专利名称：颗粒芯预成型工艺的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种颗粒预成型工艺。更具体地，本发明涉及一种提供填充材料芯的颗粒预成型工艺。
背景技术：
在常规的预成型工艺中，将纤维和粘合剂喷射到通过其吸进空气的多孔表面上，其典型地为筛网。纤维通过粘合剂和空气的吸力保持在筛网上。一旦粘合剂硬化，则可将已形成在筛网上的纤维层移除。粘合剂典型地为可呈乳状液或粉末形式的粘结剂。乳状液可由于吸气风扇的气流而部分地变干，而粉末形式的粘合剂则可能需要后续加热以激活粘结剂特性。
预成型工艺允许所形成层制成包括复杂的三维形状在内的复杂形状。典型地，预成型件包括玻璃纤维等纤维材料，其随后与树脂在闭式模制工艺中结合。闭式模制工艺的实例包括树脂传递模塑法(RTM)、轻树脂传递模塑法(RTM light)、真空注塑法和压注成型法。
在预成型中所使用的纤维材料与在模制过程中所使用的树脂同样相对较为昂贵。当需要较厚的预成型件时，可以在预成型纤维层之间使用芯材料，从而利用各材料的强度或树脂的流动特性，并减少形成成品件所需的纤维材料和树脂的量。此外，如果不需要纤维材料的强度，则可以单独使用芯。然而先前不知道如何廉价地提供具有预期的复杂形状的芯材料。芯材料先前被添加到平板或卷状库存材料形成的叠层中，或复杂的三维插入件中。可将芯添加到在开式或闭式模制环境中使用的叠层中。因而，存在对提供用于具有复杂形状的产品的芯材料的低成本方法的需求。
与树脂一起使用填充材料也是一种惯例。填充材料可以提供很多优点，例如降低的树脂合成物的成本、提高的强度、减少的重量、增加的耐久性、改进的刚度、提高的挠性、阻燃性、改进的声学性能等。由于树脂通常非常昂贵，所以非常重要是使用填料可提供的成本节省。
发明内容
本发明是预成型工艺的应用，其使用颗粒单独或与纤维材料层共同形成作为叠层的芯层。使用颗粒预成型工艺的优点在于能够选择性地沉积芯材料，以使芯可以相对较低的成本形成复杂的二维或三维形状。
具体实施例方式
颗粒预成型工艺利用芯材料，通过将芯材料沉积在例如筛网的预成型的多孔表面上而得以应用。芯材料首先以颗粒形式提供。适宜的芯材料的实例包括再生塑料、集料、矿物和植物基材料。可将芯材料切碎或剁碎以提供所需的颗粒尺寸。
如
图1中所示，将芯材料2通过喷嘴4喷射或喷出。芯材料2还与粘性粘合剂组合。粘性粘合剂可与芯材料2组合并通过单个喷嘴4一同喷射，或者粘结剂也可通过单独的喷嘴(未示出)与芯材料2的喷射共同喷射。粘性粘合剂典型地为弱粘结剂，并以液体乳胶或热固性粉末的形式提供。
利用例如风扇8等装置将空气吸过筛网6，以使结合的芯材料和粘结剂沉积在筛网6上，并在其上形成层。吸过筛网的空气产生筛网的真空侧，填充材料和粘结剂沉积于其上并通过真空效应部分地保持在筛网的恰当位置上。筛网为即将制成的制成品的形状。颗粒必须做得足够大以使其不会被吸过筛网6。
如图2中所示，叠层10也可由颗粒预成型工艺，通过或者将织造纤维垫敷设在筛网6上或者通过将纤维或单纤维和弱粘结剂喷射到筛网上而形成纤维层来制成。纤维在喷射时任意地沉积以形成非织造层。典型的叠层由第一纤维层12、中间芯层14和第二纤维层16组成。
用于形成纤维层的纤维(典型地为玻璃纤维)为叠层10增加了强度。
用于此预成型工艺的优选的粘结剂为新西兰核动力工业综合企业有限公司(Nuplex Industries Limited of New Zealand)制造的商品名为VISCOPOL6624的醋酸乙烯均聚物树脂乳胶。该乳胶提供有42％的固体含量，其加水稀释下降至25％的固体含量。为了将玻璃纤维粘合在一起，使用关于玻璃纤维质量的1.8％质量的稀释乳胶。为了将木屑等芯材料粘合在一起，使用关于木屑质量的4.6％的稀释乳胶。此仅为粘合粘结剂的优选使用方式，应该意识到所使用粘结剂的类型和数量的其它变化也是可能的。
一旦粘性粘合剂已硬化或固化，于是即可将预成型芯或叠层芯从筛网上移开，并放置在模具中以便涂布树脂。同时还涂布粘性粘合剂，预成型件由于该粘合剂而保持其形状。预成型的进一步压缩可发生在工艺的封闭模具或树脂填充阶段中。典型地，通过闭式模制工艺例如树脂传递模塑工艺、轻树脂传递模塑工艺(RTM light)、真空注塑或压注成型工艺，将树脂涂布到模具中的预成型上。在模制工艺中所使用的典型树脂为聚脂树脂，尽管此工艺并不局限于使用该树脂。
对于本发明所涉及的本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和本质特征的前提下，本发明可实施为除以上具体公开之外的形式。因此，上述本发明的具体实施方式
