專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在刮刀構(gòu)件上的復(fù)合組合物。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于刮刀構(gòu)件的復(fù)合組件，所述的制品具有一層或多層內(nèi)層，該內(nèi)層包含用耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維(如碳纖維或芳綸)填充的熱塑性工程樹(shù)脂；一層或多層碳纖維中間層；以及一層或多層罩面用外層。
背景技術(shù)：
刮刀與造紙機(jī)械的旋轉(zhuǎn)輥表面接觸達(dá)到各種各樣用途，如輥清潔或紙張脫落。傳統(tǒng)的刮刀一直是用包括金屬和各種復(fù)合材料在內(nèi)的各種材料制成的。
多年來(lái)復(fù)合材料一直用于制造造紙機(jī)械上的刮刀。通常，這些復(fù)合材料由兩部分組成，即基材和將各基材層壓在一起所用的膠粘劑。常用的基材材料為紙、棉織物、玻璃纖維織物、碳纖維精紡織物或無(wú)紡織物、單向碳層布或條和合成纖維織物。后者包括聚酯纖維、尼龍和丙烯酸類(lèi)聚合物。常用的膠粘劑為酚醛樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂這樣的熱固性塑料。
在選擇基材與膠粘劑合適組合方面存在幾個(gè)棘手的問(wèn)題。首先，耐熱性較好的膠粘劑可能更容易導(dǎo)致層間粘合強(qiáng)度差；其次，既有較優(yōu)的耐水性又有良好的耐化學(xué)性的膠粘劑所產(chǎn)生的層間粘合強(qiáng)度往往較低；第三，相對(duì)于較厚的材料優(yōu)選較薄的刮刀構(gòu)件，但最適用于較薄構(gòu)件的剛性基材(如纖維玻璃)更易磨損，因而刮刀在操作中更容易損傷輥。因此，適合刮刀用的復(fù)合材料的選擇一直是困難的，在很多情況下要根據(jù)應(yīng)用具體選擇。
1985年10月29日授權(quán)給Judd等人的美國(guó)專(zhuān)利US4,549,933所描述的復(fù)合刮刀具有許多包封在環(huán)氧樹(shù)脂中的并列纖維層。這些纖維層包括被單向石墨中間層包圍的纖維芯層和纖維外層。該專(zhuān)利所包含的發(fā)明特征在于單向石墨中間層必須在(刮刀)縱向取向。在此該專(zhuān)利全文用作參考。
近年來(lái)，有些熱塑性工程樹(shù)脂一直被用作刮刀用膠粘劑。它們的層間粘合強(qiáng)度和耐熱性都很好。它們本身還能更好去支撐長(zhǎng)纖維基材的纖維，其性能優(yōu)于普通熱塑性材料如常用的聚乙烯和聚丙烯等。
一些可以用酚醛或環(huán)氧型膠粘劑粘合的基材并非都對(duì)熱塑性工程樹(shù)脂有用，因?yàn)閷⒑竺孢@些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變成復(fù)合材料所需的加工溫度較高。例如，在某些熱塑性工程樹(shù)脂加工生產(chǎn)復(fù)合材料時(shí)，象棉花、紙和某些合成纖維(如聚酯纖維)這樣的基材會(huì)發(fā)生燃燒或熔融。
以往使用熱塑性工程樹(shù)脂的基材要么是玻璃纖維，要么是碳(如紡織纖維或單向碳層)。玻璃纖維基材并不盡如人意，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀孜覍?duì)某些材料來(lái)說(shuō)它們非常易磨損。因此，包含玻璃纖維的刮刀僅限于在造紙機(jī)干燥的一端使用，而不能在造紙機(jī)濕潤(rùn)的一端使用，在濕端的分類(lèi)輥(sorer roll)容易時(shí)就很難與輥的形狀相順應(yīng)。因此，操作時(shí)它們要化過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)與輥相吻合。在這段磨合時(shí)間內(nèi)，刮刀和造紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率不理想。
最近，人們將單向碳層、聚酯纖維織物和環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑組合起來(lái)制成在造紙機(jī)濕端使用的薄刮刀。而這一組合是剛性的，而且非磨損的，但由于其對(duì)水、熱和化學(xué)腐蝕敏感，其用途受到限制。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明一方面旨在提供一種用于刮刀構(gòu)件的復(fù)合組件，上述復(fù)合組件包括(a)一層或多層中心層，該中心層包含用耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維填充的熱塑性工程樹(shù)脂；(b)位于一層或多層中心層之上的一層或多層中間層，所述各中間層包含至少一層碳層；和(c)位于一層或多層中間層之上的一層或多層表面片材。
