СПОСОБ УКЛАДЫВАНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО МАТЕРИАЛА, ПОЗВОЛЯЮЩИЙ ОБЕСПЕЧИТЬ КОГЕЗИЮ ПОСЛЕДНЕГО, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ СИСТЕМЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРОМЕЖУТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

1. Способ непрерывного укладывания на поверхность укладывания промежуточного материала, состоящего из слоя однонаправленных армирующих волокон, соединенного на по меньшей мере одной из его сторон со слоем термопластичного и/или термоотверждаемого материала, причем слой или слои термопластичного и/или термоотверждаемого материала, из которых образован промежуточный материал, составляют не более 10% от общей массы промежуточного материала, предпочтительно составляют от 0,5 до 10% от общей массы промежуточного материала, предпочтительно от 2 до 6%, причем в соответствии с указанным способом:
- промежуточный материал до его укладывания был подвергнут операции точечного приложения поперечных усилий, реализуемой таким образом, чтобы затронуть всю толщину промежуточного материала, и сопровождающейся нагревом, приводящим к по меньшей мере частичному плавлению термопластичного материала или частичной или полной полимеризации термоотверждаемого материала на уровне точек приложения поперечных усилий, и приводящей к прониканию термопластичного и/или термоотверждаемого материала внутрь и созданию связующих мостиков по толщине однонаправленного слоя армирующих волокон, распространяющихся предпочтительно от одной главной стороны однонаправленного слоя волокон к другой;
- промежуточный материал укладывают в непрерывном режиме, по заданной траектории перемещения, с одновременным приложением к промежуточному материалу натяжения и давления, чтобы наложить его на поверхность укладывания, причем укладывание осуществляют, накладывая сторону промежуточного материала, соответствующую в ходе укладки слою термопластичного и/или термоотверждаемого материала, на поверхность укладывания, и/или накладывая промежуточный материал в ходе укладывания на поверхность укладывания, несущую термопластичный и/или термоотверждаемый материал, и активируя термопластичный и/или термоотверждаемый материал, который находится на границе раздела между
промежуточным материалом и поверхностью укладывания, чтобы обеспечить связывание между уложенным промежуточным материалом и поверхностью укладывания.
2. Способ укладывания по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный материал укладывают в непрерывном режиме, по определенной траектории перемещения, под действием натяжения и давления, чтобы уложить на поверхность укладывания сторону промежуточного материала, соответствующую в ходе укладывания слою термопластичного и/или термоотверждаемого материала, и активировать, в ходе его укладывания, указанный слой термопластичного и/или термоотверждаемого материала, чтобы обеспечить связывание между уложенным промежуточным материалом и поверхностью укладывания.
3. Способ получения многослойной системы путем последовательного укладывания промежуточных материалов, состоящих из однонаправленного слоя армирующих волокон, соединенного на по меньшей мере одной из своих сторон со слоем термопластичного и/или термоотверждаемого материала, причем промежуточные материалы укладывают в непрерывном режиме в соответствии со способом по 1 или 2.
4. Способ получения многослойной системы по п. 3, отличающийся тем, что система содержит несколько однонаправленных слоев армирующих волокон, причем по меньшей мере два однонаправленных слоя армирующих волокон простираются в разных направлениях.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за исключением зон, окаймляющих точки приложения поперечных усилий, слой однонаправленных волокон является сухим, по меньшей мере на 50% его толщины, то есть он не пропитан термопластичным и/или термоотверждаемым материалом.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию точечного приложения поперечных усилий реализуют, прикладывая растягивающее усилие к промежуточному материалу, предпочтительно от 15 до 3000 г на 1 см ширины промежуточного материала.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что приложение растягивающего усилия к промежуточному материалу влечет по
меньшей мере частичное стягивание однонаправленных волокон после операции точечного приложения поперечных усилий, и растягивающее усилие предпочтительно составляет 300-2000 г на 1 см ширины промежуточного материала.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сила, вызванная давлением, приложенным к промежуточному материалу, составляет от 0,3 до 8 Н на 1 см ширины промежуточного материала.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что к промежуточному материалу прикладывается натяжение от 2 до 50 г на 1 см ширины промежуточного материала.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что траектория перемещения проходит параллельно направлению однонаправленных волокон.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что активацию проводят нагревом с последующим охлаждением.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию точечного приложения поперечных усилий реализуют путем пробивания иглой или рядом игл.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию точечного приложения поперечных усилий реализуют в направлении поперек поверхности промежуточного материала.
