專利名稱：用于復合物品制造的樹脂可溶性膜紗和其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于制造用于復合物品制造的樹脂可溶性膜紗的方法。
背景技術：
液體樹脂浸潰(liquid resin infusion ;LRI)是一種用以制造用于一系列不同行業(yè)的纖維增強型復合物品和組件的工藝，所述行業(yè)包括航天、運輸、電子、建筑和休閑行業(yè)。LRI技術的一般概念涉及通過將纖維增強物、織物或預成型纖維增強物(“預成型坯”)放入模具(雙組件模具或單面模具)中，接著在高壓(或環(huán)境壓力)下將樹脂注入模腔或真空袋密封單面模具中來將樹脂浸潰于該材料或預成型坯中。樹脂浸潰于該材料或預成型坯中，產生纖維增強型復合 物品。LRI技術尤其適用于制造復雜形狀的結構，要不然，這些結構難以使用常規(guī)技術來制造。液體樹脂浸潰工藝的變體包括(但不限于)柔性模具樹脂浸潰(Resin Infusion with Flexible Tooling;RIFT)、恒定壓力浸潰(ConstantPressure Infusion ;CPI)、整體樹脂浸潰(Bulk Resin Infusion ;BRI)、受控大氣壓樹脂浸潰(Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion ;CAPRI)、樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding ;RTM)、西曼復合物樹脂浸潰模制工藝(Seemann CompositesResin Infusion Molding Process ；SCRIMP)、真空輔助樹脂浸潰(Vacuum-assisted ResinInfusion ；VARI)和真空輔助樹脂傳遞模塑(Vacuum-assisted Resin Transfer Molding ；VARTM)。因為大部分樹脂浸潰系統本來易碎，所以實現注射工藝所必需的粘度水平阻礙了增韌劑的使用。換句話說，韌性和低粘度的性質在常規(guī)樹脂浸潰系統中互相排斥。將所述增強劑添加到LRI系統中一般會導致樹脂粘度有不可接受的增加和/或導致固化材料對溶劑的抗性降低。這些局限性使得按照常規(guī)添加到預浸潰體中的增韌劑的添加在LRI應用中一般不合適。一種增加通過液體樹脂浸潰工藝制造的復合物品的韌性的方法涉及使用插入到干結構性增強纖維層片之間的樹脂可溶性熱塑性材料的非編織膜紗。所述膜紗可包含連續(xù)或短切聚合物纖維的無序氈。這些纖維可以是紡成絲束的紗線或單絲。當彼此交織時，層片和膜紗的層形成預成型坯。當將預成型坯安置于模具中并且注入可固化樹脂時，樹脂可溶性熱塑性膜紗至少部分地溶解于整個樹脂中，產生經過增韌的復合物品。已知現有技術的樹脂可溶性熱塑性膜紗會具有多種缺點，包括松厚性、低強度、不均勻織物面積重量(fabric areal weight ;FAW)和過早溶解。包含膜紗的纖維的FAW和某些特征(例如細度)的可變均一性直接影響了纖維的溶解速率以及增韌劑在復合物中的分布均勻性。松厚性會影響復合物制造以及復合物固化層片厚度(composite cure plythickness ；CPT)。

發(fā)明內容
本文揭示一種非編織工程膜紗，其包含多股直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米；所述膜紗在紡織品的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述膜紗具有通過壓延工藝來獲得的厚度。膜紗的織物面積重量可以介于5克/平方米與80克/平方米之間并且厚度介于20 μ m與90 μ m之間。包含所述多股纖維的材料可以是具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸后經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所述非編織工程紡織品的固有熔融溫度的溫度下可溶。聚合物的熔融流動指數可以介于18與38之間。在一個實施例中，非編織工程膜紗在整個膜紗中還包含多個孔眼。膜紗可以通過例如熔噴或紡粘的熔體擠出工藝來制造。當所述工藝是熔噴工藝時，工藝的至少一個加工參數可以設定為在預定范圍內、高于預定閾值或低于預定閾值，其中至少一個加工參數包括熔體泵速度、收集器速率速度、氣流速率和氣流溫度中的一者。