專利名稱：制造復(fù)合板材的工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造復(fù)合板材的工藝和實(shí)施所述工藝的設(shè)備。本發(fā)明還涉及使用該工藝得到的復(fù)合產(chǎn)品。
復(fù)合板材通常由至少兩種熔點(diǎn)不同的材料制成，這兩種材料一般是一種有機(jī)材料和一種加固材料，該加固材料呈現(xiàn)為例如是浸沒在有機(jī)基質(zhì)材料中的紗線形。從加工加固紗線到最終獲得復(fù)合板材，制造復(fù)合板材的時間一般比較長，因?yàn)橛糜趯?shí)現(xiàn)板材功能的結(jié)構(gòu)一般不是這類紗線，而是結(jié)合了該紗線的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并且需要有一些預(yù)處理步驟。
特別地，已知制造復(fù)合板材的工藝是首先將加固紗線和熱塑紗線制成織物，再將織物層疊熱壓制成平板或彎曲的構(gòu)件，如實(shí)用專利FR2500360所述。該工藝的主要缺陷在于它是一個不連續(xù)的工藝。
另一種也是已知的制造復(fù)合板材的工藝(專利FR2743822)包含首先將玻璃纖維織物/有機(jī)材料連續(xù)地放置在一個傳送帶上，然后在熱氣爐中進(jìn)行預(yù)熱，然后將其放入一個“帶式壓力機(jī)”(在專利US-A-4277539中有描述)，在該裝置中對其連續(xù)加熱和冷卻，同時將其壓縮。盡管這個工藝比在前面所述工藝快，人們還是希望能夠進(jìn)一步改進(jìn)制造復(fù)合板材的工藝，以更快且更經(jīng)濟(jì)的工藝制造復(fù)合板材，同時確保得到的產(chǎn)品保持優(yōu)良的性能，尤其是機(jī)械方面的性能。
本發(fā)明的目的是提供一種對現(xiàn)有制造復(fù)合板材的工藝進(jìn)行改進(jìn)的工藝，尤其是一種比現(xiàn)有工藝更快且更經(jīng)濟(jì)的工藝。
該目的是由根據(jù)本發(fā)明的工藝而實(shí)現(xiàn)的，該工藝至少包含以下步驟沿一個特定的給定方向投放一平行紗線束；使該紗線束和相對該給定方向垂直的紗線層結(jié)合，紗線束和/或紗線層包含至少一種有機(jī)材料和至少一種加固材料；通過加熱和/或加壓然后冷卻的工藝加熱并且定形(或凝結(jié))沿該給定方向移動的該結(jié)合物，以此方式制成一種復(fù)合帶；
匯集該復(fù)合帶制成一塊或幾塊復(fù)合板材。
各個步驟如驅(qū)動紗線束，結(jié)合紗線層...其優(yōu)點(diǎn)在于該工藝是連續(xù)的，這期間間斷地再把傳動與結(jié)合同樣地集中起來，就像在通過滑動架結(jié)合的情況一樣。(該實(shí)施方式在下文中詳細(xì)說明)。
所謂“板”(同所謂“帶”一樣)，根據(jù)本發(fā)明我們理解為該元件的厚度遠(yuǎn)小于它的表面，一般是平面的(但是可能是彎曲的)并且有硬度，但是如果需要，其柔韌度要足夠能使其以卷的形式集中與貯存。按一般的方式，涉及一種實(shí)心的構(gòu)件，但是在某些情況下可被鏤空(所謂“板”與所謂“條”，根據(jù)本發(fā)明也同樣地引申為織物或網(wǎng)狀物結(jié)構(gòu))。
所謂“復(fù)合”，根據(jù)本發(fā)明我們理解為該結(jié)合物包含至少兩種熔點(diǎn)不同的材料，一般是一種有機(jī)材料和一種加固材料，而且熔點(diǎn)較低的材料(有機(jī)材料)在所述結(jié)合物中至少有10％重量的含量。
根據(jù)本發(fā)明的工藝從簡單的起動開始僅需一個操作即可獲得復(fù)合板材；因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的工藝主要使用單向結(jié)構(gòu)或紗線；特別的，在本發(fā)明的工藝中使用的加固材料在成型紗線方面產(chǎn)生獨(dú)特效果，使紗線彼此區(qū)分開并且在“復(fù)雜”(特別的，“多維”類型的編織物或針織物)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部不連接。根據(jù)本發(fā)明制造復(fù)合板材所使用的加固結(jié)構(gòu)更為簡單，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要在于材料成本低和使用方便。由于結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)本發(fā)明的方法可以直接獲得所需要的板材而很少需要人工操作，而且簡化了流水線作業(yè)和中間儲存。它組合了在與給定方向橫向的平面上疊置的步驟和為了最終獲得產(chǎn)品而將有機(jī)材料融化與固化的步驟。該工藝特別快速而且經(jīng)濟(jì)。
