[发明专利]利用流体浸湿纤维的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用流体浸湿纤维的装置和方法。

背景技术

纤维增强聚合物复合材料被区分成包括短纤维的复合材料和包括长纤维或连续纤维的复合材料。

连续纤维经常用于产生较大组分的纤维增强聚合物材料，例如，用于船舶工业和飞机工业、用于容器以及用于风轮机风轮叶片。

通过利用聚合物和结构性增强纤维制造那些复合材料，困难之一是要获得聚合物材料到这些纤维的充分渗透以及利用聚合物材料对这些纤维的彻底植入。

这种利用流体或熔融材料到纤维的渗透或对纤维的植入在这以前被称为或者将在这里被称为利用流体“浸湿”纤维。因此，“浸湿”纤维在这里的确还意味着“浸渍”纤维。

纤维增强复合材料的已知生产技术之一是长丝卷绕技术。

如图2所示，这种技术使用长丝纤维，即连续纤维。纤维束或纤维绳F利用熔融聚合物材料或液体聚合物材料浸湿，并且沿特定的方向卷绕在旋转心轴M上。

可替代地，湿润的、拉紧的纤维可以放置在模具中。正常情况下，通过导引这些纤维通过聚合物材料的开放式浴OB,如图2所示，或者通过引导它们通过具有湿润表面的转筒来浸湿这些纤维。

作为这种生产技术的缺点，该开放式浸湿系统使工作人员接触到有害气体。另外，该装置的清洁费力、耗时而且昂贵。

这种已知装置的另一缺点在于这样的事实，即空气滞留到聚合物材料中，这导致湿润纤维的质量降低，从而导致最后的纤维增强产品的硬度、强度和疲劳特性降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种利用流体浸湿纤维的改进装置和改进方法，其有效、对人体和环境无害，并且其比本领域已知浸湿装置和方法更彻底地浸湿纤维。

本发明的目的由权利要求1和权利要求14的特征来实现。

本发明的另外方面是从属权利要求的主题。

本发明涉及利用流体浸湿纤维的装置。该装置包括：通道，适于引导一根或多根纤维从该通道的入口端经过该通道到该通道的出口端。流体供应装置被耦接到该通道，其中该流体供应装置适于容纳流体。抽吸装置耦接到该通道，以抽吸由该流体供应装置供应的流体到该通道中，以便浸湿经过的一根或多根纤维。

而且，本发明涉及一种利用流体浸湿纤维的方法。该方法包括导引一根或多根纤维进入并通过通道的步骤。另外，该方法包括抽空该通道并将流体抽吸到该通道中。有利地，通过抽空该通道，去除了空气或其它气体分子。该流体利用抽吸装置至少部分被吸入或抽吸到该通道中，其中该流体由流体供应装置供应或提供。

而且，该方法包括在一根或多根纤维经过该通道的同时将该流体保持或保留在该通道中的步骤。

作为该创造性装置和方法的优点，均不会使工作人员和环境接触到有害气体。

该创造性装置和方法的另一优点在于这样的事实，即与已知浸湿装置和方法相比提高了该创造性装置和方法的浸湿质量和效率。

有利地，减小了在该流体中和最后的湿润纤维中的滞留空气的数量和体积。因此，最后的纤维增强产品提高了硬度和强度并且具有更好的疲劳特性。

如果纤维束或纤维绳前进穿过该通道，则还去除了该束或该绳的单根纤维之间的空气。有利地，这导致改进了这些束或绳的浸湿。

根据本发明的一个实施例，在该通道中产生了高真空，这进一步提高了去除空气的效果并且使该流体更好地渗透到这些纤维中并且利用该流体更彻底地植入这些纤维。

有利地，根据本发明的一个实施例，通过使该通道暴露于超声波和/或给该通道加热和/或给这些纤维预热来增强和/或加速这些纤维的浸湿。

附图说明

下面将作为示例更加详细地描述本发明。

附图图1示出了优选的配置，并且并非限制本发明的范围。

图1示出根据本发明的装置的横截面视图。

图2示出前述现有技术已知的利用流体浸湿纤维的装置。

具体实施方式

如图1所示，该装置包括具有纤维入口端5和纤维出口端6并且由浸湿装置主体4封装的浸湿通道8。

浸湿通道8适于引导一根或多根长丝纤维1，一根或多根长丝纤维1从浸湿通道8的入口端5通过通道8被传送到浸湿通道8的出口端6。

入口喷嘴5a布置在浸湿通道8的纤维入口端5处，并且出口喷嘴6a布置在浸湿通道8的纤维出口端6处。

纤维1，即单根长丝纤维或长丝纤维束或长丝纤维绳，通过入口喷嘴5a插入到浸湿通道8中。