复合产品的制作方法

文档序号:20825398发布日期:2020-05-20 03:14阅读:139来源:国知局
复合产品的制作方法

本实用新型涉及一种复合产品以及用于生产这种产品的装置。



背景技术:

复合产品典型地用作增强结构或框架,以改善部件的机械性能。

复合产品常包括线材组件以及由聚合物构成的基质。线材组件可以采用不同的形式。

文献wo2015121583描述了制造呈浸渍且编织成条带的捻绳(méche)组件的形式的复合材料。条带通常具有约100mm的宽度。在该方法中,捻绳被浸渍在流化床上。然后,沿着将捻绳在允许赋予每个捻绳所需尺寸的加热轧光机中压缩的方向校准捻绳。

文献wo2010034771描述了一种由织物或线材组件组成的聚酰胺复合物品,线材通过聚酰胺树脂彼此粘合。通过聚酰胺对线材的浸渍在压力下通过液压压力机进行。这种类型的浸渍需要安装复杂的设备,例如具有适合于织物形状和尺寸的模具的压力机。

申请人希望制造复合产品,该复合产品包括浸渍有聚合物并呈网格(换言之呈格栅)形式的线材组件。这种浸渍格栅可以就这样使用,或者更常见地用作半成品以涂覆树脂或聚合物而用作面板或其他柔性或刚性复合元件中的增强件。

在呈网格形式的线材组件中,在将聚合物颗粒喷撒(saupoudrage)在网格上时,聚合物颗粒可以经由网格的网眼开口而穿过网格。为此,网格通常放在传送机的传送带上,该传送机使网格从喷撒朝加热移位。但是这种解决方案并不令人满意:在喷撒时,聚合物颗粒沉积在线材上,但也沉积在网格的网眼开口中。在这种情况下,在加热时,由于聚合物熔化并且倾向于在网格和条带之间积聚,因此对线材的浸渍不令人满意。此外,在加热后,网眼开口被聚合物堵塞,经常发生网格仍然粘在传送带上。扯离网格导致网格浸渍劣化。

因此,现有技术不允许基于线材网格来获得其中浸渍令人满意的复合产品。由于线材的浸渍不善,所得到的复合产品不具有令人满意的机械性能。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种产品,其没有已知产品的局限性或者使已知产品的局限性最小化。

本实用新型的另一个目的是提供一种包括呈格栅状的线材组件的复合产品。

本实用新型的另一个目的是提供一种呈格栅状并具有改进的机械性能的复合产品,例如弯曲强度和抗冲击或抗撞击。

本实用新型的另一个目的是提供一种复合产品,其包括基于植物纤维,尤其是亚麻的线材格栅。

根据本实用新型,这些目的尤其通过片状或带状复合产品来实现,该产品包括格栅和聚合物,

-所述格栅由限定网眼开口的交织的线材形成,线材基于纤维,

-所述格栅包括上面和与上面相反的下面,

-每根线材都具有位于格栅的上面上的上部部分、位于格栅的下面上的下部部分,以及介于上部部分和下部部分之间的中间部分,

-所述格栅的线材由所述聚合物浸渍,所述浸渍是不对称的,使得所述线材的上部部分相对于下部部分和中间部分包括更大量的浸渍聚合物。

该解决方案相对于现有技术尤其具有对格栅的线材进行不对称浸渍的优点。为此,将颗粒喷撒在格栅的上面上,然后将所述面放置成相向于,即面向加热元件。在加热期间,加热部分面向加热元件保持平坦,以允许对加热部分的均匀加热。保持平面部分允许防止熔融聚合物在加热部分的一侧或另一侧移位。而且,这也促进了格栅的平面部分上的均匀加热。在保持平坦且不接触的部分上自上面进行加热允许获得不对称浸渍。