本文揭示一種使用熔噴工藝制造非編織工程膜紗的方法，其包含:(a)增加熔體泵速度，而同時降低氣流速率；(b)將材料裝載到擠壓機中，其中所述材料是具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸后經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所得非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶；和(C)使所述聚合物以纖維形式從模頭擠出并且到達移動收集器上，所述纖維形成 非編織工程膜紗，其中增加所述熔體泵速度同時降低所述氣流速率可提供直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米，所述膜紗在所述膜紗的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%。所述方法還可以包含(d)使非編織工程膜紗經受壓延工藝。膜紗的織物面積重量可以介于5克/平方米與80克/平方米之間并且厚度介于20 μ m與90 μ m之間。在一個實施例中，所述方法還包含(e)使膜紗經受離線穿孔工藝，所述離線穿孔工藝是通過針或激光中的一者來實現。本文揭示一種用于復合物品制造的預成型坯，其包含:(a)至少一個包含增強纖維的結構性組分；(b)至少一個接觸所述結構性組分的非編織工程膜紗，所述膜紗包含多股直徑介于10微米與16微米之間的纖維,其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米,所述膜紗在所述膜紗的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述多股纖維包含具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸后經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度和小于所述非編織工程紡織品的固有熔融溫度的溫度下可溶。聚合物的熔融流動指數可以介于18與38之間。所述結構性組分可以呈多個相鄰的增強纖維層的形式并且非編織工程膜紗可以呈插入到相鄰的增強纖維層對之間的多個樹脂可溶性熱塑性膜紗的形式。在一個實施例中，預成型坯可以適合于樹脂浸潰。膜紗的織物面積重量可以介于5克/平方米與80克/平方米之間并且通過壓延工藝來獲得的厚度介于20μπι與90μπι之間。在一個實施例中，預成型坯在整個膜紗中還包含多個孔眼。本文揭示一種使用液體樹脂浸潰工藝制造復合物品的方法，其包含:(a)將包含增強纖維的多個結構性組分布置于模具中；(b)使多個非編織工程膜紗與所述多個結構性組分交織，所述多個膜紗包含多股平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米，并且在所述紡織品的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述交織布置形成預成型坯；(C)使所述預成型坯與樹脂接觸，其中所述樹脂的初始溫度小于75°C; (d)將所述預成型坯加熱到預定溫度閾值，其中在達到所述預定溫度閾值之前大部分所述纖維溶解；和(e)使所述預成型坯固化，同時將所述預成型坯保持在所述預定溫度閾值下持續(xù)一段預定時間。在一個實施例中，所述預定溫度閾值可以是約180°C。多股纖維可以包含具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸后經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。所述聚合物的熔融流動指數可以介于18與38之間。紡織品的織物 面積重量可以介于5克/平方米與80克/平方米之間并且厚度介于20 μ m % 90μηι；^|1]。


圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的熔噴制造工藝的示意圖。圖2是比較在根據本發(fā)明的實施例的制造工藝最佳化之前和之后的膜紗纖維直徑的圖。圖3是比較在根據本發(fā)明的實施例的制造工藝最佳化之前和之后在整個20gsm和40gsm膜紗上的膜紗橫向網FAW分布的圖。圖4是根據本發(fā)明的一個實施例的壓延工藝的示意圖。圖5是比較在壓延之前和之后在整個40gsm膜紗上的厚度分布的圖。圖6是比較在壓延之前和之后40gsm膜紗的空氣孔隙率分布的圖。圖7是比較非壓延膜紗的復合層合物、根據本發(fā)明的實施例的壓延膜紗復合層合物和無膜紗的復合層合物的照片。圖8是比較熱塑性樹脂可溶性紗線和根據本發(fā)明的實施例的熱塑性樹脂可溶性膜紗的樹脂注射周期的圖。圖9是根據本發(fā)明的實施例的膜紗的纖維溶解的照片。圖10說明根據本發(fā)明的一個實施例的結構性組分和樹脂可溶性熱塑性膜紗的層疊。
具體實施例方式以下具體實施方式
是目前預期最好的實施本發(fā)明的模式。所述實施方式不應以限制性意義理解，而是僅出于說明本發(fā)明的一般原理的目的而構成。本發(fā)明的實施例是有關用于液體樹脂浸潰工藝的非編織工程膜紗，其包括非編織樹脂可溶性熱塑性膜紗；制造用于液體樹脂浸潰工藝的非編織工程膜紗的方法；和使用用于液體樹脂浸潰應用的非編織工程膜紗制造復合物品的方法。除當并入復合物中時充當復合物中的增韌劑外，根據本發(fā)明的實施例的非編織工程膜紗具有改良的特征，包括(但不限于)相對于現有技術的膜紗增加的均一性和減小的厚度。這些特征轉化成復合物品加工的改良，包括(但不限于)實質上或完全消除固化期間所述膜紗的過早溶解。所得復合物品也實現了改良，包括(但不限于)增韌劑在整個復合物中的分布均勻性和減小的復合物
層片厚度。在一個實施例中，非編織工程膜紗包括多股樹脂可溶性熱塑性纖維，所述纖維具有以下特征中的至少一個特征:(a)由以下產生的實質性均一性:(i)纖維的平均直徑在預定范圍內，其中20%的所述纖維的直徑小于預定閾值；和(ii)膜紗的纖維面積重量變化在預定范圍內；(b)膜紗的厚度在預定范圍內；和/或(C)膜紗具有由膜紗的離線穿孔產生的滲透性特征。在一個實施例中，一種制造非編織工程膜紗的方法是通過熔噴工藝來進行，其中在預定參數以內控制和/或操控至少一個加工條件和/或設備條件，包括(但不限于)熔體泵速度、氣流速率、收集器速度、氣流溫度、模頭溫度、傳送帶到模頭的距離和模孔直徑。在一些實施例中，所述方法還通過使所得非編織工程膜紗經受壓延工藝來改良，使得膜紗的孔隙率得到控制和強度得到改良，而且使預成型坯壓縮因數(bulk factor)減小，這是LRI應用中所必需的。在一些實施例中，所述方法還通過使壓延膜紗經受離線穿孔來改良，使得滲透性增加以使LRI應用中的樹脂 擴散增加。在一個實施例中，一種使用非編織工程膜紗制造復合物品的方法是通過樹脂浸潰工藝來進行，其中所述膜紗的溶解由于所制造膜紗具有一個或一個以上特征而得到控制，從而實質上或完全消除過早溶解并且使整個復合物中的增韌分布實質上或完全均勻。在本申請案的情形下，“膜紗”是一種超薄的非編織氈，其包含有機纖維并且與一個或一個以上層片組合以產生復合物品。當插入到織物層疊的層片之間時，膜紗可以用于增韌。一般來說，“氈”是一種由纖維增強材料制成的非編織紡織品織物，這些纖維增強材料例如有短切細絲(用于制造短切絲束氈)或渦卷細絲(用于制造連續(xù)絲束氈)，并且施加有粘合劑，用于維持形態(tài)。在本申請案的情形下，“樹脂可溶性聚合物”是一種在預定溫度范圍內呈固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸后經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始膠凝和/或固化的溫度和小于樹脂可溶性熱塑性膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。樹脂可溶性聚合物的實例包括羅非諾(LoFaro)等人的美國公開案第2006/0252334號中所確定的聚合物，所述文獻據此以引用的方式并入本文中。制造根據本發(fā)明的實施例的非編織工程膜紗的方法包括(但不限于)干式成網(drylaying)、氣流成網(airlaying)、熔噴、紡粘、濕式成網(wetlaying)和利用或不利用交叉鋪網(cross-lapping)的粗梳。在一個實施例中,根據本發(fā)明的實施例的膜紗是通過熔噴來制造。一般來說，熔噴制造工藝以呈粉末或顆粒形式之固相聚合物開始。所述聚合物可以在約200°C與400°C之間熔化并且通過多個紡絲頭擠出。紡絲頭的孔口尺寸可以是約0.1微米到約1000微米?？梢栽趶募徑z頭擠出于傳送帶上的整個纖維上吹送溫度在約250°C到500°C范圍內的空氣以使纖維變薄成超薄纖維并且使纖維隨機化成膜紗。
圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的熔噴制造工藝的示意圖。在一個實施例中，將聚合物材料(例如丸?；蝾w粒)通過擠壓機料斗104饋入擠壓機102中。擠壓機102包含機筒和在擠壓機102中用于沿所述機筒的壁旋轉聚合物材料的螺桿(未圖示)。一般加熱擠壓機102的機筒。當聚合物材料沿機筒壁移動時，其由于粘性流的熱量和摩擦力以及螺桿與機筒之間的機械作用而熔化。接著將加壓熔融聚合物材料饋入齒輪泵106中。齒輪泵106是一種用于將均一熔體傳遞到模組件108的正排量且恒定體積的裝置。一般，齒輪泵106確保熔融聚合物材料的穩(wěn)定流動并且提供熔融聚合物材料的計量和向熔融聚合物材料提供壓力。通常，齒輪泵106包括兩個嚙合且反轉的齒輪106a、106b。由在泵的抽吸入口(即緊跟著有擠壓機102的上游)上用聚合物材料填充每一齒輪齒并且將聚合物材料傳送到泵的排放出口(即朝向模組件108的下游)產生正排量。模組件108 —般包括饋料分配裝置(例如T型和衣架型)、模頭和空氣歧管。所述饋料分配裝置平衡在整個模寬度上聚合物材料的流動和滯留時間；所述模頭一般是寬的空心楔形金屬片，其具有用于數百個用于擠出熔融聚合物材料的孔口 ；當熔融聚合物材料通過模頭擠出時所述空氣歧管向熔融聚合物材料供應高速空氣。空氣壓縮機112供應高速空氣，其一般穿過加熱器114，隨后被饋入模組件108中。當迫使熔融聚合物材料通過模組件108的模頭時，移動收集器篩116收集冷卻材料。位于收集器篩116下方的抽風箱/抽風機118抽吸高速空氣，其增加所得擠出聚合物纖維的網形成速率。根據本發(fā)明的實施例，可以 在預定參數以內控制和/或操控至少一個加工條件和/或設備條件以制造用于樹脂傳遞模塑應用的非編織工程膜紗，所述條件包括(但不限于)熔體泵速度、收集器速度、氣流速率、氣流溫度、模頭溫度、?？字睆胶蛡魉蛶У侥ｎ^的距離。申請者出乎意料地發(fā)現，操控一個參數以產生所得樹脂可溶性熱塑性膜紗的有利特征常常與操控另一個參數相互依賴。在本申請案的情形下，“有利特征”包括(但不限于)較粗纖維、低百分比的細纖維(即少于20%的纖維的直徑小于8 μ m)、纖維均一性增加(即所測量的纖維直徑的分布較窄)、低FAW變化(即一卷或一批膜紗的重量變化，其中所述重量是在膜紗的不同位置測量，包括(但不限于)橫向網和縱向網)、高膜紗拉伸強度(即膜紗能夠滿足某些要求的能力，包括(但不限于)處理和制造)和高膜紗質量。申請者發(fā)現，這些有利特征中的一者或一者以上產生所得膜紗的某些益處，這轉化成合并有膜紗并且通過LRI工藝制造的層合物和復合物的加工得到改良。舉例來說，所得膜紗的較粗纖維、低百分比的細纖維、纖維均一性增加和低FAW變化使得樹脂浸潰工藝期間膜紗的過早溶解得到控制并且實質上或完全消除。這些特征還促成所得復合物的韌性實質上或完全均勻的分布。另外，高均一性和高膜紗強度產生高質量膜紗(即實質上或完全不含缺點)，就LRI工藝的加工能力來講，這是為膜紗非常所需的特征。此外，均一膜紗和高質量膜紗產生更均一且更高質量的預成型坯，例如在預成型坯制造期間膜紗極少被撕裂或不會被撕裂、均一的層片厚度等，直接促成更均一的樹脂浸潰(即樹脂在部分中的擴散)和樹脂正面更平滑和更加得到控制。申請者觀察到，對于用于制造膜紗的特定(熔噴)加工系統，某些加工參數的設定、控制和/或操控對于實現目標有利特征，尤其是低FAW變化、高膜紗質量、高膜紗強度和纖維直徑均一性至關重要。舉例來說，與在介于I微米與8微米之間的范圍內的常規(guī)纖維直徑相比，根據本發(fā)明的實施例的某些參數的操控和控制使得纖維直徑范圍介于10微米與16微米之間。申請者還發(fā)現，通過操控一個加工條件和/或設備參數，需要考慮和/或顧慮一個或一個以上其它加工條件以得到根據本發(fā)明的實施例的具有有利特征的樹脂可溶性熱塑性膜紗。在一個實施例中，相對于常規(guī)熔體泵速度，增加熔體泵速度。申請者發(fā)現，介于約十四(14)rpm與約十六(16)rpm之間的熔體泵速度提供有利特征，包括(但不限于)較粗纖維、低百分比的細纖維(即少于20%的纖維的直徑小于8 μ m)、高FAW、高膜紗強度和高膜紗質量。作為改良，也實現了 FAW變化(低)，但未達到前文所列的那些特征的相同程度。