[发明专利]连续生产纤维增强泡沫的方法

说明书

本发明涉及一种模具(M)，其具有至少一个第一入口开口(E1)和至少一个第二入口开口(E2)，以及至少一个第一出口开口(A1)、至少一个第二出口开口(A2)和至少一个第三出口开口(A3)，其中第二出口开口(A2)和第三出口开口(A3)与第一出口开口(A1)交替。本发明还涉及通过模具(M)进行挤出来生产纤维/泡沫复合材料的方法，以及该模具(M)通过挤出生产纤维/泡沫复合材料的用途。

本发明涉及一种工具(W)，其具有至少一个第一入口开口(E1)和至少一个第二入口开口(E2)，以及至少一个第一出口开口(A1)、至少一个第二出口开口(A2)和至少一个第三出口开口(A3)，其中第二出口开口(A2)和第三出口开口(A3)与第一出口开口(A1)交替。本发明还涉及通过工具(W)进行挤出来生产纤维/泡沫复合材料的方法，以及该工具(W)通过挤出生产纤维/泡沫复合材料的用途。

纤维/泡沫复合材料，在本领域中也称为增强泡沫或纤维增强泡沫，具有特别的工业重要性，因为它们具有高强度和刚度，同时具有轻的重量。因此，纤维/泡沫复合材料对于尽可能轻但机械稳定性极高的部件特别重要。例如，纤维/泡沫复合材料用于船舶和汽车的部件。它们还用作风力涡轮机中的转子叶片的芯。对于在这种组件中的用途，纤维/泡沫复合材料应尽可能在所有三个空间方向上具有良好的机械性能，尤其是高剪切刚性。

现有技术公开了生产纤维/泡沫复合材料的多种方法。

US 6,206,669描述了一种用于连续生产增强泡沫的设备，该增强泡沫由内部泡沫和外部纤维材料组成。外部纤维材料由至少两层组成，一层具有增强效果，另一层是非织造材料。将纤维材料以这种方式引入装置中：使其形成一种管，向管中注入可发泡聚合物，然后通过发泡形成内部泡沫。内部泡沫粘附到纤维材料上，其中其渗透到非织造物的网眼中。在US 6,206,669中描述的装置中，将可发泡聚合物注入由纤维材料形成的空腔中是绝对必要的。该装置不可能用泡沫包围纤维材料。换句话说，使用US 6,206,669的设备不可能将纤维材料嵌入泡沫中。这被认为是不利的，因为增强泡沫具有高的强度和刚性，特别是当纤维材料嵌入泡沫中时。在所有三个空间方向上实现了良好的机械性能，特别是当纤维材料没有以平面方式嵌入泡沫中，而是当纤维材料已经在至少两个空间方向上构造时。

WO2012/025165描述了一种用于生产增强泡沫的芯元件。该芯元件通过将预切割泡沫元件粘合到至少一侧的纤维材料上来制造。这可以例如在包含纤维材料的模具中进行，然后向其中注入可发泡聚合物，其在发泡过程中形成泡沫并且粘合到纤维材料上。然后这样获得的核心元件可以通过已经施加纤维材料的一侧彼此粘合，从而形成增强泡沫。通过WO2012/025165中描述的方法可以生产增强泡沫，其中纤维材料嵌入泡沫中。然而，所述方法的缺点是不能连续进行。因此，该过程非常耗时且成本高。此外，施加了纤维材料的区域必须是平面的，以便能够使芯元件彼此粘合。

US 5,866,051公开了一种生产纤维增强泡沫的连续方法。在该方法中，将可发泡聚合物通过模头挤出，同时在挤出方向上拉出纤维材料(预浸料坯)。在US 5,866,051中所述的方法中，可发泡聚合物和纤维材料在模头中彼此粘合。根据US 5,866,051，还可以推迟可发泡聚合物和纤维材料彼此的粘合，直到它们处在模头外部。然而，在这种情况下，将纤维材料施加到泡沫上。在该实施方案中，纤维材料由此不能嵌入泡沫中。此外，当纤维材料和泡沫在模头外部彼此粘合时，纤维材料不会通过与泡沫相同的模头挤出。因此，另外需要复杂的辊系统以将纤维材料施加到泡沫上。US 5,866,051也公开了在增强泡沫中仅使用平面纤维材料。因此，通过所述方法，不可能在三个空间方向上进行最佳增强。

因此，本发明的一个目的是提供一种工具(W)和一种生产纤维/泡沫复合材料的方法，其减轻现有技术中所述装置和方法的缺点，或不存在该缺点。

该目的通过一种工具(W)来实现，该工具包括壳体(1)，该壳体(1)具有

-至少一个第一入口开口(E1)和至少一个第二入口开口(E2)，