[发明专利]一种连续带

说明书

本发明涉及通过聚合物基体浸渍的增强细丝制造带的方法和设备，所述带在其整个长度上具有恒定的宽度，其中细丝沿平行于带长度的方向延伸，细丝来自进给卷筒的股线，这种方法包括步骤和单元，使得其可以管理股线的退绕张力，将股线引导到机器轴线上，以管理股线的宽度，从而将聚合物通过静电粉化沉积在股线上，其中聚合物重量比约为20％至约75％，以熔化聚合物以及校准带的宽度和厚度，并将带收集在存储卷筒上。

本发明申请是基于申请日为2015年10月26日，申请号为201580062689.3，发明名称为“通过静电方法粉化的股线”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有热塑性或热固性有机基体的连续增强的复合材料的技术领域。更具体地涉及用于通过自动纤维铺放(AFP)或通过丝线卷绕，拉挤成型，编织，3D打印制造复合材料的半成品。这些复合材料用于“间接”方法，这意味着已经在半成品上得到最终复合材料的整个有机基体。一旦带沉积并在载体上进行，就可以根据沉积参数获得含有一定孔隙率的预成型品。最后，根据最终部件的孔隙度和预成型品的质量，在高压釜或烘箱中进行使部件固化的步骤。

背景技术

在航空、石油或汽车领域，必须使制造方法自动化，以提高生产率、准确度和因此提高质量，以便在这些竞争激烈的行业保持竞争力。此外，这些行业需要具有普遍高机械性能的高品质产品。使用碳纤维，特别是单向纤维可以满足要求。然而，一旦满足要求，这些应用的原始参数就是质量参数。事实上，在航空中，所有的结构部件都是在不同的制造步骤进行控制的，然后非质量的成本可能非常特别重要。此外，使用的高性能材料(如碳和Tg高的聚合物)的价格要求具有非常低的放废物以便具有竞争力。最后，为了减少机器闲置时间，应优化半成品的调理，这显然需要使用在沉积过程中待丢弃的不含任何缺陷的大长度的卷材。为了满足这些要求已经开发根据本发明的半成品。

这种类型的产品通常在几个步骤中获得，所述步骤可以单独地或线上进行。第一步由如下构成：获得形成有几股碳的单向碳网。一旦细丝对齐并且调节碳的表面质量，则将碳网浸入液相聚合物分散体里，这是浸渍阶段。一旦细丝用聚合物包覆，则将碳网加热以熔化该聚合物并排出液相。最后，一旦碳网固结，将其切割为具有受控宽度的带，然后卷绕在卷筒上。该方法的主要缺点是切割导致细丝从带的边缘突出，并且如果不完全平行于细丝进行切割，则细丝不会在带的纵向方向上严格取向。

EP 1 007 309描述了通过在施用剪切的聚合物浴中浸渍碳或玻璃类型无机材料的股线来生产连续带。该方法旨在生产用于间接方法的带，其中聚合物含量为25至75重量％。实施例1描述了使一股玻璃丝在浸渍浴中穿过，然后进入尺寸为0.64cm×0.023cm的矩形截面的模具中，以制造具有这些尺寸的带。因此，这是通过生产速度受限的熔融路线(提到达到1676cm/min的速率)的浸渍方法，其中浸渍直接取决于聚合物的粘度，并且不允许与每种类型的聚合物发生作用。此外，该方法不进行“拼接”不会产生具有大长度(大于100m)的卷材，这在增强材料中产生不连续性，因此潜在地降低机械性能。其他缺点是在使用溶剂的情况下去除水或溶剂的能源成本和生态影响。

发明内容

本发明包括：

1.一种用浸渍有热塑性或热固性聚合物基体的增强细丝制造带的方法，该带在其整个长度上具有恒定的宽度，其中细丝沿着平行于所述带的长度的方向延伸，所述细丝来自进给卷筒的股线，该方法包括以下步骤，从用于供给股线的卷筒直到用于存储浸渍和固化带的卷筒：

a)管理进给卷筒和存储卷筒之间的张力；

b)引导股线从而获得在与纵向轴线(即所谓的机器轴线)重合的线上平移地移动的股线，所述纵向轴线尽可能远地延伸到所述存储卷筒的附近；

c)任选地将所述股线横向铺展到预定宽度，所述预定宽度大于所述带的额定宽度；

d)管理所述股线的宽度；

e)任选地牵引所述股线，优选地通过夹紧或软绸来牵引所述股线；