輻射固化強化疊層的製作方法
2023-05-18 22:48:21 4
專利名稱：輻射固化強化疊層的製作方法
技術領域：
本發明涉及到纖維增強型聚合物複合強化疊層。特別地，本發明涉及到使用電子束或輻射來粘合或固化強化疊層。
背景技術：
製造柔性纖維增強配管以提供了一種在自然資源開採中使用的柔性管。柔性纖維增強配管可以由強化疊層製成，該強化疊層由纖維增強型聚合物複合帶層組成。層間粘合劑可被用於複合帶表面，允許複合帶之間粘合，以形成強化疊層。使用粘合劑之後，管道可被熱固化，從而使層間粘合劑粘合，增強該強化疊層。為了使層間粘合劑熱固化，所有的管道組件必須被傳送通過一個烤箱或其他大的 加熱器，使粘合劑可以被加熱到一個合適的固化溫度，使得固化均勻連續甚至貫穿整體。
發明內容
一方面，本公開涉及一種將纖維增強型聚合物複合帶層粘合在一起以構成強化疊層的方法。該方法包括整合多個複合帶層以形成強化疊層，螺旋形的卷繞強化疊層，並且通過對強化疊層進行輻射，來固化多個複合帶層的一個或多個表面上的粘合劑。另一方面，本發明涉及一種粘合纖維增強型聚合物複合材料強化疊層的方法。該方法包括整合多個複合帶層，每個複合帶層包括至少一個富含樹脂的表面，用來形成強化疊層，螺旋形的卷繞強化疊層，以及通過對強化疊層進行輻射的方法來粘合強化疊層。另一方面，本發明涉及一種用纖維增強複合管的裝置。該裝置包括多個用來分配數個纖維增強型聚合帶層的帶層分配器；使數個複合帶層形成至少一個強化疊層的整合器；以及用來固化至少一個強化疊層上的粘合劑的輻射源，其中所述粘合劑位於該複合帶層的一個或多個表面上。
結合附圖，從下面的描述中本公開的特徵將變得更加顯而易見。圖I是根據本公開一個或多個實施例的固化條帶疊層方法的流程圖；圖2A是根據本公開一個或多個實施例的配管裝配線的側視圖。圖2B是圖2A中配管裝配線的一個端視圖。圖3A是根據本公開一個或多個實施例的帶層的透視圖。圖3B是根據本公開一個或多個實施例的強化疊層的透視圖。圖4A-4D是根據本公開一個或多個實施例的疊層組件的側視圖。
具體實施例方式為了形成柔性纖維增強配管的特定結構層，「強化疊層」可以是螺旋形纏繞以提供加固、支撐、結構、強度和/或保護。由於強化疊層可以由整合組成強化疊層的纖維增強聚合物複合帶層組成，形成配管的強化疊層的構造和應用可能是昂貴的和費時的。強化疊層可以由粘合帶層形成，並且其間的粘合可能需要固化來粘合到帶層，以實現適當的工作性能。例如，強化疊層可能(希望)具有耐化學性、熱絕緣性、結實到足以提供支撐、柔韌到足以提供相對運動和/或滑動、允許配管彎曲的柔韌性，和/或具備其他任何必要和/或需要的運行性能。可以形成強化疊層的帶層可以是纖維增強層。具體而言，帶層可以包括複合的基質材料和/或聚合物，包括，但並不限於聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏ニ滷、滷こ烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚こ烯基酮、聚こ烯醚、聚こ烯 基甲基醚、聚こ烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酷、聚丙烯腈、丙烯腈-苯こ烯共聚物、こ烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛和/或它們的組合。複合基質材料和/或組成該帶層的聚合物可能是部分或完全固化。進ー步地，帶層可以由單向纖維加強。此外，纖維可以由下述材料構成，如芳族聚醯胺、芳族化合物、陶瓷、聚烯烴、碳纖維、石墨纖維、玻璃纖維、E-玻璃、耐化學性的E-玻璃、S-玻璃、金屬纖維和/或任何其他的纖維狀材料和/或它們的任意組合。在強化疊層裝備到配管表面的同時，可以整合複合帶層以形成強化疊層。