2
2
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операцию точечного приложения поперечных усилий реализуют с густотой точек приложения усилий от 40000 до 250000 на м, предпочтительно от 90000 до 110000 на м.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операция точечного приложения поперечных усилий оставляет после себя перфорации в пройденных слоях.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операция точечного приложения поперечных усилий приводит к коэффициенту раскрытия больше или равному 0 и меньше или равному 5%, предпочтительно составляющему от 0 до 2, предпочтительно от 0 до 1%.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечные усилия прикладывают в точках приложения, находящихся на линиях, проходящих параллельно друг другу.
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный
материал состоит из слоя углеродных волокон, соединенного на каждой из своих сторон со слоем термопластичного и/или термоотверждаемого материала.
19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что однонаправленный слой армирующих волокон в промежуточном материале является однонаправленным слоем углеродных волокон.
2
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что однонаправленный слой углеродных волокон имеет поверхностную плотность от 100 до 280 г/м.
21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой или слои термопластичного и/или термоотверждаемого материала, из которых образован промежуточный материал, состоят из термопластичного материала, выбранного из полиамидов, сополиамидов, полиамидов с блоками простого или сложного эфира, полифталимидов, сложных полиэфиров, сложных сополиэфиров, термопластичных полиуретанов, полиацеталей, полиолефинов C2-C8, полиэфирсульфонов, полисульфонов, полифениленсульфонов, полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов, полифениленсульфида, полиэфиримидов, термопластичных полиимидов, жидкокристаллических полимеров, фенокси-соединений, блок-сополимеров, таких как стирол-бутадиен-метакрилат, сополимеров метиметакрилат-бутилакрилат-метилметакрилат и их смесей.
22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой или слои термопластичного и/или термоотверждаемого материала, из которых образован промежуточный материал, являются неткаными материалами из термопластичных волокон.
2
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что нетканый материал или материалы, из которых образован промежуточный материал, имеют поверхностную плотность в интервале от 0,2 до 20 г/м.
24. Способ по п. 22 или 23, отличающийся тем, что нетканый материал или материалы, из которых образован промежуточный материал, имеют толщину от 0,5 до 50 микрон, предпочтительно от 3 до 35 микрон.
25. Применение в способе непрерывного укладывания по одному из пп. 1-24, промежуточного материала, который предварительно был подвергнут операции точечного приложения поперечных усилий,
для сохранения когезии промежуточного материала в процессе его укладывания, в частности, во время укладывания первых сантиметров.
2
2
26. Промежуточный материал, состоящий из однонаправленного слоя армирующих волокон, соединенного на меньшей мере одной из его сторон со слоем термопластичного и/или термоотверждаемого материала, причем слой или слои термопластичного и/или термоотверждаемого материала, из которых образован промежуточный материал, составляют не более 10% от полной массы промежуточного материала, предпочтительно составляют от 0,5 до 1,0% от полной массы промежуточного материала, предпочтительно от 2 до 6%, отличающийся тем, что он был подвергнут операции точечного приложения поперечных усилий, реализуемой таким образом, чтобы затрагивать всю толщину промежуточного материала, и сопровождающейся нагревом, приводящим к по меньшей мере частичному плавлению термопластичного материала или частичной или полной полимеризации термоотверждаемого материала на уровне точек приложения поперечных усилий, и приводящей к прониканию термопластичного и/или термоотверждаемого материала внутрь и созданию связующих мостиков по толщине однонаправленного слоя армирующих волокон, распространяющихся предпочтительно от одной главной стороны однонаправленного слоя армирующих волокон к другой; и тем, что операцию точечного приложения поперечных усилий реализуют с густотой точек приложения усилий от 40000 до 250000 на м, предпочтительно от 90000 до 110000 на м, и она ведет к коэффициенту раскрытия от 0 до 2%, предпочтительно от 0 до 1%, предпочтительно 0%.