接下來，簡要介紹“紗線束”，紗線束指的是沿本發(fā)明限定的方向連續(xù)地驅(qū)動的平行紗線束，“紗線層”也是同樣，紗線層指的是與本發(fā)明給定的方向垂直的紗線層，更準(zhǔn)確地說是一或多紗線垂直地分散在平行紗線束確定的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，至少紗線束或至少紗線層是由至少兩種材料組成的紗線構(gòu)成，這兩種材料為至少一種有機(jī)材料和至少一種加固材料，該“加固材料”在常用于加固有機(jī)材料的材料中選擇(例如玻璃、碳、芳香聚酰胺等等)或者可能擴(kuò)大范圍為熔點(diǎn)比所述有機(jī)材料高的；換句話說，至少紗線束或至少紗線層是由至少兩種熔點(diǎn)不同的材料構(gòu)成，熔點(diǎn)較低的是一種有機(jī)材料。該有機(jī)材料例如是聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二酸丁二酯、聚對苯二酸乙二酯、次苯基聚硫化物，或者任何其它有機(jī)熱塑材料或者在熱塑聚酯、聚酰胺等材料中選擇的聚合物，加固材料或熔點(diǎn)較高的材料最好為玻璃。
優(yōu)選地，所選擇的紗線束和紗線層要使紗線束和紗線層的結(jié)合物包含至少10％重量的有機(jī)材料和20％～90％重量的加固材料(最好是玻璃)，優(yōu)選為30％～85％重量的加固材料，尤其優(yōu)選為40％～80％重量的加固材料。特別有利的材料為該紗線束和紗線層的結(jié)合物包含上述比例的加固材料，加上有機(jī)材料所占比例構(gòu)成所述結(jié)合物重量的100％。紗線束和/或紗線層可包含部分由一種材料和另一種材料構(gòu)成的紗線，這些紗線交替放置在紗線束和/或紗線層中，最好是緊密混雜。紗線束和/或紗線層也可以包含混合紗線，該混合紗線通過一種材料的紗線和另外一種材料的紗線同時聚集并絡(luò)筒構(gòu)成，該混合紗線還可混雜一種材料的紗線和/或另外一種材料的紗線。
優(yōu)選地，紗線束與紗線層的結(jié)合物和/或紗線束和/或紗線層包含至少50％(有利的至少80％，尤其優(yōu)選為100％)重量的混雜紗線，這就是說該紗線包含一種材料的纖維和另外一種材料的纖維，這些纖維在該紗線中混雜(有利的是以大約均勻的方式)，這種紗線一般在制造所述纖維(根據(jù)例如專利EP-A-0599695和EP-A0616055所述方法)時通過直接匯集這些纖維獲得。使用呈現(xiàn)至少50％，優(yōu)選為80％，重量的混雜紗線結(jié)構(gòu)可以獲得更均勻的復(fù)合物，表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能，還可減少制造復(fù)合板材的時間以及有利地具有更小壓力。優(yōu)選地，該混雜紗線由玻璃纖維和有機(jī)熱塑材料纖維緊密混雜而成。
優(yōu)選地，紗線束主要由混雜紗線組成，而紗線層由連續(xù)的(一般是平行的)或剪切的混雜紗線，和/或連續(xù)的(一般是平行的)或剪切的加固紗線，和/或連續(xù)(一般是平行的)的或剪切的有機(jī)材料紗線組成。
本發(fā)明的方法中，紗線束和紗線層一般來自一或多個支撐物(或滾筒)，紗線束和紗線層絡(luò)筒在其上，如果需要，紗線層的紗線在結(jié)合紗線束的紗線前被剪切了。
紗線束與紗線層的結(jié)合物可用不同的方式制造，例如使用一或者多個放置臂，或使用一個滑架(chariot)使紗線層的紗線平行放置，或通過將紗線(約為環(huán)形或毛糙形)氣動放置，或通過放置剪切紗線，等等。
