專利名稱：基于碳纖維紙的折疊芯以及由折疊芯制成的制品的制作方法
基于碳纖維紙的折疊芯以及由折疊芯制成的制品
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域。本發(fā)明涉及由包含碳纖維的紙材制成的折疊芯結(jié)構(gòu)。
2.
背景技術(shù)：
得自高模量高強(qiáng)度纖維非織造片材的用于夾心板的芯結(jié)構(gòu)(大多數(shù)呈蜂窩形式)被用于不同的應(yīng)用中，但主要被用于航空和航天工業(yè)中，其中強(qiáng)度與重量或硬度與重量的比率具有極高的值。例如，授予Lin的美國專利5，137，768描述了由高密度濕法成網(wǎng)的非織造材料制成的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，所述非織造材料包含50重量％或更多的對(duì)位芳族聚酰胺纖維，其中該組合物的其余部分為粘合劑和其它添加劑。與傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)相比，折疊芯結(jié)構(gòu)能夠以更加經(jīng)濟(jì)型的方法來制成。用碳紙基板來制造芯的制造商們所面臨的挑戰(zhàn)是，碳纖維的脆性極大，因而在壓延所述紙材的過程中易于破裂和斷裂。這就帶來了顯著的問題，因?yàn)橥ㄟ^壓延來增加紙材密度是所述方法的必要且重要的部分。由壓延所造成的高分?jǐn)?shù)的斷裂碳纖維將會(huì)顯著地影響最終芯的機(jī)械性能。因此需要一種由高密度壓延的紙基板制成的折疊芯結(jié)構(gòu)，所述紙基板包含碳纖維，所述碳纖維具有最小分?jǐn)?shù)的極短的斷裂碳纖維并且具有大多數(shù)的足夠長度的碳纖維以在最終復(fù)合結(jié)構(gòu)中提供所期望的特性。日本專利申請(qǐng)6-210777公開了一種蜂窩芯，其使用芳族聚酰胺纖維和碳纖維的混合物作為孔室壁的基片。發(fā)明概沭本發(fā)明涉及非蜂窩狀折疊芯結(jié)構(gòu)，其包含多個(gè)折疊的棋盤格狀構(gòu)型，其中(i)棋盤格狀構(gòu)型由包含20-85重量％的碳纖維的紙材形成，所述碳纖維具有至少I. 5 : I的纖維橫截面長寬比，(i)紙材具有至少35%的纖維體積分?jǐn)?shù)，(ii)碳纖維具有至少0. 5mm的算術(shù)平均長度，并且(iii)碳纖維具有至少0. 9mm的長度加權(quán)平均長度。本發(fā)明還涉及包含折疊芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料面板。術(shù)語“纖維橫截面長寬比”、“纖維體積分?jǐn)?shù)”、“算術(shù)平均長度”和“長度加權(quán)平均長度”具有如“測(cè)試方法”所示的定義。附圖
簡沭圖I為折疊芯結(jié)構(gòu)的例證。發(fā)明詳沭本發(fā)明涉及由碳纖維紙材制成的非蜂窩狀折疊芯結(jié)構(gòu)。折疊芯是由比較薄的平面薄片材料折疊而成的折疊幾何圖案的三維結(jié)構(gòu)。折疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例示于圖I中。此類折疊結(jié)構(gòu)或棋盤格狀片結(jié)構(gòu)討論于美國專利6，935，997B2和6，800，351B1中。山形是用于三維折疊的棋盤格狀芯結(jié)構(gòu)的常見圖案。折疊的棋盤格狀芯結(jié)構(gòu)包含紙材，已用熱固性樹脂對(duì)所述紙材進(jìn)行了涂覆或浸潰。本發(fā)明的折疊芯由包含20-85重量％的碳纖維的紙材形成，所述纖維具有非圓形橫截面，所述非圓形橫截面具有至少1.5 I的長寬比。所述紙材在用樹脂浸潰之前具有至少35%的纖維體積分?jǐn)?shù)。碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0. 5mm，并且長度加權(quán)平均長度為至少0. 9mm。優(yōu)選地，碳纖維具有0.1-3. 0旦尼爾/長絲(dpf)范圍內(nèi)的線密度。非圓形碳纖 維橫截面連同相對(duì)較小的纖維線密度一起提供如下紙材，所述紙材在壓延之后具有低百分比的短碳纖維或斷裂碳纖維。優(yōu)選地，碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0.7mm。