專利名稱：真空裝袋方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)(vacuum bagging system )的密封性能 或真空完整性的方法和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及使用樹脂密封層以增強(qiáng) 真空裝袋系統(tǒng)的密封性能或真空完整性。
背景技術(shù)：
近年來，很多工業(yè)領(lǐng)域中注重開發(fā)具有高強(qiáng)度和輕便的組合部件。特 別地，航空和航天工業(yè)關(guān)注重點(diǎn)在于制造用于飛機(jī)制造業(yè)中的各種組合部 件(例如機(jī)身、機(jī)翼)。人們已經(jīng)提出了很多用于形成重量輕、結(jié)構(gòu)完整的組合部件的方法。 形成組合部件的大多數(shù)方法都需要多個(gè)步驟或者子過程來獲得組合部件。 一種這類子過程是真空裝袋過程，其中，多層合成材料成形為預(yù)期的形狀 并由此形成預(yù)期的產(chǎn)品。典型的真空裝袋過程包括將單個(gè)層的材料放在具 有預(yù)定形狀的模子上。傳統(tǒng)的真空裝袋方法起初將"釋放層(脫模層，防 粘層)"布置在模子表面上。該釋放層減弱了組合部件與模子表面的粘結(jié)， 從而方便移走。"預(yù)浸件(prepreg member )"(預(yù)浸漬增強(qiáng)纖維和/或纖 維部件的縮寫)提供組合部件的結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)。預(yù)浸料是干或濕敷層預(yù)浸元 部件。干敷層(dry lay-up )通常是在布置到釋放層上之前局部成形的預(yù)成
形結(jié)構(gòu)，而濕敷層(wet lay-up )是將織物或纖維布置在釋放層上。隨后在 纖維上澆液體環(huán)氧成分以浸透纖維。在需要時(shí)，可以對(duì)預(yù)浸件局部固化。 而且，在傳統(tǒng)的真空裝袋過程中，第二釋放層和通^/泄放層通常分別設(shè)置 在預(yù)浸件上。在復(fù)合敷層后，真空袋子被布置在包覆若干敷層元部件的模 子上。然后，真空袋子》文入壓熱器內(nèi)，其中應(yīng)用加熱、負(fù)真空壓力和外壓 處理若干敷層，以形成組合部件。真空袋子和元部件通常保留在壓熱器內(nèi)， 直至新的組合部件完全固化。
上述過程本身含有很多不足，包括很長(zhǎng)的制備時(shí)間和很大的復(fù)雜性。 通常，很多訓(xùn)練有素的技術(shù)人員也要花費(fèi)幾天的時(shí)間敷設(shè)組合部件。常常， 預(yù)期形狀的結(jié)構(gòu)包含各種輪廓。當(dāng)在才莫子表面上應(yīng)用單個(gè)層時(shí)，技術(shù)人員 將要仔細(xì)排除預(yù)期形狀的輪廓上出現(xiàn)的氣孔或缺口。例如，機(jī)身段的一段 可包含幾個(gè)折疊和拐角。技術(shù)人員將花費(fèi)額外的時(shí)間敷設(shè)角落和折疊處的 材料，確保該過程在應(yīng)用另外的層之前沒有氣孔和缺口。因此，敷設(shè)過程 能花費(fèi)一組技術(shù)人員幾天時(shí)間來準(zhǔn)備制造組合部件。即使初始的技術(shù)團(tuán)隊(duì) 已經(jīng)完成了預(yù)備敷設(shè)過程，質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)也必須復(fù)查敷層產(chǎn)品并核實(shí)該系 統(tǒng)沒有氣孔或故障接合部。無法排除氣穴、氣孔、故障接合部或接縫會(huì)導(dǎo) 致組合結(jié)構(gòu)不牢固，這將會(huì)危害組合部件的結(jié)構(gòu)完整性和美感。其他同樣 復(fù)雜的方法通過在突起和槽上覆蓋材料來試圖降低結(jié)構(gòu)完整性失效的可能 性。但是，這些方法造成材料浪費(fèi)并且需要更長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備工作。
現(xiàn)有的形成組合部件的方法容易發(fā)生真空袋子完整性失效以及壓縮元 部件材料的不充分真空密封。在傳統(tǒng)的真空裝袋過程中，由于敷層過程中 輪廓引起的應(yīng)力和應(yīng)變，這種真空袋子完整性失效是不可預(yù)見的。有人通 過在接頭、接縫、折疊和裂縫等處應(yīng)用過量的膠帶和粘結(jié)膠以增強(qiáng)真空袋 子和密封潛在的泄漏，從而克服上述不足和失效。此外，這些現(xiàn)有方法很 容易生產(chǎn)出具有很多缺陷的組合部件。因此，前述方法增加了材料浪費(fèi)。
現(xiàn)有真空裝袋實(shí)踐的另一不足主要在于成形工具的使用壽命。通常， 成形工具容易惡化，即在真空裝袋過程中磨損和損壞。通常，工具出現(xiàn)裂 紋或缺陷即會(huì)被報(bào)廢并更換，因此失去了真空完整性或能力，從而不能提
供氣密密封。這種行為可能導(dǎo)致較高的成本和較大的浪費(fèi)。
因此，提供降低材料浪費(fèi)、縮短準(zhǔn)備時(shí)間以及改善真空裝袋密封性能 的不同方法和系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，提供一種克服上述不利的更可靠和有效的方法和系統(tǒng)是 有利的。本發(fā)明的方法目的在于克服這些缺點(diǎn)。本發(fā)明的方法涉及增強(qiáng)用
于形成組合部件的真空裝袋系統(tǒng)的密封性能。具體而言，該方法包括i) 組裝真空裝袋系統(tǒng)的元部件，該真空裝袋系統(tǒng)包括至少成形工具、復(fù)合材 料預(yù)浸敷層以及真空外殼；ii)在至少 一個(gè)真空裝袋元部件上應(yīng)用樹脂密封 層；以及iii)固化密封樹脂，該密封樹脂構(gòu)造用于改善真空裝袋系統(tǒng)的密封 完整性。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，公開了 一種可以構(gòu)造用來形成組合部件的 真空裝袋系統(tǒng)。該真空裝袋系統(tǒng)可包括具有工作表面的成形工具?？梢詫?敷層部件應(yīng)用到所述成形工具的工作表面的至少一部分上。隨后，可將真 空層應(yīng)用到該敷層部件上，其中真空層形成外殼。該真空裝袋系統(tǒng)還包括 樹脂密封層，樹脂密封層可以應(yīng)用在真空層上以形成真空外殼，從而實(shí)現(xiàn) 牢固密封和附加的真空層完整性。也可以在真空層上連接真空口，該真空 口與敷層部件連通，從而形成使外殼內(nèi)壓力降低的空氣通道。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種增強(qiáng)用于形成組合部件的真空 裝袋系統(tǒng)的密封完整性的方法。該方法包括步驟i)確定真空系統(tǒng)內(nèi)容易 發(fā)生泄漏或元部件失效例如裂紋和破裂的元部件；ii)在經(jīng)確定的元部件上 應(yīng)用足量的樹脂以增強(qiáng)該經(jīng)確定的元部件的密封完整性；并且iii)使樹脂 固化以增強(qiáng)密封完整性。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及具有增強(qiáng)密封性能的真空裝袋系統(tǒng)。該 系統(tǒng)包括具有工作表面的成形工具以及應(yīng)用到該工作表面的至少 一部分上 的敷層部件。敷層部件可包括第一釋放層、預(yù)浸件、第二釋放層以及通氣/ 泄放層。該系統(tǒng)還包括可應(yīng)用到敷層部件上以形成真空外殼的真空薄膜層。