根據(jù)第一個實(shí)施例，該結(jié)合物通過把橫向的紗線層(在本實(shí)施例中最好為連續(xù)紗線)與平行的紗線束相混合制成，紗線束被有目的地分為兩部分(一部分與另一部分垂直，例如被分為兩部分的紗線束一部分相對于紗線束的初始平面暫時抬起，而另一部分相對于初始平面暫時落下)，兩部分中間限定出一個空隙，通過一個具有劍桿的織機(jī)向該空隙投紗線。該織機(jī)包含例如兩個裝備了夾持器的劍桿，一個劍桿例如向紗線束中間送紗線層的紗線，而第二個劍桿從紗線束的另一側(cè)拉出該紗線層的紗線，這些紗線然后剪切。該織機(jī)也可以只包含一個劍桿。
根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例，一個帶有連續(xù)平行紗線形式的紗線層的滑架投放紗線層在平行的紗線束中，然后紗線束與紗線層通過連續(xù)供給的連接紗線(例如是聚酯細(xì)紗線或聚丙烯細(xì)紗線或玻璃細(xì)紗線)被縫在一起。該連接紗線例如通過一個帶有縫針的垂向的桿周期性動作發(fā)揮作用。與上述實(shí)施例不同，紗線束和紗線層的紗線不進(jìn)行相互混雜，而只是彼此簡單地連接在一起。根據(jù)本發(fā)明這個實(shí)施例得到的產(chǎn)品良好的直線性(因而皺縮很小(EMBUVAGE))并具有良好的不變形性能。
根據(jù)第三個實(shí)施例，該結(jié)合物把該紗線層(在本實(shí)施例中最好為連續(xù)紗線)橫向地插入平行的紗線束中，其中使用了一臺通過旋轉(zhuǎn)臂供入緯紗的網(wǎng)狀物用織機(jī)。該織機(jī)可包含一個或多個旋轉(zhuǎn)臂，紗線層的紗線由放置在帶放置臂的輪子上并被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的卷筒提供，或是由放置在另一個支撐上的轉(zhuǎn)動卷筒(與放置臂的運(yùn)動同步)提供，或是由相對靜止卷筒提供，本實(shí)施例中的臂一般是中空具有軸向通道的臂。根據(jù)本發(fā)明這個實(shí)施例得到的產(chǎn)品皺縮(EMBUVAGE)低，并具有很好的機(jī)械性能。
根據(jù)第四個實(shí)施例，該結(jié)合物通過剪切放在平行紗線束上的紗線制成，該被剪切的紗線以不同方向投放，特別是以垂直于紗線束的方向投放，該剪切過的紗線構(gòu)成一個層，疊放在紗線束上。本實(shí)施例優(yōu)選地，該紗線通過一個或多個導(dǎo)流板落下(通常采用一塊鋼板-如果需要可用多塊-通常以相對于紗線束45～80度傾斜)，在分散于平行紗線束上以前，最好相對于給定方向橫向投放。
根據(jù)第五個實(shí)施例，該結(jié)合物通過向平行紗線束上垂直投一或多個混雜紗線制成，以混雜紗線構(gòu)成的紗線層可以再覆蓋上一個運(yùn)動方向與第一紗線束相同的第二紗線束。
移動紗線束與紗線層的結(jié)合物(移動速度例如在0.5～10m/mn之間)通過至少一個區(qū)域，在該區(qū)域中，該結(jié)合物加熱到構(gòu)成結(jié)合物的一種材料的熔點(diǎn)的溫度，該溫度還要低于較低熔點(diǎn)材料的毀壞溫度。作為引申，在本發(fā)明中“毀壞溫度”是指人們可以觀察到所構(gòu)成的材料進(jìn)行分子分解的最低溫度(如傳統(tǒng)概念里業(yè)內(nèi)人士限定或理解的)或者人們可以觀察到材料發(fā)生不期望的變質(zhì)，例如材料燃燒、材料成分的流失(表現(xiàn)在紗線層材料內(nèi)流出物質(zhì))或材料有不期望的顏色改變(例如發(fā)黃)。該毀壞溫度可通過熱解重量分析和/或標(biāo)注該產(chǎn)品每一材料上述現(xiàn)象出現(xiàn)的最低溫度，用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行估計。
在本發(fā)明中，該結(jié)合物要加熱到足夠在加熱和/或加壓后使至少部分紗線借助于熔點(diǎn)較低的材料而結(jié)合，在大多數(shù)實(shí)施例中(除了在能找到網(wǎng)狀類結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中)是為了得到一種實(shí)心或者接近實(shí)心的結(jié)構(gòu)。
作為例子，當(dāng)紗線層由玻璃纖維與聚丙烯纖維組成時，加熱溫度一般在190℃～230℃之間；當(dāng)紗線層由玻璃纖維與聚對酞酸酯乙烯(PET)紗線組成時，加熱溫度一般在280℃～310℃之間；當(dāng)紗線層由玻璃纖維與聚對酞酸酯丁烯(PBT)紗線組成時，加熱溫度一般在270℃～280-290℃之間。
