刮片材料的制作方法
【专利摘要】刮片材料，其包括彼此连接的多个层(1、2)，这些层至少包括框体层(1)以及相对于框体层位于它的两侧的外层(2)，框体层(1)是碳纤维和/或矿物纤维，例如玻璃纤维、玄武岩纤维等，并且外层(2)包括碳纤维。本发明被实施成使得：外层(2)是紧凑多轴层，其包括包含碳纤维的表面层(2’)和两个或更多个支承层(2’’、2’’’)，在表面层中，碳纤维相对于刮片的纵向方向处于90°角度，在该情况下，接着表面层(2’)的第一支承层(2’’)中的纤维相对于表面层的纤维处于一定角度，该角度在(-70°)～(-20°)或(+20°)～(+70°)之间，并且在接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于表面层(2’)的纤维处于一定角度，该角度在(+20°)～(+70°)或(-70°)～(-20°)之间。
【专利说明】刮片材料
[0001]本发明涉及刮片材料，其包括彼此连接的多个层，这些层至少包括框体层以及相对于框体层位于它的两侧的外层，框体层是碳纤维和/或矿物纤维，例如玻璃纤维、玄武岩纤维等，并且外层包括碳纤维。
[0002]刮片(doctor blade)是以其刮掉辊的表面的过剩材料的刀片，并且更特别地其被使用在造纸机中。刮片通常由金属、塑料或复合材料制造而成。刮片需要在其磨损表面中具有高耐磨性和其它方面的坚固结构。复合材料是轻而强的结构，使得它非常适合于刮片的制造。复合材料可由拉挤成型(pultrusion)方法或通过层压(laminating)来制造。
[0003]由复合材料制造而成的刮片包括例如碳纤维或玻璃纤维框体以及在表面上或在表面的紧邻区域中的碳纤维，通过所述碳纤维产品的耐磨性得到改善。目前，刮片通常被制造成使得:框体材料是玻璃纤维或碳纤维，并且其两个表面包括碳纤维。然而，碳纤维相对较昂贵，在该情况下，在刮片的不受硬机械应力特别是磨损的那些部分中使用它会招致额外的成本。在正常的碳纤维织物中，还有必要使用相对较细的碳纤维来实现平衡结构。较细的碳纤维比较粗的碳纤维相对更昂贵，使得有利的是使用较粗的碳纤维。
[0004]本发明的目的是实现一种新型的刮片材料，其比起以前制造起来更廉价，并且其仍然是足够强固和耐用的。根据本发明的刮片材料的特征在于:外层是紧凑多轴层，其包括包含碳纤维的至少一个表面层和两个或更多个支承层，在表面层中，碳纤维相对于刮片的纵向方向处于90°角度，在该情况下，接着表面层的第一支承层中的纤维相对于紧凑多轴层的表面层的纤维处于一定角度，该角度在(-70° )?(-20° )或(+20° )?(+70° )之间，并且在接着第一支承层的第二支承层中的纤维相对于表面层的纤维处于一定角度，该角度在(+20° )?(+70° )或(-70° )?(-20° )之间。
[0005]根据本发明的刮片材料的一个优选实施例的特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层的第一支承层中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度。
[0006]根据本发明的刮片材料的另一优选实施例的特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层的第一支承层中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度。
[0007]根据本发明的刮片材料的又一优选实施例的特征在于:所述紧凑多轴层的支承层的纤维是碳纤维和/或矿物纤维，比如玻璃纤维、玄武岩纤维等。
[0008]在第二支承层之后，可存在又一表面层，其可类似于所述第一表面层。
[0009]根据本发明的刮片材料更容易适应(于纵向方向上的卷绕)并且在横向方向(擦刮的磨损方向)上更刚硬。该刮片材料在其性能上是耐用的，因为碳主要只在磨损的方向上。一个优点是:该结构允许使用比先前更粗的碳纤维。
[0010]在下面，将参考附图通过一些优选实施例的辅助来详细描述本发明，附图中:
图1给出了根据本发明的材料的强烈夸大的基础构造的侧视图。
[0011]图2给出了根据本发明的紧凑多轴层的结构的爆炸图。
[0012]图3给出了根据本发明的紧凑多轴层的第二实施例的结构的爆炸图。[0013]图4给出了根据本发明的紧凑多轴层的第三实施例的结构的爆炸图。
[0014]图5给出了根据本发明的紧凑多轴层的第四实施例的结构的爆炸图。
[0015]在图1中，刮片材料原则上包括三个层。在中部是所谓的框体层1，其优选是矿物纤维层，比如玻璃纤维层或玄武岩纤维层，或碳纤维层。然而，该层是如何形成的以及它可能包括哪些其它物质，从本发明的观点来说不是根本的。在该框体层I的两侧，或至少在一侦牝是所谓的外层2。当所谓的外层在两侧时，它们因此相关于材料的厚度被对称地设置，并且在该情况下，存在两个、四个、六个或另一偶数量的它们。外层2在该实施例中是所谓的紧凑多轴层。本发明特别涉及该层。此外，在该表面上可有辅助层，其可为碳纤维或矿物纤维或它们的混合物。该层未被给出在附图中。
[0016]材料的厚度为l_3mm，优选为1.5-2.5mm。图2-5更详细地给出了该所谓的外层2的即紧凑多轴层的结构。
[0017]图2因此给出了根据本发明的一个实施例的紧凑多轴层(外层2)。它包括表面层2’，其包含碳纤维,其方向相对于刮片的纵向方向为横向(90°)。接着该表面层的层是所谓的支承层2’ ’。在此之后是第二支承层2’ ’ ’。这些层由基体介质紧凑地粘合成单个实体，所述基体介质可通常为环氧树脂或一些其它结构树脂。当然，可存在多于两个的支承层。支承层优选为碳纤维和/或矿物纤维，通常为玻璃纤维、玄武岩纤维等。
