本发明专利技术涉及用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列且通过横向丝线结合的复丝增强纱平层的单向铺设织物，其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上，所述非织造物与复丝增强纱平层粘结连接。织物基质的特征在于横向丝线具有芯/鞘结构，其具有构成鞘的第一组分和构成芯的第二组分，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分连接在一起。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由增强纤维制成的织物基质本专利技术涉及用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列并通过横向丝线结合的复丝增强纱平层组成的纤维复合物或单向织物，其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结。由增强纤维或纱制成，特别是还为单向织物的形式的纤维复合物是市场上长期已知的。这些纤维复合物或单向织物广泛用于生产在一些情况下具有复杂结构的复合部件。在制造这类复合部件期间的中间步骤中，首先由纤维复合物或单向织物生产纤维预制件，预制件由由增强纤维制成的二维或三维结构形式的织物中间体组成，其形式可以已经接近地相当于最终部件的形式。对于基本仅由增强纤维组成且仍很大程度地不存在生产该部件所需的基体百分数的这类纤维预制件的实施方案，合适的基体材料在其它步骤中借助浸渍或注射或者以及通过应用真空而结合到纤维预制件中。随后，通常在提高的温度和压力下将基体材料固化以形成最终组件。在这种情况下，浸渍或注射基体材料的已知方法为所谓的液体模塑(LM)方法，或者与其相关的方法，例如树脂转移模塑(RTM)、真空辅助树脂转移模塑(VARTM)、树脂膜浸渍(RFI)、液体树脂浸渍(LRI)或树脂浸渍柔性加工(RIFT)。为生产纤维预制件，可不用基体材料而以适于部件轮廓的形式或模具将纤维复合物或单向织物以几个层堆叠在彼此之上直至得到所需厚度。在其它情况下，可首先例如通过缝纫线将几个纤维复合物或织物的层排列在彼此之上并结合在一起以形成干多轴复合物。各个层的增强纤维可彼此平行或者作为选择交叉地排列。通常，对于多轴复合物，设定0°、90°、±25°、±30°、±45°或±60°的角，并选择结构使得产生相对于0°方向的对称结构。然后可容易地进一步加工这些多轴复合物以生产预制件。在许多情况下，多轴复合物具有具有相对地熔点的热塑性聚合物组分，例如为缝纫线的形式，或者为应用于复丝增强纱上的其它聚合物材料的形式。在生产预制件期间，可通过将该聚合物组分熔融，随后冷却而将预制件增强并因此稳定化。由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的复合物或者单向织物的使用容许生产可选择性地适应应用期间作用于部件上的负荷，因此在各负载方向上具有高强度的纤维复合物部件。多轴复合物的使用还能通过使纤维密度和纤维角度适应部件中存在的负载方向而实现低比重。关于预制件的生产，重要的是所用原料，例如由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的复合物或者单向织物，而且由它们制成的多轴复合物具有足够的稳定性和可成型性以确保良好的处理和悬垂性。EP1352118A1例如公开了多轴复合物，为此，增强纤维层通过易熔缝纫线保持在一起，这确保多轴复合物在缝纫线的熔点以上良好的可成型性和随后冷却期间形状的稳定性。通常使用由热塑性聚合物如聚酰胺或聚酯制成的缝纫线，如例如EP1057605中公开的。复合材料预制件的预制品描述于US2005/0164578中，所述预制品具有至少一个由增强纤维织物制成的层且其中纤维结合在至少一个层中，其在使纤维经受提高的温度时将预制件稳定化并且溶于稍后引入用于生产复合部件的基体树脂中。WO02/16481还公开了用于例如预制件的由增强纤维制成的结构，其中结构包含挠性聚合物元件，其例如以纤维的形式引入增强纤维之间或者作为将增强纤维相互连接的缝纫线。挠性聚合物元件由可溶于所用可硬化基体材料中的材料组成。根据DE19809264A1，可将由热塑性聚合物制成的粘合非织造物插入其中公开的用于纤维预制件的纤维复合物排列的增强纤维层之间，所述层缝合在一起。由于这些熔融粘结的非织造物，纤维复合物排列在加热至形成这些非织造物的聚合物的熔点以上时可以以简单的方式成型成三维结构，其在冷却后保持其形状，实际上不需要复原力。EP1473132具有多轴复合物和生产所述多轴复合物的方法以及由多轴复合物生产的预制件作为其主题。其中的多轴复合物在由单轴铺设的增强纤维制成的层之间具有由热塑性纤维制成的中间层，其中中间层可以为由双组分纤维制成的非织造物或者由混合在一起的不同纤维制成的混杂非织造物。形成中间层的聚合物应当与稍后注入预制件中的基体树脂相容。尤其解释的是中间层在树脂浸渍期间应当是基体树脂可渗透的并且应当在树脂浸渍期间和以后确保增强纤维。在使用环氧树脂的情况下，非织造物由聚酰胺纤维制成。非织造物可借助针织缝线或者借助熔融粘合而与由增强纤维制成的层连接。EP1705269公开了由多羟基醚制成的热塑性纤维材料，其例如可用于由增强纤维制成的多轴复合物的情况，例如作为由增强纤维制成的层之间的非织造物。在应用热的情况下，多羟基醚材料变成粘性且粘的，使得可在将其嵌入基体中以前实现增强纤维以指定几何排列固定。