可用許多方法對該結(jié)合物進(jìn)行加熱，例如通過雙帶抗粘裝置，或通過一個加熱輥，或通過使用一種紅外線裝置之類的熱輻射裝置(其構(gòu)成，例如是紅外線爐或紅外線燈或紅外線板)和/或至少一個吹熱氣的裝置(例如一臺強(qiáng)迫對流熱氣爐)。
加熱要足夠使該結(jié)合物通過其中有機(jī)材料的熔化實(shí)現(xiàn)定形(熱定形)。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例中，該結(jié)合物在加熱的同時還通過一個加壓裝置進(jìn)行加壓，例如通過至少一個雙輥軋光機(jī)進(jìn)行加壓。當(dāng)該結(jié)合物通過該加壓裝置時，例如該結(jié)合物同時通過軋光機(jī)的雙輥時，力施加在該結(jié)合物上，力一般為幾個kgf/cm，甚至為數(shù)十幾個kgf/cm。在壓縮裝置中施加的壓力使紗線層收縮，這一結(jié)構(gòu)通過冷卻凝結(jié)，其冷卻可至少部分地與壓縮同時實(shí)施或者也可在熱壓的步驟完成后再實(shí)施。
壓縮裝置可包含至少一臺軋光機(jī)，尤其是一臺可將內(nèi)部溫度維持在較低熔點(diǎn)材料的凝固溫度的軋光機(jī)(例如可維持在20℃～150℃之間的軋光機(jī))以實(shí)現(xiàn)結(jié)合物的固化。
壓縮裝置也可包含多個軋光機(jī)，尤其是在結(jié)合物很厚或者希望有很好的平面度和/或制造速度提高的情況下。再有，當(dāng)我們使用的材料熔點(diǎn)較高或者凝結(jié)速度非常重要(例如聚丙烯)和當(dāng)我們期望得到實(shí)心或接近實(shí)心的板材時，就需要加熱壓縮裝置中的軋光機(jī)(至少是第一個軋光機(jī))到超過75℃的溫度且最好超過100℃甚至超過150℃。在這種情況下，軋光機(jī)的加熱輥?zhàn)詈酶采w一層以PTFE為基礎(chǔ)的抗粘覆蓋層，例如可以在每個加熱輥與紗線層之間展開一層(例如為涂覆了PTFE的硅酮紙或者玻璃纖維織物的)薄膜(該薄膜以不間斷帶的形式存在)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，壓縮裝置也可包含或包括一臺帶式壓縮機(jī)(配有，例如鋼帶或玻璃帶或芳香聚酰胺織物帶，織物上最好覆蓋例如PTFE)，這臺壓縮機(jī)包含一個加熱區(qū)(尤其是帶一或多個軋光機(jī))，然后是一個制冷區(qū)(制成桿、板...形狀的制冷元件，并帶一或多個軋光機(jī))。
冷卻是在壓縮裝置中完成的(例如在一個冷卻軋光機(jī)中或是在一個雙帶抗粘平面的冷卻區(qū)域中)，除壓縮裝置外，完成冷卻還可以用例如自然或強(qiáng)制對流。為了加速冷卻，通過壓縮裝置制成的復(fù)合帶可立刻通過一個冷卻臺，在冷卻臺內(nèi)用循環(huán)水冷卻，該臺可能微微凸起，以改善與復(fù)合帶的接觸面。為了再對冷卻和/或接觸面改善，冷卻臺可連接于受到冷卻的壓縮卷筒(例如通過循環(huán)水)和/或連接于自由支撐或壓縮的冷卻板和/或一個或者多個吹氣管和/或例如位于緊挨冷卻臺通過收集卷筒拖動復(fù)合帶的裝置。
經(jīng)過壓縮與冷卻后，復(fù)合帶卷在一個芯軸上，其直徑與復(fù)合帶的厚度有關(guān)(板材的成形與復(fù)合帶的纏繞有關(guān))，可通過一個剪切裝置(例如切紙設(shè)備或圓形的鋸)剪切為若干塊板材。
盡管本發(fā)明的方法是以一層紗線與一束平行紗線的結(jié)合物為視點(diǎn)進(jìn)行了描述，但是很顯然也可用上述方法將多層紗線與一束或多束紗線合成。尤其可以結(jié)合多層紗線以增加上述板材的厚度。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例●向一個給定方向投放第一平行紗線束；●使第一紗線束和相對紗線束投放方向垂直的紗線層結(jié)合；●使該方向投放的至少一個第二平行紗線束與紗線束和紗線層結(jié)合第一紗線束和/或紗線層和/或第二紗線束包含至少兩種熔點(diǎn)不同的材料；●通過加熱和/或加壓然后冷卻的工藝加熱并定形沿該給定方向移動的該結(jié)合物，制成一種復(fù)合帶；●匯集該復(fù)合帶以制成一塊或幾塊復(fù)合板材。