因此，施加粘合材料，如層間的粘合劑，可以在強化疊層形成和裝備的過程中施加。或者，層間粘合劑可以在強化疊層形成和裝備的過程之前施加於帶層表面，例如帶層的製造過程，或帶層製造和強化疊層形成之間的ー個中間過程。或者，強化疊層可以由一個在柔性管制造過程之前的獨立生產過程形成。另外，強化疊層可以被螺旋纏繞而並不施加到ー個配管上。此夕卜，在施加到配管的同時，強化疊層可以被部分固化。或者，在將強化疊層施加到配管的時候，形成強化疊層的帶層可以部分固化或者完全固化。根據本公開的ー個或多個實施例，強化疊層可以通過將粘合劑的薄膜(與帶層類似)置於可以被整合(層疊)以形成強化疊層的每個帶層之間來形成。或者，粘合劑薄膜可被壓延到帶層的ー個或多個表面，例如，通過滾壓裝置和/或使得膠膜和帶層運行通過滾筒之間的將膠膜壓制到帶層表面。再或者，液態粘合劑可被噴射和/或滴塗以在帶層的ー個或多個表面形成粘合劑層。此外，粉末狀粘合劑可被施加到帶層的ー個或多個表面，例如，通過靜電裝置。另外，本領域中的技術人員將理解，不脫離本公開的範圍的情況下，也可以使用其他方法和/或過程或它們的組合實現將粘合劑施加到帶層的ー個或多個表面上。另外，所用的粘合劑可被設計用於在輻照前完全固化(S卩，粘合)。本公開中所定義的輻射可以是任何形式的輻射，高能輻射，和/或在現有技術中，包括已知的粒子輻射，但不限於紫外線輻射、電子束、脈衝紅外輻射、雷射輻射。粘合劑施加之後，帶層可被整合以形成強化疊層。在此之後，強化疊層可被螺旋狀的纏繞，例如，在生產和/或製造配管的過程中應用於配管表面。螺旋纏繞的強化疊層可經輻照，如電子束輻射、雷射輻射、脈衝的紅外輻射、紫外輻射和/或熱輻射，用於固化粘合劑和粘合帶層來形成強化疊層。參照圖1，示出了ー個固化複合物強化疊層100的過程。首先，在步驟105中，粘合劑可被施加到帶層的ー個或多個表面，該帶層可被整合而形成一個強化疊層。該表面可作為相鄰整合帶層之間的接觸面。例如，接觸面可以是帶層的頂表面和底表面。此外，強化疊層最頂部的帶層的頂表面上可能沒有粘合剤，且強化疊層最底部的帶層的底表面上也可能沒有有粘合劑。因此，當強化疊層被裝備在配管段上時，在該強化疊層下方的強化疊層的表面上或者在該強化疊層上方的表面和/或層面上，該強化疊層可能不會與相鄰的強化疊層相粘連例如，粘合劑的應用可以通過在圖4A至4D (下文中所述)中的任一種方法實現，或者粘合劑可以通過本領域中已知的任意一種方法應用於帶層的一個或多個表面。例如，預先製作的粘合劑膠膜可被置於相鄰的帶層之間。可選地，液體或流體可被噴灑到帶層的一個或多個表面上。或者，粉末也可以通過靜電裝置或其它粉末施加裝置被施加在一個或多個表面上。或者，使用滾筒或其他裝置也可以將膠膜軋壓到帶層的一個或多個表面上。另夕卜，本領域中的技術人員將理解也可以使用其他的裝置，而不脫離本公開的範圍，包括，但不限於噴塗，通過噴嘴進行流體噴射的裝置，滾筒 塗裝法，浸潰，或手工施加。如前所示，該粘合劑可以是一個可以由UV輻射、電子束輻射、脈衝紅外束輻射、雷射輻射和/或其他高能量的輻射和/或粒子輻射固化的粘合劑。例如，粘合劑可以包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二滷、滷乙烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛，和/或在本領域中已知的其它粘合劑和/或它們的組合物。此外，例如，所用的粘合劑可以是薄膜態、液態、固態、凝膠態和/或粉末狀，以適用於在強化疊層製造過程中必須和/或可用的任何特殊類型的施加方式。因此，在施加到帶層的同時，粘合劑可能是部分固化的或者完全未固化的。按照本公開的一個或多個實施例的一個替代實施例，粘和劑可以直接製造在帶層上。例如，每個帶層可具有的結構包括纖維增強層，並且也可以具有粘和劑層，位於帶層的一個或多個表面上。