專利名稱：多向纖維復(fù)合材料及其制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料的組成及制造領(lǐng)域，尤其涉及一種多向纖維復(fù)合材料及其制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的材料不再僅僅包含單一材質(zhì)或者單一層，為實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)之間的優(yōu)勢(shì)組合，常常將兩層或更多層材料貼合在一起，形成由多層材料制成的復(fù)合材料，這種復(fù)合材料可用于各種領(lǐng)域，由于復(fù)合材料可通過調(diào)整各個(gè)層的材料性質(zhì)和厚度，從而可根據(jù)各個(gè)層的不同材料和厚度來選擇最終產(chǎn)品的性質(zhì)，從而適用于不同的技術(shù)領(lǐng)域。常用的復(fù)合材料可選用不同纖維層復(fù)合成一塊材料，通過發(fā)明人的不斷研究發(fā)現(xiàn)，由多向纖維構(gòu)成的纖維層能實(shí)現(xiàn)較好的強(qiáng)度和更輕的質(zhì)量，這是由于纖維的多向分布， 使得在各個(gè)方向上的纖維相對(duì)均衡，而如何能更好的在多向纖維層中實(shí)現(xiàn)較好的效果和性能，則成了急需解決的問題。為此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)者通過潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長(zhǎng)期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種多向纖維復(fù)合材料及其制造設(shè)備，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多向纖維復(fù)合材料及其制造設(shè)備，其通過包含多向纖維的纖維層以及中間夾層的相互應(yīng)用，能得到較為均衡的性能和效果，適用于大部分的要求，且制造裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且效率更高，能有效降低成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種多向纖維復(fù)合材料，其特征在于該多向纖維復(fù)合材料包含至少兩層多向纖維層和至少一層位于該多向纖維層之間的中間夾層，該多向纖維層通過熱熔方式形成。其中通過將纖維原料利用以下步驟制成多向纖維層步驟一熱熔，利用加熱裝置對(duì)原料進(jìn)行加熱，加熱溫度為高于原料的熔點(diǎn)溫度， 由此，原料形成為液態(tài)；步驟二 高壓吹制，通過高壓氣泵對(duì)熱熔成液態(tài)的原料通入高壓空氣，高壓空氣打散液態(tài)原料形成纖維絲；步驟三加熱，利用另一加熱裝置對(duì)纖維絲進(jìn)行加熱，加熱溫度為低于原料的熔點(diǎn)溫度，使纖維絲的溫度達(dá)到一定；步驟四噴出，通過抽吸裝置將纖維絲打散分布至傳動(dòng)帶上，形成不定向的纖維排列，從而層狀的不定向的纖維絲均勻的分布至傳動(dòng)帶上；步驟五壓制，通過液體壓力裝置或者壓力輥等對(duì)層狀的纖維絲施加壓力，從而使溫度較高的纖維絲被壓制成密度大、分布均勻、方向不定的纖維層。其中該多向纖維層的材質(zhì)為碳纖維、玻璃纖維或礦物纖維。其中該中間夾層為格柵狀設(shè)置的纖維板材，其通過橫向布置的纖維和縱向布置的纖維共同組成。其中該中間夾層的材質(zhì)為聚合脂、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯中的任一種纖維。其中該中間夾層的纖維可包含兩種原料，該纖維包含位于中心的第一纖維和包圍于該第一纖維外的第二纖維，該第一纖維和第二纖維的材質(zhì)不同。其中該中間夾層的纖維直徑為10-30微米。還公開了一種制造復(fù)合材料的制造設(shè)備，該設(shè)備包含位于兩側(cè)的輥?zhàn)?，一?duì)熱壓緊輥?zhàn)?，該?duì)熱壓緊輥?zhàn)影屑訜嵫b置。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果1、多向纖維層的應(yīng)用使材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大增強(qiáng)；2、可結(jié)合中間夾層的優(yōu)點(diǎn)，適用于不同的地方。本發(fā)明將通過下面的具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，且進(jìn)一步結(jié)合對(duì)附圖的說明將得到更加清楚和明顯的了解。


圖IA顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料實(shí)施例一的示意圖。圖IB顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料實(shí)施例二的示意圖。圖IC顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料實(shí)施例三的示意圖。圖2顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料制造設(shè)備的簡(jiǎn)示圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1A-C，顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料實(shí)施例一的示意圖。該多向纖維復(fù)合材料包含至少兩層多向纖維層2和至少一層位于該多向纖維層2之間的中間夾層1，該多向纖維層2可通過熱熔方式形成，既通過將纖維原料利用以下步驟制成多向纖維層步驟一熱熔，利用加熱裝置對(duì)原料進(jìn)行加熱，加熱溫度為高于原料的熔點(diǎn)溫度， 由此，原料形成為液態(tài)；步驟二 高壓吹制，通過高壓氣泵對(duì)熱熔成液態(tài)的原料通入高壓空氣，高壓空氣打散液態(tài)原料形成纖維絲；步驟三加熱，利用另一加熱裝置對(duì)纖維絲進(jìn)行加熱，加熱溫度為低于原料的熔點(diǎn)溫度，使纖維絲的溫度達(dá)到一定；步驟四噴出，通過抽吸裝置將纖維絲打散分布至傳動(dòng)帶上，形成不定向的纖維排列，從而層狀的不定向的纖維絲均勻的分布至傳動(dòng)帶上；步驟五壓制，通過液體壓力裝置或者壓力輥等對(duì)層狀的纖維絲施加壓力，從而使溫度較高的纖維絲被壓制成密度大、分布均勻、方向不定的纖維層。