[发明专利]由非卷曲织物形成复合制品的方法

说明书

用于形成复合制品的方法包括提供非卷曲织物(NCF)，非卷曲织物包括通过缝线保持在接头处的多个纤维层，其中缝线表现出相对于纤维层较低的对热和/或UV光的结构耐受性，使用热或UV光在一个或多个区域中选择性地降解缝线，将NCF悬垂在成型制品上，将聚合物基质材料施加到悬垂的NCF，并且固化聚合物基质材料以形成成型复合制品。缝线可以在NCF的区域中降解，当悬垂在成型制品上时，NCF的区域对应于成型制品的拓扑特征。降解缝线可包括破坏缝线。纤维层可包括碳纤维、玻璃纤维和/或玄武岩纤维。成型制品可以是工具和/或汽车部件。NCF可以是双轴NCF。

背景技术

人们越来越关注利用合适的增强材料来代替高性能轻质增强复合材料部件和包含聚合物基质的结构用于车辆中的金属部件。合适的聚合物通常是热固性材料，例如环氧树脂、乙烯基酯或聚酯，或者热塑性材料，例如聚丙烯或聚酰胺，并且合适的增强材料包括结构纤维，例如碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维。这类纤维可以随机取向并沿一个或多个优选方向排列或对齐。

对于织物应用，为了易于应用，对齐的纤维可以组成两种织物结构中的一种：织造布或非织造物，非织造物通常称为非卷曲织物或缝编织物。织造布采用第一取向的丝束，第一取向的丝束交替地位于第二取向的纤维丝束之上和之下，第二取向通常与第一取向成大约90°。编织物可以是紧密的，相邻的丝束相隔约1毫米或更小，或为松散的，相邻的丝束相隔达约10毫米。

非卷曲织物包括许多间隔开的纤维粗纱，这些纤维粗纱可以简单地彼此并排放置在层中，并且通过缝线、使用例如聚酯纱线固定和锁定到位。这种缝线通常在加强层的长度和宽度上延伸，并且通常通过缝线梁来实现，该缝线梁结合有多个针并且具有适当的运动以实现简单的链式缝线和其它更复杂的缝线，例如经编缝线。在许多情况下，多个共同延伸的层彼此叠置，并且所有层的粗纱在单个缝线操作中固定。通常，层在相邻层的纤维取向彼此旋转的情况下放置，以使得在多层增强材料中的面内性质比单独在每一层中具有更小的方向性或更各向同性。每层的重量由粗纱的体积和相邻粗纱束之间的间距确定。这些非织造增强材料称为缝编织物或非卷曲织物，通常缩写为NCF。

这种织物增强材料，织造的或非织造的，可以用合适的聚合物树脂浸渍，放置在模具中，成型，然后固化，典型地在适度升高的温度(例如150℃)下，以形成所需的聚合物复合材料。应了解，可针对不同模制工艺修改上文列出的操作序列。例如，可将织物放入具有已浸渍树脂的工具(即模具)中，或者可在织物进入模具之后通过树脂浸渍、树脂传递模塑或结构树脂注射模塑来加入树脂。也可以使用热塑性或热固性片材或具有热塑性和增强纤维的共混股线的材料。

发明内容

提供了用于形成复合制品的方法，并且包括提供非卷曲织物(NCF)。NCF包括通过缝线保持在接头处的多个纤维层，并且缝线表现出相对于纤维层较低的对热和/或UV光的结构耐受性。该方法接下来包括使用热或UV光选择性地降解一个或多个区域中的缝线，将NCF悬垂在成型制品上，将聚合物基质材料施加到悬垂的NCF，并且固化聚合物基质材料以形成成型复合制品。缝线可以在NCF的区域中降解，当悬垂在成型制品上时，NCF的区域对应于成型制品的拓扑特征。缝线可以在NCF的区域中降解，当在成型制品上悬垂时，NCF的区域对应于其在多于一个维度上呈现拓扑变化的特征。降解缝线可包括破坏缝线。纤维层可包括碳纤维、玻璃纤维和/或玄武岩纤维。成型制品可以是工具。成型制品可以是汽车部件。NCF可以是双轴NCF。