專利名稱：生產(chǎn)無紡纖維織物的方法、無紡纖維織物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)無紡纖維織物的方法和無紡纖維織物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
與紡織物質(zhì)相比無紡纖維織物的生產(chǎn)可以更廉價。然而同時無紡纖維織物僅僅具有非常差的粘合力，這使得所述無紡纖維織物的加工工藝更加困難，特別是在工業(yè)規(guī)模中。為了改進(jìn)無紡纖維織物的粘合力，纖維層可以例如被膠結(jié)、通過粘性綁扎線來連接或編結(jié)、或者通過針織來彼此連接。例如在FR1394271的專利說明書中記載了一種使用化學(xué)粘合劑來生產(chǎn)基于纖維結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的方法。然而，由針織連接的纖維層導(dǎo)致無紡纖維織物可以經(jīng)得起僅僅相對小的負(fù)荷，同時通過膠粘或使用粘性綁扎線來連接必然伴有在較高的溫度不再為無紡纖維織物提供足夠強(qiáng)粘合力的危險，因?yàn)槟z或粘性綁扎線會融化或分解。在膠或粘性綁扎線被融化分解以后，此外殘余物還可能殘存于無紡纖維織物上。在本領(lǐng)域中，因此，存在開發(fā)使生產(chǎn)無紡纖維織物比較容易的方法的需求，并且在上述方法中無紡纖維織物的各起始原料單體彼此適合，和在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了橫穿寬度的細(xì)絲的均勻分布的顯著改進(jìn)的無紡纖維織物的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題因此是制造的無紡纖維織物避免了纖維的局部堆積且改善最終組分的性能。本發(fā)明的目的是將通過涂布由碳、玻璃、陶器或聚合物(例如芳族聚酰胺)制造的細(xì)絲紗來實(shí)現(xiàn)橫穿寬度的細(xì)絲的均勻分布。本發(fā)明的目的是通過涂布具有相同或不同纖維細(xì)度的纖維束來制造無需額外固定劑的材料，所述纖維束被平行導(dǎo)向以形成一個條，所述條作為限定寬度上的單向?qū)?。根?jù)本發(fā)明所述的無紡纖維織物由纖維束或復(fù)絲和用來連接各獨(dú)立單向?qū)拥慕壴€(例如針織膠絲)形式設(shè)置的纖維材料組成。上述問題通過纖維束的機(jī)械加強(qiáng)來解決，在纖維束中包含預(yù)-無紡纖維的纖維結(jié)構(gòu)并且用來穩(wěn)定纖維復(fù)合材料。舉例來說，圖I展示了用于纖維層的機(jī)械加強(qiáng)的裝置。根據(jù)本發(fā)明所述的預(yù)-無紡長絲的數(shù)目取決于在單向?qū)又袉挝幻娣e的重量。為了調(diào)整目的，大小含量和纖維表面的特性(例如纖維表面的活化)可以已經(jīng)在纖維的制造過程任選的修改。因此本發(fā)明的目的是制造具有縱向方向的纖維層的方法，其中上述方法是基于具有相同或不同纖維細(xì)度且被平行導(dǎo)向的纖維束以布滿、重疊的方式結(jié)合在一起并且導(dǎo)致機(jī)械增強(qiáng)的結(jié)果，其中獲得至少一個條作為具有限定寬度的單向?qū)佣鵁o需施用額外的固定劑和/或額外的機(jī)械或物理固定方法。優(yōu)選的，纖維的不同纖度允許不同的獨(dú)立纖維束涂布寬度。纖度的越高，潛在的涂布寬度的越大。優(yōu)選的，通過引進(jìn)膠粘格或膠粘網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)無需施用額外的橫向粘結(jié)。粘合力是在多相之間不同基質(zhì)分子之間的相互作用力。粘合力引起摩擦，不同的物質(zhì)粘在一起并粘潤。本發(fā)明的絲紗以需要數(shù)目彼此平行并排地涂布，其中所述絲紗可能部分重疊。細(xì)絲紗是通常由合成、天然或無機(jī)原材料制造的無盡長的細(xì)絲，所謂的細(xì)絲從噴絲頭拔絲得到。通過布滿上述物質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)纖維束均勻沉積。