或者，生產的帶層具有粘合劑的特點，該特點結構性的包含於帶層中。例如，一個帶層可具有富含樹脂的表面，當該帶層暴露在輻射中時，如本公開所述，可與相鄰的帶層粘結。此外，例如，富含樹脂的表面可以是部分固化的樹脂，這樣該帶層將不需要低溫儲藏，可具有長的暴露時間和工作時間，並且不會在強化疊層的製造過程中變粘，但在暴露在福射中時會被粘合，如本公開所述。雖然本公開所述的是該過程的一部分，粘合劑的應用可以在強化疊層生產之前被執行，並且，因此該過程可以在步驟110開始。在步驟110中，帶層接下來可被整合來形成強化疊層。該點上的強化疊層是非粘合的，以便於在製造過程中帶層可能會移動或彼此相對滑動。非粘合的強化疊層可以承受足夠大的壓力，使得在往配管結構表面纏繞強化疊層或形成螺旋纏繞時更加容易，然而，壓力不足將導致粘合劑滲出和/或帶層間的位移。在步驟115中，非粘合強化疊層接下來可以被螺旋纏繞和/或纏繞在配管段上。例如，強化疊層可以被螺旋纏繞在配管上以提供足夠的強度和/或支撐。另外，螺旋纏繞強化疊層相對於配管軸線的捻角(lay angle)可以改變，而不脫離本公開的範圍。例如，較小的捻角能提供大的拉伸強度，較大的捻角能提供更大的環箍強度和/或抗塌陷性。最後，在強化疊層螺旋纏繞和/或應用在一個配管上以後，該螺旋纏繞的強化疊層被傳輸通過一個輻射施加器。例如，輻射施加器可以給螺旋纏繞的強化疊層施加紫外線福射、電子束福射、脈衝紅外束福射、雷射福射和/或其他聞能量的福射和/或粒子福射。當該螺旋纏繞的強化疊層通過輻射施加器時，輻射可被掃描到螺旋纏繞的強化疊層表面。例如，在柔性纖維增強配管的製造過程中，配管可被輸送至裝配線，且傳送可以裝配在該配管上的帶層和/或結構部件。另外，作為可能被輸送管道，管道可轉動，從而使噴頭，如帶盤和/或其它元件在管道旋轉時可以保持靜止，並沿該線輸送。由於配管會被向該裝配線下遊傳送，可以施加強化疊層的螺旋纏繞。該螺旋纏繞的強化疊層然後可以通過一個輻射源，使得輻射在螺旋纏繞的強化疊層表面上掃描。有可能使得強化疊層完全暴露在輻射之下，這是由於螺旋纏繞的強化疊層可以通過輻射源，且輻射源能以很高的速率進行掃描。因此，可實現每個帶層間的均勻粘合，並且可以形成粘合的帶層疊。更優的，所述的輻射強度是足夠的，使得最接近所形成強化疊層內徑的帶層上相鄰(和/或施加)的層間粘合劑可被充分固化。現在，參考圖2A，示出了一個組裝裝置的側視圖，該裝置根據本公開中的一個或多個實施例。配管段200可沿X軸方向被送至配管裝配線。另外，配管段200可繞X軸旋轉， 使得強化疊層202和204可被螺旋纏繞在配管200表面上。帶層疊層202和204可以預先製造，或僅在施加到配管段200之前製造，如下所述。另外，雖然示出了配管段200，強化疊層202和204也可被螺旋纏繞而不需要配管段200。強化疊層202和204可從分配器和纏繞器(圖中未示出)送入。或者，如下討論所述，帶層可通過分配器和/或纏繞器(圖中未示出)送入，然後通過送入整合器來相處強化疊層202和204。分配器和纏繞器的實例可在下列專利中找到，美國專利號6491779，申請於2000年4月24日，發明名稱為「形成複合管組件的方法」;美國專利號6804942，申請於2002年9月27日，發明名稱為「複合管組件及形成方法」；美國專利號7254933，申請於2005年5月6日，2005年，發明名稱為「防塌系統和製造方法」；美國專利申請公布2009/0065630，申請於2007年9月11日，發明名稱為「分層帶引導軸和對齊的行動裝置和方法」，所有這些都通過弓I用的方式將其全部內容包含於此。另外，儘管只示出了兩個施加到配管段200的強化疊層202和204，本領域中的技術人員將理解，不脫離本發明的範圍的情況下，超過兩個的強化疊層可以在同時施加。