此外，該系統(tǒng)包括可應(yīng)用到真空薄膜層上的樹脂密封層以及與通氣/泄放層 連通的真空口，其中，密封層用于增強(qiáng)系統(tǒng)的真空完整性和性能。
在本發(fā)明的另 一示例實(shí)施例中，提供了 一種真空模制組合部件的方法。 該方法包括在成形工具上敷設(shè)復(fù)合成形生材料。隨后，將通氣/泄放層應(yīng)用 到復(fù)合成形生材料，由此提供氣體和樹脂通道。此外，圍繞通氣/泄放層設(shè) 置真空層以形成真空外殼，并且在該外殼上應(yīng)用密封樹脂。另外，公開了 降低外殼內(nèi)的壓力，使復(fù)合成形材料和密封樹脂固化以形成組合部件。
在又一示例實(shí)施例中， 一種密封真空裝袋元部件表面的方法包括如下
步驟將密封樹脂應(yīng)用到至少一個(gè)元部件的外表面上。所述元部件可選自 成形工具、復(fù)合材料預(yù)浸敷層、以及真空外殼。此外，還提供了使密封樹 脂固化以形成真空密封的步驟。
通過詳細(xì)的描述以及通過舉例方式描述本發(fā)明特征的附圖，可以清楚 地看出本發(fā)明的其他特征和有利效果。


圖l是本發(fā)明的真空裝袋系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的局部圖形橫截面； 圖2是本發(fā)明的真空裝袋系統(tǒng)的另一實(shí)施例的類似圖； 圖3是本發(fā)明的真空裝袋系統(tǒng)的另一實(shí)施例的類似圖；以及 圖4是描述增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)密封性能的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖中所示的示例性實(shí)施例，并且為描述所示實(shí)施例采用特 定的語言。不過，應(yīng)該理解，這并不是想借此對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。 本發(fā)明的本文中所述特征、工藝步驟以及材料變化和進(jìn)一步的修改、還有 本文所述的本發(fā)明原理的額外應(yīng)用，對(duì)于熟悉本發(fā)明內(nèi)容的、相關(guān)領(lǐng)域技 術(shù)人員而言，這些都應(yīng)被看成是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。還應(yīng)該理解，這里 所用的術(shù)語僅用于描述具體的實(shí)施例而不是意圖對(duì)本發(fā)明加以限制。
在描述和限定本發(fā)明時(shí)，將會(huì)用到下面的術(shù)語。
除非上下文明確指出的其他方面，單數(shù)形式"一"和"該"包括復(fù)數(shù) 指示對(duì)象。因此，舉例來說，"一聚合物"包括一種或多種這類材料。
當(dāng)談及數(shù)字值或范圍時(shí)，術(shù)語"約"用來包含由測(cè)試過程中可能出現(xiàn) 的試驗(yàn)誤差造成的值。
本發(fā)明的術(shù)語"預(yù)聚物"或"準(zhǔn)預(yù)聚物"指由具有NCO的二異氰酸 酯和多元醇制備的NCO-封端的化合物及復(fù)合材料。
術(shù)語"預(yù)浸件(prepreg member)"是"預(yù)浸漬的增強(qiáng)纖維織物和/ 或纖維部件"的縮寫。預(yù)浸料(坯)應(yīng)用在很多應(yīng)用領(lǐng)域，包括航空、汽 車以及娛樂產(chǎn)品。通常，預(yù)浸料是納入樹脂溶液(例如，環(huán)氧、聚酯等) 的增強(qiáng)纖維織物例如玻璃纖維、碳纖維以及它們的混合物。例如，預(yù)浸料
可以是蜂窩狀的纖維織物或泡沫，其中自粘樹脂片應(yīng)用在蜂窩芯部結(jié)構(gòu)的 外表面并且部分固化。
術(shù)語"敷層(樹脂浸漬增強(qiáng)材料，lay-up)，，意味一種準(zhǔn)備過程，其 中，元部件、成層的或成疊置的增強(qiáng)材料或樹脂浸漬增強(qiáng)材料被施加在模 表面，以準(zhǔn)備形成組合部件。
術(shù)語"敷層部件(lay叩member)"指一種主要由用于形成組合部件 的任意適當(dāng)?shù)纳牧闲纬傻脑考?。例如，敷層部件可以是下列元部件?的一種第一釋放層、預(yù)浸件、第二釋放層、或通氣/泄放層。
術(shù)語"增鏈劑"指延長(zhǎng)聚合物分子主鏈從而造成端對(duì)端連接的化合物。 增鏈劑化合物可用于增加聚合物的分子量。
術(shù)語"樹脂"或"熱固樹脂"或"熱固密封樹脂"指至少兩種成分， 當(dāng)混合了任何適當(dāng)?shù)牟牧蠒r(shí)，其硬化成一定的預(yù)定形狀。在本發(fā)明中，熱 固樹脂是聚脲/聚氨酯樹脂，但是，其他樹脂，例如聚合的和熱塑性的樹脂 也可以用于本發(fā)明。術(shù)語樹脂可以包括衍生物、溶劑化物以及它們的混合 物。
術(shù)語"通氣/泄放(層)(breather/bleeder)"或"通氣-泄放(層)" 指在敷層元部件與真空薄膜層之間形成空氣通道以供空氣通過的多孔層或 膜。通氣/泄放層可以是獨(dú)立的和單獨(dú)的，例如通氣層。通氣/泄放層通常由
氈制類材料組成。而且，通氣/泄放層可吸收過量的樹脂。
術(shù)語"生材料(未熟化的材料，green material)"指在復(fù)合結(jié)構(gòu)的制 造中使用的任何未固化或部分固化的材料。
術(shù)語"噴射"或"噴霧"指使用噴霧裝置向目標(biāo)射出物質(zhì)或傳播物質(zhì) 的運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明中，該術(shù)語指由噴霧裝置分配物質(zhì)，并使物質(zhì)穿過空氣 射向基材，例如真空裝袋系統(tǒng)的元部件。噴霧可以使用所屬領(lǐng)域公知的任 何普通噴霧方法執(zhí)行。例如，可以使用無氣、氣溶膠、自動(dòng)噴霧裝置或其 他機(jī)械噴霧裝置和相應(yīng)的過程來進(jìn)行噴霧方法。
術(shù)語"真空外殼"指由真空薄膜或?qū)?、?gòu)造用來形成外殼的密封層、 真空薄膜和密封層組合和/或其上具有預(yù)先施加的密封層的真空薄膜層所 形成的氣密外殼。