本方面另一方面旨在提供有一側(cè)緣結(jié)構(gòu)的加長(zhǎng)刮刀構(gòu)件，其構(gòu)造適合在造紙機(jī)輥表面使用，所述刮刀包含以上定義的復(fù)合組件。
本發(fā)明復(fù)合組件有一些比以往用于刮刀的復(fù)合組件的重要優(yōu)點(diǎn)。與所有包含單向碳基材的復(fù)合材料相比，本發(fā)明復(fù)合組件能更快地順應(yīng)造紙機(jī)輥形狀，而且在要求的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)磨損，這樣就無(wú)需頻繁更換(刮刀)。本發(fā)明復(fù)合組件還可避免使用的纖維玻璃，因?yàn)槔w維玻璃用在刮刀上就會(huì)造成輥磨損。而且，本發(fā)明復(fù)合材料比使用玻璃纖維的復(fù)合層疊材料具有更好的耐水性，并比含環(huán)氧樹(shù)脂的復(fù)合材料具有更好的耐化學(xué)性。本發(fā)明復(fù)合組件還可以制成具有合理的總厚度(如厚度為0.008到0.2英寸)的刮刀構(gòu)件，這些刮刀構(gòu)件在運(yùn)行時(shí)不需要不合理的高扭距和過(guò)度的能量損耗。本發(fā)明這些復(fù)合刮刀的刮刀緣在縱向上有足夠的剛度，在運(yùn)行過(guò)程中不易向外偏轉(zhuǎn)，因此可以避免正在被刮的漿料在刮刀與被刮的輥表面之間流動(dòng)。此外，本發(fā)明復(fù)合刮刀構(gòu)件在通常與造紙機(jī)濕潤(rùn)端對(duì)應(yīng)的高溫下運(yùn)行時(shí)(如約70-100℃)所用材料的耐熱性不會(huì)下降、剛性降低或產(chǎn)生結(jié)疤。
本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式的具體說(shuō)明本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合材料”定義為一種或多種材料合成組合而產(chǎn)生的材料，其中包括選定的填料或增強(qiáng)元件(也稱(chēng)為“基材”)和相容的基材膠粘劑(也稱(chēng)為“膠粘劑”)以獲得刮刀構(gòu)件所用的特殊性質(zhì)和性能。最好將一種先進(jìn)的復(fù)合組件用于本發(fā)明，這種復(fù)合組件既包含熱塑性工程樹(shù)脂膠粘劑基質(zhì)，又包含增強(qiáng)元件，二者均具有不同尋常的高性能。
本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用術(shù)語(yǔ)“層壓件”定義為一種較好的復(fù)合材料構(gòu)件，其制造方法是用膠粘劑將多層扁平基材層或片粘合在一起，通常還結(jié)合加壓和加熱，從而形成復(fù)合組件。
本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用術(shù)語(yǔ)“熱塑性工程樹(shù)脂”一詞定義為具有綜合了優(yōu)異的強(qiáng)度、耐熱性、低吸水性和耐化學(xué)性的熱塑性樹(shù)脂。
本發(fā)明所用的熱塑性工程樹(shù)脂不包括傳統(tǒng)的熱塑性樹(shù)脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酯。一般來(lái)說(shuō)，熱塑性工程樹(shù)脂具有適合制造刮刀構(gòu)件所用的相對(duì)高的熔點(diǎn)(如200℃以上)。相反，聚乙烯和聚丙烯沒(méi)有足夠的耐熱性、韌性、剛性和良好的粘結(jié)性，不能成為制造刮刀所用的理想樹(shù)脂。適用于本發(fā)明的熱塑性工程樹(shù)脂的吸水性低于0.5重量％、最好低于0.3重量％。這些熱塑性工程樹(shù)脂膜較好的強(qiáng)度約為5,000-30,000p.s.i，撓曲模量約為300-2000×103p.s.i。彎曲強(qiáng)度和撓曲模量不是確定一種樹(shù)脂是否為本發(fā)明熱塑性工程樹(shù)脂的關(guān)鍵參數(shù)。
較好的熱塑性工程樹(shù)脂包括聚苯硫醚(laps)；聚醚醚酮(PEEK)；聚苯醚；聚醚酰亞胺和聚酰亞胺。這些熱塑性工程樹(shù)脂因具有足夠的耐熱性、韌性、剛性、耐熱水性、耐化學(xué)性和良好的粘合性而成為制造刮刀所用理想的樹(shù)脂。