另夕卜，本領域中的技術人員將理解，配管段200可包括，例如一個內襯、抗擠壓層、壓力強化層、環箍強度加強層、薄膜層、拉伸加強層、抗磨損層、護套和/或任何其它的附加層或它們的組合，而不脫離本公開的範圍。由於在製造過程中，配管段200沿X軸方向傳送，該用於強化疊層202和204的配管段200將被暴露在輻射源210和211下進行輻射，以固化配管段200的部件和/或強化疊層202和204。例如，強化疊層202和204可使組成強化疊層的各層之間施加的層間粘合劑部分固化。暴露於輻射源210和211能完全固化強化疊層202和204，以形成粘合的強化疊層，可提供壓カ加固、環箍強度加固、張カ加固和/或任何其他形式的加強和/或保護配管段200。輻射源210和211可以包括電源，加速器，發電機，和/或其他組件的組件盒212和213。此外，輻射源210和211還可包括掃描罩(scanning horn)214和215，用來掃描組件盒212和213中產生的輻射，為配管段200的整個表面提供均勻的輻照。輻射源210和211可位於組裝エ藝過程和/或裝置的任何位置，並且，更優的，輻射源210和211可置於エ藝過程的下遊，位於纏繞強化疊層之後。輻射源210和211的位置可以被優化以促進如製造、固化和/或粘合工藝、提高質量和/或生產效率。由輻射源210和211產生的輻射可以包括紫外線輻射、電子束輻射、脈衝紅外束輻射、雷射輻射和/或其他的高能量輻射的和/或粒子輻射。例如，參照圖2B，在生產過程中，電子束輻射源210和211可用來固化強化疊層202和204，該強化疊層用來施加在配管段200的外表面上。圖2B示出了圖2A所示的裝配過程的端視圖。配管段200可被帶層疊層202和204螺旋纏繞，如上文所述，可以應用兩個以上的帶層疊層。輻射源210和211發出的輻射可通過使用掃描罩214和215分布在配管段200的表面。雖然只分別示出了兩個輻射源210和211和相應的兩個掃描罩214和215，本領域中
的技術人員將理解，不脫離本公開的範圍的情況下，可以採用更多或更少的輻射源和/或
掃描罩。罩214和215可用作掃描罩，可允許輻射源和/或輻射束掃描配管段200的整個表面，使得強化疊層202和204充分暴露在輻射之下。例如，罩214和215的磁鐵(未示出)大約能以200Hz的頻率掃描輻射源。因此，配管段200的表面能被充分且均勻地暴露於輻射之下，從而固化位於帶層之間的粘合劑並粘合帶層以形成粘合的強化疊層。或者，輻射可以完全固化已經部分固化的帶層，粘合帶層，形成粘合的強化疊層。如上所述，輻射可包括紫外線輻射，電子束輻射，脈衝紅外束輻射，雷射輻射，及/或其他的高能量輻射的和/或粒子輻射。圖2B示意性地示出，輻射源210和211的罩214和215約可100%覆蓋配管段200的表面，從而使配管段200被完整地輻照。罩214和215可分別附加有組件盒212和213。組件盒212和213可分別包括如電子束源220和221、加速器222和223。電子束源220和221能產生電子，該電子在加速器222和223中被加速，然後通過罩214和215掃描配管段200的表面。電子束源220和221以及加速器222和223可以包括例如高壓絕緣材料、電加熱絲、強磁場、超高真空、超薄窗口和/或其他元件和/或任何產生電子束所需的必要部件。或者，電子束源220和221可用來提供其他形式的輻射。例如，輻射可以是紫外線、紅外線、雷射和/或其他高能量的輻射和/或粒子輻射。特別地，發電機224和225分別為組件盒212和213提供電源。或者，一個單一的發電器可為所有使用的輻射源提供電源，在不脫離本公開範圍的情況下，可以使用其他裝置的發電機。如上文所述，電子束或其它輻射使用200Hz的掃描速度，期望得到完整的曝光。因此，需要使用高能量源(發電機)的介質，例如，一個提供2. 5至IOMeV的發電機能產生一個直徑約為I英寸的電子束。一個50KW或者更大的直流電源可以用於加速器管來加速電子束中的電子。