在加热时,加热部分还在上面和下面上保持不接触。换句话说,加热部分是悬置没有任何接触的,因此在将聚合物浸渍到线材中时没有任何压力施加在加热部分上。例如,没有加热装置的任何元件接触加热部分的上面或下面。例如,加热的格栅部分不在传送机的传送带上。因此,熔融聚合物可以在完全没有应力的情况分布在加热部分的线材周围。

例如,如果通过包括配备有红外灯作为加热元件的腔室的红外炉确保加热:上面和红外灯之间没有接触。下面和腔室的下边缘之间也没有接触。这允许不干扰熔融聚合物在加热部分的线材上的分布。

熔融聚合物的一部分浸渍上面。熔融聚合物的另一部分通过重力而在线材的周边流动,并随着且由于流动而逐渐浸渍线材。因此,从上面朝下面观察到浸渍梯度或不对称的浸渍:格栅的加热部分在上面上比下面上具有更大的浸渍。换句话说,加热部分的线材的截面具有不对称的浸渍:在线材的下部部分上的可用熔融聚合物比相反部分上的少,因此浸渍较浅。例如,浸渍深度典型地在上部部分中为线材半径的40-80%,在中间部分中为半径的20-60%,且在下部部分中为10-40%。或者换句话说,不对称浸渍的特征在于浸渍聚合物的40-90%(优选60-90%)位于上部部分,浸渍聚合物的10-50%(优选10-30%)位于中间部分且浸渍聚合物的0-20%(优选0-10%)处于下部部分。

由于当复合材料用作基础材料(例如垫子)上的加强网格时,其增强了抗弯刚度,因此有益的是可以制造在上面上具有更高量聚合物的复合产品。此外,这允许可以在与外部元件发生冲击或负载时增强抗冲击性:线材不会干净地破裂而是缓慢地疏解,从而保持网格稳定器的效果。

有利地,因为浸渍是不对称的,这限制了聚合物的质量,因此根据本实用新型的产品具有改善的机械性能同时保持轻质。对称浸渍将显著增加复合产品的重量,而不会显著增加机械性能,尤其是刚度。

因此,令人惊讶地,根据本实用新型的产品通常比具有相当强度的现有复合产品更轻,但这允许改善机械性能,尤其是刚性或抗负载或抗冲击性。

根据本实用新型的复合产品呈板状或带状形状:它们可以通过胶合或粘合容易地与另一部件相关联以加强所述部件。例如,在机动车辆中,根据本实用新型的复合产品片材或带可以用作门饰板或仪表板或车辆其他内部装饰部件上的加强件。将片材或带层压到基础材料上,例如由植物纤维和聚丙烯制成的非织造毡,并且将该组件加热到聚合物的熔点以上并在模具中按压成型(压缩模制)。通过上述方法的不对称沉积的浸渍聚合物在该压缩模制步骤中更深地渗透线材,从而确保在线材周边上更好的浸渍质量,但浸渍保持不对称。

有利地,根据本实用新型,对覆盖有聚合物颗粒的格栅部分的加热主要从上方进行,即从上面进行。因此,熔融聚合物从加热元件保护纤维,以防止纤维被加热元件劣化,例如燃烧。有利地,聚合物吸收热量的一部分,使得线材的纤维比聚合物加热得更少,这允许保护线材。

冷却允许已浸渍线材或位于线材的表面上的熔融聚合物从熔融状态变为固态。有利地,在冷却时,以类似于加热的方式,包含熔融聚合物的部分保持平坦且无接触。换句话说,冷却在浸渍线材上不施加任何压力或应力或接触并且覆盖熔融聚合物,并且格栅保持平坦。在这种情况下,熔融聚合物的分布仅受重力影响,而没有任何外部应力干扰聚合物的分布。例如,当格栅搁置在支撑件上或当格栅倾斜并且熔融聚合物固化时,格栅的不对称浸渍可以通过格栅的倾斜或位于格栅下方的支撑件来改变。此外,如果在冷却期间格栅位于支撑件上,则格栅可以保持胶合在支撑件上。最后,与支撑件的任何接触都可以改变浸渍线材的圆形几何形状(其有利于对格栅的增强效果)。因此,在冷却期间保持格栅平坦且没有接触使得允许避免这些缺点,并且在冷却期间保持聚合物在格栅上的不对称分布并且不改变线材的圆形几何形状。

