纤维毡，包含第一纤维层，所述第一纤维层通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成，以及包含由纤维毡形成的模制基体的成型制品，所述纤维毡包含通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成的第一纤维层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包含碳纤维和天然纤维的轻质成型制品的制造，以及相关的工艺和制造方法。
技术介绍
具有环保意识的制造可试图通过回收/再生材料、以及源自可再生资源的材料的使用来降低其产物的碳足迹。在运输工业中，许多制品由纤维增强复合物形成，其中纤维通常被嵌入于固化树脂中。特别地，航空工业将碳纤维增强复合制品用于许多结构部件会利用，因为这样的材料的强度-重量比高。制造碳纤维增强复合制品的过程必然会产生工艺废料。来自碳纤维增强复合制品制造的工艺废料可能包括未使用的(新的)碳纤维，以及经多种的表面处理(例如粘结剂)和树脂浸渍的碳纤维。这样的废料通常为边角废料或者不合格的(存在缺陷的)成型制品的形式。此外，碳纤维增强复合制品自身同样地会在其使用期限终止时变为废料。与制造废料相反，期限终止(EOL)废料可能包括嵌于已被暴露于环境中的固化树脂中的碳纤维。EOL废料可能包括在制造之后添加至碳纤维增强复合制品的其它组件(例如涂层、紧固件)以及污染物。已研发工艺从而在多个制造阶段以及在制品的使用期限终止时由纤维增强复合制品再生碳纤维。然而，考虑到再生碳纤维的特性被认为劣于新的碳纤维，在航空业中，将这样的再生碳纤维再次掺混至航空部件中存在着阻力。另一方面，在汽车工业中，汽车的制造并不广泛利用新的碳纤维。除了在要求碳纤维增强复合制品的强度-重量比的有限应用之外，出于经济利用的原因通常认为新的碳纤维过于昂贵。相反地，汽车制造许多年来使用玻璃纤维，并且最近才更多地使用某些天然纤维、特别地是用于重量降低。然而，天然纤维通常并不会提供玻璃纤维的物理特性或尺寸稳定性。对于某些汽车应用需要改善的纤维增强物，其将进一步降低重量，并提供物理特性和尺寸稳定性的增强，同时没有明显不利的成本影响。
技术实现思路
在本专利技术的一种实施方式中，本专利技术的应用提供了包含第一纤维层的纤维毡，所述的第一纤维层通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成。在本专利技术的另一种实施方式中，本专利技术提供了包含夹在第一纤维层和第二纤维层之间的芯层的纤维毡；所述第一纤维层通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成；并且所述第二纤维层通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成。在本专利技术的另一种实施方式中，本专利技术提供了包含由纤维毡形成的模制基体的成型制品，所述纤维毡包含通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成的第一纤维层。附图说明本专利技术如上所述的和其它的特征，以及获得它们的方式，将通过参考下文结合附图描述的实施方式的说明而变得更加明显并被更好地理解，其中：图1为根据本专利技术的第一纤维毡的横截面图；图2为根据本专利技术的第二纤维毡的横截面图；图3为由图1或2的纤维毡来制造成型制品的制造工艺的流程图；并且图4为由图1或2的纤维毡来制造成型制品的另一种制造工艺的流程图。具体实施方式应当理解的是，本专利技术并不限于其在下文的说明中提出的或者在附图中描述的部件的结构和配置的细节应用。本专利技术在这里还可以是其它的实施方式并且能够以多种方式来实施或执行。而且，可以理解的是，在这里使用的表述和术语仅用于说明的目的，并且不应当被认为是限定，其可被本领域技术人员所理解。现在参考附图，图1示出根据本专利技术的平坦的纤维毡10的第一示例性的实施方式。所示的纤维毡10包含第一纤维层12。纤维层12可特别地包含如下的不同材料组成的纤维：·45-55wt％的纤维层12可由聚合物纤维、并且更特别是合成聚合物纤维形成。示例性的合成聚合物纤维可以包括聚丙烯纤维，其可以进一步包括一种或多种聚丙烯均聚物和/或一种或多种聚丙烯共聚物(例如聚丙烯-马来酸酐共聚物)的纤维。聚合物纤维可以具有8mm至40mm、并且更特别是12mm至25mm的长度。特别地，聚合物纤维可以具有根据ASTM D1238-13在230℃、在2.16kg负载下测得的0.1g/10min-10g/10min，并且更特别地根据ASTM D1238-13在230℃、在2.16kg负载下测得的0.6g/10min-6g/10min的熔体流动指数。