close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

волокнистая структура для получения композитов

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 300 586
(13)
C2
(51) МПК
D04H 13/00
B29C 70/16
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2004124841/12, 15.01.2003
(30) Конвенционный приоритет:
16.01.2002 FR 0200468
(73) Патентообладатель(и):
СЭН-ГОБЭН ВЕТРОТЕКС ФРАНС С.А. (FR)
(43) Дата публикации за вки: 10.03.2005
R U
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
15.01.2003
(72) Автор(ы):
ДРУ Мишель (FR),
РЕДЕРЕР Франсуа (FR),
ВИНЕ Франсуа (FR)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
2 3 0 0 5 8 6
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: WO 0021899 A, 20.04.2000. SU 1330224
A1, 15.08.1987. RU 2116186 C1, 27.07.1998. EP
0187824 A, 23.07.1986. WO 9817852 A,
30.04.1998. RU 97115816 A1, 10.07.1999. RU
2142528 C1, 10.12.1999.
2 3 0 0 5 8 6
R U
(86) За вка PCT:
FR 03/00111 (15.01.2003)
C 2
C 2
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
16.08.2004
(87) Публикаци PCT:
WO 03/060218 (24.07.2003)
Адрес дл переписки:
129010, Москва, ул. Б.Спасска , 25, стр.3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. С.А.Дорофееву
(54) ВОЛОКНИСТАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТОВ
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
волокнистой
структуре, в особенности изготовленной из стекла,
включающей, по меньшей мере, один слой
распределенных
по
случайному
закону
непрерывных пр дей и, по меньшей мере, один
слой армирующей ткани, такой как слой рубленых
пр дей, при этом различные слои структуры
соедин ют
друг
с
другом
механически,
прошиванием
либо
иглопробиванием,
и/или
химически, использованием св зующего. Данную
структуру можно получать непрерывным либо
периодическим способами. Она отличаетс хорошей
проницаемостью
и
хорошей
деформируемостью, если ее использовать дл получени композита. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 0 0 5 8 6
2 3 0 0 5 8 6
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 586
(13)
C2
(51) Int. Cl.
D04H 13/00
B29C 70/16
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004124841/12, 15.01.2003
(72) Inventor(s):
DRU Mishel' (FR),
REDERER Fransua (FR),
VINE Fransua (FR)
(24) Effective date for property rights: 15.01.2003
(30) Priority:
16.01.2002 FR 0200468
(43) Application published: 10.03.2005
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
2 3 0 0 5 8 6
(85) Commencement of national phase: 16.08.2004
(86) PCT application:
FR 03/00111 (15.01.2003)
(87) PCT publication:
WO 03/060218 (24.07.2003)
2 3 0 0 5 8 6
R U
(54) FIBROUS STRUCTURE FOR PRODUCING OF COMPOSITES
(57) Abstract:
FIELD:
fibrous
structures,
in
particular,
glass structures.
SUBSTANCE: fibrous structure comprises at
least
one
layer
of
randomly
distributed
continuous yarns and at least one layer of
reinforcing fabric such as layer of chopped
yarns. Various layers of structure are joined to
one another mechanically, by sewing or stitching,
and/or chemically with the use of binder. Such
structure may be produced by continuous or
periodic process and is preferably used for
manufacture of composite materials.
EFFECT: improved permeability and good
deformation extent allowing this structure to be
used for
manufacture of
various materials,
preferably glass-based composites.
26 cl, 7 dwg
Страница: 3
C 2
C 2
Mail address:
129010, Moskva, ul. B.Spasskaja, 25, str.3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. S.A.Dorofeevu
EN
R U
(73) Proprietor(s):
SEhN-GOBEhN VETROTEKS FRANS S.A. (FR)
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к волокнистой структуре, включающей, по меньшей мере, два
сло , более конкретно к структуре, которую можно использовать дл изготовлени композитов.
Получение композита, армированного волокном, включает стадию формовани волокнистой структуры в форме с последующим литьевым формованием смолы на
полимерной основе дл того, чтобы импрегнировать волокнистую структуру. После этого
смолу отверждают сшиванием (в случае термоотверждающихс смол) либо охлаждением
(в случае термопластичных смол). Следовательно, волокниста структура должна обладать
р дом свойств, а в особенности следующими свойствами:
- до импрегнировани она должна обладать способностью легко формоватьс , и поэтому
она должна быть легко деформируемой, в особенности руками;
- она должна обладать способностью подвергатьс импрегнированию настолько легко,
насколько это будет возможно, и поэтому она должна быть настолько проницаемой дл импрегнирующей смолы, насколько это будет возможно; и
- она должна упрочн ть конечный материал по возможности в наибольшей степени.
В Европейских патентах EP 0 745 716, ЕР 0 659 922 и ЕР 0 395 548 дл получени волокнистых армирующих структур было предложено использование извитых
полипропиленовых волокон. Однако дл р да применений упрочн ющие свойства
полипропиленового волокна недостаточны и упом нутое волокно также нелегко
смачиваетс и импрегнируетс смолами, такими как сложные полиэфиры. Поэтому
желательно использование других волокон, обладающих лучшими механическими
свойствами и способных подвергатьс импрегнированию в большей степени. Кроме того,
также желательно иметь возможность использовани неизвитых волокон в свете признани того факта, что получение извитости представл ет собой дополнительную стадию, а также
того, что не всегда возможно создать извитость волокна, в особенности стекловолокна.
WO 96/27039 описывает армирующую структуру, включающую центральное полотно из
нетканого материала либо из в заного материала, полученных из стекловолокна. Однако
за витель обнаружил, что в заные материалы и нетканые материалы, относ щиес к
матам из рубленых пр дей, отличаютс низкой проницаемостью дл импрегнирующей
смолы. Кроме этого, в заный стекломатериал не позвол ет получить легкие структуры.
В качестве других документов предшествующего уровн техники также можно упом нуть
WO 96/13627 и ЕР 0 694 643.
В контексте насто щего изобретени термин «мат» относитс к соединенным нетканым
материалам. Такой мат обладает достаточной когезией дл того, чтобы с ним можно было
бы работать руками без разрушени его структуры. Он обладает такой когезией,
поскольку он соединен воедино в общем случае химическим способом (использование
химического св зующего) либо механическим способом, таким как иглопробивание либо
прошивание.
Волокниста структура, соответствующа изобретению, разрешает упом нутые выше
проблемы. Волокниста структура, соответствующа изобретению, включает, по меньшей
мере, один слой из распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и, по
меньшей мере, один слой армирующей ткани, при этом различные слои структуры
соединены друг с другом механически либо химически.
Слой непрерывных пр дей формируют из петель непрерывных пр дей, частично
наложенных одна поверх другой. Данный слой предназначен дл придани всей структуре
ее толщины и способности деформироватьс . Он деформируетс и вл етс проницаемым
дл смол, обычно используемых при изготовлении композитов. В общем случае различные
петли состо т из большого числа пр дей, например от 80 до 600 пр дей. Такую структуру
можно видеть на фиг.1. Данную структуру на фиг.1 получают из нескольких (только п ти
либо шести) непрерывных пр дей. Стрелка слева указывает на направление, в котором
слой движетс в ходе его получени . Фиг.1 просто упрощенным способом демонстрирует
начало формовани сло непрерывных пр дей так, чтобы проиллюстрировать форму
петель. Собственно говор , слой, когда он будет полностью сформирован, обычно
Страница: 4
DE
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
включает так много петель, что видеть сквозь него больше уже нельз . В особенности
данный случай имеет место тогда, когда масса, приход ща с на единицу площади, у него
будет равна 450 г/м 2. Термин «пр дь» понимаетс как обозначение совокупности
примыкающих элементарных нитей, более конкретно от 10 до 300 элементарных нитей. В
общем случае данный слой характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу
площади, в диапазоне от 200 до 700 г/м 2, а более конкретно от 350 до 500 г/м 2, в
особенности равной приблизительно 450 г/м 2. Преимущественно слой непрерывных пр дей
получают из стекла, что придает ему существенные упрочн ющие свойства. В качестве
сло непрерывных пр дей стекловолокна можно использовать материал, продаваемый
компанией Saint-Gobain Vetrotex под торговым наименованием UNIFLO®. Данный слой,
функци которого по существу заключаетс в том, чтобы придавать толщину и быть
проницаемым, также обладает и упрочн ющим свойством. При одном и том же граммаже
(то есть массе, приход щейс на единицу площади) структура, соответствующа изобретению, обладает лучшей проницаемостью в сравнении с той же самой структурой, в
которой слой непрерывных пр дей замещен на мат из рубленых пр дей. Пр ди в слое
непрерывных пр дей в общем случае имеют длину в диапазоне от двух метров до
величины, в четыре раза превышающей полную длину структуры, котора их включает.