本發(fā)明提出了增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)密封性能的系統(tǒng)和方法。通常而言， 本發(fā)明的方法使用了幾個(gè)步驟來增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)的密封性能。例如，該 方法包括步驟i)組裝真空裝袋系統(tǒng)的元部件，該真空裝袋系統(tǒng)包括至少 成形工具、復(fù)合材料預(yù)浸敷層以及真空外殼；ii)在至少一個(gè)真空裝袋元部 件上施加樹脂密封層；以及iii)固化密封層，其可以構(gòu)造用于改善真空裝袋 系統(tǒng)的密封完整性。根據(jù)本方法，所應(yīng)用的樹脂是熱固樹脂或熱固密封樹 脂，該樹脂構(gòu)造用于在固化時(shí)產(chǎn)生氣密密封。在另一個(gè)實(shí)施例中，樹脂可 以是聚合樹脂或熱塑樹脂。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及具有增強(qiáng)密封性能的真空裝袋系統(tǒng)。該 系統(tǒng)包括具有工作表面的成形工具和敷層部件，所述敷層部件可以應(yīng)用到 工作表面的至少一部分上。此外，真空層可以應(yīng)用到該敷層部件上，由此 圍繞敷層部件形成真空外殼。 一方面，真空層可以是真空薄膜。另外，樹 脂密封層可以應(yīng)用到至少成形工具、敷層部件或真空層、或它們的任何組 合上。真空口可以通過真空層與敷層部件連通，從而形成空氣通道，其中， 空氣可#1抽吸，外殼內(nèi)的壓力可降^f氐。在一個(gè)實(shí)施例中，真空外殼可以與 密封層使用相同的材料形成。應(yīng)用到敷層部件的第 一樹脂層可以形成真空 層，由此形成真空外殼。 一層或多層額外的樹脂層可以應(yīng)用到第一樹脂層
和真空層上增強(qiáng)密封性能。在本示例中，額外的樹脂層實(shí)質(zhì)上形成密封層。 在一般意義上，樹脂層形成本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有增強(qiáng)密封性能的多層 系統(tǒng)。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，提供了一種真空裝袋系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括a) 具有工作表面的成形工具；b)應(yīng)用到工作表面上的敷層部件，其中，敷層 部件可包括i)第一釋放層，ii)應(yīng)用到第一釋放層上的預(yù)浸件，其中， 預(yù)浸件可以是預(yù)浸生材料，iii)應(yīng)用到預(yù)浸件上的第二釋放層，iv)應(yīng)用 到第二釋放層上的通氣/泄放層；以及c)應(yīng)用到敷層部件上的真空層，其 中真空層形成真空外殼；d)應(yīng)用到真空層上的樹脂密封層；以及e)通過 真空層與通氣/泄放層連通的真空口 ( vacuum port)。本發(fā)明的另一方面在于，提供一種增加用于形成組合部件的真空裝袋 系統(tǒng)的密封完整性的方法。所述方法提供如下步驟i)組裝真空裝袋系統(tǒng) 的元部件，真空裝袋系統(tǒng)至少包括成形工具、應(yīng)用在成形工具上方的復(fù)合 材料預(yù)浸敷層、以及圍繞該預(yù)浸敷層的真空外殼，其他容易失效的元部件 也可以包括在本步驟中；ii)確定容易泄漏或失效的元部件；iii)在至少一 個(gè)經(jīng)確定的元部件上施加足量的樹脂，以增加該經(jīng)確定的元部件的密封完 整性；以及iv)使樹脂固化以增加密封完整性。組裝真空裝袋元部件的過程 可以通過各種方法實(shí)現(xiàn)，但是，手工敷層或機(jī)器組裝過程可能是已知最常 用的方法。通常，在經(jīng)確定的元部件上應(yīng)用足量的樹脂可以增加元部件的 完整性，并且降低失效的可能性。經(jīng)確定的元部件的一個(gè)非限制性示例可 以是成形工具、通氣/泄放層或真空薄膜層。這種方法的使用可以提供更能 預(yù)言元部件和真空失效的過程。本發(fā)明的另一方面提供了一種真空模制組合部件的方法。相應(yīng)地，該 方法包括在成形工具上敷設(shè)復(fù)合成形材料，其中復(fù)合成形材料是基本未熟 化的材料；將通氣/泄放層施加到復(fù)合成形材料；圍繞通氣/泄放層設(shè)置真空 層以形成外殼；在外殼上應(yīng)用密封樹脂；降低外殼內(nèi)的壓力；并且固化復(fù) 合成形材料和密封樹脂以形成組合部件。在本發(fā)明的另 一方面，公開了 一種密封真空裝袋系統(tǒng)元部件表面的方
法。該方法包括如下步驟將密封樹脂施加到真空裝袋系統(tǒng)的至少一個(gè)元 部件的外表面上，元部件選自成形工具、覆蓋成形工具的復(fù)合材料預(yù)浸敷 層、以及圍繞所述預(yù)浸敷層的真空外殼；并且固化密封樹脂以形成真空密 封。因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，該方法可以應(yīng)用到具有損壞、開裂或破 損表面的成形工具上?，F(xiàn)在參考附圖，附,圖中，本發(fā)明的不同元件具有特定的數(shù)值標(biāo)記并且 下面將對(duì)其進(jìn)行描述。應(yīng)該理解，下面僅是對(duì)本發(fā)明原理的示例性進(jìn)行描 述，不應(yīng)視為對(duì)所附權(quán)利要求的限制。圖1描述了具有成形工具118的真空裝袋系統(tǒng)100的局部橫截面視圖， 成形工具118的表面上具有敷層部件120。所述敷層部件可包括用于形成 組合部件的任意適當(dāng)?shù)纳牧?。此外，敷層部件可包括下列元部?i) 第一釋放層116; (ii)未固化或局部固化的預(yù)浸件114; (iii)第二釋i文 層112;以及(iv)通氣/泄放層110。這些元部件中的至少一個(gè)是使用噴霧 技術(shù)施加的。第一釋放層是可以通過噴霧、刷、擦、滾或任何手工敷設(shè)手 段施加到成形工具表面上的釋放層。使用本發(fā)明的第一釋放層有利于移走 經(jīng)固化的組合部件。預(yù)浸件114可以噴射、刷或手工敷設(shè)在合適的位置，并且可包括千敷 層預(yù)浸件(千樹脂浸漬預(yù)浸件)或濕敷層預(yù)浸件(濕樹脂浸潰預(yù)浸件)。 為簡(jiǎn)化起見，本發(fā)明的預(yù)浸件是干敷層預(yù)浸件。干敷層意味著在真空裝袋 過程之前，增強(qiáng)材料容納有樹脂溶液并且局部成形或固化。濕敷層預(yù)浸件 涉及在笫一釋放層116上應(yīng)用增強(qiáng)材料，并且在增強(qiáng)材料上設(shè)置浸漬樹脂。 如上所述，敷層部件還可包括第二釋放層112,該第二釋放層可以定位在 預(yù)浸件和通氣/泄放層110之間。通氣/泄放層110通常是多孔材料，該多孔材料設(shè)置在第二釋放層上方 以在施加真空壓力時(shí)提供空氣或樹脂的通道。真空口 104通常與通氣/泄放 層直接接觸或連通，并且可以通過真空層108與通氣/泄放層連通。真空口 104可以是任何能與真空裝置連接或連通的設(shè)備或物件，例如連接器、閥 或接頭。此外，真空口限定出了開口 102,并且可以聯(lián)接到真空層108。