·35-45wt％的纤维层12可由天然纤维形成。示例性的天然纤维可以包括洋麻、亚麻、黄麻、大麻、剑麻和纤维素中的一种或多种。所述天然纤维可以具有8mm至40mm、并且更特别为12mm至25mm的长度；和·5-15wt％的纤维层12可由碳纤维形成。所述碳纤维可以进一步包括新的和/或再生的碳纤维。所述碳纤维可以具有8mm至40mm，并且更特别地为12mm至25mm的长度。特别地，纤维层12可以通过在名称为Utilization of Recycled Carbon Fiber、公开号为2010/0261014的美国专利申请中公开的方法而成型为平坦片材，该申请所教导的内容在这里通过参考而被全文引入。特别地，纤维层12还可以通过干法成网非织造物(dry-laid nonwoven fabric)制造工艺，例如气流铺置(airlay)工艺而成型为平坦片材。特别地纤维层12具有500-1,000克/平方米(gsm)的单位面积重量。在一个示例性的实施方式中，使用在公开号为2010/0261014的美国专利申请中公开的工艺来制造，具有840gsm重量的纤维层12可由如下形成：·50％聚丙烯-马来酸酐共聚物纤维，其包含95-99wt％聚丙烯和作为聚丙烯的共聚单体的1-5wt％马来酸酐；·40％天然纤维，其中38％为洋麻、黄麻和亚麻的组合，并且2％为纤维素纤维；和·10％再生碳纤维。除了纤维层12，纤维毡10还可以进一步包含特别地具有30-100gsm单位面积重量，并且更特别地具有50-75gsm的单位面积重量的非织造粗孔织品的第二和第三纤维层14、16，其分别置于第一纤维层12的相对的前侧和后侧。特别地非织造粗孔织品可由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成，可被用于促进纤维毡10与装饰覆盖层的粘结，并促进与后续形成的肋与紧固位置的粘结，其将在下文更加详细地描述。与不使用包含碳纤维的纤维层12的纤维毡相比，根据本专利技术的纤维毡10可显示如下的拉伸强度和热变形温度物理特性的提高。注：1.A本文档来自技高网...
【技术保护点】
纤维毡，包含第一纤维层，所述第一纤维层通过将45‑55wt％的合成聚合物纤维、35‑45wt％的天然纤维、和5‑15wt％的碳纤维组合而形成。
【技术特征摘要】
2013.08.29 US 61/871,8251.纤维毡，包含
第一纤维层，所述第一纤维层通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％
的天然纤维、和5-15wt％的碳纤维组合而形成。
2.权利要求1的纤维毡，其中：
所述纤维层具有500-1,000克/平方米范围的单位面积重量。
3.权利要求1的纤维毡，其中：
所述碳纤维包含新的磁纤维和再生碳纤维中的至少一种。
4.权利要求1的纤维毡，其中：
所述碳纤维具有8-40mm范围的长度。
5.权利要求1的纤维毡，其中：
所述天然纤维包含洋麻、黄麻、亚麻和纤维素纤维中的至少一种。
6.权利要求1的纤维毡，其中：
所述天然纤维具有8-40mm范围的长度。
7.权利要求1的纤维毡，其中：
所述合成聚合物纤维包含热塑性纤维。
8.权利要求1的纤维毡，其中：
所述合成聚合物纤维包含聚丙烯纤维。
9.权利要求8的纤维毡，其中：
所述聚丙烯纤维包含聚丙烯-马来酸酐共聚物。
10.权利要求1的纤维毡，其中：
所述合成聚合物纤维具有8-40mm范围的长度。
11.权利要求1的纤维毡，进一步包含
第二纤维层，位于第一纤维层的前侧上，所述笫二纤维层包含粗孔织品层，
其具有30-100克/平方米范围的单位面积重量。
12.权利要求11的纤维毡，其中：
第二纤维层的纤维包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
13.权利要求11的纤维毡，进一步包含
第三纤维层，位于笫一纤维层的后侧上，所述笫三纤维层包括具有30-100
克/平方米范围的单位面积重量的粗孔织品层。
14.权利要求13的纤维毡，包括：
第三纤维层的纤维包括聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
15.纤维毡，包括：
夹在第一纤维层和第二纤维层之间的芯层；
通过将45-55wt％的合成聚合物纤维、35-45wt％的天然纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·A·海耶斯，
申请(专利权)人：国际汽车配件集团北美公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。