和所述工艺方法的具体细节在各方面均应理解为是说明性的而非限制性的。本发明的保护范围在所附权利要求中进行限定。
权利要求
1.一种制造预成型芯材料的方法，包括下列步骤提供具有预成型芯的所需形状的多孔表面；将空气吸过所述多孔表面；和将颗粒芯材料与粘性粘合剂的组合物沉积在所述多孔表面的真空侧上。
2.如权利要求1所述的方法，还包括提供颗粒状的芯材料的初始步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在沉积颗粒芯材料与粘性粘合剂的混合物之前，将第一纤维材料层沉积在所述多孔表面的所述真空侧上的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一纤维材料层是非织造纤维垫。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述第一纤维材料层是织造纤维垫。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述第一纤维材料层被沉积为纤维材料和粘结剂的混合物。
7.如权利要求3所述的方法，还包括将第二纤维材料层沉积在所述多孔表面的真空侧、颗粒芯材料与粘结剂的混合物之上的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中将颗粒芯材料和粘结剂的混合物层沉积在至少两个纤维材料层之间。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述多孔表面是筛网。
10.如权利要求1所述的方法，还包括使所述粘结剂硬化的步骤。
11.如权利要求10所述的方法，还包括将填充材料的预成型芯从所述多孔表面上移开的步骤。
12.如权利要求7所述的方法，其中所述第一和第二纤维材料层被沉积为颗粒芯材料与粘性粘合剂的混合物；并且还包括使与所述芯和纤维材料混合的所述粘性粘合剂硬化的步骤，以及将硬化的所述芯和纤维材料从所述多孔表面上移开的步骤。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述芯材料选自塑料、集料、矿物和植物基材料中的一种。
14.如权利要求3所述的方法，其中所述纤维材料为玻璃纤维。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述粘性粘合剂为液体乳状胶。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述粘性粘合剂为热固性粉末。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述液体乳状胶为醋酸乙烯均聚物树脂乳胶。
18.一种模制预成型品的方法，包括下列步骤提供具有预成型品的所需形状的多孔表面；将空气吸过所述多孔表面；将颗粒芯材料与粘性粘合剂的混合物沉积在所述多孔表面的真空侧上以形成材料芯；使所述粘结剂硬化；将所述芯材料从所述多孔表面上移开；将所述芯材料放置在模具中；以及将树脂添加到所述模具中。
19.如权利要求18所述的方法，其中通过闭式模制工艺模制所述制品。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述闭式模制工艺是选自树脂传递模塑法、轻树脂传递模塑法、真空注塑法和压注成型法中的一种。
21.如权利要求18所述的方法，还包括下列步骤在沉积颗粒芯材料与粘结剂的混合物之前，将第一纤维层沉积在所述多孔表面的真空侧上；和将第二纤维层沉积在所述多孔表面的真空侧、颗粒芯材料与粘结剂的混合物之上。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述第一和第二纤维层被沉积为纤维材料和粘性粘合剂的组合物。
23.在闭式模制工艺中使用颗粒芯材料的芯，其通过将颗粒芯材料与粘结剂的混合物沉积在通过其吸进空气的多孔表面上而形成。
全文摘要
一种利用颗粒预成型工艺制造预成型芯材料的方法。颗粒芯材料与粘性粘合剂组合并沉积在通过其吸进空气的、具有所需预成型件形状的多孔表面(6)上。一旦粘结剂硬化，将芯材料的沉积层从多孔表面(6)上移开，并可用作闭式模制工艺中的芯。该方法还可用于通过在沉积芯材料之前和/或之后沉积纤维材料层来制造预成型叠层。
文档编号B29C33/38GK1902044SQ200480039356
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月28日 优先权日2003年12月29日
发明者M·奥利弗, O·C·G·杰克逊－希尔 申请人:科勒新西兰有限公司