度約0.6毫米，表面密度等于830克/米2，該復合板或者繞起來，或者用自動控制剪刀機切成矩形板。
實施例3在實施例2條件下進行，但修改之處在于第一個筒子架有660個粗紗筒子，分成相同的層(梳1.5齒/厘米；表面密度280克/米2)。
得到復合板的厚度約0.75毫米，表面密度等于1110克/米2。
實施例4在實施例2條件下制造復合板。
在一個筒子架上放370個與實施例1中描述的相同性質粗紗的筒子。這些粗紗放在梳齒(2.2齒/厘米)之間，形成單向層(寬度1.68米，表面密度410克/米2)，它送到針刺機4(寬度3米；速度2.5米/分；1000跳動次/分)。針刺層5(寬度2.5米)導向攤鋪機7，該攤鋪機7按照角度+45°和-45°以寬度1.25米交替地把該層放在傳送帶(速度2.5米/分)上。
紗層結合物送到壓力機10第一加熱段(220℃；長度2.2米)，直徑300毫米軋輥(壓力2巴)和第二冷卻段(10℃；長度2.3米)中。
形成復合板的表面密度等于650克/米2。
實施例5實施圖3中描述的方法制造復合板。
在位于傳送帶延長部分中的第一個筒子架上，在這個架上游，放置330個每單位長度織物纖度等于1870特粗紗的筒子，其粗紗是玻璃單纖維(57重量％；直徑18.5微米)和聚丙烯單纖維(43重量％；直徑20微米)共混合得到的。
再將這些粗紗分配在兩個梳(0.75齒/厘米)上，形成兩份相同的單向層16和21，其寬度2.15米，表面密度140克/米2。第一份紗層16直接放在傳送帶上(速度1.5米/分)，第二份紗層21放在攤鋪機下游。
在第二個粗紗筒子架上放370個與第一個筒子相同性質的粗紗筒子。這些粗紗分配在梳齒(1.5齒/厘米)之間，形成單向層(寬度2.5米，表面密度280克/米2)。讓纖維覆蓋物與這種層結合，該覆蓋物包含一層纖維狀的聚丙烯(表面密度30克/米2)，和一層纖維狀的以聚烯烴為基的熱粘合層(表面密度30克/米2)，這后一層送到該層。這種紗層-覆蓋物結合物通過一對在140℃加熱的壓力滾的間隙，然后送向攤鋪機7，攤鋪機7按照角度+60°和-60°以寬度2.15米把該結合物放在由傳送帶帶動的第一單向層上。來自第一個筒子架的第二單向層21放置在這個結合物上，再將整個送到相繼由加熱段(220℃；長度2.2米)，直徑300毫米軋輥(壓力2巴)和冷卻段(10℃；長度2.3米)組成的壓力機10。
得到厚度約0.6毫米，表面密度等于900克/米2的復合板。
權利要求
1.多軸向纖維增強復合板的生產方法，該方法包括下列步驟·形成增強紗的單向層，其中至少50％是由充分混合的增強單纖維和有機材料單纖維構成的共混紗，·賦予所述層具有能夠攤鋪其層的粘附性，·沿相對于移動方向的橫向方向，在移動支持件上攤鋪該層，·加熱按照移動方向位移的整個增強紗-有機材料，并且通過熱作用，任選地施加壓力進行固定，然后冷卻以形成復合帶，和·將所述的帶收集成一種或多種復合板。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于基體是傳送帶。
3.根據權利要求1的方法，其特征在于基體是單向的玻璃絲層，其中至少一部分是由玻璃單纖維與熱塑性有機材料單纖維構成的共混紗。
4.根據權利要求1-3之一的方法，其特征在于增強單纖維是玻璃單纖維。
5.根據權利要求1-4之一的方法，其特征在于單向層只是由共混紗組成，而共混紗主要由玻璃單纖維與熱塑性有機材料單纖維構成。
6.根據權利要求5的方法，其特征在于這些紗包括至少20％玻璃。
7.根據權利要求1-6之一的方法，其特征在于采用針刺或壓力噴射水使該紗層變成粘附性的。
8.根據權利要求1-6之一的方法，其特征在于采用適當熱處理使該紗層變成粘附性的。
9.根據權利要求1-6之一的方法，其特征在于采用加粘合性物質使該紗層變成粘附性的。
10.根據權利要求9的方法，其特征在于該材料呈粉末、覆蓋物或薄膜狀。
11.根據權利要求1-10之一的方法，其特征在于借助攤鋪機把該紗層放置在支持件上。
12.根據權利要求1-11之一的方法，其特征在于把至少一種由充分混合的玻璃單纖維與熱塑性有機材料單纖維構成的單向共混紗層放置在橫向放置的紗層上，然后進行加熱整個增強材料紗-有機材料。
13.根據權利要求12的方法，其特征在于增強材料是玻璃，有機材料是熱塑性的。
14.實施權利要求1-13之一的方法的裝置，包括傳送帶、至少一個紗加料設備、將包含共混紗的紗層變成粘附性的設備、至少一個把一種紗層橫向攤鋪在所述傳送帶上的設備，至少一個加熱整個增強紗-有機材料的設備和至少一個冷卻所述整個增強紗-有機材料的設備。
15.根據權利要求14的裝置，其特征在于它還包括至少一個壓縮所述整個增強材料紗-有機材料的設備和/或至少一個切割設備和/或至少一個收集復合板的設備。
16.根據權利要求14或15的裝置，其特征在于將該紗層變成粘附性的設備是針刺或壓力噴射水的設備、加熱設備或加粘合材料的設備。
17.根據權利要求14-16之一的裝置，其特征在于放置該紗層的設備是攤鋪機。
18.采用權利要求1-13之一的方法得到的，以熱塑性有機材料與多軸向纖維增強材料為基的復合板，其特征在于按照與移動方向構成相反角度30-85°，優選地40-70°，特別地45或60°的方向放置增強材料。
19.權利要求18的復合板應用于制成具有強變形的模壓零件的應用。
20.采用權利要求7-9之一的方法處理變成粘附性的，以充分混合的玻璃單纖維與熱塑性有機材料單纖維構成的共混紗為基的單向層，其特征在于它含有至少50％共混紗，它的橫向抗拉強度高于5N/5cm。
21.根據權利要求20的單向層，其特征在于它包含至少20重量％玻璃和80-100重量％其混紗。
全文摘要
本發明涉及多軸向纖維增強的復合板生產方法，該方法在于形成單向增強紗層，其中至少50％是由充分混合的增強單纖維和有機材料單纖維構成的共混紗，賦予所述層具有能使其攤鋪的粘附力，沿相對于移動方向的橫向方向，在移動支持件上攤鋪所述的層，加熱沿移動方向位移的整個增強材料紗－有機材料，并且通過熱作用，任選地施加壓力固定其整個紗，然后冷卻它使其形成復合帶，以及將所述的帶收集成一種或多種復合板。本發明還涉及實施所述方法的裝置和得到的產品。
文檔編號D04H3/105GK1507510SQ02809314
公開日2004年6月23日 申請日期2002年2月20日 優先權日2001年3月1日
發明者D·羅畢諾克斯, D 羅畢諾克斯 申請人:法國圣戈班韋特羅特斯有限公司