垫子可以层压在加热格栅的一部分的下面上或者备选地上面上。优选地,垫子可以层压在加热部分的下面上。申请人已经观察到,当垫子胶合到浸渍线材的与包含更多聚合物的上部部分相反的下部部分时,机械性能更好。还可以制成堆叠“夹层”,加热部分介于两个垫子之间。将格栅层压在垫子上允许显著增加垫子的刚度,且带来重量减少。

优选地,层压步骤在加热步骤和冷却步骤之间进行。在这种情况下,聚合物的至少一部分仍然熔融,这促进了垫子和格栅之间的粘合。垫子与熔融聚合物形成接触。有利地,以格栅上非常小的压力或没有压力而实现接触,以最小化层压对格栅的厚度(截面)的影响,由于格栅的线材用作加强肋,因此它们的效果与格栅的最终厚度直接相关。

例如,垫子层压在格栅的下面上。例如,用于层压的装置包括展开辊、接触辊和压力辊。展开辊将垫子朝接触辊展开,接触辊使垫子面向格栅的下面。压力辊和接触辊位于格栅的两侧,分别面对下面和上面。

优选地,接触辊和格栅的下面之间的间距对应于垫子的厚度或略高于垫子的厚度,使得接触辊不在格栅的下面施加压力或施加最小压力。

优选地,压力辊和接触辊之间的间距对应于加热出口处的格栅的厚度,在垫子的情况下加上垫子的厚度。这允许使格栅上的最大压力及其形变最小化。

优选地,压力辊覆盖有非粘性材料,例如硅树脂成分或特氟隆,以不粘附到浸渍格栅的上面或下面。接触表面还优选地是柔软且有弹性的,以便适应格栅的几何形状并最小化对线材的挤压。

备选地,可以在冷却后将垫子层压在格栅上。在这种情况下,可以通过使用粘合剂将垫子胶合在格栅上。另一种可能性是重新加热格栅以熔化格栅的至少一部分并粘附垫子。另一种可能性是也加热预浸垫子以熔化热塑性基质,然后热塑性基质粘附到格栅。备选地,可以同时重新加热格栅和垫子以熔化两个部件的基质并使它们粘附。

在一个实施例中,格栅的至少一部分的上面覆盖有至少与未浸渍格栅的表面相同的聚合物颗粒表面密度。例如,200g/m2的格栅喷撒至少200g/m2的聚合物颗粒。申请人已经观察到这允许良好的浸渍结果。

在一个实施例中,格栅的至少一部分的上面覆盖有聚合物颗粒,聚合物质量占浸渍格栅的总质量的40%至60%。

例如,在一个实施例中,通过颗粒扩散器(例如振动筛)执行喷撒,喷洒的颗粒质量ms与上面上沉积的颗粒质量md之间的比率大于2,比率ms/md大于3、优选大于4、优选地大于5。在该实施例中,申请人发现尽管有网眼开口,但是也可以在线材上沉积足够量的颗粒。当喷撒质量ms相对于沉积质量md过大,特别是ms/md介于5和9之间时,质量ms足以获得令人满意的浸渍。例如,对于14×14mm的网眼格栅,介于5和6之间的ms/md提供了有利的结果;对于28x28mm的网眼格栅,介于7和9之间的ms/md提供了有利结果。

