包括无捻纤维的制品及其使用方法_2

文档序号:8926292阅读:来源:国知局
层上的包含无捻纤维的层上设置装饰表层。在 另外的实例中,所述方法可包括用无捻纤维构造层以包括至少4的表面波扫描数。
[0018] 在另一方面,描述了一种便于有效使用车辆部件以在涂装车辆部件后提供A级终 饰面的方法,包括提供热塑性复合制品,其包括包含增强纤维和热塑性聚合物的纤维增强 的热塑性聚合物芯层、以及设置在芯层上且包含许多无捻纤维的层。
[0019] 在某些实施方案中,所述方法可包括将车辆部件构造为车辆的发动机罩。在其它 实施方案中,所述方法可包括将车辆部件构造为车辆的外侧板。在进一步的实施方案中,所 述方法可包括将车辆部件构造为车辆的车顶,例如整个车顶或其一些部分。在另外的实施 方案中,所述方法可包括将无捻纤维构造成包含无捻玻璃纤维。在一些实例中,所述方法可 包括将无捻纤维构造成基本上由无捻玻璃纤维组成。
[0020] 在另外的方面,提供了一种便于有效使用车辆部件以在涂装车辆部件后提供A级 终饰面的方法,所述方法包括提供复合制品,其包括包含热塑性聚合物和设置在热塑性聚 合物中的增强纤维的纤维增强的热塑性聚合物芯层、以及设置在芯层上的单层,单层包含 许多无捻纤维,其中许多无捻纤维定向在横向及不同于横向的方向上,其中定向在横向上 的无捻纤维邻近芯层。
[0021] 在某些实施方案中,所述方法可包括将车辆部件构造为车辆的发动机罩。在进一 步的实施方案中,所述方法可包括将车辆部件构造为车辆的车顶,例如整个车顶或其一些 部分。在其它实施方案中,所述方法可包括将车辆部件构造为车辆的外侧板。在一些实施 方案中,所述方法可包括将在横向以外方向上的无捻纤维构造成包含无捻玻璃纤维。在某 些实例中,所述方法可包括将在横向以外方向上的无捻纤维构造成基本上由无捻玻璃纤维 组成。
[0022] 如果需要的话,本文描述的制品还可以包括着色剂、染料、颜料或其它材料。
[0023] 下文更详细地描述另外的特征、方面、实施例和实施方案。
【附图说明】
[0024] 参考附图描述某些实施方案,在附图中:
[0025] 图1是根据某些实施例的包括芯层和表面层的制品的侧视图;
[0026] 图2是根据某些实施例的包括芯层和两个表面层的制品的侧视图;
[0027] 图3是根据某些实施例的包括芯层、表面层和介于芯层与表面层之间的层的制品 的侧视图;
[0028] 图4是根据某些实施例的包括芯层、第一表面层、介于芯层与第一表面层之间的 层和在芯层的相对表面上的第二表面层的制品的侧视图;
[0029] 图5是根据某些实施例的包括设置在芯层的每一侧上的两个层的制品的侧视图;
[0030] 图6是根据某些实施例的具有无捻纤维和富树脂层的带材的扫描电子显微镜图 像;
[0031] 图7是根据某些实施例的包括双层带材的制品的扫描电子显微镜图像,其中在带 材中,带材包含0/90取向的无捻纤维;
[0032] 图8是根据某些实施例的包括无捻纤维和在一侧上的一个富树脂层的制品的扫 描电子显微镜图像;以及
[0033] 图9是根据某些实施例的包括0/90加捻纤维的常规制品的扫描电子显微镜图像。
[0034] 受益于本公开内容的本领域普通技术人员将会认识到,图中的某些尺寸或特征可 能已经被放大、扭曲或另外以非常规或不成比例的方式显示,以提供更方便使用者的附图 形式。图中不旨在描述特定的厚度、宽度或长度,并且图中部件的相对尺寸并不旨在限制图 中任何部件的尺寸。在下文描述中指定尺寸或值的情况下,提供的尺寸或值仅用于说明目 的。此外,不旨在因为图的某些部分加阴影而要求特定的材料或布置,并且即使图中不同的 部件可能包括阴影以示区别,如果需要的话,不同的部件也可包括相同或类似的材料。