掃描罩的磁鐵然後可以用約200Hz的頻率掃描電子束。在此配置和電子束的例子中，輻射源提供了一個確定四至六英寸寬的簾式電子(輻射)，使得強化疊層的整個表面得到輻照。因此，在這些條件下，一個組裝的螺旋纏繞的強化疊層能以一個很高的速度通過裝配線。例如，由於粘合劑的固化要花費數秒鐘，該過程允許的製造工序可達每分鐘10米或更多。如圖2A所示，輻射源210和211分別位於強化疊層202和204螺旋纏繞的點的下遊。因此，由於螺旋狀纏繞，強化疊層202和204的結構可以通過施加輻射而實現結構性的粘合。
現在參考圖3A和3B，示出了與本公開中ー個或多個式實施例一致的ー個強化疊層組件示意圖。帶層301、302和303可在製造過程中結合，使得帶層301、302和303粘合以形成圖3B所示的強化疊層320。帶層301、302和303可通過施加到帶層的ー個或多個表面上的層間粘合劑310相互結合。施加粘合劑的ー個或多個表面可作為相鄰疊層和/或整合的帶層之間的接觸面。因此，例如，在途3A中，帶層301的頂表面和帶層303的底表面可以沒有粘合剤，因為它們不是相鄰帶層之間的接觸面。因此，在圖3A中，只有帶層302的頂表面和底表面都需要施加粘合劑310。如圖3B所示，在施加粘合劑310之後，帶層301、302和303可被整合以形成帶層疊層320。如上所述，接下來帶層疊層320被輻照，使得粘合劑310能固化並粘合帶層301、302和303，形成粘合的強化疊層。此外，雖然只有三個帶層，本領域中的技術人員可以理解，在不偏離本公開範圍的情況下，根據本公開中的一個或多個實施例的強化疊層可以由更多或更少數量的帶層形成。現在參照圖4A至4D，示出了粘合劑施加到帶層上的應用。在圖4A到4D的每幅圖中，帶層疊層400可通過整合器401被整合井形成。整合器401可將帶層403壓緊而形成 帶層疊層400。粘合劑可通過不同的エ藝過程施加到帶層疊層403的ー個或多個表面。例如，參考圖4A，粘合劑410可以是薄膜或其他類似的帯狀結構，該結構可由捲軸或其它來源提供，使得薄膜可被施加在每個相鄰的帶層403之間。另外，粘合劑420可以是可噴灑的液體，如圖4B所示。或者，粘合劑430可以是可通過靜電施加的粉末狀物質，如圖4C所示。或者，粘合劑440也可通過液體浴或軋壓的方法施加於帶層403的粘合表面。其優點在於，根據本公開中的一個或多個實施例，其中的粘合強化疊層允許實現均勻粘合エ藝。具體而言，輻射可均勻地分布在強化疊層表面，從而固化位於帶層之間的粘合劑，形成強化疊層。此外，根據本公開的ー個或多個實施例中的エ藝和/或裝置，可實現ー個簡單的製造エ藝。具體而言，可提供一個小輻射源，從而最大程度地縮減用語組裝纏繞強化疊層的裝配線。此外，根據本公開的ー個或多個實施例中的エ藝和/或裝置，可實現ー個更快的製造エ藝。具體而言，用來固化強化疊層中粘合劑的快速輻照能避免採用ー個大型熱固化
來纏繞強化疊層。此外，根據本公開的ー個或多個實施例中的エ藝和/或裝置，可實現ー個更簡單的應用帶層間的粘合劑形成強化疊層的製造エ藝。具體而言，一個部分固化的粘合劑薄膜或一個浸潤了粘合樹脂的帶層是不具有粘和性的，因此可更簡單而有效的實現粘合劑和帶層的應用。此外，根據本公開的ー個或多個實施例中的エ藝和/或裝置，可實現在製造和/或執行中可替代位置和/或資源的應用。根據本公開中的一個或多個實施例，由於輻射固化過程不是ー個對流和/或熱傳導加熱的過程，粘合劑的固化可在室溫或者更低的溫度下完成。此外，根據本公開的ー個或多個實施例，帶層和/或粘合劑不需要低溫存儲，具有長的暴露時間和工作時間，並且在強化疊層的加工過程中不會變粘。此外，根據本公開的ー個或多個實施例的エ藝和/或裝置，在強化疊層的製造過程中，其過程和/裝置可實現帶層的完全和/或部分固化。此外，在輻照之前，粘合劑是未固化和/或部分固化的。此外，根據本公開的一個或多個實施例的工藝和/或裝置，可實現更厚和/或不同的材料的強化疊層。特別地，本發明中公開的輻射具有一個大的穿透深度，使得製造過程中能固化更大的疊層。此外，根據本公開的一個或多個實施例的工藝和/或裝置，可實現更快的製造過程。特別地，根據本公開的一個或多個實施例，固化過程僅需要幾秒鐘，從而使製造速度達到每秒10米或者更高，這取決於帶層厚度、強化疊層高度和/或其形成的纏繞強化疊層的直徑。