Слой армирующей ткани включает пр ди и может обладать любой структурой. Он может
быть изготовлен из нетканого материала, рубленых пр дей, мата из рубленых пр дей,
мата из непрерывных пр дей, тканого материала либо однонаправленного полотна.
Предпочтительно слой армирующей ткани получают из рубленых пр дей. Данные
рубленые пр ди, например, могут иметь длину в диапазоне от 1 до 15 см. В общем случае
данный армирующий слой характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу
площади, в диапазоне от 100 до 600 г/м 2, а более конкретно от 200 до 400 г/м 2, например,
равной приблизительно 300 г/м 2. Фиг.2 демонстрирует слой рубленых пр дей низкой
плотности, показанный сверху. Стрелка слева указывает на направление, в котором слой
движетс .
Структура, соответствующа изобретению, предпочтительно включает центральный
слой непрерывных пр дей, расположенный между двум сло ми армирующей ткани. В
данном случае структура, соответствующа изобретению, включает второй слой
армирующей ткани, расположенный на другой стороне сло непрерывных пр дей по
отношению к первому слою армирующей ткани. Данные два сло армирующей ткани могут
быть идентичными либо различными.
В особенности тогда, когда структура, соответствующа изобретению, в качестве сло армирующей ткани включает слой рубленых пр дей, упом нута структура также может
включать и слой покрыти , расположенный на армирующем слое, на другой стороне от
стороны дл сло непрерывных пр дей, относительно сло армирующей ткани. Данное
покрытие может образовывать, по меньшей мере, одну из двух внешних поверхностей
структуры. Структура также может включать два покрыти . В особенности данный случай
имеет место тогда, когда структура, соответствующа изобретению, включает центральный
слой непрерывных пр дей, расположенный между двум сло ми армирующей ткани. В
данном случае структура, соответствующа изобретению, может включать два сло покрыти , при этом каждое из которых образует один из двух внешних слоев структуры.
Таким образом, структура включает два покрыти , каждое из которых образует две
внешние поверхности структуры. Така структура показана в поперечном сечении на фиг.3
(в данном случае символы имеют следующие значени :
непрерывные пр ди: /////////////; рубленые пр ди: ХХХХХХХХ; покрыти : _________).
Термин «покрытие» понимаетс как обозначение нетканого материала, образованного
из полностью диспергированных элементарных нитей. Данный слой покрыти в общем
случае характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу площади, в
диапазоне от 10 до 60 г/м 2, а более конкретно от 20 до 40 г/м 2, например, равной
приблизительно 30 г/м 2.
В контексте насто щего изобретени дл соединени различных точек внутри одного
Страница: 5
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
сло структуры и/или дл соединени различных точек в различных сло х структуры
возможно использование химического средства (также называемого св зующим). В
частности, в результате использовани св зующего можно увеличить когезию в слое
непрерывных пр дей независимо от его св зи с другими сло ми структуры. В данном
случае св зующее соедин ет петли сло непрерывных пр дей и фиксирует геометрию сло непрерывных пр дей, тем самым предотвраща расплющивание данного сло во врем импрегнировани . В результате предотвращаетс возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, образующих данный слой, которое в
определенный момент в ходе импрегнировани может сделать импрегнирование очень
затруднительным. Именно в данном смысле использование св зующего увеличивает
проницаемость структуры дл импрегнирующей смолы. Соединенный таким образом слой
непрерывных пр дей можно называть матом из непрерывных пр дей.
Св зующее можно использовать в жидкой форме (котора включает раствор, эмульсию
либо суспензию), наносимой при использовании устройства каскадного или
распылительного типа, либо в форме порошка, наносимого при использовании дозатора
порошкообразных материалов, либо в форме пленки.
В общем случае св зующее можно использовать в форме порошка, который можно
распыл ть на слой или структуру, подлежащие соединению. Если функци св зующего
заключаетс в соединении различных слоев структуры, его также можно использовать в
виде пленки, расположенной между соедин емыми сло ми. После этого подход ща термообработка приведет к плавлению и/или сшиванию компонента св зующего таким
образом, чтобы он импрегнировал в различных точках, которые он должен соедин ть. Если
св зующее включает термопластичный полимер, теплова обработка приводит к
плавлению данного полимера таким образом, что он импрегнирует в различные участки
структуры, что в результате приводит при возвращении к комнатной температуре к
получению прочных мостиков между различными соедин емыми точками. Если св зующее
включает термоотверждающеес соединение (в особенности полимер), теплова обработка будет вызывать сшивание данного соединени (при необходимости после
плавлени ) так, чтобы оно соединило бы прочными мостиками различные соедин емые
участки. В обоих случа х (термопластичное св зующее либо термоотверждающеес св зующее) теплова обработка также служит и дл испарени любого растворител ,
использованного дл нанесени св зующего. Химическим соединением может быть смола
на основе сложного полиэфира термоотверждающегос либо термопластичного типа. В
качестве сшиваемого (термоотверждающегос ) св зующего возможно использование
полиакрилата.
Различные слои структуры, соответствующей изобретению, соедин ют друг с другом
механическим и/или химическим способами. Термин «механический способ» понимаетс как обозначение прошивани либо иглопробивани , при этом прошивание
предпочтительно. Термин «химический способ» понимаетс как обозначение св зующего,
упом нутого выше. Св зующее может воедино соедин ть друг с другом попарно различные
слои ткани. Св зующее можно использовать в форме порошка, либо в форме жидкости,
либо в форме пленки, проложенной между различными сло ми структуры. Тогда, когда
один либо оба сло армирующей ткани будет покрывать покрытие, данное покрытие либо
данные полотна с ворсом предпочтительно соедин ют со структурой химическим способом
(в общем случае при использовании кле ), в особенности если на поверхности структуры
предпочтительно избежать присутстви видимых признаков механического соединени воедино на участках из эстетических соображений. Таким образом, различные слои, не
вл ющиес покрытием, могут быть соединены воедино в результате прошивани либо
иглопробивани , тогда как покрытие либо полотна с ворсом, образующие одну либо обе
поверхности структуры, можно соединить со структурой при помощи св зующего.
Если св зующее уже использовали дл придани свойства когезии слою непрерывных
пр дей, то дл соединени различных слоев структуры предпочтительно использование
св зующего той же самой природы.
Страница: 6
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Вс конечна структура (готова к использованию) может содержать от 0,5 до 10 мас.%
св зующего (после тепловой обработки), в том числе св зующего, возможно
использованного дл придани свойства когезии слою непрерывных пр дей. Слой
непрерывных пр дей может содержать от 1 до 5 мас.% св зующего (после тепловой
обработки) в расчете на свою собственную массу.
Если различные слои ткани структуры будут соединены в результате прошивани либо
иглопробивани , то в дополнение к этому петли сло непрерывных пр дей также можно
соединить друг с другом при использовании св зующего, при этом никакое св зующее не
будет соедин ть друг с другом различные слои ткани.
Если, по меньшей мере, один слой армирующей ткани будет включать рубленые пр ди,
и если различные слои ткани структуры будут соединены в результате прошивани либо
иглопробивани , то в дополнение к этому рубленые пр ди упом нутого сло армирующей
ткани также можно соединить друг с другом при использовании св зующего, при этом
никакое св зующее не будет соедин ть друг с другом различные слои ткани.
Пр ди, использованные дл получени различных слоев структуры, соответствующей
изобретению, можно изготовить из стекла, углерода либо арамида. Таким образом, слой
непрерывных пр дей можно изготовить из стекла; подобным же образом из стекла можно
изготовить и слой армирующей ткани. Однако все слои структуры, соответствующей
изобретению, можно изготовить из пр дей стекловолокна. В общем случае пр дь
стекловолокна, которую можно использовать, аппретируют по способу, известному
специалисту в соответствующей области. В частности, дл получени сло непрерывных
пр дей можно использовать пр дь стекловолокна при аппретировании до количества в
диапазоне от 0,04 до 3 мас.%, а, в особенности, приблизительно равного 0,2 мас.%.
Структуру, соответствующую изобретению, можно получать непрерывным или
периодическим способами.
Непрерывный способ получени может включать следующие последовательные стадии,
проводимые на движущемс ленточном транспортере:
- получение первого сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
движущийс ленточный транспортер; затем
- получение сло непрерывных пр дей на первом слое рубленых пр дей в результате
создани петель (непосредственно из фильеры либо из пучка стекловолокна) и после этого
- получение второго сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
слой непрерывных пр дей.