申請者還發(fā)現，熔體泵速度的增加或降低對纖維直徑均一性增加具有有限的影響。一般，熔體泵速度增加使得熔融聚合物材料通過模頭的輸送量增加并且與較粗纖維有關的拉伸變小。在一個實施例中，相對于常規(guī)氣流速率，調整氣流速率。申請者發(fā)現，氣流速率降低到介于約四十(40)百分比(%)與五十(50)百分比(%)之間提供有利特征，包括(但不限于)較粗纖維和低百分比的細纖維(即少于20%的纖維的直徑小于8 μ m)。作為改良，也實現了 FAW變化(低)和膜紗質量(高)，但未達到前文所列的那些特征的相同程度。申請者還發(fā)現，氣流速率增加到高于五十(50)百分比(%)提供有限的改良，包括(但不限于)纖維直徑均一性增加(有限的影響)和高膜紗強度。申請者還發(fā)現，氣流速率的增加或降低對FAW具有有限的影響或者無影響。在一個實施 例中，根據熔體泵速度調整收集器速率速度。申請者觀察到，相對于介于約12rpm與16rpm之間的熔體泵速度，收集器速率速度降低到介于約三十五(35)英尺/分鐘(FPM)和四十(40)FPM之間提供有利特征，包括(但不限于)較粗纖維、纖維直徑均一性和低FAW變化。相反，申請者發(fā)現，相對于介于約12rpm與16rpm之間的熔體泵速度，收集器速度速率增加到介于約七十(70)FPM與八十(80)FPM之間提供有限的改良，包括(但不限于)低百分比的細纖維(即少于20%的纖維的直徑小于8 μ m)和高膜紗強度。在一些實施例中，收集器速度和熔體泵速度可以串聯調整以使輸送量最佳化。應了解，對于目標介于約二十(20)gsm FAW與四十(40) gsm FAW之間的膜紗觀察到特征。在一個實施例中，相對于常規(guī)氣流溫度，調整氣流溫度。申請者還發(fā)現，氣流溫度增加到約680 T提供有利特征，包括(但不限于)纖維直徑均一性增加和低FAW變化。作為改良，也發(fā)現了高膜紗強度，但未達到前文所列的那些特征的相同程度。相反，申請者發(fā)現，氣流溫度降低到約650 T提供有限的改良，包括(但不限于)較粗纖維和低百分比的細纖維(即少于20%的纖維的直徑小于8 μ m)。根據本發(fā)明的一個實施例，對于MFI介于二十(20)與二十八(28)之間(下文更詳細地解釋)的基于聚合物的膜紗，熔體泵速率增加結合氣流速率降低(和在一些實施例中空氣溫度增加)對提供相對于常規(guī)膜紗具有優(yōu)良特征的非編織工程膜紗具有最大影響。更具體來說，介于12rpm與16rpm之間、更窄地介于14rpm與16rpm之間的的熔體泵速率和介于四十(40)%和五十(50)%之間的氣流速率提供相對于常規(guī)膜紗具有優(yōu)良特征的膜紗。一方面，這些加工參數提供如下非編織工程膜紗，其具有平均纖維直徑大于十
(10)μπι(與小于8μπι的常規(guī)纖維相比)的較粗纖維以及低百分比的細纖維(即20%纖維小于8 μ m直徑)，更尤其是平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的纖維的直徑小于8微米(參見圖2)。另外，較粗纖維的分布整體更均一，從而有效地增加膜紗的均一性。另一方面，這些加工參數提供具有改良的均一性的非編織工程膜紗，所述改良的均一性是通過織物面積重量(FAW)變化來測量。FAW是通過在沿膜紗寬度(橫向網)或長度(縱向網)的多個點測量膜紗重量來測量。每一點的值匹配越接近，膜紗越均一。經受至少這些加工參數的非編織工程膜紗的FAW實現了相對于常規(guī)膜紗FAW變化降低四十(40) %。更特定來說，織物面積重量變化在膜紗的寬度(橫向網)上小于十(10)%(參見圖3)。根據本發(fā)明的實施例制造的膜紗的FAW介于約五(5)克/平方米(gsm)與八十(80)克/平方米之間，更窄地介于約十五(15) gsm與六十(60) gsm之間，更窄地介于約二十(20) gsm與四十(40) gsm之間。還應了解，經過優(yōu)化的加工條件可以與設備特征和其它參數相互依賴，包括(但不限于):模特征，例如模孔直徑、每英寸?？讛的俊⒛ｎ^溫度(邊緣)、模頭溫度(中心)、模頭篩網尺寸、模頭篩壓力；空氣間隙；翹度(set back);擠壓機特征，例如擠壓機速度和擠壓機溫度；熔體泵溫度；收集器特征，例如收集器真空；模頭到收集器的距離；衣架和模設計。還應了解，這些經過優(yōu)化的加工參數也可以視用于制造非編織工程膜紗的聚合物類型而定。