喷撒设备的目的是将聚合物颗粒沉积在格栅上。存在多个装置来执行该动作:例如,喷撒设备包括具有围绕周边的梳状系统的鼓,然后将鼓上的粉末沉积(下落)在振动筛上。

备选地,可以使用具有分配控制装置的分配器以将颗粒仅沉积在线材上并以确定的量沉积颗粒。

在一个实施例中,网格在喷撒期间设置在支撑件上,例如传送机的传送带。在喷撒结束时,经喷撒的网格的至少一部分在加热之前离开支撑件,以便使积聚在网眼中的颗粒通过重力下落并使其再循环以用于格栅的另一部段的喷撒。

在一个实施例中,颗粒的尺寸介于100至600μm之间。

根据一个实施例,格栅具有多边形网眼,例如矩形或正方形。备选地,格栅可以具有包括弯曲边缘的网眼。

在一个实施例中,格栅包括具有大于或等于1cm,优选地介于1cm和6cm之间,优选地介于1cm和3cm之间的网眼开口的网眼。

根据一个实施例,线材基于植物纤维,例如亚麻或来自纤维素纤维。在一个实施例中,纤维选自亚麻、大麻、洋麻、荨麻、黄麻、蕉麻、剑麻、竹子。基于植物纤维的线材制品通常具有在纺纱期间引入的一些扭曲,这允许改善线材的径向抗压强度,这将在层压至垫子上后具有更大厚度并因此改善格栅的弯曲增强效果。植物纤维的密度也很低,约为1.2-1.6,这允许对于给定的重量获得更大的格栅厚度,并因此进一步改善了格栅的增强效果。由于线材的天然来源,采用这些纤维还降低了由格栅所增强的部件生产的生态影响。

在一个实施例中,基于植物纤维的线材由至少50%重量的来自碎麻或梳理填料的短纤维组成。其短纤维具有比例如在打碎亚麻时提取的长纤维便宜的优点,并且一旦用聚合物浸渍,则其使用不会损害线材的机械性能。

根据一个实施例,线材基于合成纤维,例如基于聚合物、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或这些不同类型纤维的混合物。

根据另一个实施例,线材基于动物纤维,例如丝或羊毛。

根据另一个实施例,线材基于植物纤维以及至少一种非植物纤维,例如合成纤维。在该实施例中,线材基于至少两种不同的纤维。

根据一个实施例,相互交织的格栅的线材通过缝合、针织或编织例如用聚酯涂覆的非常精细的线材而保持在一起。格栅的这种组装方式具有多个优点。即使当浸渍聚合物处于熔融状态时,其也允许所获得复合产品保持良好粘合和均匀,这在通过本文所述的复合产品的压缩模制来模制复合部件时是有利的。此外,借助聚酯线材的这种组装仍允许线材之间的轻微滑动,这允许在通过压缩模制来模制复合部件时在3个维度上具有大可成形性。

在一个实施例中,加热元件是红外炉或对流炉。

根据一个实施例,聚合物的熔体指数大于或等于30(根据标准化测试,g/10min达2.16kg)。

在一个实施例中,聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或共聚酰胺、聚酯或共聚酯、热塑性聚氨酯、共聚甲醛、热塑性纤维素酯(纤维素醋酸丙酸酯)、聚乳酸(pla)或上述物质的衍生物或混合物。

在一个实施例中,聚合物选自热塑性聚合物,例如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或共聚酰胺、聚酯或共聚酯、热塑性聚氨酯,共聚甲醛、热塑性纤维素酯(纤维素醋酸丙酸酯)、聚乳酸(pla)。

复合产品用作加强件或框架以确保材料的刚性,尤其是弯曲刚度。该产品还允许改善抗冲击性或抗碰撞性。

本实用新型还涉及一种用于制造复合产品的装置,包括:

-喷撒设备,其包括用于将聚合物颗粒喷撒在由相互交织的线材形成的格栅上的装置,线材基于纤维,所述格栅包括上面以及与上面相反的下面,用于喷撒的所述装置允许利用聚合物颗粒来喷撒格栅的至少一部分的上面,以用聚合物颗粒覆盖所述上面;