優(yōu)選地，碳纖維的長度加權(quán)平均長度為至少1.2_。纖維橫截面例如可為狗骨、菜豆、橢圓、帶或條形。用于本發(fā)明的紙片的厚度取決于折疊芯的最終用途或所期望的特性，并且在一些實(shí)施方案中通常為1-5密耳(25-125微米)厚。在一些實(shí)施方案中，非織造片材的基重為0. 5-6盎司/平方碼(15-200克/平方米)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及由如下紙材形成的折疊芯結(jié)構(gòu)，所述紙材包含20-85重量％的具有非圓形橫截面的碳纖維、7. 5-50重量％的芳族聚酰胺纖維和7. 5-30重量％的聚合物粘合劑，所述紙材具有至少35%的纖維體積分?jǐn)?shù)。碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0. 5mm,并且長度加權(quán)平均長度為至少0. 9mm。優(yōu)選地，所述紙材在用樹脂浸潰之前具有不大于2. 2的縱向與橫向拉伸強(qiáng)度比以最大化成品折疊芯的機(jī)械特性。用于本發(fā)明的碳纖維可呈短的切割纖維或短切纖維的形式，這種形式也稱為絮狀物。絮狀物是通過將連續(xù)長絲纖維切割成短長度制成的，不產(chǎn)生顯著的原纖化。合適的長度范圍的一個(gè)實(shí)例為I. 5mm至20mm。適用于本發(fā)明的碳纖維可使用例如如下所述的已知的技術(shù)方法由聚丙烯腈(PAN)或浙青前體制成J. B. Donnet和R. C. Bansal. Carbon Fibers,Marcel Dekker, 1984年。非圓形碳纖維橫截面在對(duì)所述前體進(jìn)行紡絲的過程中形成。優(yōu)選地，碳纖維具有至少1667克/分特(1500克/旦尼爾)的模量和至少28克/分特(25克/旦尼爾)的韌度，所述模量和韌度通過測(cè)試樹脂浸潰的且固結(jié)的由連續(xù)長絲紗線或絲束制成的測(cè)試樣品來限定。如果碳纖維長度小于I. 5毫米，則其一般太短而不能夠提供具有足夠模量和強(qiáng)度的最終復(fù)合材料；如果絮狀物長度大于20毫米，則極難形成均勻的濕法成網(wǎng)的纖維網(wǎng)。線密度小于0. 2dpf 且尤其小于0. Idpf 的碳絮狀物難以被制成具有足夠的橫截面均勻性和再現(xiàn)性；如果絮狀物線密度大于3. Odpf，則極難形成低基重至中等基重的均勻的紙材。可任選地氧化碳纖維的表面以改善對(duì)用來涂覆所述紙材的基質(zhì)樹脂的粘附性。氧化方法比如濕式氧化、干式氧化、陽極氧化等均是本行業(yè)已知的，并且更詳細(xì)地描述于“Fibre Reinforcements for Composite Materials”， Composite Materials Series,Volume 2, Editor A. R. BunselI, Elsevier, 1988” 中。用于本發(fā)明的芳族聚酰胺纖維可呈絮狀物、紙漿、或它們的組合的形式。如本文所用，術(shù)語芳族聚酰胺是指聚酰胺，其中至少85%的酰胺(-C0NH-)鍵直接連接到兩個(gè)芳族環(huán)。添加劑可與所述芳族聚酰胺一起使用。實(shí)際上，已發(fā)現(xiàn)按重量計(jì)至多多達(dá)10%的其它聚合物材料可與芳族聚酰胺共混，或可使用具有多達(dá)10%的其它二胺的共聚物來取代芳族聚酰胺的二胺，或可使用多達(dá)10%的其它二甲酰氯來取代芳族聚酰胺的二甲酰氯。如本文所用，術(shù)語“紙漿”是指纖維材料的顆粒，所述顆粒具有一般從其伸出的莖和纖絲，其中所述莖為大致柱狀的且直徑為10至50微米，并且所述纖絲為一般連接到所述莖上的直徑僅為幾分之一微米或幾微米且長度為10至100微米的細(xì)小的毛發(fā)狀構(gòu)件。芳族聚酰胺纖維絮狀物的長度類似于碳纖維絮狀物的情況。間位芳族聚酰胺和對(duì)位芳族聚酰胺纖維均是合適的，并且以商品名 Kevlar. 和 Nomex. 購自 E. I. DuPont de Nemours (Richmond, VA),并且以商品名Twaron 購自Teijin Twaron(Conyers, GA)。在一個(gè)實(shí)施方案中，芳族聚酰胺纖維絮狀物具有非圓形橫截面。