Тогда, когда это потребуетс , до того как будет получен первый слой рубленых
пр дей, возможна укладка покрыти . Тогда, когда это потребуетс , покрытие можно
наложить после того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. Поэтому структура
может включать два покрыти , каждое из которых располагаетс на внешних поверхност х
структуры.
В данном непрерывном способе различные слои структуры можно объедин ть, по
меньшей мере, при помощи одного механического способа, такого как иглопробивание
либо прошивание, и/или, по меньшей мере, при помощи одного химического способа,
такого как использование св зующего. В частности, все слои структуры могут быть
соединены друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани . Если на одной
либо обеих поверхност х структуры используют одно либо два покрыти , все другие (не
вл ющиес покрытием) слои структуры (в особенности, слой либо слои армирующей ткани
и слой непрерывных пр дей) можно соединить друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани , а слой либо слои покрыти можно соединить с остальной структурой
посредством клеевого соединени . В данном случае слой непрерывных пр дей и слой
(слои) армирующей ткани объедин ют заранее, использу прошивание либо
иглопробивание, а после этого на внешние поверхности структуры накладывают слой либо
слои покрыти , при этом все данные операции можно проводить непрерывно.
Дл получени мостиковых св зей между петл ми сло непрерывных пр дей в таком
непрерывном способе абсолютно нет никакой необходимости в использовании св зующего,
Страница: 7
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
хот оно и не исключаетс . Это объ сн етс тем, что иглопробивание либо прошивание
придают всей структуре свойство когезии таким образом, что со структурой становитс возможным работать руками без какой-либо опасности нарушени ее целостности. Однако
в дополнение к иглопробиванию либо прошиванию дл св зывани друг с другом петель
сло непрерывных пр дей также возможно и использование св зующего. Все, что будет
необходимо дл того, чтобы это сделать, заключаетс в нанесении св зующего на слой
непрерывных пр дей до того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. В общем
случае если желательно св зать друг с другом только петли сло рубленых пр дей,
св зующее нанос т в результате распылени . Использование св зующего также может
оказатьс желательным и дл соединени различных слоев структуры в дополнение к
иглопробиванию либо прошиванию. Дл того чтобы это сделать, можно, например,
распылить св зующее между стади ми получени различных слоев. Также возможно
использование св зующего в форме пленки, которую располагают между различными
сло ми структуры, соедин емыми друг с другом воедино.
Дл придани всей структуре свойства когезии также возможно использование
св зующего и без использовани иглопробивани либо прошивани . Это объ сн етс тем,
что св зующее не только фиксирует геометрию сло непрерывных пр дей, тем самым
предотвраща схлопывание данного сло во врем импрегнировани , но также и попарно
соедин ет различные слои структуры. Это предотвращает возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, которое, с одной стороны, в
определенный момент в ходе импрегнировани может сделать импрегнирование очень
затруднительным, а с другой стороны, сделало бы конечную деталь неоднородной. Именно
по данной причине используют св зующее, поскольку оно делает структуру более
проницаемой дл импрегнирующей смолы. Таким образом, между различными сло ми
св зующее можно распыл ть в жидкой форме, либо между различными сло ми его можно
наносить в форме плав щейс пленки. Тепловую обработку можно провести дл всей
структуры таким образом, чтобы имело место проведение только одной стадии тепловой
обработки.
Периодический способ получени может включать отдельное получение сло непрерывных пр дей в форме мата. Дл того чтобы это сделать, сначала на движущемс ленточном транспортере получают петли сло , после этого ленточный транспортер
пропускают под устройством дл нанесени св зующего (в общем случае св зующее
находитс в жидкой форме), затем ленточный транспортер пропускают через печь таким
образом, чтобы провести тепловую обработку, и после этого таким образом полученный
мат из непрерывных пр дей сматывают и получают рулон. Таким образом, слой
непрерывных пр дей (соединенный при помощи св зующего) можно хранить в форме
рулона мата из непрерывных пр дей. После хранени рулон можно отматывать в
отдельной операции таким образом, чтобы затем мат из непрерывных пр дей можно было
бы вставл ть в структуру, соответствующую изобретению.
В случае периодического способа получени слой армирующей ткани также можно
получать и отдельно в форме рулона, который можно отматывать в последующей операции
таким образом, чтобы упом нутый слой вставить в структуру, соответствующую
изобретению.
Таким образом, в случае периодического способа, когда два сло рубленых пр дей
объедин ют со слоем непрерывных пр дей, по одному на каждой из сторон сло непрерывных пр дей, методика, например, может быть такой, как описанна ниже:
- получение первого сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
движущийс ленточный транспортер либо в результате разматывани рулона мата из
рубленых пр дей; затем
- получение сло непрерывных пр дей поверх первого сло рубленых пр дей в
результате создани петель (непосредственно из фильеры либо из пучка стекловолокна)
либо в результате отматывани сло непрерывных пр дей из рулона мата, непрерывно
вследствие того, что ленточный транспортер продолжает движение; и после этого
Страница: 8
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- получение второго сло рубленых пр дей на слое непрерывных пр дей в результате
наложени рубленых пр дей либо в результате разматывани рулона мата из рубленых
пр дей, при этом данную стадию провод т непрерывно, поскольку ленточный транспортер
продолжает движение.
Тогда, когда требуетс , до того как будет получен первый слой рубленых пр дей,
возможна укладка покрыти . Тогда, когда требуетс , покрытие можно наложить после
того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. Поэтому структура может включать
два покрыти , каждое из которых располагаетс на внешних поверхност х структуры.
В данном периодическом способе различные слои структуры можно объедин ть, по
меньшей мере, при помощи одного механического способа, такого как иглопробивание
либо прошивание, и/или, по меньшей мере, при помощи одного химического способа,
такого как использование св зующего. В частности, все слои структуры могут быть
соединены друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани . Если на одной
либо обеих поверхност х структуры используют одно либо два покрыти , все другие (не
вл ющиес покрытием) слои структуры (в особенности, слой либо слои армирующей ткани
и слой непрерывных пр дей) можно соединить друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани , а слой либо слои покрыти можно соединить с остальной структурой
посредством клеевого соединени . В данном случае слой непрерывных пр дей и слой
(слои) армирующей ткани объедин ют заранее, использу прошивание либо
иглопробивание, а после этого на внешние поверхности структуры накладывают слой
(слои) покрыти .
В контексте данного периодического способа дл придани всей структуре свойства
когезии также возможно использование св зующего и без использовани иглопробивани либо прошивани . Это объ сн етс тем, что св зующее попарно соедин ет различные
слои структуры. Это предотвращает возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, которое в определенный момент в ходе импрегнировани может
сделать импрегнирование очень затруднительным. Именно по данной причине используют
св зующее, поскольку оно делает структуру более проницаемой дл импрегнирующей
смолы. Таким образом, между различными сло ми св зующее можно распыл ть в жидкой
форме, либо между различными сло ми его можно наносить в форме плав щейс пленки.
Тепловую обработку, проводимую вследствие наличи св зующего, предназначенного дл соединени различных слоев структуры друг с другом, можно провести дл всей
структуры, как только различные слои ткани будут наложены друг на друга.
Сквозь слой непрерывных пр дей можно сделать надрезы дл того, чтобы увеличить его
деформируемость. Данные надрезы могут иметь любое направление по отношению к
упом нутому слою. Данные надрезы создают при помощи ножей, которые разрезают слой
непрерывных пр дей непосредственно по всей его толщине либо только по части его
толщины в общем случае без удалени материала. Они имеют ограниченную длину,
величина которой может равн тьс ширине сло непрерывных пр дей, помноженной на
коэффициент, наход щийс в диапазоне от 0,01 до 0,35. Слой непрерывных пр дей,
подобно структуре, соответствующей изобретению, имеет толщину, ширину и длину.
Ширина сло непрерывных пр дей представл ет собой наименьший размер сло в
плоскости непрерывных пр дей. Предпочтительно направление надрезов соответствует
направлению ширины. Таким образом, если слой непрерывных пр дей предназначен дл сматывани в форме мата, надрезы имеют то же самое направление, что и ось рулона
сло непрерывных пр дей. Таким образом, надрезы делают сматывание сло более
легким, обеспечива меньшую жесткость сло в направлении сматывани . Однако также
можно сматывать слой непрерывных пр дей и без надрезов, при этом надрезы создают в
момент его разматывани , непосредственно перед получением структуры,
соответствующей изобретению. В любом случае наличие надрезов делает сматывание
структуры, соответствующей изобретению, более легким.