真空層108形成外殼(例如，袋子)，從而可以在敷層部件的未固化 部分上施加真空壓力，其中，可以從敷層部件移除#:型氣眼。膠帶和粘接 劑,例如熱膠帶(heat tape) 124和鉻酸鹽膠帶(chromate tape) 122可以 用來輔助將真空層108密封到成形工具118上。此外，真空層108可以包 括預(yù)先施加在其上的密封層。樹脂密封層106隨后應(yīng)用在真空層108上，優(yōu)選應(yīng)用在底層材料105 上方。該密封層106通過任何已知的敷料機(jī)所使用的任何已知的操作方法 來施加，例如使用噴霧裝置或敷料機(jī)噴霧，以提供額外的真空袋完整性和 氣密密封。在一個(gè)實(shí)施例中，樹脂密封層可以施加在真空層上，結(jié)果有3mm 厚。在另一實(shí)施例中，樹脂密封層可以施加在厚度大于3mm的真空層上。 在又一實(shí)施例中，真空外殼還可以包括真空薄膜層，該真空薄膜層上具有 預(yù)先施加在其上的密封層，那么，如公知的和/或者此處所描述的，預(yù)先施 加的真空薄膜層可以用在真空裝袋系統(tǒng)中。在本實(shí)施例中，如同下面所討 論的，用在密封層中的樹脂可以是熱固樹脂，并且可以由聚脲和聚氨酯化 合物組成。密封層還可以是熱塑性的、聚合的或者它們的衍生物。對(duì)于這里所討論的所有實(shí)施例，本發(fā)明還設(shè)想使用底層材料，底層材 料可以施加或附著在任何一種或多種構(gòu)造用于接收密封層的元部件的上 方。換句話說，本發(fā)明包括在將密封層施加到真空裝袋系統(tǒng)的成形工具元 部件的表面上之前在所述表面上施加底層材料。底層材料具有很多優(yōu)點(diǎn)， 其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于促進(jìn)密封層和成形工具之間臨時(shí)粘結(jié)。密封層應(yīng)用在底 層材料上方，在升高的溫度下固化時(shí)，升高的溫度起到激活底層材料的作 用。 一旦被應(yīng)用，底層材料可以被干燥成連續(xù)薄膜。所形成的臨時(shí)粘結(jié)用 于促進(jìn)真空外殼的氣密密封。但是， 一旦固化并且一旦組合物成形，那么， 可以釋放該粘結(jié)并且移去真空外殼。在復(fù)合敷層中，真空外殼一一不管其類型如何一一不能在成形工具的 表面提供足夠的粘附力。底層材料的作用是提高真空外殼在成形工具的表 面上的粘附力。為了提高粘附力，成形工具的表面在應(yīng)用密封層之前，例 如在真空外殼上噴射密封層(例如，真空薄膜層)之前，可以首先應(yīng)用底
層材料。該底層材料與密封層和成形工具的表面相互作用。底層材料可包括應(yīng)用的任意數(shù)量柔軟的延性聚合物，其來自水中溶解 的溶劑或水中的分散相，其中分散相公知為聚合物膠乳。在一個(gè)示例實(shí)施例中，底層材料可包括從水中應(yīng)用的聚合物，因?yàn)樗邢喈?dāng)?shù)偷沫h(huán)境影響。水溶聚合物傾向于具有高于0。C的玻璃化溫度。盡管這些聚合物，例如聚乙烯醇，提高了粘附力，但是他們不如那些玻璃化溫度低于o'c的有效。 低玻璃化溫度聚合物最適合用作膠乳。有效聚合物的示例包括但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠乳，例如Air Chemicals的Air Flex 401 、 420和426， 也不限于丙烯^^乳，例如Dow Chemicals的UCAR 163S。 Air Chemicals 的膠乳可以用作標(biāo)準(zhǔn)或者可以適用，它們可以與催化劑例如石克酸氬鈉混合， 以i秀導(dǎo)交聯(lián)，形成更能抵抗應(yīng)力和應(yīng)變的粘結(jié)。膠乳可以與水溶聚合物例 如聚乙烯醇混合，以增加高溫粘附力。底層材料的施加可以使用任何已知 的操作方法，例如用刷子、滾筒或噴霧裝置。組合部件的固化通常由雙組分樹脂成分的催化反應(yīng)提供，外殼內(nèi)的溫 度增加范圍在約68°F到約350。F之間，壓力減小范圍在約20到約30英寸 汞柱之間，^f吏得多層未熟化的元部件被壓縮和固化，以形成組合部件。在 替代實(shí)施例中，固化過程可以在壓熱器內(nèi)完成，其中，真空袋子外面的壓 力可增加到約80到約90磅/每平方英寸(psi)。圖2示出本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例。在圖2和圖3中，相同的部件使 用與前面相同的附圖標(biāo)記。因此，圖2描述了制造在具有增強(qiáng)密封特性的 真空裝袋系統(tǒng)中的組合部件。該過程包括如下步驟(i)提供具有工作表 面的成形工具118; (ii)在工作表面上設(shè)置敷層部件120; (iii)在敷層 部件上設(shè)置真空層元件108,其中，所述真空層形成外殼；(iv)向真空裝 袋系統(tǒng)的元部件中的至少一個(gè)(即，成形工具、通氣/泄^t或真空層)應(yīng)用 樹脂密封層106; (v)降低外殼內(nèi)的壓力；并且(vi)固化敷層部件以形 成組合部件。所述的密封層可以應(yīng)用到通氣/泄放層和/或者真空元件上，以 提供形成組合部件所需要的真空和真空密封完整性。此外，如上所述，并 且上述討論結(jié)合在此，可在施加密封層之前應(yīng)用底層材料。
成形工具118可以預(yù)制成具有大體平坦或成型的表面，并具有預(yù)期組 合部件的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，成形工具具有大致平坦的工作表面。在 另一替代實(shí)施例中，成形工具提供了具有拐角、曲線或表面突起的成型工 作表面。預(yù)成形的工作表面限定了經(jīng)固化的組合部件的預(yù)期形狀。此外， 成形工具可以由各種材料例如金屬、陶瓷、玻璃或復(fù)合材料組成。而且， 成形工具可以是有孔或無孔材料。在一個(gè)實(shí)施例中，成形工具可以由金屬 材料組成。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，成形工具118可包含可能弱化或使成形工 具不可操作的不合需要的裂紋、孔隙或槽。本發(fā)明提供了一種通過在成形 工具上應(yīng)用樹脂密封層的方法來密封或修補(bǔ)這種損壞的或破損的成形工 具。樹脂可應(yīng)用到具有裂紋、孔隙或缺陷的成形工具的外表面上。在另一 實(shí)施例中，密封樹脂可應(yīng)用到具有裂紋、孔隙或缺陷的成形工具的工作表 面上。在又一實(shí)施例中，密封層可直接應(yīng)用在成形工具的裂紋或孔隙上。 在本實(shí)施例中，密封樹脂可滲入裂紋或孔隙中，形成密封的或修補(bǔ)的表面。 一旦應(yīng)用并且固化，樹脂可以為成形工具提供密封完整性，從而使工具在 其它處理循環(huán)中可操作和可再使用。根據(jù)本發(fā)明，敷層部件120可以應(yīng)用到成形工具118的工作表面的至 少一部分上。根據(jù)另一實(shí)施例，所述敷層部件可應(yīng)用到成形工具的整個(gè)工 作表面上。通常，敷層部件由幾個(gè)生材料元部件組成。這里所用的"生" 材料指未固化或部分固化的復(fù)合材料。例如，敷層部件的組成可以是(i) 第一釋放層或墊116; (ii)應(yīng)用到第一釋放層的千或濕敷層預(yù)浸件114; (iii)應(yīng)用到預(yù)浸件的第二釋放層112;以及(iv)應(yīng)用到第二釋^:層的通 氣/泄》文層110。如上所述，這些元件中的至少一個(gè)可^^皮噴射以形成敷層部 件。典型地，釋》文層通過擦拭方法來應(yīng)用，但是，如下面所討論的，預(yù)浸 件和通氣/泄^t部件可被噴射以形成敷層部件。在準(zhǔn)備將未固化或部分固化的敷層部件120應(yīng)用到成形工具上時(shí)，第 一釋力文層116可以設(shè)置在成形工具118和預(yù)浸件114之間?？梢酝ㄟ^噴射、 刷、手工敷設(shè)、擦拭或任何其他合適的方式實(shí)現(xiàn)第一釋放層的設(shè)置。通常，