此外，根據本公開的一個或多個實施例，其過程和裝置可實現單一組分的粘合劑和/或樹脂的使用。這避免了混合的必要和/或消除了應用中不均勻性的存在，和/或固化了粘合劑。此外，也消除了雙組份粘合劑的工作時間和凝膠時間的限制。因此，高質量強化疊層的製造過程可變得更有效。此外，根據本公開的一個或多個實施例，其過程和裝置可實現粘合劑、樹脂和/或複合材料的使用，並且實現其期望的性質。具體而言，根據本發明公開的內容，粘合劑、樹脂和/或複合材料具有高的玻璃化溫度、低的孔隙率和/或良好的機械，物理、熱、電、化學環境，環境和抗老化性能，從而產生高的產品性能。儘管本公開提出了有限數量的實施例，本領域中的技術人員因此而受益，並認識到在不脫離本公開範圍的條件下設計出其他實施例。因此，本發明的範圍應當僅由所附的權利要求限定。
權利要求
1.一種通過粘合纖維增強型聚合物複合帶層來形成強化疊層的方法，該方法包括 整合多個複合帶層以形成強化疊層； 螺旋纏繞強化疊層；以及 通過對強化疊層進行輻照來固化位於複合帶層一個或多個表面上的粘合劑。
2.根據權利要求I所述的方法，還包括 將粘合劑施加到數個複合帶層的一個或多個表面。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，施加粘合劑包括 形成膠膜； 將膠膜粘合到數個複合帶層的一個或多個表面上。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，施加粘合劑包括 將膠膜軋壓到數個複合帶層的一個或多個表面上。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，施加粘合劑包括 將粘合劑粉末用靜電施加到數個複合帶層的一個或多個表面上。
6.根據權利要求I所述的方法，其中所述粘合劑包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二滷、滷乙烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一種。
7.根據權利要求I所述的方法，其中所述粘合劑包括液體、粉末、凝膠、固體和薄膜其中的至少一種形態。
8.根據權利要求I所述的方法，其中所述固化過程發生在螺旋纏繞強化疊層之後。
9.根據權利要求I所述的方法，其中數個複合帶層中的一個或多個包含拉擠成型的單向纖維。
10.根據權利要求9的方法，其中所述的單向的纖維包括碳纖維、石墨纖維、E-玻璃纖維、S玻璃纖維、金屬纖維和耐化學品的E-玻璃纖維中的至少一種。
11.根據權利要求I所述的方法，其中還包括 將單組份電子束粘合的配方液體施加到數個複合帶層的一個或多個表面上，其中所述輻射包括電子束輻射。
12.根據權利要求I所述的方法，其中所述輻射包括紫外線輻射。
13.根據權利要求I所述的方法，其中所述輻射包括電子束輻射。
14.根據權利要求I所述的方法，其中所述輻射包括脈衝紅外輻射。
15.根據權利要求I所述的方法，其中所述輻射包括雷射輻射。
16.根據權利要求I所述的方法，其中在輻射固化之前粘合劑是部分固化的。
17.根據權利要求I所述的方法，其中要在整合數個複合帶層以形成強化疊層之前完全固化數個複合帶層。
18.根據權利要求I所述的方法，其中要在整合數個複合帶層以形成強化疊層之前部分固化數個複合帶層。