Каждый из надрезов, например, может иметь длину в диапазоне от 0,5 до 30 см.
Надрезы, например, могут присутствовать в количестве в диапазоне от 30 до 200
Страница: 9
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
надрезов на м 2 сло непрерывных пр дей. Например, можно создать 100 таких надрезов
на м 2 сло непрерывных пр дей. Фиг.4 демонстрирует вид сверху дл сло непрерывных
пр дей с нанесенными взаимно параллельными надрезами, направление которых
соответствует направлению ширины сло . На фиг.4а, 4b и 4с продемонстрированы
различные конфигурации надрезов. Надрезы могут иметь различные длины дл одного и
того же сло непрерывных пр дей, как это продемонстрировано на фиг.4с. Стрелки на
фигурах указывают направление, в котором слой разматывают.
В результате варьировани количества св зующего и количества и длины надрезов
можно варьировать жесткость сло непрерывных пр дей. Поэтому при использовании
надрезов возможна компенсаци высокой жесткости, которую придает слою непрерывных
пр дей большое количество св зующего. Поэтому за счет увеличени количества надрезов
становитс возможным использование большого количества св зующего, что, таким
образом, позвол ет лучше зафиксировать геометрию сло во врем импрегнировани . Это
объ сн етс вы влением того факта, что в том, что касаетс импрегнировани смолой,
наличие надрезов никаких негативных последствий за собой не влечет (отсутствие
влени уплотнени , объ сненного выше).
Структуру, соответствующую изобретению, можно легко расположить в форме дл импрегнировани , деформиру ее руками. Это сделать легко благодар деформируемости
сло непрерывных пр дей и благодар возможному проскальзыванию различных слоев
один над другим в пределах одной структуры. Соединение различных слоев структуры друг
с другом за счет иглопробивани либо прошивани делает такое проскальзывание
возможным. Структуру, соответствующую изобретению, можно легко импрегнировать,
поскольку длительность выдерживани смолы в ходе импрегнировани в особенности
мала. Импрегнируемость структуры можно оценить при использовании следующего
испытани на проницаемость.
Плоский кусок получают, использу трансферное формование смолы (RTM) в форме,
оснащенной датчиками давлени . При расположении данных датчиков давлени через
равномерные промежутки получают графики давлени в зависимости от времени. После
этого примен ют закон Дарси дл того, чтобы получить проницаемость k в м 2, при этом
проницаемость получают по уравнению (закон Дарси):
Q/s = k.?P/?.?x,
в котором:
Q представл ет собой расход;
s представл ет собой поперечное сечение гнезда формы;
? представл ет собой динамическую в зкость импрегнирующей смолы;
?Р представл ет собой разность давлений между двум датчиками;
?х представл ет собой рассто ние между двум датчиками.
Малые значени k свидетельствуют о низкой проницаемости (либо о высоком
сопротивлении потоку), большие значени свидетельствуют о высокой проницаемости
(либо о низком сопротивлении потоку).
Изобретение также относитс к композитам, которые можно получить в результате
импрегнировани структуры, соответствующей изобретению. Данную структуру, в
частности, можно импрегнировать по способам, называемым RTM (трансферное
формование смолы) либо SCRIMP (способ нагнетательного формовани смолы дл получени композитов Симана). Данные способы хорошо известны специалистам в
соответствующей области.
Дл импрегнировани структуры, соответствующей изобретению, в общем случае
используют смолу следующего типа: ненасыщенный сложный полиэфир,
фенолоальдегидна смола, полиакрилат, эпоксидна смола либо смола на основе
винилового сложного эфира.
Фиг.5 демонстрирует фотографию сло непрерывных пр дей, у которого величина
массы, приход ща с на единицу площади, приблизительно равна 450 г/м 2. Фиг.6
Страница: 10
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
демонстрирует фотографию сло рубленых пр дей, у которого величина массы,
приход ща с на единицу площади, приблизительно равна 450 г/м 2.
Фиг.7 демонстрирует в верхней части аппарат, который можно использовать дл испытани на проницаемость, и в нижней части кривые, которые можно получить при
отслеживании изменени давлени Р с течением времени Т. Аппарат включает форму 1,
подход щую дл импрегнировани плоской структуры в результате нагнетани смолы,
подаваемой через линию 2 в нагнетательную головку 3. Датчики давлени 4 измер ют
величины давлени в форме.
Формула изобретени 1. Волокниста структура, содержаща , по меньшей мере, один слой распределенных по
случайному закону непрерывных пр дей и, по меньшей мере, один слой армирующей
ткани, при этом различные слои структуры соединены друг с другом механически или
химически.
2. Структура по п.1, отличающа с тем, что у сло непрерывных пр дей величина
массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 200 до 700 г/м 2.
3. Структура по п.2, отличающа с тем, что у сло непрерывных пр дей величина
массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 350 до 550 г/м 2.
4. Структура по любому из пп.1-3, отличающа с тем, что слой армирующей ткани
выполнен из рубленых пр дей.
5. Структура по п.4, отличающа с тем, что у сло армирующей ткани величина массы,
приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 100 до 600 г/м 2.
6. Структура по п.5, отличающа с тем, что у сло армирующей ткани величина массы,
приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 200 до 400 г/м 2.
7. Структура по п.4, отличающа с тем, что длина рубленых пр дей находитс в
диапазоне от 1 до 15 см.
8. Структура по любому из пп.1-3 или 5-7, отличающа с тем, что она включает второй
слой армирующей ткани, расположенный на другой стороне сло непрерывных пр дей по
отношению к первому слою армирующей ткани.
9. Структура по п.8, отличающа с тем, что она включает, по меньшей мере, одно
покрытие, образующее, по меньшей мере, одну из двух внешних поверхностей структуры.
10. Структура по п.9, отличающа с тем, что, по меньшей мере, у одного покрыти величина массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 10 до 60
г/м 2.
11. Структура по п.10, отличающа с тем, что, по меньшей мере, у одного покрыти величина массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 20 до 40
г/м 2.
12. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные не покрывающие слои ткани соедин ют друг с другом прошиванием.
13. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные не покрывающие слои ткани соедин ют друг с другом иглопробиванием.
14. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что петли
сло непрерывных пр дей соедин ют друг с другом св зующим.
15. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные слои ткани св заны попарно друг с другом св зующим.
16. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что слой
непрерывных пр дей содержит надрезы дл увеличени его деформируемости.
17. Структура по п.16, отличающа с тем, что надрезы имеют длину, величина которой
равн етс ширине сло непрерывных пр дей, помноженной на коэффициент,
составл ющий от 0,01 до 0,35.
18. Структура по п.17, отличающа с тем, что надрезы имеют длину в диапазоне от 0,5
до 30 см.
19. Структура по п.16, отличающа с тем, что направление надрезов вл етс Страница: 11
CL
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
направлением ширины структуры.
20. Структура по п.16, отличающа с тем, что надрезы присутствуют в количестве от
30 до 200 надрезов на м 2 сло непрерывных пр дей.
21. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, или 17-20, отличающа с тем,
что слой непрерывных пр дей выполнен из стекла.
22. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, или 17-20, отличающа с тем,
что слой армирующей ткани выполнен из стекла.
23. Композит, имеющий структуру по одному из предшествующих пунктов.
24. Непрерывный способ получени волокнистой структуры, включающей, по меньшей
мере, один слой распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и два сло армирующей ткани, причем слой непрерывных пр дей расположен между двум сло ми
армирующей ткани, при котором получают первый слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на движущийс ленточный транспортер, затем получают слой
непрерывных пр дей на первом слое рубленых пр дей путем создани петель и после
этого получают второй слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на слой
непрерывных пр дей, при этом различные слои ткани упом нутой структуры соедин ют
друг с другом, по меньшей мере, одним св зующим и/или, по меньшей мере, одним
механическим средством.
25. Периодический способ получени волокнистой структуры, включающей, по меньшей
мере, один слой распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и два сло армирующей ткани, причем слой непрерывных пр дей расположен между двум сло ми
армирующей ткани, при котором получают первый слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на движущийс ленточный транспортер либо разматывани рулона мата
из рубленых пр дей, затем непрерывно получают слой непрерывных пр дей поверх
первого сло рубленых пр дей путем создани петель либо путем разматывани сло непрерывных пр дей в форме мата из рулона, вследствие того, что ленточный транспортер
продолжает движение, и после этого получают второй слой рубленых пр дей на слое
непрерывных пр дей путем наложени рубленых пр дей либо в результате разматывани рулона мата из рубленых пр дей, при этом получение провод т непрерывно, поскольку
ленточный транспортер продолжает движение, при этом различные слои ткани упом нутой
структуры соедин ют друг с другом, по меньшей мере, одним св зующим и/или, по
меньшей мере, одним механическим средством.