第一釋放層通過擦拭方法來施加。第一釋放層的成分可以是硅樹脂、蠟和 各種聚合物。所述成分可以根據(jù)預(yù)期應(yīng)用而改變。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 釋放層成分可以是含氟聚合物。在替代實(shí)施例中，第一釋放層的成分可以與第二釋放層的成分相同。此外，第一釋放層的厚度可在約0.01mm到約 lmm的范圍內(nèi)。特別地，第一釋放層的厚度為約0.01mm。但是，在另一 實(shí)施例中，第一釋放層的厚度可以小于0.01mm。第一釋放層可以構(gòu)造成 防止預(yù)浸件粘結(jié)或粘附到成形工具的工作表面上。預(yù)浸件114通常提供組合部件的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。預(yù)浸件可以是各種浸有樹 脂的合成物。術(shù)語"預(yù)浸"是樹脂預(yù)浸漬增強(qiáng)纖維織物和/或纖維的縮寫。 預(yù)浸件可包括任何"生"材料，包括合成物、聚合物、塑料或其中裝袋作 為其過程的一部分的任何其他材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)浸件可 以是干敷層預(yù)浸件。干敷層是在真空裝袋過程之前預(yù)制的預(yù)浸件。例如， 干敷層預(yù)浸件可具有蜂窩芯部結(jié)構(gòu)，其中，芳族(aramide)、鋁金屬或泡 沫可以構(gòu)造成蜂窩形。蜂窩芯部可以被引入幾個(gè)自粘附預(yù)浸件鋪設(shè)材料。 所述鋪設(shè)材料可以應(yīng)用到蜂窩芯部結(jié)構(gòu)的頂部或底部以形成預(yù)浸件蜂窩結(jié) 構(gòu)。然后，所述預(yù)浸件蜂窩結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到成形工具上。在替代實(shí)施例中， 干敷層預(yù)浸件可以由玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，該復(fù)合材料在真空裝袋 前局部成形或固化。也可以應(yīng)用其他適于復(fù)合成形過程的增強(qiáng)材料。通常，增強(qiáng)材料以預(yù)定才莫式布置或定位，以對(duì)預(yù)浸件提供最佳增強(qiáng)支 承。各纖維或增強(qiáng)層的方向性可以被操作以增強(qiáng)纖維的總體增強(qiáng)強(qiáng)度。例 如，多層增強(qiáng)布可以手工放置在成形工具上。各層可以沿著相同的方向互 相重疊放置，或者沿著相互交錯(cuò)的方向重疊設(shè)置。在替代實(shí)施例中，通過 機(jī)器，增強(qiáng)層可以按預(yù)期的模式設(shè)置在成形工具上。此外，仔細(xì)確定增強(qiáng) 纖維的層數(shù)以提供適當(dāng)?shù)睦w維-樹脂比率。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，預(yù)浸件114可以由濕敷層過程制成。濕敷 層過程涉及在模上應(yīng)用增強(qiáng)纖維布。樹脂(例如，環(huán)氧樹脂)被手工地刷 或者澆在增強(qiáng)纖維上以產(chǎn)生未固化的預(yù)浸件。濕敷層過程通常是被集成在 傳統(tǒng)的真空裝袋過程中的副過程。根據(jù)本發(fā)明，預(yù)浸件可用所屬領(lǐng)域技術(shù)人員知道的任何增強(qiáng)材料組成。例如，Kevlar⑥、芳族聚酰胺纖維(aramide fibers)、布、塑料纖維、泡沫和玻璃纖維等等。在另 一實(shí)施例中，預(yù)浸件可以通過同時(shí)噴射由增強(qiáng)纖維和樹脂組成的 混合物來形成。噴射預(yù)浸件的作用使得預(yù)浸成形材料能適當(dāng)?shù)鼗旌虾团渲谩?噴射由增強(qiáng)纖維和樹脂組成的預(yù)浸成形合成混合物，生產(chǎn)出具有增強(qiáng)合成 強(qiáng)度的有機(jī)預(yù)浸結(jié)構(gòu)。用來生產(chǎn)預(yù)浸結(jié)構(gòu)的樹脂可以是環(huán)氧酯、聚氨酯、 聚脲、聚酯、乙烯基酯或它們的混合物。在需要與成型模子表面一致的情 況下，噴射預(yù)浸過程比干敷層過程好。通過噴射形成預(yù)浸結(jié)構(gòu)的過程使用 戶能根據(jù)符合模子表面的需要應(yīng)用或多或少的生材料。噴射預(yù)浸過程消除 了干敷層或手工敷層過程中可能存在的折疊、折痕或接縫。此外，通過噴 射過程，自然減少了氣孔和缺口。盡管不是特有的，但是，可以設(shè)想，在 某些情況下，在施加密封層之前可對(duì)系統(tǒng)施加預(yù)浸件。在本發(fā)明的實(shí)施例中還可包括第二釋放層112。在真空裝袋系統(tǒng)中采 用第二釋放層避免了預(yù)浸件粘結(jié)或粘附到通氣/泄放層上。第二釋放層可以 由含氟聚合物組成。特別地，含氟聚合物可以是氟化聚乙烯化合物。但是， 第二釋放層可以根據(jù)其預(yù)期應(yīng)用改變組成和材料濃度。在一個(gè)實(shí)施例中， 第二釋放層可被成分改變的密封樹脂化合物替代或更換。改變密封樹脂的 配方可使該配方實(shí)現(xiàn)第一或第二釋放層的特性和功能。典型情況下，第二 釋放層的厚度范圍在約0.01mm到約lmm內(nèi)。在另一實(shí)施例中，第二釋放 層112的厚度可以小于0.01mm。與第一釋放層相同，第二釋放層也可以 通過手工刷抹或者噴霧裝置加以應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，通氣/泄放層110結(jié)合在真空裝袋過程中。所述通氣/泄放 層提供了用于當(dāng)真空壓力應(yīng)用到真空袋子外殼時(shí)供氣體和過量樹脂流出的 氣體或過量樹脂通道。很多所屬領(lǐng)域技術(shù)人員把通氣/泄放層稱作泄放層或 通氣層，意指獨(dú)立和分開的層。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通氣/泄放層可 以是獨(dú)立的層。傳統(tǒng)情形下，泄放層在多孔膜材料內(nèi)設(shè)有吸收區(qū)，使得在 抽真空過程中，可以從預(yù)浸件吸收過量的樹脂。當(dāng)真空壓力應(yīng)用到真空袋 時(shí)，預(yù)浸件從若干生材料中分離出過量的樹脂材料，樹脂材料隨后被泄放 層所吸收。另一方面，通氣層與泄放層作用相同，但是，當(dāng)在袋子外殼內(nèi)抽真空 壓力時(shí)，通氣層使氣體能流出。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通氣/泄放層指能 完成所有上述功能的單獨(dú)層。而且，所述通氣/泄放層通常由多孔或含纖維材料例如氈制類材料組成。這種材料厚度通常約lmm到約10mm，更優(yōu)選 為約3mm到約5mm。順便提及的是，真空口 104和真空口孔102應(yīng)該與 通氣/泄放層直接接觸或連通，以便能從空間中抽出空氣，由此降低外殼的 壓力。在又一實(shí)施例中，通氣/泄放層可以手工地施加、刷涂或噴射。通過噴 射技術(shù)獲得通氣/泄放層需要噴霧裝置，該噴霧裝置同時(shí)噴射纖維和潤(rùn)濕劑 例如樹脂。