稍后多羟基醚纤维材料然后在其玻璃化转变温度以上的温度下完全溶于基体材料中。由多个增强纤维层制成的复合物描述于US2006/0252334中，其在增强层之间包含例如由聚合物纤维制成的非织造物以改进由这些复合物生产的部件的抗冲强度。由此，这些聚合物纤维应当可溶于基体树脂中，根据US2006/0252334的论述，借此赋予与可熔、不溶性热塑性塑料相比，形成这些纤维的聚合物更均匀地分布于树脂基体中。由于用于US2006/0252334和EP1705269的复合物的聚合物纤维可溶于基体材料中并因此在将复合物用基体树脂浸润期间溶解，不能充分确保在该部件生产阶段中增强层的固定。专利文献中还发现了关于适于生产纤维预制件的由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的单层复合物或者单层单向织物形式的基质的描述。例如，EP1408152描述了单向织物形式的基质，其中单向且彼此平行排列的复丝增强纱通过与复丝增强纱横向运行的辅助丝线编织在一起。辅助丝线可以为碳纤维、玻璃纤维或者有机纤维，例如芳族聚酰胺、聚酰胺、PBO、PVA或聚乙烯纤维。EP1408152中描述的基质也可具有粘合组分，例如由尼龙或聚酯或者由可硬化树脂如环氧、苯酚或不饱和聚酯树脂制成。此外，第一和第二树脂组分与单向织物的复丝纱结合。第二树脂组分具有比第一树脂组分更高的熔点或流动起始温度。EP2233625公开了由彼此并排排列的增强纤维纱制成的单层复合物的形式的基质，其具有曲线轮廓，且其中增强纤维纱通过以纬线形式与增强纤维纱交叉的辅助丝线保持在一起。尼龙或玻璃丝线优选用作辅助丝线，其中特别优选玻璃丝线，因为它们不收缩。主要组分为热塑性聚合物的树脂材料可逐点、以线形式、以不连续形式或者以非织造物的形式应用于基质上并且与基质粘结以将曲线形式稳定化。尽管EP2233625已经提供了具有内聚和甚至以曲线轮廓具有良好稳定性的基质，仍需要具有改进的稳定性，同时具有高悬垂性且适于自动化生产方法和自动化加工成预制件的基质。本专利技术的下述目的因此为提供这类基质。另一目的是提供基于增强纤维的基质，其在成型成预制件以后具有良好的尺寸稳定性以及在基体树脂浸润期间具有良好的渗透性。同时，由这些复合物生产的组分应当具有高强度性能，特别是在压力的应用下，以及高抗冲强度。该目的以用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质实现，所述织物基质包含由至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层组成的单向复合物，-其中彼此并排排列的复丝增强纱通过横本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层组成的单向复合物，‑其中彼此并排排列的复丝增强纱通过横向丝线结合在一起，且‑其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结，其特征在于：‑横向丝线具有芯/鞘结构，其中第一组分形成鞘且第二组分形成芯，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料，并且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分结合在一起。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.01 EP 15187861.81.用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层组成的单向复合物，-其中彼此并排排列的复丝增强纱通过横向丝线结合在一起，且-其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结，其特征在于：-横向丝线具有芯/鞘结构，其中第一组分形成鞘且第二组分形成芯，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料，并且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分结合在一起。2.根据权利要求1的织物基质，其特征在于横向丝线的第一组分具有70-150℃的熔点。3.根据权利要求2的织物基质，其特征在于横向丝线的第一组分为聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物或者聚酰胺均聚物和/或聚酰胺共聚物的混合物。4.根据权利要求1-3中一项或多项的织物基质，其特征在于横向丝线的第二组分具有200℃以上的熔点。5.根据权利要求4的织物基质，其特征在于横向丝线的第二组分为玻璃或聚酯。6.根据权利要求1-5中一项或多项的织物基质，其特征在于横向丝线具有20-400分特的线密度。7.根据权利要求1-7中一项或多项的织物基质，其特征在于非织造物具有5-25g/m2的单位面积质量。8.根据权利要求1-7中一项或多项的织物基质，其特征在于非织造物包含熔点位于横向丝线...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·沃卡茨，D·奥特曼斯，
申请(专利权)人：东邦泰纳克丝欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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