在壓縮其整體之前，也可以將一或多層薄膜展開在該結(jié)合物的一個或兩個表面，這些薄膜熱接在紗線束與紗線層的結(jié)合物上。薄膜材料可與結(jié)合物中的紗線的材料(或其中一種)相同或不同(可以是金屬的，有機(jī)的...)，該薄膜最好呈現(xiàn)一種與該結(jié)合物中熔點(diǎn)較低材料的性質(zhì)相似的性質(zhì)或涂層。
常用的方法，可在該結(jié)合物的表面和/或向該結(jié)合物的內(nèi)部引入另一些紗線狀或組合紗線狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)為蜂窩狀或包含有粉末狀、粒狀、液體、薄片狀、板狀或薄膜狀，性質(zhì)主要為金屬或聚合物或礦物或植物性，連續(xù)或不連續(xù)的部分，所獲得的復(fù)合板材被賦予了特有的特性(通過不同性質(zhì)的紗線補(bǔ)充加固，改善機(jī)械性能，保護(hù)不受電磁輻射，改善隔熱隔聲性能，減輕復(fù)合結(jié)構(gòu)的重量，改善模壓性能，表面性能...)。
根據(jù)本發(fā)明的工藝得到的帶以卷的形式匯集(這就是說在某種情況下只是卷成一塊的復(fù)合板)或者以用戶定好的尺寸切割成多塊板材。
本發(fā)明還涉及實(shí)施該工藝的設(shè)備，該設(shè)備包含a)一或多個供給至少一平行紗線束的裝置(或構(gòu)件)，b)一或多個供給至少一紗線層的裝置(或構(gòu)件)，
c)一或多個使紗線層垂直于平行紗線束的裝置(例如，根據(jù)一個實(shí)施例，一個織機(jī)劍桿，一個織機(jī)滑架，一個通過旋轉(zhuǎn)臂供入緯紗的網(wǎng)狀物用織機(jī)，或一個導(dǎo)流板如上述不同實(shí)施例所述)d)至少一個用于加熱紗線束與紗線層結(jié)合物的裝置(或構(gòu)件)，e)至少一個用于冷卻該結(jié)合物的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備也可包含至少一個壓縮裝置和/或至少一個剪切裝置和/或至少一個匯集復(fù)合板材的裝置。冷卻裝置也可是一個壓縮裝置或者根據(jù)本發(fā)明的包含至少一個與冷卻裝置分開的壓縮紗線束與紗線層結(jié)合物的裝置。
通過組合根據(jù)本發(fā)明工藝的步驟得到的復(fù)合板材特別經(jīng)濟(jì)，而且板材中包含較浸在該板材中的高熔點(diǎn)材料的纖維(一般是加固纖維)且被整體布置為，即至少其中的一部分是沿板材制造時的運(yùn)動方向布置的，而優(yōu)選地另一部分(或至少另一部分纖維中的部分)沿垂直于該運(yùn)動方向。該板材還包含至少一組較高熔點(diǎn)材料的纖維，該組纖維按照第一方向大致平行布置且可能至少有一個第二組較高熔點(diǎn)材料的纖維，按照第二方向大致平行布置，第二方向最好與第一方向垂直，這些纖維都浸沒在較低熔點(diǎn)材料中。得到的板材的厚度一般從十幾毫米到接近2毫米之間，而且它們是硬的，易于剪切并呈現(xiàn)良好的機(jī)械性能。它們可以在模制工藝中應(yīng)用或與其它產(chǎn)品結(jié)合使用。例如其可被用于熱成形和模壓復(fù)合件。
按一般規(guī)律，在每個最好與紗線方向相同的方向，得到的板材呈現(xiàn)很小的皺縮(embuvage)(一個方向紗線的長度與該板材在該方向的長度之間的比率，該比率應(yīng)用于紗線在該方向橫穿過板材的情況中進(jìn)行評價而不用于紗線被剪切的情況中)，皺縮(embuvage)一般低于6％，甚至在至少一個方向低于2％或1％，當(dāng)板材是通過使用通過旋轉(zhuǎn)臂供入緯紗的網(wǎng)狀物用織機(jī)獲得時，人們注意到完全沒有或幾乎沒有皺縮(embuvage)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將在下文結(jié)合附圖的敘述中繼續(xù)得到體現(xiàn)，但完全不起限制作用

圖1為能實(shí)施本發(fā)明第一實(shí)施例的裝置的示意圖；圖2為能實(shí)施本發(fā)明第二實(shí)施例的裝置的示意圖；圖3為能實(shí)施本發(fā)明第三實(shí)施例的裝置的示意圖4為能實(shí)施本發(fā)明第四實(shí)施例的裝置的示意圖；圖5為能實(shí)施本發(fā)明的裝置的局部示意圖；圖6為能實(shí)施本發(fā)明的裝置的局部示意圖。