在優(yōu)選實(shí)施例中，晶態(tài)纖維在接觸潤(rùn)濕劑之前通電。電荷i秀發(fā) 并促進(jìn)晶體增長(zhǎng)，直至與潤(rùn)濕劑接觸。 一旦該配方與預(yù)期表面接觸，則結(jié) 果形成通氣/泄放層。在具有很多突起和折疊的情況下，使用噴射技術(shù)來形 成通氣/泄放層是有益的。此外，噴射方法可以減輕其他手工敷設(shè)過程必然 導(dǎo)致的折疊、折痕或接縫。在未固化的生材料被壓縮和固化之前，真空層108可以手工地敷設(shè)或 設(shè)置在敷層部件120上以形成真空外殼。在示例實(shí)施例中，真空外殼可以 是真空薄膜層。通常，膠帶和粘接劑可以與真空外殼結(jié)合使用，以圍繞成 形工具的邊緣密封。真空外殼可以包括對(duì)于真空裝袋系統(tǒng)中所用生材料而 言為惰性的、不可滲透的材料。按照慣例，真空材料可以由所屬領(lǐng)域技術(shù) 人員通常所用的任何已知真空材料組成。特別地，真空材料為薄膜，并且 可以為尼龍基材料。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，樹脂密封層106可應(yīng)用到 敷層部件上而不是真空層上，以形成如圖3所示的真空外殼。在替代實(shí)施 例中，樹脂密封層可應(yīng)用到真空層上以增強(qiáng)密封性能和完整性，同時(shí)降低 真空外殼的真空袋子失效，如圖1和圖2所示。在另一示例實(shí)施例中，真 空層和密封層可由相同的樹脂配方組成。在本實(shí)施例中，多層樹脂形成真 空層和密封層。在本發(fā)明的一示例性實(shí)施例中，樹脂密封層106可以被噴射到真空裝 袋系統(tǒng)的至少一個(gè)元部件(例如，成形工具、預(yù)浸復(fù)合材料、真空層等) 上。密封層可施加在底層材料上，從而促進(jìn)粘結(jié)并且進(jìn)一步增強(qiáng)真空裝袋 系統(tǒng)的密封或真空完整性，如在此結(jié)合上面已經(jīng)討論的。樹脂密封層可以 是具有相當(dāng)快的固化時(shí)間和高拉伸強(qiáng)度的熱固樹脂。所述樹脂可以包括聚脲/聚氨酯成分。樹脂可以是一種惰性合成物，其主要包括a)包括芳族 或脂肪族二異氰酸酯預(yù)聚物化合物的第一成分；以及b)包括增鏈劑和化 合物的混合物的第二成分。所述化合物選自伯二胺、仲二胺、羥基封端的 化合物及它們的混合物。但是，樹脂合成物中也可以包括其他添加劑。樹 脂除了真空裝袋外可以有各種應(yīng)用。例如，熱固樹脂可用在船體生產(chǎn)、彈 道飛彈生產(chǎn)和汽車生產(chǎn)中。熱固樹脂的適當(dāng)應(yīng)用取決于配方和該配方中包 含的添加劑，例如壓電材料、金屬纖維、玻璃纖維等?？梢酝ㄟ^各種方法例如擦、滾、蘸、刷、噴射等完成或執(zhí)行前面所述 的應(yīng)用樹脂密封層?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)裝置、壓力或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)敷料機(jī)(例 如，噴霧裝置)、甚至使用自動(dòng)系統(tǒng)來手動(dòng)地施加密封層。通常，密封樹 脂配方包括兩種成分，正如這里進(jìn)一步描述的。兩種成分通?；旌显谝黄?以開始固化反應(yīng)。樹脂通常在混合過程中固化，但是，根據(jù)成分的比率或 者成分某一或某些方面的改變，固化能變緩。因此，應(yīng)該在混合過程中施 加樹脂。在示例性實(shí)施例中，兩種成分在噴霧設(shè)備或噴射裝置中徹底混合。 噴射密封樹脂用于促進(jìn)樹脂材料的均勻分布或應(yīng)用。隨后，密封樹脂混合 物被噴射到成形工具、通氣/泄放層、或者真空袋子外殼上，這樣增強(qiáng)接收 元部件的密封完整性。熱固密封樹脂的機(jī)械屬性能增強(qiáng)組合部件的結(jié)構(gòu)完整性，因?yàn)闊峁堂?封樹脂材料柔軟到能夠延伸足夠長(zhǎng)，使得在應(yīng)用到工作表面的輪廓上時(shí)能 減少?gòu)?fù)合材料破裂。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些屬性對(duì)真空裝袋過程是有利的。 在傳統(tǒng)的真空裝袋過程中，真空薄膜被仔細(xì)地敷設(shè)在包含裂縫、突起或輪 廓的區(qū)域周圍。由于生材料固化，布置在這些區(qū)域的真空薄膜受壓，使薄 膜容易發(fā)生真空或元部件失效。但是，使用本身具有某些彈性特征的密封 樹脂，能使該過程具有一種更牢固的密封方法。因此，應(yīng)該向真空裝袋系
統(tǒng)施加足量的密封樹脂，從而提供增強(qiáng)的密封性能并增強(qiáng)密封或真空完整性。在一個(gè)實(shí)施例中，樹脂可以在真空裝袋系統(tǒng)上施加3mm厚。在另一 實(shí)施例中，施加的密封樹脂的厚度大于3mm。根據(jù)樹脂的配方，熱固密封 樹脂106的固化時(shí)間可以小到30秒。額定固化時(shí)間用于促進(jìn)整個(gè)真空裝袋 系統(tǒng)中的時(shí)間縮短。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，密封樹脂可用來+務(wù)補(bǔ)傳統(tǒng)真空袋子外殼。例 如，密封樹脂可以應(yīng)用在可重復(fù)使用的、顯示真空薄膜受到撕扯、破壞和 磨損的真空袋子表面上。施加密封樹脂可獲得復(fù)原的密封膠層。如圖2所示，樹脂密封層106可以施加在真空層108和通氣/泄放層110 上。圖3顯示了施加在通氣/泄放層上，優(yōu)選為在底層材料上以形成真空外 殼的密封層。在真空裝袋過程中在不同元部件上應(yīng)用樹脂密封層減少了氣 穴、缺口、氣孔。將密封樹脂施加在真空層108上能密封真空層接縫和邊 緣，由此增強(qiáng)真空層的完整性并減少袋子失效。這樣，樹脂密封層能作為 真空裝袋系統(tǒng)的保護(hù)層。增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)的密封性能減少去除氣孔、缺 口或氣穴所需要的時(shí)間，并能降低對(duì)質(zhì)量控制技術(shù)員的需求，從而顯著地 改善總的準(zhǔn)備時(shí)間。在一個(gè)示例實(shí)施例中，熱固樹脂配方包括第一成分和第二成分。第一 成分可以是芳族或脂肪族二異氰酸酯預(yù)聚物化合物，而第二成分提供了增 鏈劑與伯或仲二胺化合物的混合物。所述二異氰酸酯預(yù)聚物化合物選自 4，4-亞曱基聯(lián)苯二異氰酸酯(MDI)、 2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、六亞曱基 二異氰酸酯(HDI)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI) 、4，4'-二環(huán)已基甲烷二異 氰酸酯(HMDI)以及它們的混合物。通常，所述二異氰酸酯預(yù)聚物化合物包 括4，4-亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯，其已經(jīng)與多元醇(例如，胺封端的預(yù)聚物 或羥基封端的預(yù)聚物)部分聚合。第二成分的伯或仲二胺化合物的混合物 通常是雙官能或三官能的胺封端的聚醚化合物。此外，增鏈劑是二乙基甲 苯二胺(DETDA)化合物。而且，熱固樹脂可以由與對(duì)于真空裝袋系統(tǒng)的生 材料而言呈惰性或無反應(yīng)性的材料組成。每種成分的重量百分比根據(jù)應(yīng)用 而變化。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，熱固樹脂合成物可以包括約50%體積的