26. Способ по п.25, отличающийс тем, что слой непрерывных пр дей разматывают в
форме мата из рулона, и тем, что он включает создание надрезов.
35
40
45
50
Страница: 12
RU 2 300 586 C2
Страница: 13
DR
RU 2 300 586 C2
Страница: 14
RU 2 300 586 C2
Страница: 15
RU 2 300 586 C2
Страница: 16
?а , 25, стр.3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. С.А.Дорофееву
(54) ВОЛОКНИСТАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТОВ
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
волокнистой
структуре, в особенности изготовленной из стекла,
включающей, по меньшей мере, один слой
распределенных
по
случайному
закону
непрерывных пр дей и, по меньшей мере, один
слой армирующей ткани, такой как слой рубленых
пр дей, при этом различные слои структуры
соедин ют
друг
с
другом
механически,
прошиванием
либо
иглопробиванием,
и/или
химически, использованием св зующего. Данную
структуру можно получать непрерывным либо
периодическим способами. Она отличаетс хорошей
проницаемостью
и
хорошей
деформируемостью, если ее использовать дл получени композита. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 0 0 5 8 6
2 3 0 0 5 8 6
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 586
(13)
C2
(51) Int. Cl.
D04H 13/00
B29C 70/16
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004124841/12, 15.01.2003
(72) Inventor(s):
DRU Mishel' (FR),
REDERER Fransua (FR),
VINE Fransua (FR)
(24) Effective date for property rights: 15.01.2003
(30) Priority:
16.01.2002 FR 0200468
(43) Application published: 10.03.2005
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
2 3 0 0 5 8 6
(85) Commencement of national phase: 16.08.2004
(86) PCT application:
FR 03/00111 (15.01.2003)
(87) PCT publication:
WO 03/060218 (24.07.2003)
2 3 0 0 5 8 6
R U
(54) FIBROUS STRUCTURE FOR PRODUCING OF COMPOSITES
(57) Abstract:
FIELD:
fibrous
structures,
in
particular,
glass structures.
SUBSTANCE: fibrous structure comprises at
least
one
layer
of
randomly
distributed
continuous yarns and at least one layer of
reinforcing fabric such as layer of chopped
yarns. Various layers of structure are joined to
one another mechanically, by sewing or stitching,
and/or chemically with the use of binder. Such
structure may be produced by continuous or
periodic process and is preferably used for
manufacture of composite materials.
EFFECT: improved permeability and good
deformation extent allowing this structure to be
used for
manufacture of
various materials,
preferably glass-based composites.
26 cl, 7 dwg
Страница: 3
C 2
C 2
Mail address:
129010, Moskva, ul. B.Spasskaja, 25, str.3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. S.A.Dorofeevu
EN
R U
(73) Proprietor(s):
SEhN-GOBEhN VETROTEKS FRANS S.A. (FR)
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к волокнистой структуре, включающей, по меньшей мере, два
сло , более конкретно к структуре, которую можно использовать дл изготовлени композитов.
Получение композита, армированного волокном, включает стадию формовани волокнистой структуры в форме с последующим литьевым формованием смолы на
полимерной основе дл того, чтобы импрегнировать волокнистую структуру. После этого
смолу отверждают сшиванием (в случае термоотверждающихс смол) либо охлаждением
(в случае термопластичных смол). Следовательно, волокниста структура должна обладать
р дом свойств, а в особенности следующими свойствами:
- до импрегнировани она должна обладать способностью легко формоватьс , и поэтому
она должна быть легко деформируемой, в особенности руками;
- она должна обладать способностью подвергатьс импрегнированию настолько легко,
насколько это будет возможно, и поэтому она должна быть настолько проницаемой дл импрегнирующей смолы, насколько это будет возможно; и
- она должна упрочн ть конечный материал по возможности в наибольшей степени.
В Европейских патентах EP 0 745 716, ЕР 0 659 922 и ЕР 0 395 548 дл получени волокнистых армирующих структур было предложено использование извитых
полипропиленовых волокон. Однако дл р да применений упрочн ющие свойства
полипропиленового волокна недостаточны и упом нутое волокно также нелегко
смачиваетс и импрегнируетс смолами, такими как сложные полиэфиры. Поэтому
желательно использование других волокон, обладающих лучшими механическими
свойствами и способных подвергатьс импрегнированию в большей степени. Кроме того,
также желательно иметь возможность использовани неизвитых волокон в свете признани того факта, что получение извитости представл ет собой дополнительную стадию, а также
того, что не всегда возможно создать извитость волокна, в особенности стекловолокна.
WO 96/27039 описывает армирующую структуру, включающую центральное полотно из
нетканого материала либо из в заного материала, полученных из стекловолокна. Однако
за витель обнаружил, что в заные материалы и нетканые материалы, относ щиес к
матам из рубленых пр дей, отличаютс низкой проницаемостью дл импрегнирующей
смолы. Кроме этого, в заный стекломатериал не позвол ет получить легкие структуры.
В качестве других документов предшествующего уровн техники также можно упом нуть
WO 96/13627 и ЕР 0 694 643.
В контексте насто щего изобретени термин «мат» относитс к соединенным нетканым
материалам. Такой мат обладает достаточной когезией дл того, чтобы с ним можно было
бы работать руками без разрушени его структуры. Он обладает такой когезией,
поскольку он соединен воедино в общем случае химическим способом (использование
химического св зующего) либо механическим способом, таким как иглопробивание либо
прошивание.
Волокниста структура, соответствующа изобретению, разрешает упом нутые выше
проблемы. Волокниста структура, соответствующа изобретению, включает, по меньшей
мере, один слой из распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и, по
меньшей мере, один слой армирующей ткани, при этом различные слои структуры
соединены друг с другом механически либо химически.
Слой непрерывных пр дей формируют из петель непрерывных пр дей, частично
наложенных одна поверх другой. Данный слой предназначен дл придани всей структуре
ее толщины и способности деформироватьс . Он деформируетс и вл етс проницаемым
дл смол, обычно используемых при изготовлении композитов. В общем случае различные
петли состо т из большого числа пр дей, например от 80 до 600 пр дей. Такую структуру
можно видеть на фиг.1. Данную структуру на фиг.1 получают из нескольких (только п ти
либо шести) непрерывных пр дей. Стрелка слева указывает на направление, в котором
слой движетс в ходе его получени . Фиг.1 просто упрощенным способом демонстрирует
начало формовани сло непрерывных пр дей так, чтобы проиллюстрировать форму
петель. Собственно говор , слой, когда он будет полностью сформирован, обычно
Страница: 4
DE
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
включает так много петель, что видеть сквозь него больше уже нельз . В особенности
данный случай имеет место тогда, когда масса, приход ща с на единицу площади, у него
будет равна 450 г/м 2. Термин «пр дь» понимаетс как обозначение совокупности
примыкающих элементарных нитей, более конкретно от 10 до 300 элементарных нитей. В
общем случае данный слой характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу
площади, в диапазоне от 200 до 700 г/м 2, а более конкретно от 350 до 500 г/м 2, в
особенности равной приблизительно 450 г/м 2. Преимущественно слой непрерывных пр дей
получают из стекла, что придает ему существенные упрочн ющие свойства. В качестве
сло непрерывных пр дей стекловолокна можно использовать материал, продаваемый
компанией Saint-Gobain Vetrotex под торговым наименованием UNIFLO®. Данный слой,
функци которого по существу заключаетс в том, чтобы придавать толщину и быть
проницаемым, также обладает и упрочн ющим свойством. При одном и том же граммаже
(то есть массе, приход щейс на единицу площади) структура, соответствующа изобретению, обладает лучшей проницаемостью в сравнении с той же самой структурой, в
которой слой непрерывных пр дей замещен на мат из рубленых пр дей. Пр ди в слое
непрерывных пр дей в общем случае имеют длину в диапазоне от двух метров до
величины, в четыре раза превышающей полную длину структуры, котора их включает.
Слой армирующей ткани включает пр ди и может обладать любой структурой. Он может
быть изготовлен из нетканого материала, рубленых пр дей, мата из рубленых пр дей,
мата из непрерывных пр дей, тканого материала либо однонаправленного полотна.