如圖1所示的工藝，來自多個“粗紗筒”(roving)3的紗線束2向雙劍桿(lance)的織機(jī)1供料(例如每厘米4紗線)，該紗線經(jīng)過一個鋼筘(peigne)，平行地進(jìn)入織機(jī)中(在圖中未畫出也未表示出)，該紗線為例如由玻璃纖維與聚丙烯纖維混雜組成的復(fù)合紗線。
例如以120次/分鐘(coups/min)的速度通過每厘米插入1根紗線5(紗線5來自“粗紗筒”6并包含玻璃纖維與聚丙烯纖維)制成織物4，然后匯集為布。
該織物從一個第一加熱輥7下面經(jīng)過，加熱到例如是200℃，直徑呈現(xiàn)為約300毫米數(shù)量級，然后經(jīng)過第二加熱輥8的上面。由于與熱表面接觸，聚丙烯纖維熔化。然后該產(chǎn)品通過一個恒溫軋光機(jī)9的空隙中在例如40℃的情況下冷卻并成型為板材10，厚度例如是約0.7毫米，復(fù)合了例如40％重量的聚丙烯纖維和60％重量的玻璃纖維，這兩種纖維是以兩個垂直方向布置的。然后將產(chǎn)品絡(luò)筒在例如直徑100毫米的筒11上。
如圖2所示，平行的一復(fù)合紗線束20，該紗線例如由玻璃纖維與聚丙烯纖維組成，通過退卷一或多個織軸21，將該紗線引入一臺針織機(jī)22，該針織機(jī)裝備了一個投入緯線的滑架(chariot)23，該滑架(chariot)可同時引入多個紗線24(這些紗線來自“粗紗筒”25，也是復(fù)合紗線)，并相對于紗線束的移動方向橫向地放置該紗線，例如以每厘米2根紗線放置。
紗線24可通過同時進(jìn)行的一個編織操作與紗線束的紗線連接起來，該連接紗線是具有一定纖度的產(chǎn)品-其單位長度的質(zhì)量小于50特(g/km)。然后該縫合的產(chǎn)品傳送到與圖1所示相似的加固裝置中。
在一種經(jīng)濟(jì)的不使用連接紗線的變型中，通過滑架(chariot)將一個第二紗線束放在所布置的紗線層上以便把它們合并在一起。然后將未縫合組合體直接發(fā)送到加固和絡(luò)筒系統(tǒng)。
在另一種設(shè)計更加精細(xì)的變型中，使用多個在該平面中的兩軸上活動的投入緯線的滑架(chariot)，它們可以生產(chǎn)出多方向上例如0°/-45°/+45°/90°的多層的表面。該更厚的產(chǎn)品可以通過針織連接或不被連接，也可以通過加壓熔化與冷卻實(shí)現(xiàn)直線加固，或者簡單地通過不加壓而熔化/冷卻實(shí)現(xiàn)熱固。
圖3表示制造一種平面產(chǎn)品的工藝，該平面產(chǎn)品是玻璃/熱塑材料加固的復(fù)合材料，在該加固產(chǎn)品中我們使用兩個平行的復(fù)合紗線束30、31和來自橫向放置的“粗紗筒”33的復(fù)合紗線層32，“粗紗筒”33的形式為連續(xù)的毛糙面紗線。
平行紗線束可來自圖3中未畫出的筒子架，或者來自被卷在織軸34和35上的紗線，這些紗線通過鋼筘36，37成為平行紗線，然后進(jìn)入回復(fù)輥筒38，39，使這些紗線在進(jìn)入加固裝置前降低張力。
在這些紗線束中，多根紗線32通過一個滑架(chariot)40放置，該滑架移動方向與紗線束的移動方向垂直，然后交替運(yùn)動，以便制成毛糙面(或卷曲的紗線層)。該滑架(chariot)例如是裝備在回復(fù)輥筒系統(tǒng)上，并與一個文氏效應(yīng)的壓縮空氣噴射器相連。
然后紗線束與紗線層的結(jié)合物在一個平面抗粘壓力機(jī)42的連續(xù)帶41(浸透聚四氟乙烯-PTFE的玻璃纖維織物)之間通過。該抗粘壓力機(jī)42包含一個加熱區(qū)43、一個通過循環(huán)水制冷的區(qū)域44以及該兩區(qū)之間的壓輥45，該壓輥將以例如接近10～20N/cm2的壓力壓縮熔解的熱塑材料。
經(jīng)過這個雙帶壓力機(jī)的壓縮，產(chǎn)品呈現(xiàn)均勻的外表，通過在壓力機(jī)的連續(xù)帶之間在該結(jié)合物兩側(cè)放置的例如聚丙烯薄膜46和47可以進(jìn)一步改善產(chǎn)品的外表。然后得到的硬片在一個例如直徑例如是100mm的筒48上絡(luò)筒，或是通過未畫出的刀片和自動剪切機(jī)連續(xù)剪切為多個長方形。