-位于喷撒设备下游的加热设备,所述加热设备包括加热元件以用于加热格栅的用聚合物颗粒覆盖的一部分,聚合物颗粒被加热到至少等于聚合物的熔融温度的温度;

其特征在于,该装置包括移位装置,该移位装置设置成在加热期间使格栅的所述加热部分保持平坦并且在所述部分的上面和下面上没有接触。

移位装置设置成使格栅的所述部分连续地从喷撒设备朝向加热设备(如果装置包括冷却设备,则朝向冷却设备)移位。另外,移位装置设置成在加热时使格栅的所述加热部分保持平坦并且在所述部分的上面和下面上没有接触。换句话说,当该部分面向加热元件移位,或者固定在加热元件下方时,移位装置使其保持平坦并且在加热部分的下面和上面上没有接触。移位装置通过接触加热部分以外的部分来保持格栅。

格栅在张力下工作,其在移位装置之间张紧,该移位装置允许在加热期间并且可选地在冷却和喷撒期间使格栅保持平坦。移位装置通过与格栅接触而保持并张开格栅,但是在格栅的位于加热设备位置处并且可选地位于冷却设备位置处的部分之外。换句话说,重要的是避免在加热且可选地在冷却期间接触格栅的有用部分,即加热的部分。例如,移位装置包括展开器、卷绕器和牵引单元,这三个元件定位于格栅的加热部分以外,并且可选地定位于格栅的冷却部分以外。

展开器沿卷绕器的方向展开未加工格栅,即没有聚合物的格栅。卷绕机在格栅上施加牵引力,以使网格处于张紧状态。

卷绕器在加热下游卷绕例如通过冷却单元或在露天空气中冷却的复合产品。

展开器和牵引单元协作以控制格栅(然后是复合产品)的张力和展开速度。牵引单元例如包括在复合产品的两侧上的两个辊:分别面对格栅的上面和下面定位的上辊和下辊。上辊和下辊沿相反方向旋转,其中一个方向沿顺时针,另一个沿逆时针,以使格栅(然后是产品)从展开器朝向卷绕器前进。备选地,牵引单元可包括面对面的两个条带,或面向圆柱的条带。

移位速度例如介于0.5m/min和5m/min之间,优选介于1.0和2.0m/min之间,例如1.5m/min。移位速度取决于可用的加热功率:速度越高,加热功率应该越大,以确保聚合物的熔化。特别地,申请人已经利用功率为115kw的红外加热器在例如1400mm的格栅宽度上以及1.5m/min的速度获得了良好的结果。

上辊和下辊之间的空间选择为控制施加在复合产品上的压力。压力应该足以驱动复合产品。应该将压力限制为不使复合产品劣化。例如,间距介于0.8和1.5mm之间。

在一个实施例中,该装置包括位于加热设备下游的冷却设备以用于冷却所述部分,所述移位装置用于在冷却期间使格栅的所述加热部分保持平坦并且在所述部分的上面和下面上没有接触。

冷却设备用于冷却聚合物以使聚合物固化。例如,冷却设备包括搅拌气体(例如空气或惰性气体)的至少一个风扇以冷却聚合物。备选地,可以将压缩空气引导到格栅上以迫使其冷却。

在一个实施例中,加热部分在加热、冷却期间以及加热和冷却之间的期间保持没有接触且保持平坦。因此,从加热到冷却没有任何接触将改变浸渍线材的几何形状。

在一个实施例中,该装置包括层压设备以用于将浸渍格栅层压在垫子上,特别是将加热部分的下面和/或上面层压到垫子上。

优选地,层压设备位于加热设备下游。

在一个实施例中,该装置包括位于喷撒设备上游的预热设备,所述预热设备包括预热元件以用于预热待被颗粒覆盖的格栅的至少一部分。

根据一个实施例,该装置包括位于喷撒设备下游的再循环设备。再循环设备允许回收在喷撒期间沉积在格栅的网眼中的聚合物颗粒,这些颗粒可以重复使用。再循环设备位于喷撒设备下游。