Предпочтительно слой армирующей ткани получают из рубленых пр дей. Данные
рубленые пр ди, например, могут иметь длину в диапазоне от 1 до 15 см. В общем случае
данный армирующий слой характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу
площади, в диапазоне от 100 до 600 г/м 2, а более конкретно от 200 до 400 г/м 2, например,
равной приблизительно 300 г/м 2. Фиг.2 демонстрирует слой рубленых пр дей низкой
плотности, показанный сверху. Стрелка слева указывает на направление, в котором слой
движетс .
Структура, соответствующа изобретению, предпочтительно включает центральный
слой непрерывных пр дей, расположенный между двум сло ми армирующей ткани. В
данном случае структура, соответствующа изобретению, включает второй слой
армирующей ткани, расположенный на другой стороне сло непрерывных пр дей по
отношению к первому слою армирующей ткани. Данные два сло армирующей ткани могут
быть идентичными либо различными.
В особенности тогда, когда структура, соответствующа изобретению, в качестве сло армирующей ткани включает слой рубленых пр дей, упом нута структура также может
включать и слой покрыти , расположенный на армирующем слое, на другой стороне от
стороны дл сло непрерывных пр дей, относительно сло армирующей ткани. Данное
покрытие может образовывать, по меньшей мере, одну из двух внешних поверхностей
структуры. Структура также может включать два покрыти . В особенности данный случай
имеет место тогда, когда структура, соответствующа изобретению, включает центральный
слой непрерывных пр дей, расположенный между двум сло ми армирующей ткани. В
данном случае структура, соответствующа изобретению, может включать два сло покрыти , при этом каждое из которых образует один из двух внешних слоев структуры.
Таким образом, структура включает два покрыти , каждое из которых образует две
внешние поверхности структуры. Така структура показана в поперечном сечении на фиг.3
(в данном случае символы имеют следующие значени :
непрерывные пр ди: /////////////; рубленые пр ди: ХХХХХХХХ; покрыти : _________).
Термин «покрытие» понимаетс как обозначение нетканого материала, образованного
из полностью диспергированных элементарных нитей. Данный слой покрыти в общем
случае характеризуетс величиной массы, приход щейс на единицу площади, в
диапазоне от 10 до 60 г/м 2, а более конкретно от 20 до 40 г/м 2, например, равной
приблизительно 30 г/м 2.
В контексте насто щего изобретени дл соединени различных точек внутри одного
Страница: 5
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
сло структуры и/или дл соединени различных точек в различных сло х структуры
возможно использование химического средства (также называемого св зующим). В
частности, в результате использовани св зующего можно увеличить когезию в слое
непрерывных пр дей независимо от его св зи с другими сло ми структуры. В данном
случае св зующее соедин ет петли сло непрерывных пр дей и фиксирует геометрию сло непрерывных пр дей, тем самым предотвраща расплющивание данного сло во врем импрегнировани . В результате предотвращаетс возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, образующих данный слой, которое в
определенный момент в ходе импрегнировани может сделать импрегнирование очень
затруднительным. Именно в данном смысле использование св зующего увеличивает
проницаемость структуры дл импрегнирующей смолы. Соединенный таким образом слой
непрерывных пр дей можно называть матом из непрерывных пр дей.
Св зующее можно использовать в жидкой форме (котора включает раствор, эмульсию
либо суспензию), наносимой при использовании устройства каскадного или
распылительного типа, либо в форме порошка, наносимого при использовании дозатора
порошкообразных материалов, либо в форме пленки.
В общем случае св зующее можно использовать в форме порошка, который можно
распыл ть на слой или структуру, подлежащие соединению. Если функци св зующего
заключаетс в соединении различных слоев структуры, его также можно использовать в
виде пленки, расположенной между соедин емыми сло ми. После этого подход ща термообработка приведет к плавлению и/или сшиванию компонента св зующего таким
образом, чтобы он импрегнировал в различных точках, которые он должен соедин ть. Если
св зующее включает термопластичный полимер, теплова обработка приводит к
плавлению данного полимера таким образом, что он импрегнирует в различные участки
структуры, что в результате приводит при возвращении к комнатной температуре к
получению прочных мостиков между различными соедин емыми точками. Если св зующее
включает термоотверждающеес соединение (в особенности полимер), теплова обработка будет вызывать сшивание данного соединени (при необходимости после
плавлени ) так, чтобы оно соединило бы прочными мостиками различные соедин емые
участки. В обоих случа х (термопластичное св зующее либо термоотверждающеес св зующее) теплова обработка также служит и дл испарени любого растворител ,
использованного дл нанесени св зующего. Химическим соединением может быть смола
на основе сложного полиэфира термоотверждающегос либо термопластичного типа. В
качестве сшиваемого (термоотверждающегос ) св зующего возможно использование
полиакрилата.
Различные слои структуры, соответствующей изобретению, соедин ют друг с другом
механическим и/или химическим способами. Термин «механический способ» понимаетс как обозначение прошивани либо иглопробивани , при этом прошивание
предпочтительно. Термин «химический способ» понимаетс как обозначение св зующего,
упом нутого выше. Св зующее может воедино соедин ть друг с другом попарно различные
слои ткани. Св зующее можно использовать в форме порошка, либо в форме жидкости,
либо в форме пленки, проложенной между различными сло ми структуры. Тогда, когда
один либо оба сло армирующей ткани будет покрывать покрытие, данное покрытие либо
данные полотна с ворсом предпочтительно соедин ют со структурой химическим способом
(в общем случае при использовании кле ), в особенности если на поверхности структуры
предпочтительно избежать присутстви видимых признаков механического соединени воедино на участках из эстетических соображений. Таким образом, различные слои, не
вл ющиес покрытием, могут быть соединены воедино в результате прошивани либо
иглопробивани , тогда как покрытие либо полотна с ворсом, образующие одну либо обе
поверхности структуры, можно соединить со структурой при помощи св зующего.
Если св зующее уже использовали дл придани свойства когезии слою непрерывных
пр дей, то дл соединени различных слоев структуры предпочтительно использование
св зующего той же самой природы.
Страница: 6
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Вс конечна структура (готова к использованию) может содержать от 0,5 до 10 мас.%
св зующего (после тепловой обработки), в том числе св зующего, возможно
использованного дл придани свойства когезии слою непрерывных пр дей. Слой
непрерывных пр дей может содержать от 1 до 5 мас.% св зующего (после тепловой
обработки) в расчете на свою собственную массу.
Если различные слои ткани структуры будут соединены в результате прошивани либо
иглопробивани , то в дополнение к этому петли сло непрерывных пр дей также можно
соединить друг с другом при использовании св зующего, при этом никакое св зующее не
будет соедин ть друг с другом различные слои ткани.
Если, по меньшей мере, один слой армирующей ткани будет включать рубленые пр ди,
и если различные слои ткани структуры будут соединены в результате прошивани либо
иглопробивани , то в дополнение к этому рубленые пр ди упом нутого сло армирующей
ткани также можно соединить друг с другом при использовании св зующего, при этом
никакое св зующее не будет соедин ть друг с другом различные слои ткани.
Пр ди, использованные дл получени различных слоев структуры, соответствующей
изобретению, можно изготовить из стекла, углерода либо арамида. Таким образом, слой
непрерывных пр дей можно изготовить из стекла; подобным же образом из стекла можно
изготовить и слой армирующей ткани. Однако все слои структуры, соответствующей
изобретению, можно изготовить из пр дей стекловолокна. В общем случае пр дь
стекловолокна, которую можно использовать, аппретируют по способу, известному
специалисту в соответствующей области. В частности, дл получени сло непрерывных
пр дей можно использовать пр дь стекловолокна при аппретировании до количества в
диапазоне от 0,04 до 3 мас.%, а, в особенности, приблизительно равного 0,2 мас.%.
Структуру, соответствующую изобретению, можно получать непрерывным или
периодическим способами.
Непрерывный способ получени может включать следующие последовательные стадии,
проводимые на движущемс ленточном транспортере:
- получение первого сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
движущийс ленточный транспортер; затем
- получение сло непрерывных пр дей на первом слое рубленых пр дей в результате
создани петель (непосредственно из фильеры либо из пучка стекловолокна) и после этого
- получение второго сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
слой непрерывных пр дей.
Тогда, когда это потребуетс , до того как будет получен первый слой рубленых
пр дей, возможна укладка покрыти . Тогда, когда это потребуетс , покрытие можно
наложить после того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. Поэтому структура
может включать два покрыти , каждое из которых располагаетс на внешних поверхност х
структуры.