該多向纖維層2的材質(zhì)可為碳纖維、玻璃纖維、礦物纖維等。參見圖1A，顯示出該多向纖維復(fù)合材料包含三層多向纖維層和兩層中間夾層；圖 IB顯示出該多向纖維復(fù)合材料包含四層多向纖維層和三層中間夾層；圖IC顯示出該多向纖維復(fù)合材料包含五層多向纖維層和四層中間夾層?？梢姡?jī)蓪佣嘞蚶w維層之間均具有一中間夾層1，該中間夾層1為格柵狀設(shè)置的纖維板材，其通過橫向布置的纖維和縱向布置的纖維共同組成，通過該中間夾層，一方面可進(jìn)一步增強(qiáng)多向纖維層的強(qiáng)度，另一方面可利用其格柵狀的形狀，提高橫向和縱向的抗拉強(qiáng)度，且其透過性較好，使復(fù)合材料可應(yīng)用于需要更好透氣性的領(lǐng)域。優(yōu)選的是，該中間夾層的材質(zhì)為聚合脂、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯中的任一種纖維。優(yōu)選的是，該中間夾層的纖維可包含兩種原料，例如，該纖維可包含位于中心的第一纖維和包圍于該第一纖維外的第二纖維，該第一纖維和第二纖維的材質(zhì)不同，兩者可選自聚合脂、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯中的任一種，還可以在同一纖維中通過機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)一半為第一纖維、另一半為第二纖維。優(yōu)選的是，該中間夾層的纖維直徑為1-100微米，優(yōu)選的為10-30微米。 優(yōu)選的是，該至少兩層多向纖維層2和至少一層中間夾層1可通過粘合劑粘合，還可通過紡線3進(jìn)行加固。參見圖2，顯示了本發(fā)明的多向纖維復(fù)合材料制造設(shè)備的簡(jiǎn)示圖。多向纖維層12從兩側(cè)的輥?zhàn)?3貼靠至中間夾層14上，該中間夾層14的兩側(cè)表面上涂布有粘合劑，通過一對(duì)熱壓緊輥?zhàn)?6進(jìn)行加熱壓緊，該對(duì)熱壓緊輥?zhàn)?6包含有加熱裝置，由此，兩側(cè)的多向纖維層12可通過加熱后的粘合劑緊密貼合至中間夾層14上，最終形成本發(fā)明的具有兩層多向纖維層和一層中間夾層的復(fù)合材料18。由此可見，本發(fā)明的復(fù)合材料制造簡(jiǎn)單，成本低廉，且強(qiáng)度高。顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發(fā)明的公開內(nèi)容、應(yīng)用或使用。雖然已經(jīng)在實(shí)施例中描述過并且在附圖中描述了實(shí)施例，但本發(fā)明不限制由附圖示例和在實(shí)施例中描述的作為目前認(rèn)為的最佳模式以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的特定例子，本發(fā)明的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權(quán)利要求的任何實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種多向纖維復(fù)合材料，其特征在于該多向纖維復(fù)合材料包含至少兩層多向纖維層和至少一層位于該多向纖維層之間的中間夾層，該多向纖維層通過熱熔方式形成。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于通過將纖維原料利用以下步驟制成多向纖維層步驟一熱熔，利用加熱裝置對(duì)原料進(jìn)行加熱，加熱溫度為高于原料的熔點(diǎn)溫度，由此， 原料形成為液態(tài)；步驟二高壓吹制，通過高壓氣泵對(duì)熱熔成液態(tài)的原料通入高壓空氣，高壓空氣打散液態(tài)原料形成纖維絲；步驟三加熱，利用另一加熱裝置對(duì)纖維絲進(jìn)行加熱，加熱溫度為低于原料的熔點(diǎn)溫度，使纖維絲的溫度達(dá)到一定；步驟四噴出，通過抽吸裝置將纖維絲打散分布至傳動(dòng)帶上，形成不定向的纖維排列， 從而層狀的不定向的纖維絲均勻的分布至傳動(dòng)帶上；步驟五壓制，通過液體壓力裝置或者壓力輥等對(duì)層狀的纖維絲施加壓力，從而使溫度較高的纖維絲被壓制成密度大、分布均勻、方向不定的纖維層。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于該多向纖維層的材質(zhì)為碳纖維、玻璃纖維或礦物纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于該中間夾層為格柵狀設(shè)置的纖維板材， 其通過橫向布置的纖維和縱向布置的纖維共同組成。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其特征在于該中間夾層的材質(zhì)為聚合脂、聚酰胺、 聚酰亞胺、聚烯烴、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯中的任一種纖維。
6.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其特征在于該中間夾層的纖維可包含兩種原料，該纖維包含位于中心的第一纖維和包圍于該第一纖維外的第二纖維，該第一纖維和第二纖維的材質(zhì)不同。
7.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其特征在于該中間夾層的纖維直徑為10-30微米。
8.—種制造如權(quán)利要求1-7中任一所述復(fù)合材料的制造設(shè)備，該設(shè)備包含位于兩側(cè)的輥?zhàn)樱粚?duì)熱壓緊輥?zhàn)?，該?duì)熱壓緊輥?zhàn)影屑訜嵫b置。
全文摘要
一種多向纖維復(fù)合材料，該多向纖維復(fù)合材料包含至少兩層多向纖維層和至少一層位于該多向纖維層之間的中間夾層，該多向纖維層通過熱熔方式形成，以及一種制造復(fù)合材料的制造設(shè)備，其通過包含多向纖維的纖維層以及中間夾層的相互應(yīng)用，能得到較為均衡的性能和效果，適用于大部分的要求，且制造裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且效率更高，能有效降低成本。
文檔編號(hào)B32B7/04GK102514334SQ2011103710
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者曠鐘, 李勇 申請(qǐng)人:成都彩虹環(huán)?？萍加邢薰?br>