在一個實施例中，所述聚合物是特征為呈固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分相轉變?yōu)榱黧w相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始膠凝和/或固化的溫度并且小于非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。聚合物的MFI還可以影響溶解速率。在一些實施例中，聚合物的熔融流動指數介于約十八(18)MFI與約三十八(38)MFI之間，優(yōu)選介于約二十(20)MFI與二十八(28)MFI之間。即，聚合物具有高粘度(H)并且在一些實施例中具有整體窄的分子分布。較低MFI(即介于約二十(20)MFI與二十八(28)MFI之間)表示具有較高分子量的聚合物。這一特征的影響導致纖維溶解速率的降低和聚合物降解的減少?？捎糜谥圃旄鶕景l(fā)明的實施例的非編織工程膜紗的聚合物的代表性實例包括聚芳香族熱塑性聚合物，例如聚醚砜并且更優(yōu)選為聚醚砜-醚酮和聚醚醚砜的組合。表I匯總了加工參數和相關的其對根據本發(fā)明的實施例制造的非編織工程膜紗的影響:
權利要求
1.一種非編織工程膜紗，其包含多股平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米；所述紡織品在所述紡織品的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述紡織品具有通過壓延工藝來獲得的厚度。
2.根據權利要求1所述的非編織工程膜紗，其中所述紡織品的織物面積重量介于5克/平方米與80克/平方米之間并且厚度介于20 μ m與90 μ m之間。
3.根據權利要求1所述的非編織工程膜紗，其中包含所述多股纖維的材料是具有天然固相并且適合于在 與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所述非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。
4.根據權利要求3所述的非編織工程膜紗，其中所述聚合物的熔融流動指數介于18與38之間。
5.根據權利要求1所述的非編織工程紡織品，其中所述多股纖維由熱塑性聚合物制成。
6.根據權利要求1所述的非編織工程膜紗，其在整個所述紡織品中還包含多個孔眼。
7.根據權利要求1所述的非編織工程膜紗，其中所述紡織品是通過選自熔噴或紡粘的熔體擠出工藝來制造。
8.根據權利要求7所述的非編織工程膜紗，其中所述方法是熔噴工藝，所述工藝的至少一個加工參數設定為在預定范圍內、高于預定閾值或低于預定閾值，所述至少一個加工參數包含熔體泵速度、收集器速率速度、氣流速率和氣流溫度中的一者。
9.一種使用熔噴工藝制造非編織工程膜紗的方法，其包含:增加熔體泵速度，而同時降低氣流速率； 將材料裝載到擠壓機中，其中所述材料是具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所得非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶；和 使所述聚合物以纖維形式從模頭擠出并且到達移動收集器上，所述纖維形成非編織工程膜紗，其中增加所述熔體泵速度同時降低所述氣流速率可提供平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米，所述膜紗在所述紡織品的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%。
10.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其還包含使所述非編織工程膜紗經受壓延工藝。
11.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其中所述膜紗的織物面積重量介于5克/平方米與80克/平方米之間并且厚度介于20 μ m與90 μ m之間。
12.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其中包含所述多股纖維的材料是具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所述非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。