19.根據權利要求18所述的方法，其中數個部分固化的複合帶層在輻照之後完全固化。
20.一種粘合纖維增強型聚合物複合強化疊層的方法，該方法包括 其中整合多個複合帶層以形成一個強化疊層，每個複合帶層都包括至少一個富含樹脂的表面； 螺旋纏繞強化疊層；以及 通過將強化疊層輻照的方法對其進行粘合。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述輻射是電子束。
22.根據權利要求20所述的方法，其中所述輻射是紫外線輻射。
23.根據權利要求20所述的方法，其中在形成強化疊層之前數個複合帶層被部分固化。
24.一種粘合聚合物複合強化疊層的裝置，該裝置包括 多個用來分配數個纖維增強型聚合帶層的帶層分配器； 使數個複合帶層形成至少一個強化疊層的整合器；以及 用來固化至少一個強化疊層上的粘合劑的輻射源， 其中所述粘合劑位於該複合帶層的一個或多個表面上。
25.根據權利要求24所述的裝置，進一步包括 用來將粘合劑施加到數個複合帶層的一個或數個表面上的塗膠機。
26.根據權利要求24所述的裝置，進一步包括 用來螺旋纏繞至少一個強化疊層的纏繞機構。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中在裝配線上所述輻射源位於纏繞機構的下遊。
28.根據權利要求24所述的方法，其中所述輻射包括紫外線輻射。
29.根據權利要求24所述的方法，其中所述輻射包括電子束輻射。
30.根據權利要求24所述的方法，其中所述輻射包括脈衝紅外輻射。
31.根據權利要求24所述的方法，其中所述輻射包括雷射輻射。
32.根據任何權利要求24所述的裝置，其中所述粘合劑包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二滷、滷乙烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一種。
33.一種粘合纖維增強型聚合物複合帶層形成強化疊層的方法，該方法包括 整合多個複合帶層以形成強化疊層； 螺旋纏繞強化疊層；以及 通過將強化疊層輻照的方法固化數個複合帶層一個或多個表面上的粘合劑。
34.根據權利要求33所述的方法，進一步包括 將粘合劑施加到數個複合帶層的一個或多個表面。
35.根據權利要求34所述的方法，其中施加粘合劑包括 形成膠膜； 將膠膜粘合到數個複合帶層的一個或多個表面。
36.根據權利要求34所述的方法，其中施加粘合劑包括 將膠膜軋壓到數個複合帶層的一個或多個表面。
37.根據權利要求34所述的方法，其中施加粘合劑包括 將粘合劑粉末用靜電施加到數個複合帶層的一個或多個表面上。
38.根據權利要求33-37中的任何一項所述的方法，其中所述粘合劑包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二滷、滷乙烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一種。
39.根據權利要求33-38中的任何一項所述的方法，其中所述粘合劑包括液體、粉末、凝膠、固體和薄膜中的至少一種形態。
40.根據權利要求33-39中的任何一項所述的方法，其中固化過程發生在螺旋纏繞強化疊層之後。
41.根據權利要求33-40中的任何一項所述的方法，其中數個複合帶層中的一個或多個包含拉擠成型的單向纖維。
42.根據權利要求41所述的方法，其中所述的單向纖維包括碳纖維、石墨纖維、E-玻璃纖維、S玻璃纖維、金屬纖維和耐化學品的E-玻璃纖維中的至少一種。
43.根據權利要求33所述的方法，進一步包括 其中將單組份電子束粘合的配方液體施加到數個複合帶層的一個或多個表面上， 其中所述輻射包括電子束輻射。
44.根據權利要求33-42中的任何一項所述的方法，其中所述輻射包括紫外線輻射。