【具体实施方式】
[0035] 下文参考单数和复数术语描述某些实施方案,以便提供本文公开的方便使用者的 技术描述。这些术语仅用于方便的目的,并不旨在将制品、复合材料及其它主题物质限制为 包括或不包括某些特征,除非另有指出其存在于本文描述的特定实施方案中。
[0036] 在某些实施方案中,本文描述的制品的各个层可包括一种或多种不同的纤维类 型,这些可包括天然纤维、合成纤维、不连续纤维、短切纤维或它们的组合。在纤维以无捻纤 维形式存在的情况下,无捻纤维通常被表征为许多连续纤维,它们不交叉或彼此重叠,纤维 是直接接触的,但不同的无捻纤维在x-y维度中可能彼此过度或者通常位于相同的x-y平 面中。在无捻纤维存在于表面层上的情况下,无捻纤维可存在于有效深度处,以提供相比于 相同的一般组成及类型的加捻纤维在表面处的情况下存在的表面平滑度而言更平滑的表 面。如果需要的话,无捻纤维可存在于有效表面深度处以提供平滑的表面,并且加捻纤维可 处于或位于无捻纤维的下面。在其中无捻纤维存在于芯层中的一些构造中,芯层中基本上 所有的纤维可以是无捻纤维,例如芯层中按重量计95%、96%、95%、98%或99%或更多的 纤维可以是无捻纤维。在其中无捻纤维存在于表面层或设置在芯层上的其它层中的某些构 造中,表面/其它层中基本上所有的纤维可以是无捻纤维,例如表面/其它层中按重量计 95 %、96 %、95 %、98 %或99 %或更多的纤维可以是无捻纤维。
[0037] 在某些实施方案中,本文描述的制品可在芯层的一个表面上包括单层或带材或者 在芯层的两个或更多个表面(例如芯层的顶部和底部平面型表面)上包括单层或带材。在 制品中存在无捻纤维的情况下,它们可存在于一个层或带材中、两个层或带材中或者可存 在于带材单层内的多个方向上,例如,无捻纤维可作为单层内堆叠的无捻纤维彼此呈0/90 取向存在。在一些实施方案中,制品的表面层中的所有纤维可以是无捻纤维,而在其它实施 例中只有表面的外部部分处的纤维才可以是无捻的。例如,表面层可邻近芯层和/或在芯 层中包含短切纤维,并且还可以包括邻近或靠近将接纳底漆、涂料或其它终饰面的表面的 无捻连续纤维。在一些实例中,本文描述的制品可包括包含短切纤维(例如天然或合成纤 维)的芯层和设置在芯层的每个平面型表面上的层。设置在芯层上的层可以是相同的或者 可以是不同的。在一些实施方案中,设置在芯上的每个层包含呈0/90布置的无捻纤维。O 度纤维的位置可邻近芯层,或者90度纤维的位置可邻近芯层。在一个实施方案中,一个层 包含邻近芯层的0度纤维,而另一层包含邻近芯层的90度纤维。在其它实施方案中,不同 层中无论〇度纤维还是九十度纤维都邻近芯层。
[0038] 虽然无捻纤维的存在可提高表面平滑度,但可取的是在施加最终终饰面或底漆之 前对表面进行打砂或平滑处理。普通技术人员可以很容易地选择合适的打砂方法及技术
[0039] 在某些实施方案中,本文描述的制品可提供有效接纳底漆、涂料或这两者的胜任 A级的终饰面并提供可供车辆的外饰部件使用的合适的表面品质。术语"A级"通常是本 领域中所了解的术语,并且在不希望受到任何特定的科学理论约束的情况下是指相对平滑 且峰和谷较少的涂装表面,例如主体板。A级表面在受控的照明条件下通常具有清楚的图 像和光泽水平。虽然可以按视觉观察来确定A级表面,但在一些实施方案中可采用一种或 多种合适的技术来测量表面的曲率,如使用激光表面分析仪或反射图像分析仪的表面波扫 描。例如,预期A级表面在表面中通常具有连续的曲率,从而沿公共线的每个点具有基本上 类似的曲率半径。在其它实施方案中,可采用作为波长的函数的表面的短期波度来量度表 面的波度。不例性的合适仪器可购自BYK-Gardner GmbH(Columbia,Md. and Geretsried, Germany)及 Ashland Performance Materials(Dublin,OH) 〇
