复合基材的制作方法_5

文档序号:8460264阅读:来源:国知局
合材料能够具有3mm的厚度。通过使用布置在加热炉中的钢带行进方 向上的7个辊对并相对于无序毡的91 vo 1 %的初始空隙率以85vo 1 %、80vo 1 %、75vo 1 %、 7〇¥〇1%、58¥〇1%、47¥〇1%和29¥〇1%的阶梯式方式逐步降低空隙率,在7个阶段中进行用 于获得复合基材的加热/加压处理,在不会导致处理失败的情况下获得热塑性树脂牢固地 固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第七阶段下降的最多,在该 阶段中下降了 18vol%。当对空隙率为60vol%以上的复合基材进一步加热加压时,在一次 加热/加压处理中,空隙率在第五阶段下降的最多,在该阶段中下降12vol%。当对空隙率 为40vol %以上且低于60vol %的复合基材进一步加热加压时,在一次加热/加压处理中, 空隙率在第7阶段下降的最多,在该阶段中下降18vol%。
[0203] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为3mm的复合材料板。从获得的复合材料板切 割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模量 比为1. 07。
[0204]同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显 窄于5mm,而碳纤维的厚度为宽度的1/2以下。
[0205][实施例2]
[0206] 使用实施例1所述的无序毡,如下所述,夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被 设定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3mm的厚度。通过使 用布置在加热炉中的钢带行进方向上的6个辊对并相对于无序毡的91vol %的初始空隙 率以83vol %、78vol %、67vol %、50vol %、33vol %和19vol %的阶梯式方式逐步降低空隙 率,在6个阶段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在不会导致处理失败的情况 下获得热塑性树脂牢固地固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在 第四阶段和第五阶段下降的最多,在两个阶段中,空隙率都下降了 17vol%。当对空隙率 为60vol %以上的复合基材进一步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第 四阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降17vol%。当对空隙率为40vol%以上且低于 60vol %的复合基材进一步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第五阶段下 降的最多,在该阶段中空隙率下降17vol%。
[0207] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为3mm的复合材料板。从获得的复合材料板切 割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模量 比为1. 12。
[0208] 同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显 窄于5mm,而碳纤维的厚度为宽度的1/2以下。
[0209][实施例3]
[0210] 使用实施例1所述的无序毡,如下所述,夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被 设定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3mm的厚度。通过使 用布置在加热炉中的钢带行进方向上的5个辊对并相对于无序毡的91vol %的初始空隙率 以80vol %、78vol %、60vol %、41vol %和23vol %的阶梯式方式逐步降低空隙率,在5个阶 段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在不会导致处理失败的情况下获得热塑性 树脂牢固地固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第四阶段下降 的最多,在该阶段中,空隙率下降了 19vol%。当对空隙率为60vol%以上的复合基材进一 步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第四阶段下降的最多,在该阶段中空 隙率下降19vol%。当对空隙率为40vol%以上且低于60vol%的复合基材进一步加热/ 加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第五阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降 18vol% 〇
[0211] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为3mm的复合材料板。从获得的复合材料板切 割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模量 比为1. 09。
[0212] 同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显 窄于5mm,而碳纤维的厚度为宽度的1/2以下。
[0213][比较例1]
[0214] 使用实施例1所述的无序毡,如下所述,夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被 设定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3mm的厚度。通过使 用布置在加热炉中的钢带行进方向上的6个辊对并相对于无序毡的91vol %的初始空隙率 以80vol %、78vol %、60vol %、50vol %、33vol %和7vol %的阶梯式方式逐步降低空隙率, 在6个阶段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在不会导致处理失败的情况下获 得复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第六阶段下降的最多,在该阶段中下降 了 26vol %。当对空隙率为60vol %以上的复合基材进一步加热/加压时,在一次加热/加 压处理中,空隙率在第三阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降18vol%。当对空隙率为 40vol %以上且低于60vol %的复合基材进一步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空 隙率在第五阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降17vol%。
[0215] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为3mm的复合材料板。根据JS7164对获得的复 合材料板进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模量比为1.43。通过目测 观察复合材料的表面,确认碳纤维沿着在复合基材的制造过程中钢带的行进方向排列。