[0018]紧凑多轴层的表面层2’的碳纤维因此相对于刮片的纵向方向处于90°。在图2的实施例中，下一即第一支承层2’’的纤维的方向相对于表面层2’的横向碳纤维为大约+45°。相应地，第二支承层2’’’的纤维的方向相对于表面层2’的碳纤维为大约-45°。
[0019]相应地，在根据图3的实施例中，第一支承层2’ ’的纤维的方向相对于表面层2’的碳纤维为大约-45° ,而支承层2’ ’ ’的纤维的方向相对于表面层2’的碳纤维为大约+45°。
[0020]最普遍地，接着紧凑多轴层的表面层2’的第一支承层2”中的纤维相对于表面层的纤维处于一定角度，该角度在(-70° )?(-20° )或(+20° )?(+70° )之间，并且接着它的第二支承层2’’’中的纤维相对于表面层(2’ )的纤维处于一定角度，该角度在(+20° )?(+70° )或(-70° )?(-20° )之间。这意味着:如果第一支承层2’’的纤维的方向相对于表面层的纤维具有负(_)号，则第二支承层中的纤维的方向相应地具有正(+)号。优选地，第一和第二支承层2’’、2’’’的纤维的方向相对于彼此为相反的数字。
[0021]支承层2’’、2’’’的纤维主要作为用于碳纤维层(表面层2’ )的承载和支承层而发挥功能。碳纤维层就其自身而言作为抵抗磨损的层在结构中发挥功能。还有可能的是:这些层(2’、2’’、2’’’)中多于一个的层为碳纤维。
[0022]在根据本发明的结构中根本的是其紧凑多轴性质，并且所谓的横向碳纤维层2’是表面层。碳纤维层的碳纤维处于横向方向，使得刮片耐受磨损。当然，该碳纤维层可包括例如两个重叠的碳纤维层，其相对于彼此处于小的对称角度，使得碳的平均方向仍然是前述90°。
[0023]图4给出了一个实施例，其中紧凑多轴层的表面层2’在两侧环绕支承层2’’、2’’’。在图4中，从顶部朝下行进，第一是90°的表面层2’，其后是第一支承层2’’，其中纤维方向相对于表面层2’的纤维方向为+45° ,然后是第二支承层2’其中纤维方向相对于表面层2’的纤维方向为-45° ,并且最后是第二表面层2’，其中纤维的方向与第一表面层2’中一样为90°。在图5中，支承层2’’、2’’’的纤维的方向相反于图4中的。[0024]对本领域技术人员显而易见的是:本发明并不局限于以上给出的实施例，而是可在以下给出的权利要求书的范围内变化。根据本发明的材料可例如在拉挤成型机或在层压机中制造而成。
[0025]在描述中可能与其它特征联合给出的特征如有必要也可被彼此分别地使用。
【权利要求】
1.刮片材料，其包括彼此连接的多个层(1、2)，这些层至少包括框体层(I)以及相对于所述框体层位于它的两侧的外层(2)，所述框体层(I)是碳纤维和/或矿物纤维，例如玻璃纤维、玄武岩纤维等，并且所述外层(2)包括碳纤维，其特征在于:所述外层(2)是紧凑多轴层，其包括至少一个包含碳纤维的表面层(2’)和两个或更多个支承层(2’’、2’’’)，在所述表面层中，所述碳纤维相对于所述刮片的纵向方向处于90°角度，在该情况下，接着所述表面层(2’ )的第一支承层(2’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于一定角度，该角度在(-70° )?(-20° )或(+20° )?(+70° )之间，并且在接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于所述表面层(2’ )的纤维处于一定角度，该角度在(+20° )?(+70。)或(-70。)?(-20。)之间。
2.根据权利要求1所述的刮片材料，其特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层(2’)的第一支承层(2’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度。
3.根据权利要求1所述的刮片材料，其特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层(2’)的第一支承层(2’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度。
4.根据权利要求1所述的刮片材料，其特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层(2’)的第一支承层(2’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度，并且在所述第二支承层下方是第二表面层(2’)。
5.根据权利要求1所述的刮片材料，其特征在于:接着所述紧凑多轴层的表面层(2’)的第一支承层(2’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约+45°的角度，并且接着第一支承层的第二支承层(2’’’)中的纤维相对于所述表面层的纤维处于大约-45°的角度，并且在所述第二支承层下方是第二表面层(2’)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的刮片材料，其特征在于:所述紧凑多轴层的支承层(2’’、2’’’)的纤维是碳纤维和/或矿物纤维，比如玻璃纤维、玄武岩纤维等。
【文档编号】B32B17/06GK103826839SQ201280031956
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】P.米伊特廷恩 申请人:埃克谢尔复合材料有限公司