下面的表1給出了這些樹(shù)脂具有代表性的公開(kāi)的物理性能(即來(lái)自于現(xiàn)代塑料手冊(cè)McGraw-Hill 2000)，這些性能使得它們能夠用于這一用途。
表1

下面的表2給出了這些用30重量％長(zhǎng)絲碳纖維填充的樹(shù)脂的代表性的公開(kāi)物理性能(即來(lái)自于現(xiàn)代塑料手冊(cè)McGraw-Hill 2000)。
表2

1-彎曲強(qiáng)度按照ASTM測(cè)試方法D-790測(cè)得。
2-撓曲模量按照ASTM測(cè)試方法D-790測(cè)得。
3-吸水性按照ASTM測(cè)試方法D-590測(cè)得。
*聚苯醚中通?；煊猩倭坑米骷庸ぶ鷦┑木郾揭蚁?。
較好的熱塑性工程樹(shù)脂為聚苯硫醚，因?yàn)樗哂邢鄬?duì)較高熔點(diǎn)(即具有非常好的耐熱性)、耐化學(xué)性(即很少有材料對(duì)它有化學(xué)侵蝕作用)，而且吸水性非常低。
本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的“耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維”短語(yǔ)中的術(shù)語(yǔ)“耐熱”一詞定義為一種纖維在包含它的熱塑性工程樹(shù)脂的加工溫度下不發(fā)生熔融的性質(zhì)或能力。
本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的“耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維”短語(yǔ)中的術(shù)語(yǔ)“非玻璃”一詞定義為一種性質(zhì)，其中不含數(shù)量明顯的玻璃纖維、石英或陶瓷纖維，這種復(fù)合材料就不會(huì)導(dǎo)致造紙機(jī)輥發(fā)生不希望出現(xiàn)的磨損。
本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的“耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維”短語(yǔ)中的“長(zhǎng)絲”一詞定義為所述纖維的最小長(zhǎng)度至少約為0.25英寸，(如最小長(zhǎng)度為0.50左右為好)。本“長(zhǎng)絲”定義不包括單向碳層中的材料。
本發(fā)明說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的“耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維”短語(yǔ)定義為具有該上述定義的“耐熱”、“非玻璃”和“長(zhǎng)絲”性質(zhì)組合纖維。
每種產(chǎn)生的樹(shù)脂/填料層最好約含35重量％-95重量％的樹(shù)脂和約65重量％-5重量％的填料。當(dāng)然，對(duì)特定中心層最理想的百分比將取決于所用的具體樹(shù)脂和填料劑以及該復(fù)合材料的具體用途。
較好的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維是碳纖維。這些材料的吸水性明顯低于玻璃纖維，而且對(duì)造紙機(jī)潤(rùn)端上的金屬輥的摩擦力低于玻璃纖維。其他適用的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維是能與所用的熱塑性工程樹(shù)脂相容的芳族聚酰胺。
本發(fā)明復(fù)合組件的中心層包含至少一種熱塑性工程樹(shù)脂和至少一種耐熱型非玻璃長(zhǎng)絲纖維。這些樹(shù)脂/填料中心層可以用幾種不同工藝制造。制造各層的一種較好的方法是將一片碳纖維無(wú)紡布與一片熱塑性工程樹(shù)脂纖維布疊合，或者將一片碳纖維無(wú)紡布夾在兩片熱塑性工程樹(shù)脂纖維布之間，同時(shí)對(duì)整個(gè)復(fù)合組件進(jìn)行擠壓和加熱以形成層壓結(jié)構(gòu)?；蛘咴谥谱魍暾膹?fù)合組件較好是擠壓和加熱之前可以預(yù)先制作這些層中的各層。這些中心層的層數(shù)并不是關(guān)鍵。用熱塑性工程樹(shù)脂和填料制成的一層、兩層或三層中心層都是適用的。
還要求在這些中心層之間放上其他材料。例如，要求在被兩層或三層熱塑性工程樹(shù)脂/填料的夾在中間的復(fù)合材料中心放上一層或多層單向碳層或碳纖維織物或它們的混合體?？梢栽谥行膶拥纳厦婧拖旅娣派咸贾虚g層及其外表面片材，以便將復(fù)合材料的這一中心部分夾在中間。