優(yōu)選地，所述紙組合物中的全部絮狀物纖維均具有至少I. 5 I的橫截面長寬比。優(yōu)選的紙漿材料為對(duì)位芳族聚酰胺。然而，也可利用對(duì)位芳族聚酰胺與其它合成纖維或天然纖維諸如液晶聚酯、聚芳唑、間位芳族聚酰胺和纖維素的共混物。用于制備芳族聚酰胺紙衆(zhòng)的一種例證性方法公開于授予Haines等人的美國專利5，084, 136中?？蓪⒉煌臒峁绦院蜔崴苄詷渲米鞅景l(fā)明的紙材中的聚合物粘合劑。這些樹脂可按纖條體、薄片、粉末和絮狀物的形式來提供。如本文所用，術(shù)語“纖條體”是指基本上為二維薄膜狀小顆粒的極細(xì)分的聚合物產(chǎn)品，已知其具有100-1000微米的長度和寬度以及0. 1-1微米的厚度。優(yōu)選的粘合劑樹脂類型為芳族聚酰胺、聚酰亞胺、酚醛樹脂和環(huán)氧化物。然而，也可使用其它類型的樹脂。通常通過使聚合物溶液流動(dòng)至與該溶液的溶劑不混溶的液體的凝固浴中來制備纖條體。聚合物溶液物流在聚合物凝固時(shí)經(jīng)歷劇烈剪切力和紊流。本發(fā)明的纖條體材料可選自間位或?qū)ξ环甲寰埘０坊蛩鼈兊墓不煳?。更?yōu)選地，纖條體為間位芳族聚酰胺。本發(fā)明的折疊芯的紙材可包含少量的無機(jī)顆粒，包括云母、蛭石等；添加這些性能增強(qiáng)添加劑將賦予所述紙材和最終芯結(jié)構(gòu)某些特性諸如改善的耐火性、熱導(dǎo)率、尺寸穩(wěn)定性等。本發(fā)明的紙材中的纖維體積分?jǐn)?shù)介于紙材總體積的35%至70%之間。該范圍允許將涂覆樹脂浸潰到紙的整個(gè)厚度中，因此在成品芯中提供最佳的紙材與涂覆樹脂重量分布的比率。優(yōu)選地，該紙材與涂覆樹脂的重量比在8 : I至I : I范圍內(nèi)。用于本發(fā)明的紙材的厚度取決于芯結(jié)構(gòu)的最終用途或所期望的特性。在一些實(shí)施方案中，厚度為15-125微米(0. 6-5密耳)。更優(yōu)選地，厚度為25-100微米(1-4密耳)。在一些實(shí)施方案中，紙材的基重為10-100克/平方米(0. 3至3盎司/平方碼)。用來制造本發(fā)明的折疊芯的紙材可在實(shí)驗(yàn)室用篩分儀至商業(yè)規(guī)模造紙機(jī)器范圍內(nèi)的任何規(guī)模的設(shè)備上形成，包括諸如長網(wǎng)造紙機(jī)或斜網(wǎng)造紙機(jī)之類的常用機(jī)器。典型方法涉及制造纖維材料的分散體諸如絮狀物和/或紙漿，并且制備含水液體中的纖條體，從分散體中排出液體以獲得濕組合物并干燥濕紙組合物。可通過如下方式來制備分散體分散纖維，然后加入纖條體；或分散纖條體，然后加入纖維。也可通過組合纖維的分散體與纖條體的分散體來制備最終分散體。所述分散體可任選地包含其它添加劑諸如無機(jī)材料。源自分散體中的絮狀物和紙漿的纖維的濃度按分散體的總重量計(jì)可在0.01-1. 0重量％范圍內(nèi)。聚合物粘合劑濃度的合適范圍的一個(gè)實(shí)例為基于固體的總重量，其應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛐∮?0重量％。在典型的方法中，分散體的液體一般為水，但可包括各種其它材料諸如pH調(diào)節(jié)材料、成形助劑、表面活性劑、消泡劑等。含水液體通常以如下方式從分散體中排出將分散體引導(dǎo)至篩網(wǎng)或其它有孔支撐件上，保留分散的固體，然后使液體流過，從而得到濕紙組合物。濕組合物在支撐件上形成之后，通常通過真空或其它壓力進(jìn)一步脫水，并且通過蒸發(fā)剩余液體進(jìn)一步干燥。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，纖條體形式的纖維和聚合物粘合劑可一起制漿以形成混合物，所述混合物在網(wǎng)篩或帶上轉(zhuǎn)化為紙材?，F(xiàn)將參考授予Tokarsky的美國專利 4，698，267 和 4，729，921 ;授予 Hesler 等人的；授予 Kirayoglu 等人的 5，223，094 和5，314，742中的用于由芳族聚酰胺纖維和芳族5，026, 456聚酰胺纖條體形成紙材的例證性 方法。在形成紙材之后，必須將其壓延至所期望的空隙率/表觀密度。所述紙材制造方法中的任選的最終步驟可包括對(duì)紙材進(jìn)行表面處理以增強(qiáng)涂覆樹脂對(duì)紙材的粘附性。這在空氣、電暈或等離子氣氛中進(jìn)行。對(duì)紙材進(jìn)行交替的化學(xué)改性或熱表面改性也可為適當(dāng)?shù)?。美國專?