根据一个实施例,该装置包括带式传送机以用于在喷撒期间保持格栅。保持格栅的带式传送机位于加热装置上游,它保持格栅的张力,这决定了格栅在加热装置下方的高度并有助于格栅在加热设备入口处和加热期间的平面位置。

例如,当装置包括带式传送机以用于在喷撒期间使格栅移位时,再循环设备包括其中颗粒流入设置在传送带上的网格的网眼开口的容器。

在一个实施例中,该装置包括位于加热设备下游,优选地位于冷却设备下游的切割设备。切割设备允许将复合产品切割成根据复合产品的用途确定的尺寸的条带或片材。

根据本实用新型,复合产品呈片材或带状。片材或条带指在平面(x,y)中定义的平面对象,并且其中沿z轴的厚度远小于沿x轴和y轴的尺寸。条带是在(x,y)平面中一个尺寸比另一个尺寸大得多的片材。

在本实用新型中,术语格栅与网格同义并且是指彼此交织以定义网眼的线材组件。为了形成网眼,线材彼此连成一体,例如胶合或粘合,或由支撑线材保持。

在本实用新型中,线材由纤维形成。

有利地,浸渍格栅更容易操作。线材的纤维至少部分地嵌入聚合物中。线材彼此连成一体,组件在操作时不会断裂。

本实用新型还涉及浸渍有聚合物的格栅的使用以用于制造包括所述格栅和支撑件的复合产品,所述聚合物允许将格栅一体连接在所述支撑件上。使用具有熔融聚合物涂层的预浸渍格栅允许有助于格栅在支撑件上的粘附和固定。支撑件可以是垫子或任何其他待加固的平面支撑件。

本实用新型还涉及一种复合产品,其一方面包括预浸渍有聚合物的格栅,且另一方面包括预浸渍有与所述格栅的聚合物相同或不同的聚合物的垫子。垫子和格栅是预浸渍的,这有利于将格栅粘附在垫子上。

在本实用新型中,术语“垫子”表示由以随机方式组织的纤维组成的支撑件或板,换句话说是片或毡。垫子是非织造材料。本实用新型优选地涉及在垫子上的层压,但是本实用新型不限于这种类型的支撑件。可以使用由单向、多向、编织或非编织纤维组成的支撑件。

根据本实用新型,术语“复合产品”或“复合材料”是包括相关联的不同且稍微均匀的至少两种材料的产品。该关联赋予组件分开采用成分所不会具有的特性。在本实用新型中,复合产品可以是线材和聚合物的格栅,线材至少部分地用聚合物浸渍。预浸渍的所述线材格栅可以嵌入与所述线材的聚合物相同或不同的聚合物中。复合产品也可以是预浸渍线材格栅,所述格栅层压在垫子上,所述垫子也可以预浸渍与所述线材的聚合物相同或不同的聚合物。在这种情况下,使用层压在预浸渍或未预浸渍的垫上的预浸渍格栅有利于所述格栅的粘附。然后复合产品是层压复合材料。

针对根据本实用新型的方法描述的实施例比照根据本实用新型的装置、复合产品和复合产品的用途而适用,且反之亦然。

附图说明

在附图所示的描述中指出了本实用新型的实施例,其中:

图1示出了可用于本实用新型的无聚合物的未加工格栅的总体视图;

图2示出了根据第一实施例的本实用新型的框图;

图3示出了根据第一实施例获得的复合产品的总体视图;

图4示出了根据第一实施例的复合产品的纱线截面;

图5示出了根据第二实施例的本实用新型的框图;