第一成分和50%體積的第二成分。-口f以^^用自"JS^Iv^I用應(yīng)用到真空裝袋系統(tǒng)上。例如，如上所述，可以通過擦、刷、滾、澆、蘸、噴射或通過^L械系統(tǒng)或裝置施加所迷樹脂。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可 以通過壓縮空氣、無氣的、氣溶膠或機(jī)器人的噴霧系統(tǒng)或裝置噴射樹脂。 在具體實(shí)施例中，采用無氣噴霧系統(tǒng)或裝置應(yīng)用樹脂。此外，雙組分樹脂 合成物可以在通過噴霧槍裝置的噴嘴進(jìn)行噴霧時(shí)混合。在一個(gè)實(shí)施例中， 樹脂在從噴嘴中排出之前可以在附接于噴霧裝置的預(yù)混腔內(nèi)混合。在傳統(tǒng) 情況下，傳統(tǒng)噴霧裝置是在雙組分樹脂從噴霧槍裝置排出之后進(jìn)行混合。圖4示出描述用于增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)的密封性能的方法400的流程圖。 相應(yīng)地，方法400包括組裝真空裝袋系統(tǒng)元部件的步驟402、在至少一個(gè) 所述元部件上施加樹脂密封層的步驟404、以及4吏密封層固化的步驟406, 其中真空裝袋系統(tǒng)包括至少成形工具、復(fù)合材料預(yù)浸敷層以及真空外殼， 密封層構(gòu)造用來改善真空裝袋系統(tǒng)的密封完整性。下面的示例示出本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例。但是，應(yīng)該理解，下面僅是本發(fā)明原理應(yīng)用的示例或例證。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神 和范圍的情況下，可以對(duì)組成、方法和系統(tǒng)做出各種修改和替換。所附的 權(quán)利要求意在覆蓋這種修改和布置。因此，盡管上面已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了 特征性描述，但下面的示例將會(huì)提供更多的細(xì)節(jié)。 示例4英尺x4英尺的大致平坦組合部件通過預(yù)制具有預(yù)期產(chǎn)品形狀的成 形工具而成形。包括含氟聚合物的釋放層用作第一釋放層。該釋放層敷設(shè) 在成形工具表面上。干預(yù)浸敷層部件被手工地布置在釋放層上，確保所有 輪廓和氣孔基本被排除。包括舍氟聚合物的第二釋放層應(yīng)用到預(yù)浸件上。 因此，氈制通氣/泄放層被手工地布置在第二釋放層上，而真空薄膜層設(shè)置 在整個(gè)突起上方。在"生"材料上方密封真空層，以形成真空袋子外殼。 真空口設(shè)置成與通氣/泄放層直接接觸。包括50%w/w聚脲以及50%w/w 聚氨酯的熱固樹脂被噴射到乳膠底層材料上方的真空薄膜上，從而形成密封層，由此防止泄漏或袋子完整性失效。然后，將真空袋子系統(tǒng)布置在壓熱器上，其中袋子內(nèi)的壓力降低到約20到30英寸汞柱，外部壓力增加到 約卯psi,溫度增加到約350。C。組合部件隨后被固化，并且在壓熱器內(nèi)約 2到4小時(shí)之后從模子中移走。那么， 一旦固化，由底層材料引起的臨時(shí) 粘結(jié)得到釋放，因此，允許從成形工具上輕松地移走真空外殼。盡管已經(jīng)參考某些優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì) 意識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、變化、省 略和替代。例如，還可以使用其他熱固樹脂、預(yù)浸件、成形工具。因此， 本發(fā)明的保護(hù)范圍只由所附權(quán)利要求的范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)的密封性能的方法，該真空裝袋系統(tǒng)用于形成組合部件，該方法包括如下步驟組裝真空裝袋系統(tǒng)的元部件，該真空裝袋系統(tǒng)包括至少成形工具、復(fù)合材料預(yù)浸敷層以及真空外殼；在所述元部件中的至少一個(gè)上應(yīng)用樹脂密封層；以及固化密封層，其中，密封層構(gòu)造用于改善真空裝袋系統(tǒng)的密封完整性。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括在進(jìn)行應(yīng)用樹 脂密封層的步驟之前，將底層材料應(yīng)用在成形工具上，所述底層材料構(gòu)造 成與密封層和成形工具相互作用以增強(qiáng)密封完整性。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過促進(jìn)密封層和成形 工具之間的臨時(shí)粘結(jié)，底層材料被構(gòu)造成與密封層和成形工具相互作用。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，底層材料包括膠乳基底 層材料。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述真空裝袋系統(tǒng)還包 括通氣/泄放層元部件。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，使用選自擦、蘸、刷、 滾和噴射的操作方法實(shí)施所述應(yīng)用樹脂密封層步驟。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)用密封層的步驟 還包括在通氣/泄放層上應(yīng)用樹脂。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，真空外殼元部件包括真 空薄膜層。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述真空外殼包括所述 密封層。
10. 如權(quán)利要求l所迷的方法，其特征在于，所述真空外殼包括真空 薄膜層和在真空薄膜層上面附著的密封層。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，應(yīng)用密封層的步驟還包 括在真空外殼上應(yīng)用密封層。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，固化密封層的步驟被進(jìn) 一步構(gòu)造用于形成氣密外殼。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，應(yīng)用密封層的步驟還包 括在成形工具的裂紋或孔隙上應(yīng)用密封層。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括應(yīng)用密封層 的步驟包括在成形工具的外表面上應(yīng)用密封層。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，應(yīng)用密封層的步驟包 括將密封層應(yīng)用到具有裂紋或孔隙的成形工具的工作表面上。