В данном непрерывном способе различные слои структуры можно объедин ть, по
меньшей мере, при помощи одного механического способа, такого как иглопробивание
либо прошивание, и/или, по меньшей мере, при помощи одного химического способа,
такого как использование св зующего. В частности, все слои структуры могут быть
соединены друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани . Если на одной
либо обеих поверхност х структуры используют одно либо два покрыти , все другие (не
вл ющиес покрытием) слои структуры (в особенности, слой либо слои армирующей ткани
и слой непрерывных пр дей) можно соединить друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани , а слой либо слои покрыти можно соединить с остальной структурой
посредством клеевого соединени . В данном случае слой непрерывных пр дей и слой
(слои) армирующей ткани объедин ют заранее, использу прошивание либо
иглопробивание, а после этого на внешние поверхности структуры накладывают слой либо
слои покрыти , при этом все данные операции можно проводить непрерывно.
Дл получени мостиковых св зей между петл ми сло непрерывных пр дей в таком
непрерывном способе абсолютно нет никакой необходимости в использовании св зующего,
Страница: 7
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
хот оно и не исключаетс . Это объ сн етс тем, что иглопробивание либо прошивание
придают всей структуре свойство когезии таким образом, что со структурой становитс возможным работать руками без какой-либо опасности нарушени ее целостности. Однако
в дополнение к иглопробиванию либо прошиванию дл св зывани друг с другом петель
сло непрерывных пр дей также возможно и использование св зующего. Все, что будет
необходимо дл того, чтобы это сделать, заключаетс в нанесении св зующего на слой
непрерывных пр дей до того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. В общем
случае если желательно св зать друг с другом только петли сло рубленых пр дей,
св зующее нанос т в результате распылени . Использование св зующего также может
оказатьс желательным и дл соединени различных слоев структуры в дополнение к
иглопробиванию либо прошиванию. Дл того чтобы это сделать, можно, например,
распылить св зующее между стади ми получени различных слоев. Также возможно
использование св зующего в форме пленки, которую располагают между различными
сло ми структуры, соедин емыми друг с другом воедино.
Дл придани всей структуре свойства когезии также возможно использование
св зующего и без использовани иглопробивани либо прошивани . Это объ сн етс тем,
что св зующее не только фиксирует геометрию сло непрерывных пр дей, тем самым
предотвраща схлопывание данного сло во врем импрегнировани , но также и попарно
соедин ет различные слои структуры. Это предотвращает возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, которое, с одной стороны, в
определенный момент в ходе импрегнировани может сделать импрегнирование очень
затруднительным, а с другой стороны, сделало бы конечную деталь неоднородной. Именно
по данной причине используют св зующее, поскольку оно делает структуру более
проницаемой дл импрегнирующей смолы. Таким образом, между различными сло ми
св зующее можно распыл ть в жидкой форме, либо между различными сло ми его можно
наносить в форме плав щейс пленки. Тепловую обработку можно провести дл всей
структуры таким образом, чтобы имело место проведение только одной стадии тепловой
обработки.
Периодический способ получени может включать отдельное получение сло непрерывных пр дей в форме мата. Дл того чтобы это сделать, сначала на движущемс ленточном транспортере получают петли сло , после этого ленточный транспортер
пропускают под устройством дл нанесени св зующего (в общем случае св зующее
находитс в жидкой форме), затем ленточный транспортер пропускают через печь таким
образом, чтобы провести тепловую обработку, и после этого таким образом полученный
мат из непрерывных пр дей сматывают и получают рулон. Таким образом, слой
непрерывных пр дей (соединенный при помощи св зующего) можно хранить в форме
рулона мата из непрерывных пр дей. После хранени рулон можно отматывать в
отдельной операции таким образом, чтобы затем мат из непрерывных пр дей можно было
бы вставл ть в структуру, соответствующую изобретению.
В случае периодического способа получени слой армирующей ткани также можно
получать и отдельно в форме рулона, который можно отматывать в последующей операции
таким образом, чтобы упом нутый слой вставить в структуру, соответствующую
изобретению.
Таким образом, в случае периодического способа, когда два сло рубленых пр дей
объедин ют со слоем непрерывных пр дей, по одному на каждой из сторон сло непрерывных пр дей, методика, например, может быть такой, как описанна ниже:
- получение первого сло рубленых пр дей в результате наложени рубленых пр дей на
движущийс ленточный транспортер либо в результате разматывани рулона мата из
рубленых пр дей; затем
- получение сло непрерывных пр дей поверх первого сло рубленых пр дей в
результате создани петель (непосредственно из фильеры либо из пучка стекловолокна)
либо в результате отматывани сло непрерывных пр дей из рулона мата, непрерывно
вследствие того, что ленточный транспортер продолжает движение; и после этого
Страница: 8
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- получение второго сло рубленых пр дей на слое непрерывных пр дей в результате
наложени рубленых пр дей либо в результате разматывани рулона мата из рубленых
пр дей, при этом данную стадию провод т непрерывно, поскольку ленточный транспортер
продолжает движение.
Тогда, когда требуетс , до того как будет получен первый слой рубленых пр дей,
возможна укладка покрыти . Тогда, когда требуетс , покрытие можно наложить после
того, как будет получен второй слой рубленых пр дей. Поэтому структура может включать
два покрыти , каждое из которых располагаетс на внешних поверхност х структуры.
В данном периодическом способе различные слои структуры можно объедин ть, по
меньшей мере, при помощи одного механического способа, такого как иглопробивание
либо прошивание, и/или, по меньшей мере, при помощи одного химического способа,
такого как использование св зующего. В частности, все слои структуры могут быть
соединены друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани . Если на одной
либо обеих поверхност х структуры используют одно либо два покрыти , все другие (не
вл ющиес покрытием) слои структуры (в особенности, слой либо слои армирующей ткани
и слой непрерывных пр дей) можно соединить друг с другом в результате иглопробивани либо прошивани , а слой либо слои покрыти можно соединить с остальной структурой
посредством клеевого соединени . В данном случае слой непрерывных пр дей и слой
(слои) армирующей ткани объедин ют заранее, использу прошивание либо
иглопробивание, а после этого на внешние поверхности структуры накладывают слой
(слои) покрыти .
В контексте данного периодического способа дл придани всей структуре свойства
когезии также возможно использование св зующего и без использовани иглопробивани либо прошивани . Это объ сн етс тем, что св зующее попарно соедин ет различные
слои структуры. Это предотвращает возникновение во врем импрегнировани влени перемещени пр дей, которое в определенный момент в ходе импрегнировани может
сделать импрегнирование очень затруднительным. Именно по данной причине используют
св зующее, поскольку оно делает структуру более проницаемой дл импрегнирующей
смолы. Таким образом, между различными сло ми св зующее можно распыл ть в жидкой
форме, либо между различными сло ми его можно наносить в форме плав щейс пленки.
Тепловую обработку, проводимую вследствие наличи св зующего, предназначенного дл соединени различных слоев структуры друг с другом, можно провести дл всей
структуры, как только различные слои ткани будут наложены друг на друга.
Сквозь слой непрерывных пр дей можно сделать надрезы дл того, чтобы увеличить его
деформируемость. Данные надрезы могут иметь любое направление по отношению к
упом нутому слою. Данные надрезы создают при помощи ножей, которые разрезают слой
непрерывных пр дей непосредственно по всей его толщине либо только по части его
толщины в общем случае без удалени материала. Они имеют ограниченную длину,
величина которой может равн тьс ширине сло непрерывных пр дей, помноженной на
коэффициент, наход щийс в диапазоне от 0,01 до 0,35. Слой непрерывных пр дей,
подобно структуре, соответствующей изобретению, имеет толщину, ширину и длину.
Ширина сло непрерывных пр дей представл ет собой наименьший размер сло в
плоскости непрерывных пр дей. Предпочтительно направление надрезов соответствует
направлению ширины. Таким образом, если слой непрерывных пр дей предназначен дл сматывани в форме мата, надрезы имеют то же самое направление, что и ось рулона
сло непрерывных пр дей. Таким образом, надрезы делают сматывание сло более
легким, обеспечива меньшую жесткость сло в направлении сматывани . Однако также
можно сматывать слой непрерывных пр дей и без надрезов, при этом надрезы создают в
момент его разматывани , непосредственно перед получением структуры,
соответствующей изобретению. В любом случае наличие надрезов делает сматывание
структуры, соответствующей изобретению, более легким.