在一個變型中，該雙帶壓力機(jī)被替換為一個包含兩個覆蓋了PTFE層加熱輥的裝置，然后通過一個具有兩個致冷的輥軋光機(jī)。在這種情況下兩個聚丙烯表面膜46和47最好引入在冷卻軋光機(jī)的間隙。
圖4所示的工藝與圖3所示的工藝相似(相同的元件使用了相同的附圖標(biāo)記)。區(qū)別在于粗糙紗線放入兩個平行經(jīng)紗線之間構(gòu)成夾層結(jié)構(gòu)。此處，由被切為50或者100毫米長純玻璃纖維50構(gòu)成了該粗糙紗線，并通過一個導(dǎo)流剛板51以垂直方向投放。兩個例如為50μm厚度的聚丙烯薄膜52和53可能從該粗糙紗線兩側(cè)引入。另外兩個未畫出聚丙烯薄膜，也可加入到該產(chǎn)品的每一邊用于改善產(chǎn)品的表面形狀。所得到的該產(chǎn)品可絡(luò)筒或剪切成板。
具有剪斷了的紗線粗糙面也可由與紗線束的紗線相同性質(zhì)的紗線構(gòu)成(例如60％的玻璃和40％的聚乙烯)。在本實(shí)施例中，不必將薄膜52和53引入該產(chǎn)品的芯部。
圖5所示的部分裝置是圖1和圖2所示工藝中所用裝置中加固部分的一個變型。它在例如織機(jī)或送入緯紗60的針織機(jī)的后面。有機(jī)部分的熔化而不導(dǎo)致粘接是因?yàn)閮蓚€紅外線輻射板61，該板可拆卸，用于避免該結(jié)合物在織機(jī)中停留期間可能會發(fā)生的損壞(或者燃燒)的危險。經(jīng)過對該部分熔化產(chǎn)品在恒溫桿62上的偏轉(zhuǎn)，該產(chǎn)品在一個軋光機(jī)63的間隙以例如40℃的溫度壓縮和冷卻，可能再讓它通過一個凸起的冷卻臺64。該產(chǎn)品被滾筒65，66驅(qū)動，然后利用一個或多個切割裝置68切割成板67。
當(dāng)織機(jī)(或者針織機(jī))停止時，一個收集器(accumulateur)69將產(chǎn)品在紅外線板尾部和軋光機(jī)入口之間的部分向后拉，以使不會出現(xiàn)因?yàn)槊看瓮＼嚩荒鼙粔嚎s的產(chǎn)品的區(qū)域。此外，為了避免產(chǎn)品在轉(zhuǎn)向桿上被損壞，要在220℃恒溫，一個推開桿70將推開該產(chǎn)品。
圖6所示的工藝是圖5所示工藝的一個變型，該工藝只使產(chǎn)品熱固而不進(jìn)行加固，此處用軋光機(jī)和凸起的冷卻臺進(jìn)行壓縮/冷卻的系統(tǒng)被鼓氣箱71所代替。
根據(jù)本發(fā)明制成的板材特別適于通過模制實(shí)現(xiàn)的復(fù)合物產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種制造復(fù)合板材的工藝，該工藝包含以下步驟沿一個給定方向投放一平行紗線束；使該紗線束與相對于該紗線束投放方向橫向地定位的紗線層結(jié)合，紗線束和/或紗線層包含至少一種有機(jī)材料和至少一種加固材料，而且其結(jié)合物中包含至少10％重量的有機(jī)材料；通過加熱和/或加壓然后冷卻的工藝，加熱并定形沿該給定方向移動的該結(jié)合物以便制成一種復(fù)合帶；匯集該復(fù)合帶制成一塊或幾塊復(fù)合板材。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于該加固材料具有獨(dú)特的紗線形狀且紗線彼此區(qū)分不連結(jié)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工藝，其特征在于該結(jié)合物包含至少50％重量的相互混雜紗線。
4.如權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于該相互混雜紗線主要由玻璃纖維和有機(jī)熱塑材料纖維緊密混合組成。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于該紗線層為連續(xù)的紗線層，并通過使用一個帶有劍桿的織機(jī)與紗線束結(jié)合。
6.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于該紗線層為連續(xù)的紗線層，并通過使用一個滑架卷緯機(jī)與紗線束結(jié)合，紗線束與紗線層的紗線可能通過連接紗線縫合在一起。
7.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于該紗線層為連續(xù)的紗線層，而該結(jié)合物是借助一個通過旋轉(zhuǎn)臂插入緯紗的網(wǎng)狀物用織機(jī)橫向地混合該紗線層在平行紗線束中而制成。