，913，570B2和7，115，089B2以及美國專利申請(qǐng)2007/0141376中描述了用于將纖網(wǎng)坯轉(zhuǎn)換加工為折疊芯結(jié)構(gòu)的方法。通常，制造折疊芯的方法包括如下步驟a)在原材料纖維網(wǎng)中形成重復(fù)的折疊線圖案山)開始形成折疊；c)進(jìn)一步形成折疊；d)穩(wěn)定化三維折疊構(gòu)型。可在形成折疊芯形態(tài)之前或在芯的折疊完成之后在紙片上施用樹脂浸潰。也可使用兩段式浸潰法，其中在形態(tài)形成之前將部分樹脂浸潰到紙片中，并且在形態(tài)形成之后浸潰余量樹脂。當(dāng)在形態(tài)形成前進(jìn)行非織造片材的樹脂浸潰時(shí)，優(yōu)選樹脂是部分固化的。這種部分固化方法(稱為B-分段)在復(fù)合材料工業(yè)中是熟知的。通過B-階段我們表示在聚合反應(yīng)中的中間階段，其中樹脂遇熱軟化并且是塑性的和可溶的，但是其沒有完全地溶解或者熔化。B-分段的底物仍能夠進(jìn)行進(jìn)一步的加工成期望的折疊芯形態(tài)。當(dāng)在芯為折疊的之后進(jìn)行樹脂浸潰時(shí)，通常順序地進(jìn)行以下重復(fù)的步驟浸潰、然后移除溶劑并使樹脂固化。此類浸潰方法與用于制備蜂窩芯結(jié)構(gòu)的那些相似。優(yōu)選的最終的芯密度(非織造片材加上樹脂)在20至150kg/m3的范圍內(nèi)。在樹脂浸潰加工期間，將樹脂吸收到非織造片材之中并且涂覆于其上。取決于本發(fā)明的折疊芯的最終應(yīng)用，可使用不同的樹脂來涂覆和浸潰紙片。此類樹脂包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂和聚酰亞胺樹脂。優(yōu)選酚醛樹脂和聚酰亞胺樹脂。酚醛樹脂通常符合美國軍用規(guī)格MIL-R-9299C。也可利用這些樹脂的組合。合適的樹脂可得自公司諸如Hexion Specialty Chemicals, Columbus, OH或者DurezCorporation，Detroit，MI。以上發(fā)明的折疊芯可用于制備復(fù)合材料面板，所述面板具有結(jié)合到所述折疊芯結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)外表面的表面板。所述面板材料可為塑料片材或板材、纖維增強(qiáng)的塑料(預(yù)浸料坯)或金屬。在壓力并且通常用粘性薄膜加熱或者來自預(yù)浸料坯中樹脂的熱將所述面板連接到芯結(jié)構(gòu)。在壓力下、烤箱或者高壓釜中進(jìn)行固化。此類技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。測(cè)試方法按如下公式來計(jì)算紙材的纖維體積分?jǐn)?shù)(由纖維所占據(jù)的紙材結(jié)構(gòu)的體積)纖維的體積分?jǐn)?shù)) = 100X (紙材的表觀密度)X ((纖維I的重量分?jǐn)?shù))/(纖維I的密度)+ (纖維2的重量分?jǐn)?shù))/ (纖維2的密度)+…+ (纖維n的重量分?jǐn)?shù))/ (纖維n的密度))，式中n為紙組合物中的不同纖維的總數(shù)目。
使用按ASTM D374-99測(cè)得的紙材厚度和按ASTM D646-96測(cè)得的基重來計(jì)算紙材表觀密度。使用ASTM D1907-07來測(cè)定纖維的纖度。紙材的拉伸強(qiáng)度的縱向與橫向比率通過如下方式來限定根據(jù)ASTMD828-97測(cè)量紙材在縱向和橫向上的拉伸強(qiáng)度，并且將縱向值除以橫向值。碳纖維的算術(shù)平均長度和長度平均平均長度通過如下方式來測(cè)定在孔室壁的具有雙壁的邊界處切割單一孔室壁；用硫酸或其它合適的液體來溶解或分解所述壁的有機(jī)成分；將碳纖維沉積在玻璃或其它合適的過濾介質(zhì)上；以及對(duì)總數(shù)不小于200的被測(cè)量的碳纖維進(jìn)行碳纖維長度顯微分析。僅計(jì)數(shù)長度為0.01mm或更大的纖維?；谝韵鹿絹碛?jì)算算術(shù)平均長度L (算術(shù))=(NI X L1+N2 X L2+—) / ((N1+N2+—)基于如下公式來計(jì)算長度加權(quán)平均長度L (加權(quán)長度)=(NI X Ll2+N2 X L22+—) / ((NI X L1+N2 X L2+—)式中LI，L2等均為實(shí)測(cè)長度，并且NI，N2等為具有給定長度的纖維的數(shù)目。碳纖維橫截面的長寬比通過如下方式來測(cè)定在顯微鏡下測(cè)量纖維橫截面的最大(寬度)和最小(高度)尺寸，并且將第一數(shù)值除以第二數(shù)值。碳纖維的模量和韌度根據(jù)用于測(cè)試已被樹脂浸潰且固結(jié)的連續(xù)紗線或絲束樣品的 ASTM D 4018-99 來測(cè)量。