图6示出了根据本实用新型第二实施例的复合产品的总体视图。

附图标记列表

1格栅

2复合产品

3未加工线材

4交叉点

5网眼

6上面

7下面

10预浸渍件

11聚合物

12生产线

13喷撒设备

14再循环设备

15加热设备

16冷却设备

17展开器

18牵引单元

19卷绕器

20上辊

21下辊

22带式传送机

23红外线炉

24已浸渍线材

25已浸渍线材的上部部分

26已浸渍线材的下部部分

27已浸渍线材的中心部分

28振动筛

100层压复合材料

101垫子

102生产线

103喷撒设备

104再循环设备

105加热设备

106冷却设备

107展开器

108牵引单元

120上辊

121下辊

122带式传送机

130层压设备

131展开辊

132接触辊

133压力辊

134切割设备

135层压复合材料片材。

具体实施方式

图1至图6示出了本实用新型的两个实施例,但是本实用新型不限于图1至图5所示的实施例。

图1示出了可用于本实用新型中的格栅1以制造复合产品2。示出在图1中的格栅1是喷撒和浸渍之前的格栅,换句话说是未加工格栅,也就是说没有聚合物。格栅1包括彼此交织的线材3。线材3在每个交叉点4处彼此胶合或缝合。格栅1具有尺寸为14×14mm或28×28mm的矩形多边形网眼5。但也可以使用具有10至60mm例如多边形的网眼的格栅。

格栅1包括上面6和下面7。

格栅3基于亚麻纤维。在此实施例中,线材仅基于亚麻,但是可以使用由不同材料制成的线材,或者使用基于多种不同类型纤维的线材,例如大麻、洋麻、荨麻、黄麻、蕉麻、剑麻、棉、竹、聚合物纤维、碳纤维、玻璃,玄武岩、芳纶。

图2示出了根据第一实施例的装置以用于制造图3中所示的复合产品2。在该实施例中,复合产品2是预浸渍件10,其包含浸渍有聚合物11的格栅1。

图2中所示的该第一实施例的装置是生产线12,其包括喷撒设备13、再循环设备14、加热设备15、冷却设备16。

为了确保格栅1从加热设备13向冷却设备16的移位,生产线12包括展开器17、牵引单元18以及卷绕器19。展开器17朝喷撒设备13展开由称为未加工线材3制成的没有聚合物的格栅1。牵引单元19定位在冷却设备14之后并且在生产线12的每个设备前方牵引格栅1。牵引单元18包括与上面6面对的上辊20以及与下面7面对的下辊21。格栅1保持在上辊20和下辊21之间,这允许拉动所述格栅1。卷绕器19将预浸渍件8卷绕至生产线12的末端。在该实施例中,格栅以1.5m.min-1的速度移位。

生产线12允许使格栅的一部分连续地通过喷撒设备13、再循环设备14、加热设备15和冷却设备16。在喷洒设备13之前,格栅1的一部分具有呈未加工状态的线材3;在冷却设备16之后,所述未加工的格栅部分已经转变成预浸渍部分10。

在生产线12的开始处,在展开器17的出口处,格栅1搁置在带式传送机22的带上,该带式传送机22面对喷撒设备13保持格栅1并将格栅1引向再循环设备14。在该生产线12中,喷撒设备13是振动筛28,其将聚合物颗粒喷撒在格栅1的一部分的整个表面上,换句话说喷撒在格栅的线材3上和网眼开口5中。例如,对于14x14mm的格栅而言,筛子喷撒1200至1300g.m-2的聚合物颗粒(喷洒质量ms),以便在再循环设备之后在线材3上保留200至240g.m-2的聚合物颗粒(沉积质量md),比率ms/md介于5和6之间。在此实施例中,聚合物11是聚丙烯。对于28×28mm的格栅,筛子喷撒1700-1900g.m-2(ms)以获得200-240g.m-2(md)。

传送机22的带允许收集网眼5中的聚合物颗粒,以将它们朝再循环单元14传输。

然后,格栅的已喷撒部分通过加热设备15。加热设备15在这里是红外线炉23。红外线炉23从上方,即从上面6将已用聚丙烯(pp)喷撒的部分加热至200到220°c的温度。pp熔化并保护线材3的亚麻纤维免受红外辐射,以使亚麻保持在185-190℃以下并且不燃烧。