[0216][参考例1]
[0217] 使用实施例1所述的无序毡,如下所述,夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被设 定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3mm的厚度。使用布置在 加热炉中的钢带行进方向上的1个辊对试图由初始空隙率为91vol %的无序毡获得空隙率 为67vol%的复合材料,但是发生了处理失败,即,被钢带夹持的无序毡不向辊间隙的下游 前进,不能获得复合基材。
[0218][参考例2]
[0219] 使用实施例1所述的无序毡,使夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被设定为260 至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3mm的厚度。使用布置在加热炉中 的钢带行进方向上的2个棍对、试图由相对于无序毯的91vol %的初始空隙率以83vol %和 50vol%的阶梯式方式降低空隙率,但是在第二阶段的加热/加压时发生了与参考例1中同 样的处理失败,不能获得可用于获得复合材料的复合基材。
[0220] [实施例4]
[0221] 通过以与实施例1的无序毡的制造中相同的方式执行操作,区别在于将碳纤维的 供应速率改变为236g/min并且将作为基质树脂尼龙6树脂"A1030"的供应速率改变为 275g/min,来获得单位面积碳纤维重量为294g/m 2且初始空隙率为88vol %的无序毡。获得 的无序毡中的碳纤维束(A)的比率和平均纤维数量(N)与实施例1中的相同。在获得的无 序毡中,尼龙6颗粒在几乎无不均匀的情况下,均匀地分散并牢固地固定在碳纤维中。
[0222] 使用上述获得的无序毡,如下所述,使夹持8个无序毡的钢带穿过表面温度被设 定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有3. 7_的厚度。通过使用 布置在加热炉中的钢带行进方向上的5个辊对中的3对并相对于无序毡的88vol %的初始 空隙率以59vol %、59vol %、38vol %、38vol %和8vol %的阶梯式方式逐步降低空隙率,在 5个阶段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在这些阶段中的两个阶段中,在不导 致空隙率降低的极弱加压的条件下进行处理,在不会导致处理失败的情况下获得热塑性树 脂牢固地固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第五阶段下降的 最多,在该阶段中,空隙率下降了 31vol%。当对空隙率为60vol%以上的复合基材进一步 加热加压时,空隙率未降低。当对空隙率为40vol %以上且低于60vol %的复合基材进一步 加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第三阶段下降的最多,在该阶段中空隙 率下降21vol%。
[0223] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为3. 7mm的复合材料板。从获得的复合材料板 切割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模 量比为1. 18。
[0224] 同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显 窄于5mm,而碳纤维的厚度为宽度的1/2以下。
[0225][实施例5]
[0226] 使用实施例4所述的无序毡,如下所述,使夹持6个无序毡的钢带穿过表面温度被 设定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有2. 8mm的厚度。通过 使用布置在加热炉中的钢带行进方向上的6个辊对并相对于无序毡的88vol%的初始空隙 率以69vol %、69vol %、53vol %、53vol %、30vol %和20vol %的阶梯式方式逐步降低空隙 率,在6个阶段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在这些阶段中的两个阶段中, 在不导致空隙率降低的极弱加压的条件下进行处理,在不会导致处理失败的情况下获得热 塑性树脂牢固地固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第五的阶 段下降的最多,在该阶段中下降了 23vol%。当对空隙率为60vol%以上的复合基材进一 步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第三阶段下降的最多,在该阶段中空 隙率下降16vol%。当对空隙率为40vol%以上且低于60vol%的复合基材进一步加热/ 加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第五阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降 23vol%〇
[0227] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为2. 8mm的复合材料板。从获得的复合材料板 切割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模 量比为1.09。
[0228] 同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显 窄于5mm,而碳纤维的厚度为宽度的1/2以下。
[0229][实施例6]
[0230] 使用实施例4所述的无序毡,如下所述,使夹持5个无序毡的钢带穿过表面温度 被设定为260至360°C的多个辊对的间隙,使得最终复合材料能够具有2. 3mm的厚度。通 过使用布置在加热炉中的钢带行进方向上的6个辊对并相对于无序毡的88vol %的初始空 隙率以74vol %、74vol %、62vol %、62vol %、43vol %和16vol %的阶梯式方式逐步降低空 隙率,在6个阶段中进行用于获得复合基材的加热/加压处理,在这些阶段中的两个阶段 中,在不导致空隙率降低的极弱加压的条件下进行处理,在不会导致处理失败的情况下获 得热塑性树脂牢固地固定于碳纤维的复合基材。在一次加热/加压处理中,空隙率在第六 阶段下降的最多,在该阶段中下降了 26vol%。当对空隙率为60vol%以上的复合基材进 一步加热/加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第三阶段下降的最多,在该阶段中 空隙率下降16vol %。当对空隙率为40vol %以上且低于60vol %的复合基材进一步加热/ 加压时,在一次加热/加压处理中,空隙率在第六阶段下降的最多,在该阶段中空隙率下降 26vol% 〇
[0231] 使用一对冷却辊在不高于热塑性树脂的软化点的温度下使上述获得的高温复合 基材经历冷却/加压步骤。然后,获得厚度为2. 3mm的复合材料板。从获得的复合材料板 切割出测试片并根据JIS7164进行测量,结果,任意方向和与其正交的方向之间的拉伸模 量比为1. 13。
[0232] 同时,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的平均纤维长度为20mm,该长度为 切割碳纤维束线股时的长度。相似地,获得的复合基材或复合材料中的碳纤维的宽度明显
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1