13.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其中所述聚合物的熔融流動指數介于18與38之間。
14.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其還包含使所述紡織品經受離線穿孔工藝，所述離線穿孔工藝是通過針或激光中的一者來實現。
15.根據權利要求9所述的制造非編織工程膜紗的方法，其中所述熔噴工藝的至少一個加工參數設定為在預定范圍內、高于預定閾值或低于預定閾值，所述至少一個加工參數包含熔體泵速度、收集器速率速度、氣流速率和氣流溫度中的一者。
16.一種用于復合物品制造的預成型坯，其包含: 至少一個包含增強纖維的結構性組分；和 至少一個接觸所述結構性組分的非編織工程膜紗，所述膜紗包含多股平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米，所述紡織品在所述膜紗的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述多股纖維包含具有天然固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所述非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。
17.根據權利要求16所述的用于復合物品制造的預成型坯，其中所述結構性組分呈多個相鄰的增強纖維層的形式并且所述非編織工程膜紗插入到相鄰的增強纖維層對之間，并且其中所述非編織工程膜紗中的所述多股纖維由熱塑性聚合物制成。
18.根據權利要求16所述的用于復合物品制造的預成型坯，其中所述膜紗的織物面積重量介于5克/平方米與80克/平方米之間并且通過壓延工藝來獲得的厚度介于20 μ m與90 μ m之間，并且其中所述聚合物的熔融流動指數介于18與38之間。
19.根據權利要求16所述的用于復合物品制造的預成型坯，其在整個所述膜紗上還包含多個孔眼。
20.一種使用液體樹脂浸潰工藝制造復合物品的方法，其包含: 將包含增強纖維的多個結構性組分布置于模具中； 使多個非編織工程膜紗與所述多個結構性組分交織，所述多個膜紗包含多股平均直徑介于10微米與16微米之間的纖維，其中少于20%的所述纖維的直徑小于8微米，并且在每一膜紗的整個寬度上的織物面積重量變化小于10%，所述交織布置形成預成型坯； 使所述預成型坯與樹脂接觸，其中所述樹脂的初始溫度小于75°C ； 將所述預成型坯加熱到預定溫度閾值，其中在達到所述預定溫度閾值之前大部分所述纖維溶解；和 使所述預成型坯固化，同時將所述預成型坯保持在所述預定溫度閾值下持續(xù)一段預定時間。
21.根據權利要求20所述的使用液體樹脂浸潰工藝制造復合物品的方法，其中所述預定溫度閾值為180°C，并且所述聚合物的熔融流動指數介于18與38之間。
22.根據權利要求20所述的使用液體樹脂浸潰工藝制造復合物品的方法，其中所述多股纖維包含具有天然 固相并且適合于在與可固化組合物的組分接觸時經歷至少部分的相轉變而成為流體相的聚合物，其中所述聚合物在小于所述可固化組合物實質上開始固化的溫度并且小于所述非編織工程膜紗的固有熔融溫度的溫度下可溶。
全文摘要
本發(fā)明的實施例是有關用于液體樹脂浸漬工藝的樹脂可溶性熱塑性膜紗，制造用于液體樹脂浸漬工藝的樹脂可溶性熱塑性膜紗的方法，和使用用于液體樹脂浸漬應用的樹脂可溶性熱塑性膜紗制造復合物品的方法。根據本發(fā)明的實施例并且在合并有所述膜紗的復合物中充當增韌劑的所述樹脂可溶性熱塑性膜紗具有改良的特征，包括(但不限于)相對于現有技術的膜紗增加的均一性和減小的厚度。這些特征轉化成復合物品加工的改良，包括(但不限于)實質上或完全消除固化期間所述膜紗的過早溶解。所得復合物品也實現了包括(但不限于)增韌劑在整個所述復合物中的分布均勻性的改良。
文檔編號D04H11/04GK103221459SQ201180055888
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2010年12月1日
發(fā)明者多米尼克·蓬索爾, 羅伯特·布萊克伯恩, 比利·哈蒙, 理查德·普林斯, 馬克·道爾 申請人:氰特科技股份有限公司