16. 如4又利要求1所述的方法，其特征在于，至少一種樹脂成分選自 熱固樹脂、聚合樹脂以及熱塑樹脂。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述樹脂包括熱固樹脂。
18. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，樹脂包括a) 包括芳族或脂肪族二異氰酸酯預(yù)聚化合物的第一成分；以及b) 包括增鏈劑和化合物混合物的第二成分，所述化合物選自伯二胺、 仲二胺、鞋基封端的化合物及它們的混合物。
19. 如^L利要求18所述的方法，其特征在于，所述二異氰酸酯預(yù)聚 化合物選自4，4-亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(MDI )、 2，4 -甲苯二異氰酸酯(TDI )， 六亞曱基二異氰酸酯(HDI)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)以及4，4'-二 環(huán)已基甲烷二異氰酸酯(HMDI)。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述二異氰酸酯預(yù)聚 化合物包括4，4-亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯。
21. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述二異氰酸酯預(yù)聚 化合物與多元醇部分聚合。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述多元醇包括胺封 端的化合物或羥基封端的化合物。
23. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，伯或仲二胺化合物的 混合物是具有至少兩種功能的胺封端的聚醚化合物。
24. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，真空外殼包括真空薄膜 層，真空薄膜層上具有預(yù)先應(yīng)用的密封層。
25. —種具有增強(qiáng)的密封性能的真空裝袋系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 具有工作表面的成形工具部件；應(yīng)用到該工作表面的至少一部分上的敷層部件；應(yīng)用到敷層部件上的真空層，其中，真空層形成真空外殼；在應(yīng)用于成形工具表面上的底層材料上方的前述部件中至少 一個(gè)上應(yīng)用的樹脂密封層，所述底層材料促進(jìn)所述真空層、所述密封層與所述成形 工具之間的粘結(jié)，以及與敷層部件連通的真空口。
26. 如權(quán)利要求25所述的真空裝袋系統(tǒng)，其特征在于，所述敷層部 件包括預(yù)浸生材料以及至少一個(gè)選自笫一釋放層、第二釋放層以及通氣/ 泄放層的元件。
27. 如權(quán)利要求25所述的真空裝袋系統(tǒng)，其特征在于，至少一種樹 脂成分選自熱固樹脂、聚合樹脂和熱塑樹脂。
28. 如權(quán)利要求25所述的真空裝袋系統(tǒng)，其特征在于，a) 包括芳族或脂肪族二異氰酸酯預(yù)聚化合物的第一成分；以及b) 包括增鏈劑和化合物混合物的第二成分，所述化合物選自伯二胺、 仲二胺、羥基封端的化合物及它們的混合物。
29. —種真空裝袋系統(tǒng)，包括 具有工作表面的成形工具；應(yīng)用到該工作表面的敷層部件，其中，敷層部件可以包括i) 第一釋放層，ii) 應(yīng)用到第一釋放層上的預(yù)浸件，iii) 應(yīng)用到預(yù)浸件上的第二釋放層，iv) 應(yīng)用到第二釋放層上的通氣/泄放層； 應(yīng)用到敷層部件上的真空層，其中該真空層形成真空外殼； 設(shè)置在成形工具表面上的底層；在底層上方應(yīng)用到真空層上的樹脂密封層；以及 通過密封層與通氣/泄放層連通的真空口。
30. —種增強(qiáng)真空裝袋系統(tǒng)的密封或真空完整性的方法，該真空裝袋 系統(tǒng)用于形成組合部件，該方法包括組裝真空裝袋系統(tǒng)的元部件，所述真空裝袋系統(tǒng)包括至少成形工具、 在成形工具上方的復(fù)合材料預(yù)浸敷層、以及圍繞所述預(yù)浸敷層的真空外殼； 確定至少一個(gè)可能泄漏或失效的元部件；在所述至少一個(gè)經(jīng)確定的元部件上應(yīng)用足量的樹脂，以增加該經(jīng)確定 的元部件的密封完整性；并且使樹脂固化以增加密封完整性。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括在成形工具上 應(yīng)用樹脂之前在成形工具上應(yīng)用底層材料。
32. —種真空模制組合部件的方法，包括如下步驟 在成形工具上敷設(shè)復(fù)合成形材料；在復(fù)合成形材料上應(yīng)用通氣/泄放層；圍繞通氣/泄放層設(shè)置真空層以形成真空外殼；在真空外殼上應(yīng)用密封樹脂；降低真空外殼內(nèi)的壓力；并且固化復(fù)合成形材料和密封樹脂以形成組合部件。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，還包括在應(yīng)用密封 樹脂之前，在成形工具上方應(yīng)用底層材料。
34. —種密封真空裝袋系統(tǒng)元部件表面的方法，包括如下步驟 在設(shè)置于成形工具表面上的底層材料上方將密封樹脂應(yīng)用在真空裝袋系統(tǒng)的至少一個(gè)元部件的外表面上，所述至少一個(gè)元部件選自成形工具、 覆蓋成形工具的復(fù)合材料預(yù)浸敷層、以及圍繞所述預(yù)浸敷層的真空外殼； 并且固化密封樹脂以形成真空密封。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種真空裝袋方法和系統(tǒng)。提供了具有增強(qiáng)密封性能的真空裝袋方法、系統(tǒng)和組成。通常，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于在底層材料(105)上方將足量的樹脂密封層(106)應(yīng)用到真空裝袋系統(tǒng)(100)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)元部件上，其中，密封層(106)可構(gòu)造用于增強(qiáng)真空裝袋密封的完整性。
文檔編號(hào)B29C43/36GK101213061SQ200680024214
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日
發(fā)明者L·E·威爾遜, M·D·基普, M·D·里奇斯, W·T·麥卡維爾 申請(qǐng)人:美國(guó)咨詢科技研究公司