實(shí)施例實(shí)施例I在常規(guī)紙材成型設(shè)備上形成紙材，所述紙材包含碳絮狀物、對(duì)位芳族聚酰胺絮狀物、對(duì)位芳族聚酰胺紙漿和間位芳族聚酰胺纖條體。該紙材的組成為40重量％的碳纖維絮狀物、15重量％的對(duì)位芳族聚酰胺絮狀物、30重量％的對(duì)位芳族聚酰胺紙漿和15重量％的間位芳族聚酰胺纖條體。碳絮狀物具有0. 70分特/長絲(0. 62旦尼爾/長絲)的標(biāo)稱長絲線密度、3 I的橫截面長寬比、3. 2mm的切割長度、24. I克/分特(I. 92N/tex)的韌度和1889克/分特(150N/tex)的初始模量。對(duì)位芳族聚酰胺絮狀物具有I. 7分特/長絲(I. 5旦尼爾/長絲)的標(biāo)稱長絲線密度、6. 4mm的切割長度、26. 8克/分特(2. 13N/tex)的韌度和1044克/分特(83N/tex)的初始模量。所述對(duì)位芳族聚酰胺紙漿是由所述對(duì)位芳族聚酰胺絮狀物通過高剪切精煉按約180ml的加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)制備的。所述間位芳族聚酰胺纖條體是按授予Gross的美國專利3，756，908所述的那樣制備的。將所述紙材在330°C下壓延以制備成品紙材，所述成品紙材具有99微米的厚度、84. 8g/m2(2. 5oz/yd2)的基重、0. 85g/cm3的表觀密度、44%的纖維體積分?jǐn)?shù)和I. I的縱向與橫向拉伸強(qiáng)度比。所述紙材中的碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0. 5mm，并且長度加權(quán)平均長度為至少0. 9mm。
經(jīng)壓延的紙片用甲階酚醛樹脂類的酚醛樹脂浸潰，所述酚醛樹脂具有35重量％的固體含量和70mPaX秒的粘度，蒸發(fā)掉溶劑(甲醇/Dowanol PM)，然后所述樹脂部分固化為B-階段從而制備出樹脂浸潰的非織造片材(預(yù)浸料坯)。然后根據(jù)授予Kehrle的美國專利6，913，570，由預(yù)浸潰的B-階段的材料形成折疊芯。制備出了如圖I所示的Z字形曲折折疊的圖案。所述芯的幾何參數(shù)為V = 14. 26mm, T = 5. 00mm, S = 4. 63mm, L = 10. 62mm,H = 30. OOmm0通過在180°C下熱處理最終芯I. 5小時(shí)來將樹脂完全地固化。最終的折疊芯結(jié)構(gòu)具有25. 8kg/m3的密度和總芯重量40%的樹脂含量。孔室壁中的碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0. 5mm,并且長度加權(quán)平均長度為至少0. 9mm。比較實(shí)施例A如實(shí)施例I那樣制備紙材，但其中碳纖維具有圓形橫截面，即具有I : I的標(biāo)稱長寬比。最終紙將具有99微米的厚度、84. 8g/m2 (2. 5oz/yd2)的基重、0. 85g/cm3的表觀密度、44%的纖維體積分?jǐn)?shù)和I. I的縱向與橫向拉伸強(qiáng)度比。由該紙材制成折疊芯結(jié)構(gòu)，制備方式與實(shí)施例I相同。所述紙材中的碳纖維的算術(shù)平均長度小于0. 5mm,并且長度加權(quán)平均長度小于0. 9mm。對(duì)于相同的折疊芯尺寸、相同的最終芯密度和相同的樹脂含量，與其中碳纖維具有基本上圓形的橫截面的其它碳纖維紙芯相比，本發(fā)明的由具有非圓形橫截面的碳纖維的紙材制成的芯具有改善的剪切強(qiáng)度。實(shí)施例2將兩個(gè)預(yù)浸料坯表面板放置在IOmm厚的源自實(shí)施例I的芯的切片的兩側(cè)上。該 預(yù)浸料還為購自Hexcel Corporation (Dublin, CA)的G0803型式的碳纖維織物上的8552環(huán)氧樹脂。該預(yù)浸料坯中的樹脂含量為35%。將剝離層放置在預(yù)浸料坯的兩個(gè)外表面，并且將該預(yù)浸料坯-蜂窩組合件在壓力機(jī)中以180°C固化120分鐘從而制成夾心板。