如果用疊合的方法制造各樹(shù)脂/填料中心層的話(huà)，最好采用這樣的方法，即將碳纖維無(wú)紡薄片放在兩片熱塑性工程樹(shù)脂之間。碳纖維無(wú)紡層的厚度以0.004-0.030英寸左右為宜。每片熱塑性工程樹(shù)脂的厚度以約0.002-0.025英寸為好。當(dāng)對(duì)整個(gè)復(fù)合組件進(jìn)行加壓和加熱而形成層壓件時(shí)，可以將無(wú)紡碳布放到一片或多片樹(shù)脂片上形成中心層。各中心層最終的總厚度略大于單片或多片熱塑性工程樹(shù)脂原先的厚度。在另一種方法中要求使用預(yù)先制成的單層或多層中心層，其中的填料和樹(shù)脂已經(jīng)擠壓或?qū)訅涸谝黄鹦纬闪艘粚硬牧掀?。該中心層的厚度?yīng)與所有層壓層一起加壓或加熱時(shí)的厚度保持相同。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在一層或多層單向碳層或碳纖維織物(它在整個(gè)復(fù)合材料的中心線)的上面放上一層或多層樹(shù)脂/填料中心層，并在其下面放上一層或多層樹(shù)脂/填料中心層。在后一種情況下，夾在中間的無(wú)紡碳將轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂膜中，復(fù)合材料的中間部分總厚度基本上等于以下幾項(xiàng)的總和(1)在中間單向碳或碳織物片一面的樹(shù)脂膜片的厚度；(2)中間單向碳或碳纖維織物的厚度以及(3)在中心單向碳或碳織物片另一面上的樹(shù)脂膜片的厚度。這些中間單向碳或碳織物中可以放在縱向上(MD)，也可以與縱向成任何角度，垂直或與縱向相反(CMD)。較好的方向?qū)⑷Q于中間碳纖維的方向和被刮輥的具體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明復(fù)合材料的中間部分由至少一片或一層碳組成。該碳層可以是單向碳層，也可以是碳纖維織物或二者的混合體。本發(fā)明復(fù)合材料的最好的中間層包括至少一層單向碳層。單向碳層各自方向并不重要?？梢园v向的碳層和橫向(與縱向成90°)或其間任何角度(如45°或135°)的碳層。本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“縱向”和“橫向”的定義與以上討論的美國(guó)專(zhuān)利US4,549,933(Judd等人)所示的定義相同。這些單向碳中間層的每一層都可以由在熱塑性工程樹(shù)脂基質(zhì)中的單向碳組成。這樣的碳層的各碳層中的百分比約為30重量％-70重量％為宜，因而樹(shù)脂量約為70重量％-30重量％左右為宜。要求的重量將取決于所用的具體樹(shù)脂和需要的單向碳量。
在一個(gè)較好的實(shí)施方案中，宜使用2-5片單向碳中間片，其中，各單向片疊放，使一片上的碳的方向與其他碳層中的碳成不同定角度(即非平行方式)。例如將一層碳纖維層放置在縱向上，一層碳層放置在與縱向垂直成90°的橫向(CMD)上。利用多層呈非平行排列的單向碳層片可增加強(qiáng)度。如果使用多層單向碳層，應(yīng)使所采用的所有角度達(dá)到平衡?；蛘?，在某些應(yīng)用中也可以?xún)H用一片或一層單向碳層作為中間部分。無(wú)論那種情況，中間層的厚度應(yīng)為0.003-0.030英寸左右。
復(fù)合材料的外部為一片或多片表面片。這些表面片放在碳中間層之上從而夾住中間碳層為好(即有助于防止單向碳片裂開(kāi))。適用的表面片材可以是精紡碳片或無(wú)紡碳片。這些片相對(duì)較薄(如它們的厚度通常小于0.008英寸)。
較好的要求至少一片熱塑性工程樹(shù)脂與至少一片表面片接觸。這種熱塑性工程樹(shù)脂片較好可以(1)處在碳中間層之間或表面片之間；(2)位于表面片上；或(3)位于兩塊表面片之間。如果需要，最好將熱塑性工程樹(shù)脂片放在表面片上(這樣樹(shù)脂片就處在復(fù)合材料的外面)，以便更好地確保表面片本身不致與復(fù)合材料的其他部分分離，并使整個(gè)復(fù)合組件有一個(gè)光滑的富含樹(shù)脂的表面。
在另一個(gè)實(shí)施例方案中，要求預(yù)制表面片/樹(shù)脂組合體，其中的樹(shù)脂浸透了表面片材。然后將這種浸透樹(shù)脂的表面片材施用到復(fù)合材料的其他組成部分中，以代替未浸透樹(shù)脂的表面片。在任何情況下，本發(fā)明說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的“表面“一詞定義為未浸透或浸透樹(shù)脂的材料。
本發(fā)明復(fù)合組件中，在各層疊合在一起之后，在熱水壓機(jī)中同時(shí)加熱和加壓進(jìn)行壓縮以形成需要的復(fù)合組件。由于這種用途的熱水壓機(jī)的使用方法對(duì)普通專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)是人所共知的，顯然在不進(jìn)行過(guò)度的實(shí)驗(yàn)就可以選擇最佳的溫度和壓力條件。或者，本發(fā)明復(fù)合組件的各層可以這樣壓縮在一起，即在疊合后的多層材料上放置重物，然后在自動(dòng)熱軋機(jī)中對(duì)加載的組件進(jìn)行加熱，形成整體復(fù)合組件。此外，這種技術(shù)的工藝條件同樣為該專(zhuān)業(yè)人員所共知，不需要做過(guò)多的實(shí)驗(yàn)就能制造出適用的復(fù)合組件。除了這兩種眾所周知的復(fù)合組件制造工藝外，也可選用其他傳統(tǒng)工藝。
本發(fā)明復(fù)合組件較好的整體厚度變化范圍為0.008-0.2英寸，這取決于所用層數(shù)和所用各層的類(lèi)型；所用的具體材料和加壓量。
本發(fā)明復(fù)合材料的優(yōu)選結(jié)構(gòu)之一是五(5)層復(fù)合材料，其中，從頂層(1)到底層的(5)各層排列如下(1)一層或多層表面片；(有時(shí)稱(chēng)為罩面)(2)至少一層中間單向碳層或碳片；(3)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂中心層；(4)至少一層單向碳層或碳片(5)一層表面片(或罩面)。
另一種較好的結(jié)構(gòu)為七(7)層復(fù)合材料，其中，由層(1)到底層(7)的各層排列如下(1)一層或多層表面片(或罩面)；(2)至少一層中間單向碳層或碳層；(3)至少一層熱塑性工程樹(shù)脂/耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維層；
(4)至少一層單向碳層布或碳片中心層；(5)至少一層熱塑性工程樹(shù)脂/耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維層；(6)至少一層中間單向碳層或碳片；(7)一層或多層表面片(或罩面)。
后一種結(jié)構(gòu)的中心單向碳層(4)可以用來(lái)進(jìn)一步提高復(fù)合組件的強(qiáng)度，使復(fù)合組件的芯層具有熱穩(wěn)定性，彎曲應(yīng)力分布更均勻。該中心單向碳層中的碳材料應(yīng)垂直于(也稱(chēng)為橫向CMD)單向碳外層中的碳纖維方向(也稱(chēng)為縱向或MD)，以提高穩(wěn)定性。
還有一種較好的復(fù)合材料為九(9)層復(fù)合組件，由頂層(1)到底(9)各層排列如下(1)一層或多層外表面片(或罩面)；(2)至少一層中間單向碳層或碳片；(3)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂層；(4)至少一層單向碳層或碳片；(5)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂中心層；(6)至少一層單向碳層或碳片；(7)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂層；(8)至少一層中間單向碳片；和(9)一層或多層表面片(或罩面)。
這種特定的九層或更多層構(gòu)件提供了制造相對(duì)較厚的復(fù)合型刮刀的方法，其中各層的磨損可能會(huì)更均勻。
希望使用碳纖維織物或單向碳纖維布與碳纖維織物的組合體作為上述三種較好的實(shí)施方案中的中間部分，取代僅以單向碳纖維層作為中間部分。因此，除取代部分外，其他較好的實(shí)施方案與上述三種較好的實(shí)施方案相同。
上述中心層、中間層和表面板片最好都是加長(zhǎng)片(即長(zhǎng)度大于寬度)，以便形成用熱塑性工程樹(shù)脂粘合在一起的拉長(zhǎng)型復(fù)合材料，各層最好能同延伸，將一層疊合到另一層上形成三明治結(jié)構(gòu)，形成方式與美國(guó)專(zhuān)利US4,549,933(Judd等人)所描述的相同。
本發(fā)明復(fù)合材料一旦制成，就可以按照公知的方法轉(zhuǎn)變成用于造紙操作的刮刀。例如，美國(guó)專(zhuān)利US4,549,933可視為是如何操作的說(shuō)明。同樣，可以將上述復(fù)合組件切割成一定的尺寸、進(jìn)行邊緣成形和裝配(如對(duì)它們進(jìn)行打孔、打鉚釘或加上螺栓)，以便固定在刮刀支架上。本發(fā)明刮刀可以用來(lái)刮除各種類(lèi)型輥上的各種材料，輥包括由金屬、橡膠、花崗巖和其他復(fù)合材料制成的輥。加長(zhǎng)型的刮刀通常固定在結(jié)構(gòu)梁上，該梁在造紙機(jī)上的支撐形式可以調(diào)節(jié)，刮刀支架和可調(diào)換的刮刀安裝于其上。加長(zhǎng)型的刮刀與輥進(jìn)行直接接觸，從而刮掉輥表面的任何污物或剝下一片。
本發(fā)明刮刀可以用在造紙機(jī)的濕端或干端的區(qū)域。
用下列實(shí)施例和比較例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。除非另作說(shuō)明，所有份數(shù)和百分比均以重量計(jì)，所有溫度均為攝氏度。
實(shí)施例1將下列材料層或膜疊合在一起，然后進(jìn)行整體加熱和加壓以形成能用作刮刀的復(fù)合組件。這些層或膜的頂層編號(hào)為1，底層編號(hào)為7。
1.聚苯硫醚膜(0.006英寸厚)2.無(wú)紡碳布(密度為每平方米17克)3.單向碳帶(在聚苯硫醚樹(shù)脂中的單向碳-47％碳/53％樹(shù)脂)(縱向)(0.007英寸厚)4.用8.8％長(zhǎng)絲碳纖維填充的聚苯硫醚樹(shù)脂膜(0.022英寸厚)5.單向碳帶(在聚苯硫醚樹(shù)脂中的單向碳-47％碳/53％樹(shù)脂)(縱向)(0.007英寸厚)6.無(wú)紡碳布(密度為每平方英尺17克)7.聚苯硫醚膜(0.006英寸厚)2和6層為表面片層。3和5層為碳中間層。4層為中心層。
將這些層疊合起來(lái)后，在循環(huán)加熱和加壓的平板熱軋機(jī)中壓制在一起，使聚苯硫醚膜熔融和流動(dòng)。在這些溫度和壓力下聚苯硫醚膜熔入鄰近相鄰各層并與這些層粘合在一起形成層壓復(fù)合結(jié)構(gòu)。然后將所產(chǎn)生的復(fù)合組件從壓機(jī)中取出，切割成適合用作刮刀的部分。
鑒于以上通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明作了描述，顯然在不違背在此處公開(kāi)的發(fā)明原理的情況下可以進(jìn)行各種更改、改進(jìn)和變化。因此，旨在包括在所附權(quán)利要求的精神和寬范圍內(nèi)的所有更改、改進(jìn)和變化。在此列舉的所有專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利和其他出版文獻(xiàn)全文用作參考。
權(quán)利要求
1.一種要用在刮刀件中的復(fù)合組件，所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)包括(a)一層或多層包含填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂的中心層；(b)位于一層或多層中心層上面的一層或多層中間層，所述各中間層包含碳層；和(c)位于一層或多層中間層上面的一層或多層表面片。
2.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維是碳纖維；
3.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維為芳族聚酰胺；
4.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的表面片為一層或多層碳纖維精紡織物或無(wú)紡織物。
5.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的熱塑性工程樹(shù)脂選自聚苯硫醚(laps)；聚醚醚酮(PEEK)；聚苯醚；聚醚酰亞胺和聚酰亞胺以及它們的混合物中的至少一種。
6.權(quán)利要求5所述的復(fù)合組件中，其特征在于，所述的熱塑性工程樹(shù)脂是聚苯硫醚。
7.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的在一層或多層中間層中的碳層是至少一層單向碳層或至少一層碳纖維織物層。
8.權(quán)利要求7所述的復(fù)合組件中，其特征在于，所述的至少一層碳中間層為多層非平行排列的單向碳層片。
9.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的復(fù)合組件由五層材料構(gòu)成，從頂層(1)到底層(5)的排列如下(1)一層或多層表面片；(2)至少一層單向碳層或碳織物片的中間層；(3)至少一片填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂中心片；(4)至少一層單向碳層或碳纖維織物中間層；和(5)一層或多層表面片。
10.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的復(fù)合組件由七層材料構(gòu)成，從頂層(1)到底層(7)的排列如下(1)一層或多層表面片；(2)至少一層單向碳層或碳織物片中間層；(3)至少一片填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂中心片；(4)至少一層單向碳層或碳纖維織物中心層；(5)至少一片填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的復(fù)合熱塑性工程樹(shù)脂中心片；(6)至少一層單向碳層或碳纖維織物中間層；和(7)一層或多層表面片。
11.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的復(fù)合組件由九層材料構(gòu)成，從頂層(1)到底層(9)的排列如下(1)一層或多層外表面片；(2)至少一層單向碳層或碳纖維織物中間層；(3)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的復(fù)合熱塑性工程樹(shù)脂層；(4)至少一層單向碳片；(5)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的熱塑性工程樹(shù)脂中心層；(6)至少一層單向碳片；(7)至少一層填充有耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維的復(fù)合熱塑性工程樹(shù)脂層；(8)至少一層單向碳層或碳纖維織物中間層；和(9)至少一層表面片。
12.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的一層或多層中心層包含約35重量％到95重量％的樹(shù)脂和約65重量％到5重量％的填料；
13.權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的至少一層表面片與熱塑性工程樹(shù)脂膜接觸。
14.一種用于刮刀構(gòu)件的復(fù)合組件，所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)包括(a)一層或多層中心層，該中心層包含用選自碳纖維和芳族聚酰胺的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維填充的聚苯硫醚；(b)一層或多層中間層，所述各中間層包含包封在聚苯硫醚樹(shù)脂中的單向碳層或無(wú)紡碳層；(c)位于一層或多層中間層上面的一層或多層表面片，所述表面片包含無(wú)紡碳層或精紡碳層；和(d)與至少一層表面片接觸的一層或多層聚苯硫醚膜。
15.權(quán)利要求14所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的耐熱非玻璃長(zhǎng)絲纖維為無(wú)紡碳纖維；
16.權(quán)利要求15所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的在一層或多層中心層中的無(wú)紡碳纖維的最小長(zhǎng)度為0.25英寸；
17.權(quán)利要求15所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的一層或多層中間層包含多層非平行排列的單向碳層片；
18.權(quán)利要求17所述的復(fù)合組件，其特征在于，所述的一層或多層表面片包含碳無(wú)紡織物；
19.一種具有側(cè)緣構(gòu)造，適用于造紙機(jī)輥表面的加長(zhǎng)刮刀構(gòu)件，所述的刮刀包括權(quán)利要求1所述的復(fù)合組件。
20.一種具側(cè)緣構(gòu)造，適用于造紙機(jī)輥表面的加長(zhǎng)刮刀構(gòu)件，所述的刮刀包括權(quán)利要求13所述的復(fù)合組件。
全文摘要
一種用于刮刀構(gòu)件的復(fù)合組件，所述的復(fù)合層壓件的結(jié)構(gòu)包括(a)一層或多層中心層，該中心層包含用耐熱的、非玻璃的絲長(zhǎng)纖維填充的熱塑性工程樹(shù)脂；(b)一層或多層位于該一層或多層中心層上面的中間層，上述各中間層包含一層碳層；和(c)一層或多層位于該一層或多層中間層上面的面板。
文檔編號(hào)D21G3/00GK1518495SQ02812551
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者P·林登非爾瑟, P 林登非爾瑟 申請(qǐng)人:林戈?duì)柟煞萦邢薰?br>