45.根據權利要求33-42中的任何一項所述的方法，其中所述輻射包括電子束輻射。
46.根據權利要求33-42中的任何一項所述的方法，其中所述輻射包括脈衝紅外輻射。
47.根據權利要求33-42中的任何一項所述的方法，其中所述輻射包括雷射輻射。
48.根據權利要求33-47中的任何一項所述的方法，其中在輻射固化之前粘合劑是部分固化的。
49.根據權利要求33-48中的任何一項所述的方法，其中要在整合數個複合帶以形成強化疊層之前完全固化數個複合帶層。
50.根據權利要求33-48中的任何一項所述的方法，其中要在整合數個複合帶以形成強化疊層之前部分固化數個複合帶層。
51.根據權利要求50所述的方法，其中數個部分固化的複合帶層在輻照之後被完全固化。
52.一種粘合纖維增強型聚合物複合強化疊層的方法，該方法包括 其中整合多個複合帶層以形成一個強化疊層，每個複合帶層都包括至少一個富含樹脂的表面； 螺旋纏繞強化疊層；以及 通過將強化疊層輻照的方法對其進行粘合。
53.根據權利要求52所述的方法，其中所述輻射是電子束輻射。
54.根據權利要求52所述的方法，其中所述輻射是紫外線輻射。
55.根據權利要求52-54中的任何一項所述的方法，其中在形成增強疊層之前之前數個複合帶層是部分固化的。
56.一種粘合聚合物複合強化疊層的裝置，該裝置包括 用來分配數個纖維增強型聚合複合帶層的多個帶層分配器； 使數個複合帶層形成至少一個強化疊層的整合器；以及 用來固化至少一個強化疊層上的粘合劑的輻射源， 其中所述粘合劑位於該複合帶層的一個或多個表面上。
57.根據權利要求56所述的裝置，進一步包括 用來將粘合劑施加到數個複合帶層的一個或數個表面上的塗膠機。
58.根據權利要求56-57中的任何一項所述的裝置，進一步包括 用來螺旋纏繞至少一個強化疊層的纏繞機構。
59.根據權利要求58所述的裝置，其中在裝配線上，所述輻射源位於纏繞機構的下遊。
60.根據權利要求56-59中的任何一項所述的裝置，其中所述輻射包括紫外線輻射。
61.根據權利要求56-59中的任何一項所述的裝置，其中所述輻射包括電子束輻射。
62.根據權利要求56-59中的任何一項所述的裝置，其中所述輻射包括脈衝紅外輻射。
63.根據權利要求56-59中的任何一項所述的裝置，其中所述輻射包括雷射輻射。
64.根據權利要求56-63中的任何一項所述的裝置，其中所述粘合劑包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二滷、滷乙烯聚合物、乙烯基滷化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、矽樹脂、丙烯酸類聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚、環氧樹脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一種。
全文摘要
一方面，本發明涉及一種粘合纖維增強型聚合物複合帶層的方法。該方法包括整合數個複合帶層以形成強化疊層，螺旋纏繞強化疊層；和通過將強化疊層輻照來固化位於數個複合帶層的一個或多個表面的粘合劑。另一方面，本發明涉及一種粘合纖維增強型聚合物複合強化疊層的方法，該方法包括整合多個複合帶層以形成一個強化疊層，每個複合帶層都包括至少一個富含樹脂的表面；螺旋纏繞強化疊層；通過將強化疊層輻照的方法對其進行粘合。另一方面，本發明涉及一種粘合聚合物複合強化疊層的裝置。
文檔編號B29C63/08GK102858519SQ201180019192
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月3日 優先權日2010年4月14日
發明者謝明君 申請人:迪普弗萊克斯有限公司