Каждый из надрезов, например, может иметь длину в диапазоне от 0,5 до 30 см.
Надрезы, например, могут присутствовать в количестве в диапазоне от 30 до 200
Страница: 9
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
надрезов на м 2 сло непрерывных пр дей. Например, можно создать 100 таких надрезов
на м 2 сло непрерывных пр дей. Фиг.4 демонстрирует вид сверху дл сло непрерывных
пр дей с нанесенными взаимно параллельными надрезами, направление которых
соответствует направлению ширины сло . На фиг.4а, 4b и 4с продемонстрированы
различные конфигурации надрезов. Надрезы могут иметь различные длины дл одного и
того же сло непрерывных пр дей, как это продемонстрировано на фиг.4с. Стрелки на
фигурах указывают направление, в котором слой разматывают.
В результате варьировани количества св зующего и количества и длины надрезов
можно варьировать жесткость сло непрерывных пр дей. Поэтому при использовании
надрезов возможна компенсаци высокой жесткости, которую придает слою непрерывных
пр дей большое количество св зующего. Поэтому за счет увеличени количества надрезов
становитс возможным использование большого количества св зующего, что, таким
образом, позвол ет лучше зафиксировать геометрию сло во врем импрегнировани . Это
объ сн етс вы влением того факта, что в том, что касаетс импрегнировани смолой,
наличие надрезов никаких негативных последствий за собой не влечет (отсутствие
влени уплотнени , объ сненного выше).
Структуру, соответствующую изобретению, можно легко расположить в форме дл импрегнировани , деформиру ее руками. Это сделать легко благодар деформируемости
сло непрерывных пр дей и благодар возможному проскальзыванию различных слоев
один над другим в пределах одной структуры. Соединение различных слоев структуры друг
с другом за счет иглопробивани либо прошивани делает такое проскальзывание
возможным. Структуру, соответствующую изобретению, можно легко импрегнировать,
поскольку длительность выдерживани смолы в ходе импрегнировани в особенности
мала. Импрегнируемость структуры можно оценить при использовании следующего
испытани на проницаемость.
Плоский кусок получают, использу трансферное формование смолы (RTM) в форме,
оснащенной датчиками давлени . При расположении данных датчиков давлени через
равномерные промежутки получают графики давлени в зависимости от времени. После
этого примен ют закон Дарси дл того, чтобы получить проницаемость k в м 2, при этом
проницаемость получают по уравнению (закон Дарси):
Q/s = k.?P/?.?x,
в котором:
Q представл ет собой расход;
s представл ет собой поперечное сечение гнезда формы;
? представл ет собой динамическую в зкость импрегнирующей смолы;
?Р представл ет собой разность давлений между двум датчиками;
?х представл ет собой рассто ние между двум датчиками.
Малые значени k свидетельствуют о низкой проницаемости (либо о высоком
сопротивлении потоку), большие значени свидетельствуют о высокой проницаемости
(либо о низком сопротивлении потоку).
Изобретение также относитс к композитам, которые можно получить в результате
импрегнировани структуры, соответствующей изобретению. Данную структуру, в
частности, можно импрегнировать по способам, называемым RTM (трансферное
формование смолы) либо SCRIMP (способ нагнетательного формовани смолы дл получени композитов Симана). Данные способы хорошо известны специалистам в
соответствующей области.
Дл импрегнировани структуры, соответствующей изобретению, в общем случае
используют смолу следующего типа: ненасыщенный сложный полиэфир,
фенолоальдегидна смола, полиакрилат, эпоксидна смола либо смола на основе
винилового сложного эфира.
Фиг.5 демонстрирует фотографию сло непрерывных пр дей, у которого величина
массы, приход ща с на единицу площади, приблизительно равна 450 г/м 2. Фиг.6
Страница: 10
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
демонстрирует фотографию сло рубленых пр дей, у которого величина массы,
приход ща с на единицу площади, приблизительно равна 450 г/м 2.
Фиг.7 демонстрирует в верхней части аппарат, который можно использовать дл испытани на проницаемость, и в нижней части кривые, которые можно получить при
отслеживании изменени давлени Р с течением времени Т. Аппарат включает форму 1,
подход щую дл импрегнировани плоской структуры в результате нагнетани смолы,
подаваемой через линию 2 в нагнетательную головку 3. Датчики давлени 4 измер ют
величины давлени в форме.
Формула изобретени 1. Волокниста структура, содержаща , по меньшей мере, один слой распределенных по
случайному закону непрерывных пр дей и, по меньшей мере, один слой армирующей
ткани, при этом различные слои структуры соединены друг с другом механически или
химически.
2. Структура по п.1, отличающа с тем, что у сло непрерывных пр дей величина
массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 200 до 700 г/м 2.
3. Структура по п.2, отличающа с тем, что у сло непрерывных пр дей величина
массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 350 до 550 г/м 2.
4. Структура по любому из пп.1-3, отличающа с тем, что слой армирующей ткани
выполнен из рубленых пр дей.
5. Структура по п.4, отличающа с тем, что у сло армирующей ткани величина массы,
приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 100 до 600 г/м 2.
6. Структура по п.5, отличающа с тем, что у сло армирующей ткани величина массы,
приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 200 до 400 г/м 2.
7. Структура по п.4, отличающа с тем, что длина рубленых пр дей находитс в
диапазоне от 1 до 15 см.
8. Структура по любому из пп.1-3 или 5-7, отличающа с тем, что она включает второй
слой армирующей ткани, расположенный на другой стороне сло непрерывных пр дей по
отношению к первому слою армирующей ткани.
9. Структура по п.8, отличающа с тем, что она включает, по меньшей мере, одно
покрытие, образующее, по меньшей мере, одну из двух внешних поверхностей структуры.
10. Структура по п.9, отличающа с тем, что, по меньшей мере, у одного покрыти величина массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 10 до 60
г/м 2.
11. Структура по п.10, отличающа с тем, что, по меньшей мере, у одного покрыти величина массы, приход ща с на единицу площади, находитс в диапазоне от 20 до 40
г/м 2.
12. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные не покрывающие слои ткани соедин ют друг с другом прошиванием.
13. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные не покрывающие слои ткани соедин ют друг с другом иглопробиванием.
14. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что петли
сло непрерывных пр дей соедин ют друг с другом св зующим.
15. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что
различные слои ткани св заны попарно друг с другом св зующим.
16. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, отличающа с тем, что слой
непрерывных пр дей содержит надрезы дл увеличени его деформируемости.
17. Структура по п.16, отличающа с тем, что надрезы имеют длину, величина которой
равн етс ширине сло непрерывных пр дей, помноженной на коэффициент,
составл ющий от 0,01 до 0,35.
18. Структура по п.17, отличающа с тем, что надрезы имеют длину в диапазоне от 0,5
до 30 см.
19. Структура по п.16, отличающа с тем, что направление надрезов вл етс Страница: 11
CL
RU 2 300 586 C2
5
10
15
20
25
30
направлением ширины структуры.
20. Структура по п.16, отличающа с тем, что надрезы присутствуют в количестве от
30 до 200 надрезов на м 2 сло непрерывных пр дей.
21. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, или 17-20, отличающа с тем,
что слой непрерывных пр дей выполнен из стекла.
22. Структура по любому из пп.1-3, или 5-7, или 9-11, или 17-20, отличающа с тем,
что слой армирующей ткани выполнен из стекла.
23. Композит, имеющий структуру по одному из предшествующих пунктов.
24. Непрерывный способ получени волокнистой структуры, включающей, по меньшей
мере, один слой распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и два сло армирующей ткани, причем слой непрерывных пр дей расположен между двум сло ми
армирующей ткани, при котором получают первый слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на движущийс ленточный транспортер, затем получают слой
непрерывных пр дей на первом слое рубленых пр дей путем создани петель и после
этого получают второй слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на слой
непрерывных пр дей, при этом различные слои ткани упом нутой структуры соедин ют
друг с другом, по меньшей мере, одним св зующим и/или, по меньшей мере, одним
механическим средством.
25. Периодический способ получени волокнистой структуры, включающей, по меньшей
мере, один слой распределенных по случайному закону непрерывных пр дей и два сло армирующей ткани, причем слой непрерывных пр дей расположен между двум сло ми
армирующей ткани, при котором получают первый слой рубленых пр дей путем наложени рубленых пр дей на движущийс ленточный транспортер либо разматывани рулона мата
из рубленых пр дей, затем непрерывно получают слой непрерывных пр дей поверх
первого сло рубленых пр дей пут
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
893 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа