EP0852631B1 - Verfahren zur herstellung eines flächenelementes mit unterbrochenen multifilamenten - Google Patents

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EP0852631B1 EP97922852A EP97922852A EP0852631B1 EP 0852631 B1 EP0852631 B1 EP 0852631B1 EP 97922852 A EP97922852 A EP 97922852A EP 97922852 A EP97922852 A EP 97922852A EP 0852631 B1 EP0852631 B1 EP 0852631B1
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Definitions

  • the invention relates to a method of manufacture of a surface element made of unidirectional filaments the preamble of the main claim.
  • a generic method is from US-A-5 018 255 known. These are not unidirectional filaments, form the directional thread layers, but by one "Mat” consisting of two continuous, crosswise arranged arrangements Yarns placed on a moving conveyor and then needled.
  • the invention further relates to a surface element according to the preamble of claim 5.
  • the reinforcement filaments can be made of Glass, carbon, aramid or other synthetic materials.
  • the excellent strength properties of such Reinforcement surfaces made from directional filaments However, they have the disadvantage that the reinforcing surface is deformed before or during further processing is difficult. The used ones leave a direct deformation Filaments in many cases don't.
  • a reinforcement for matrix systems is known from WO-A-97 04946 became known by means of sewn fabrics made of glass fibers will be produced.
  • a correspondingly formed surface element is claimed 5 explained.
  • the invention proposes the filaments from the defined layers of thread interrupt in a post-treatment process, d. H. by means of needling the defined filament extension to interrupt. This interruption happens completely irregular, similar to that known in the professional world Schappe spinning process.
  • the aftertreatment can also only in some areas and also take place with different levels of intensity.
  • the method according to the invention is particularly suitable for carbon filaments, because cut fiber mats with uniform cut fiber distribution are conceivable here in very high sqm weights from the available filament thicknesses.
  • the product according to the invention also represents mats with outstandingly uniform fiber distribution even with relatively light basis weights from 300 g / m 2 .
  • the invention relates to monofilaments and Multifilaments depending on the application.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenelementes aus unidirektionalen Filamenten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Ein gattungsbildendes Verfahren ist aus der US-A-5 018 255 bekannt. Hierbei handelt es sich nicht um unidirektionale Filamente, die gerichtete Fadenlagen ausbilden, sondern um eine "Matte" aus zwei kontinuierlichen, kreuzweise verteilt angeordneten Garnen, die auf einen sich bewegenden Förderer abgelegt und anschließend vernadelt werden.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Flächenelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Für hoch zu belastende Kunststoffteile sind unidirektionale Filamente bzw. Armierungsfilamente mit gerichteten Fadenlagen in bestimmten Winkeln, beispielsweise 0°, 90°, + 45°, - 45° oder anderen Winkeln bekannt. Die Armierungsfilamente können aus Glas, Carbon, Aramid oder anderen synthetischen Stoffen bestehen. Die hervorragenden Festigkeitseigenschaften derartiger, aus gerichteten Filamenten hergestellten Armierungsflächen weisen jedoch den Nachteil auf, daß eine Umformung der Armierungsfläche vor oder während der Weiterverarbeitung schwierig ist. Eine direkte Verformung lassen die eingesetzten Filamente in vielen Fällen nicht zu.
Aus der WO - A - 97 04946 ist eine Armierung für Matrixsysteme bekanntgeworden, die mittels vernähter Gelege aus Glasfasern hergestellt wird.
Ausgehend von der gattungsbildenden US-A-5 018 255 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Flächenelemente aus gerichteten Filamentlagen trotzdem und ggf. nur bereichsweise eine gute Verformbarkeit aufweisen.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
Ein entsprechend ausgebildetes Flächenelement wird im Anspruch 5 erläutert.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Filamente aus den definiert angeordneten Fadenlagen in einem Nachbehandlungsprozeß zu unterbrechen, d. h. durch eine Nadelung die definiert angeordnete Filamenterstreckung zu unterbrechen. Diese Unterbrechung geschieht völlig unregelmäßig, ähnlich dem in der Fachwelt bekannten Schappe-Spinnverfahren.
Die Nachbehandlung kann dabei auch nur bereichsweise und auch bereichsweise mit unterschiedlicher Intensität erfolgen.
Dabei werden unterschiedliche Filamentlängen geschaffen, wobei die im noch nicht vernadelten Vorprodukt gebildeten Basis orientierungen in steuerbaren Anteilen erhalten bleiben. Gleichzeitig wird durch die Aufhebung des reinen Endloscharakters der Filamente eine Dehnfähigkeit des Armierungsmaterials geschaffen und damit dessen Eignung für formgebende Verfahren, weil die unterbrochenen Endlosfilamente nun bei einer Dehnbeanspruchung aneinander vorbeigleiten können.
Beim Vernadeln ergibt sich weiterhin ein zusätzlicher positiver Effekt, da durch die teilweise Umorientierung der unterbrochenen Filamente in die dritte Dimension hier eine weitere Festigkeit geschaffen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für Carbonfilamente, weil aus den zur Verfügung stehenden Filamentstärken Schnittfaser-Matten mit gleichmäßiger Schnittfaserverteilung hier in sehr hohen qm-Gewichten denkbar sind. Das erfindungsgemäße Produkt stellt jedoch auch bei relativ leichten Flächengewichten ab 300 g/m2 Matten mit hervorragend gleichmäßiger Faserverteilung dar.
Die Erfindung bezieht sich dabei auf Monofilamente und auf Multifilamente je nach Einsatzfall.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Flächenelementes aus unidirektionalen Filamenten mit gerichteten Fadenlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfilamente in einem Nachbehandlungsprozeß durch Nadelung unterbrochen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung lediglich bereichsweise an dem Flächenelement vorgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung bereichsweise mit unterschiedlicher Intensität vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfilamente in unregelmäßigen Abständen durch Nadelung unterbrochen werden.
  5. Flächenelement aus unidirektionalen Filamenten mit gerichteten Fadenlagen, bei dem die Einzelfilamente durch Nadelung unterbrochen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Carbonfäden als Einzelfilamente eingesetzt sind.
  6. Flächenelement nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Mischung aus Monofilamenten und Multifilamenten unterschiedlicher Werkstoffe.
  7. Flächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hybrid aus festigkeitsgebenden Filamenten und aus Thermoplastfilamenten gebildet ist.
EP97922852A 1996-06-18 1997-04-17 Verfahren zur herstellung eines flächenelementes mit unterbrochenen multifilamenten Expired - Lifetime EP0852631B1 (de)

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