8.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于該紗線層為剪切的紗線層，該結(jié)合物通過剪切在平行紗線束上的紗線而制成，該紗線最好提前落到一或者多個導(dǎo)流板上。
9.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于該結(jié)合物采用將毛糙面形式的一或多混雜紗線橫向地放在平行紗線束上制成，該毛糙面形式的紗線層可能被第二平行紗線束覆蓋，該第二平行紗線束的運(yùn)動方向與第一平行紗線束的運(yùn)動方向相同。
10.如權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于向一個給定方向投放第一平行紗線束；相對于該給定方向橫向地向第一紗線束結(jié)合紗線層；使至少以該方向投放的第二平行紗線束與紗線束和紗線層結(jié)合，第一紗線束和/或紗線層和/或第二紗線束包含至少兩種熔點(diǎn)不同的材料；通過加熱和/或加壓然后冷卻的工藝，加熱并定形沿該給定方向移動的該結(jié)合物以便制成一種復(fù)合帶；匯集該復(fù)合帶制成一塊或幾塊復(fù)合板材。
11.如權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于在結(jié)合物的表面放置和/或向結(jié)合物的內(nèi)部引入另一種使所得到的復(fù)合板材有獨(dú)特特性的成份。
12.制造至少一種復(fù)合板材的設(shè)備，該設(shè)備包含a)一或多個用于至少一平行紗線束的供給裝置(或構(gòu)件)，b)一或多個用于至少一紗線層的供給裝置(或構(gòu)件)，c)一或多個使紗線層的紗線相對于平行紗線束方向的橫向定向裝置，d)至少一個用于紗線束與紗線層結(jié)合物的加熱裝置(或構(gòu)件)，e)至少一個用于該結(jié)合物的冷卻裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于還包含至少一個壓力裝置和/或至少一個剪切裝置和/或至少一個復(fù)合板材的匯集裝置。
14.如權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于紗線層的紗線的定向裝置是一個具有劍桿的織機(jī)，一個具有滑架的織機(jī)，一個通過旋轉(zhuǎn)臂插入緯紗的網(wǎng)狀物用織機(jī)的裝置，或者一個導(dǎo)流板。
15.如權(quán)利要求12～14中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于其還包含一個收集器和/或一個推開桿，該推開桿用于當(dāng)上游設(shè)備停止時把產(chǎn)品向后拉和/或?qū)a(chǎn)品推離加熱和/或壓力區(qū)域。
16.通過權(quán)利要求1～11所述的方法得到的復(fù)合板材，以至少一種有機(jī)熱塑材料和至少一種加固紗線作為基質(zhì)物，其特征在于皺縮(EMBUVAGE)小于6％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造復(fù)合板材的工藝,該工藝包含以下步驟:向一個給定方向驅(qū)動一平行的紗線束;使該紗線束和與該給定方向垂直的紗線層結(jié)合,紗線束和/或紗線層包含至少一種有機(jī)材料和至少一種加固材料,而且其結(jié)合物中包含至少10%重量的有機(jī)材料;通過加熱和/或加壓然后冷卻的工藝加熱并定形沿該給定方向移動的該結(jié)合物,制成一種復(fù)合帶;匯集該復(fù)合帶制成一塊或幾塊復(fù)合板材。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施該工藝的設(shè)備和根據(jù)其工藝制成的產(chǎn)品。
文檔編號D04H3/004GK1384894SQ00814929
公開日2002年12月11日 申請日期2000年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者D·羅比諾克斯 申請人:法國圣戈班韋特羅特斯有限公司