27. Промежуточный материал по п. 26, отличающийся тем, что за исключением зон, окаймляющих точки приложения поперечных усилий, слой однонаправленных волокон является сухим на по меньшей мере 50% его толщины, то есть он не пропитан термопластичным и/или термоотверждаемым материалом.
28. Промежуточный материал по п. 26, отличающийся тем, что он состоит из слоя углеродных волокон, соединенных на каждой из его сторон со слоем термопластичного и/или термоотверждаемого материала.
29. Промежуточный материал по п. 26, отличающийся тем, что однонаправленный слой армирующих волокон, имеющийся в промежуточном материале, является однонаправленным слоем углеродных волокон.
2
30. Промежуточный материал по п. 29, отличающийся тем, что однонаправленный слой углеродных волокон имеет поверхностную плотность от 100 до 280 г/м.
31. Промежуточный материал по п. 26, отличающийся тем, что слой или слои термопластичного и/или термоотверждаемого материала, образующие промежуточный материал, выполнены из термопластичного материала, выбранного из полиамидов, сополиамидов, полиамидов с блоками простого или сложного эфира, полифталимидов, сложных полиэфиров, сложных сополиэфиров, термопластичных полиуретанов, полиацеталей, полиолефинов C2-C8, полиэфирсульфонов, полисульфонов, полифениленсульфонов, полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов, полифениленсульфида, полиэфиримидов, термопластичных полиимидов, жидкокристаллических полимеров, фенокси-соединений, блок-сополимеров, таких как стирол-бутадиен-метакрилат, сополимеров метиметакрилат-бутилакрилат-метилметакрилат и их смесей.
32. Промежуточный материал по п. 26, отличающийся тем, что один или несколько слоев термопластичного и/или термоотверждаемого материала, образующих промежуточный материал, являются неткаными материалами из термопластичных волокон.
2
33. Промежуточный материал по п. 32, отличающийся тем, что один или несколько нетканых материалов, образующих промежуточный материал, имеют поверхностную плотность в диапазоне от 0,2 до 20 г/м.
34. Промежуточный материал по п. 32 или 33, отличающийся тем, что один или несколько нетканых материалов, образующих промежуточный материал, имеют толщину от 0,5 до 50 микрон, предпочтительно от 3 до 35 микрон.
35. Способ изготовления композиционного изделия, включающий стадию образования многослойной системы способом, определенным в любом из пп. 3-24, путем последовательного укладывания промежуточных материалов, причем каждый из указанных
промежуточных материалов состоит из слоя армирующих волокон, соединенного на по меньшей мере одной из его сторон со слоем термопластичного или термоотверждаемого материала или смеси термопластичного и термоотверждаемого материалов, затем стадию распространения, путем инфузии или инжекции, термоотверждаемой смолы, термопластичной смолы или смеси таких смол внутрь многослойной системы, затем стадию отверждения желаемого изделия посредством этапа полимеризации/сшивки в соответствии с определенным циклом по температуре и под давлением и стадию охлаждения.
36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что термоотверждаемая смола диффундирует внутрь многослойной системы, причем указанная смола выбрана из эпоксидных смол, ненасыщенных сложных полиэфиров, виниловых эфиров, фенольных смол, полиимидов, бисмалеимидов, фенолформальдегидных смол, мочевиноформальдегидных смол, 1,3,5-триазин-2,4,6-триаминов, бензоксазинов, сложных эфиров цианатов и их смесей.
37. Способ по п. 35 или 36, отличающийся тем, что стадия распространения, затвердевания и охлаждения осуществляются в открытой форме.
38. Способ по п. 35 или 36, отличающийся тем, что полученное композиционное изделие имеет объемную долю волокон 55-70%, в частности 57-63%.
39. Способ по п. 35 или 36, отличающийся тем, что промежуточные материалы являются материалами по любому из пп. 26-34.