權(quán)利要求
1.折疊芯結(jié)構(gòu)，所述折疊芯結(jié)構(gòu)包括多個(gè)折疊構(gòu)型，其中 (i)所述折疊構(gòu)型由包含20-85重量％的碳纖維的紙材形成，所述碳纖維具有至少1.5: I的纖維橫截面長寬比， (i)所述紙材具有至少35%的纖維體積分?jǐn)?shù)， ( )所述碳纖維具有至少O. 5mm的算術(shù)平均長度，并且 (iii)所述碳纖維具有至少O. 9mm的長度加權(quán)平均長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的折疊芯結(jié)構(gòu)，其中所述碳纖維具有O.1-3. Odpf范圍內(nèi)的線密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的折疊芯結(jié)構(gòu)，其中所述碳纖維的算術(shù)平均長度為至少O.7mm,并且長度加權(quán)平均長度為至少I. 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的折疊芯結(jié)構(gòu)，其中所述紙材具有至少45%的纖維體積分?jǐn)?shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的折疊芯結(jié)構(gòu)，其中在用樹脂浸潰之前，所述紙材的縱向與橫向拉伸強(qiáng)度比不大于2. 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的折疊芯結(jié)構(gòu)，其中所述碳纖維具有至少I.8%的斷裂伸長率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的芯結(jié)構(gòu)，其中所述紙材還包含10-50重量％的芳族聚酰胺纖維和10-30重量％的聚合物粘合劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的芯結(jié)構(gòu)，其中在所述紙組合物中，全部絮狀物纖維均具有至少1.5 I的非圓形橫截面長寬比。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的芯結(jié)構(gòu)，其中所述紙材用樹脂浸潰。
10.權(quán)利要求9的芯結(jié)構(gòu)，其中所述樹脂選自酚醛樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧化物以及它們的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的芯結(jié)構(gòu)，其中所述浸潰紙具有8 I至I : I范圍內(nèi)的紙材與樹脂重量比。
12.復(fù)合材料面板，所述復(fù)合材料面板包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的芯結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)連接到所述芯結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)外表面的表面板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料面板，其中所述表面板由樹脂浸潰的纖維、塑料或金屬制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及由包含20-85重量％的碳纖維絮狀物的紙材制成的折疊芯結(jié)構(gòu)。碳纖維具有至少1.5∶1的非圓形橫截面長寬比。紙材具有至少35％的纖維體積分?jǐn)?shù)。碳纖維的算術(shù)平均長度為至少0.5mm，并且長度加權(quán)平均長度為至少0.9mm。
文檔編號(hào)B29D99/00GK102639787SQ201080052771
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者D·W·考卡, M·R·萊維特 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司