在加热出口处,已加热部分通过冷却设备16。在该实施例中,冷却设备16包括定位成面对上面6的空气风扇(图中未示出)。

在加热和冷却期间,由于牵引单元18施加的张力,已加热部分被张紧并且没有接触。

在牵引单元18的出口处,预浸渍件10卷绕在卷绕器19上。

图4示出了已浸渍线材24的一段,其示出了线材24的不对称浸渍。浸渍允许将未加工线材3转换成已浸渍线材24。预浸渍件10的线材24包括上部部分25、中间部分27以及下部部分26。上部部分25是暴露在格栅的上面6上的部分;下部部分26是暴露在格栅1的下面7上的部分。

上部部分25比下部部分26浸渍得更深入。实际上,聚合物9沉积在上面6上,并从上面6开始熔化。熔融聚合物的一部分浸渍线材24的上部部分25。未浸渍线材24的上部部分25的聚合物11通过重力沿线材24的周围流动,并且逐渐地浸渍。因此,获得聚合物的不对称分布:在线材的下部部分27,可用熔融聚合物少于相反部分,因此浸渍较不深入。浸渍深度在上部部分中典型地为线材半径的40-80%,在中间部分中为半径的20-60%,并且在下部部分中为10-40%。或者换句话说,不对称浸渍的特征在于,40-90%的浸渍聚合物存在于上部部分,10-50%存在于中间部分,且0-20%存在于下部部分。

线材22的中心部分27很少甚至没有浸渍,大部分聚合物分布在上部部分25和下部部分26与中间部分的侧面之间。

熔融聚合物基本上填充构成未加工线材3的纤维之间的空隙,使得已浸渍线材24通常具有比未加工线材3大大约5-20%的直径。图5示出了根据第二实施例的装置以用于制造图6中所示的复合产品2。在该实施例中,复合产品2是包括层压在支撑件,这里是垫子101上的预浸渍件10的层压产品100。

图5中所示的该第二实施例的装置是生产线102,其包括喷撒设备103、再循环设备104、加热设备105、冷却设备106。这些设备与生产线12的第一实施例的相同。

如在根据第一实施例的生产线12中一样,根据第二实施例的生产线包括展开器107和牵引单元108,以及带式传送机,这些元件如根据第一实施例的生产线12中那样操作。

根据第二实施例的生产线102允许制造层压复合材料100。为此,生产线102包括位于加热设备105和冷却设备106之间的层压设备130。层压设备130包括展开辊131、接触辊101以及压力辊133。垫子101缠绕在展开辊131上。接触辊132和压力辊133分别定位成与下面7和上面6面对。

展开辊131将垫子101朝接触辊132展开。接触辊132将垫子朝格栅的下面7进行引导。下面7包括处于熔融状态的至少一部分聚合物11,其能够具有粘合功能。垫子和预浸渍件夹在(夹层)接触辊132和压力辊133之间。接触辊132和压力辊133之间的间距对应于稍微小于垫子的厚度和已浸渍线材22的厚度之和的距离,典型地小5-20%,使得垫子101和预浸渍件10彼此轻微按压。距离优选地取决于垫子的类型。这允许改善预浸渍件10在垫子101上粘附,从而尽可能地使已浸渍线材24的厚度改变最小化。

在未示出的实施例中,在上面6上进行层压。在未示出的另一个实施例中,在上面6和下面7上进行层压。

在层压设备130的下游,冷却设备105在层压设备130的出口处冷却层压复合材料100。

生产线102还包括位于冷却设备10下游的切割设备。切割设备134允许将层压复合材料100切割成预定尺寸的片材135。

由生产线102获得的层压复合材料片材135在图6中示出。片材135包括预浸渍件10和垫子101。

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