[0040] 在一些实施方案中,本文描述的制品可包括用以提高表面连续性的一个或多个无 捻纤维的表面层以在一经涂底漆和/或涂装后提供A级表面。在某些实例中,由于生产技 术的原因,用在热塑性复合制品中的典型纤维是加捻的。通过在外表面上包括包含无捻纤 维的层,通常可以改进表面性质。虽然在某些实施方案中表面上可存在无捻纤维,但本文描 述的制品仍可包括一个或多个包含加捻纤维的层。例如,制品可包括包含加捻纤维的第一 层和包含无捻纤维的第二层,后者同样可以含有加捻纤维。
[0041] 在某些实例中,本文描述的制品可包括表面层,所述表面层包括基本上由无捻纤 维组成的纤维,例如,表面层中存在的按重量计约98%或更多的纤维是无捻纤维。在其它实 施方案中,表面层可包括由无捻纤维组成的纤维,例如,按重量计超过99%的纤维是无捻纤 维。在其中表面层基本上由或者由无捻纤维组成的实施方案中,也可以存在其它非纤维组 分,包括但不限于粘结剂、热塑性聚合物、着色剂、染料、粘合剂等。
[0042] 在某些实施方案中,可如图1中所示将包含无捻纤维的表面层设置在芯层上。制 品100包括设置在芯层120上的包含无捻纤维的表面层110。在一些实例中,可以使表面 层110连接于芯层120。在一些实施方案中,通过将表面层110或芯层120之一或两者加热 到其软化点或熔点以允许层110,120彼此粘结或粘附,由此使表面层110连接于芯层120。 在其它实例中,可使用一种或多种粘合剂、胶粘剂或其它合适的材料使芯层120粘附于表 面层110。在其它构造中,可以将不同的层110,120彼此超声焊接并然后穿过一组或多组辊 将表面层110层压或按压到芯层120。在图1中所示的图解中,无捻纤维显示为布置在纵向 上,例如制品沿处理设备移动的方向。然而在其它实施方案中,可以使无捻纤维定向在横向 上,例如基本上垂直于纵向的方向上,或在介于纵向与横向之间的任何方向上,例如在介于 〇度(纵向)与九十度(横向)之间的任何方向上。
[0043] 在一些实例中,存在于表面层110中的无捻纤维不需要全都定向在相同的一般方 向上。例如,一些纤维可定向在横向上,而其它纤维可定向在纵向上。在无捻纤维以不同取 向存在的情况下,无捻纤维可存在于表面层内的各层中。例如,定向在横向上的第一层无捻 纤维可邻近芯层,而定向在纵向上的第二层无捻纤维可位于制品的外表面上。在各种定向 的纤维之间可以没有可辨别的界面,使得纤维看起来存在于单个层中。
[0044] 在某些实施方案中,纤维的确切性质、长度和组成可有所不同,并且制品中存在的 所有纤维不一定是相同类型、长度或组成的。在一些实施方案中,无捻纤维可包括无捻玻璃 纤维、无捻碳纤维、无捻石墨纤维、无捻合成有机纤维、无捻无机纤维、无捻天然纤维、无捻 矿物纤维、无捻金属纤维、无捻金属化无机纤维、无捻金属化合成纤维、无捻陶瓷纤维中的 一种或多种或它们的组合。在其它实施方案中,无捻纤维可以是:无捻尼龙纤维、无捻聚酯 纤维、无捻大麻纤维、无捻剑麻纤维、无捻黄麻纤维、无捻亚麻纤维、无捻椰壳纤维、无捻洋 麻纤维、无捻纤维素纤维、无捻玄
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