本發(fā)明中，纖維束是由條組成的，所述條在各種情況下是厚的、線形結(jié)構(gòu)且包含許多纖維，例如在所述條橫截面優(yōu)選有5000-400, 000根纖維并且特別優(yōu)選為50，000根纖維。根據(jù)本發(fā)明所述的涂布是通過在裝在固定位置上的圓和/或角偏轉(zhuǎn)的輥上的多個平面上實(shí)施，優(yōu)選2-5個平面。所述被分別涂布的平面隨后以重疊的方式結(jié)合起來。涂布的過程優(yōu)選發(fā)生在加熱的偏轉(zhuǎn)點(diǎn)和能夠?qū)ι鲜鑫镔|(zhì)施加壓力和濕氣熱的各種裝置。優(yōu)選的，具有噴嘴或吸嘴的獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)點(diǎn)整合到工藝中。在涂布期間，任選的至少1%至最多100%的纖維的重疊是可能的，優(yōu)選從5% -50%和特別優(yōu)選從10% -20% ο優(yōu)選的，相對于各自的纖維層的總重量，纖維層中超過70wt%，特別優(yōu)選超過99wt%的纖維選自碳纖維、碳纖維前體纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、聚合物纖維(例如芳族聚酰胺)和它們的混合物。最好至少一個纖維層具有50g/m2-800g/m2的單位面積的重量,特別優(yōu)選IOOg/m2-300g/m2，其中例如200g/m2-600g/m2的雙軸無紡纖維織物可以由上述特別優(yōu)選的范圍產(chǎn)生。優(yōu)選的，至少一個纖維束包含O. 5千(500根細(xì)絲)-500千(500，000根細(xì)絲)，優(yōu)選I千(1000根細(xì)絲)-400千(400，000根細(xì)絲)，特別優(yōu)選12千(12，000根細(xì)絲)-60千(60，000根細(xì)絲)。本發(fā)明還涉及無紡纖維織物，所述無紡纖維織物由至少一個或多個不同方向的單向?qū)咏M成的，所述無紡纖維織物的獲得是通過設(shè)置至少一個具有縱向纖維層，其包括部分或全部疊壓的纖維層，不需要任何額外的固定劑和/或額外的機(jī)械或物理固定方法，其中至少一個纖維層中包含相對于各纖維層的總重量超過70wt %，優(yōu)選超過85wt %，特別優(yōu)選超過99wt%的纖維選自碳纖維、碳纖維前體纖維、玻璃纖維、聚合物纖維(例如芳族聚酰胺)及其混合物。特別優(yōu)選的，上述單向?qū)訜o需額外的橫向粘結(jié)。優(yōu)選在給定的無紡纖維織物中單向?qū)拥牟煌较蚺c多軸層的縱向成-90°到+90°角。上述無紡纖維織物也可能包含糾纏的纖維層。舉例來說，圖2展示了具有+45°和-45°單向?qū)雍?0°和90°單向?qū)拥碾p層無紡纖維織物。當(dāng)在+/-45°層(2層)上沉積條時，用于制造優(yōu)選10" -152"("=英寸)的無紡纖維織物，特別優(yōu)選50"，和例如300g/m2單位面積的重量。優(yōu)選的，在無紡纖維織物的頂部、底部或中間可包含纏繞的纖維層、無紡布、無紡材料或纏繞的纖維無紡材料及其他例如網(wǎng)孔或薄膜的紡織品結(jié)構(gòu)。上述無紡纖維織物優(yōu)選用于風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動車輛、船、天空和宇宙飛行器、鐵路車輛和其它運(yùn)輸領(lǐng)域、運(yùn)動設(shè)備以及建筑和樓宇。優(yōu)選包含無紡纖維織物的選自風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動車輛、船、天空和宇宙飛行器、鐵路車輛和其它運(yùn)輸領(lǐng)域、運(yùn)動設(shè)備以及建筑和樓宇組成的部件或裝置。最終得到的單向?qū)釉谟糜诤罄m(xù)的鋪設(shè)工藝之前優(yōu)選的保存在冷卻的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種制造具有縱向方向的纖維層的方法，其中所述方法是基于具有相同的或不同纖維細(xì)度且被平行導(dǎo)向的纖維束，所述纖維束以布滿、重疊的方式結(jié)合在一起并且使得機(jī)械增強(qiáng)，其中至少一個條為具有限定寬度且無需額外固定劑和/或機(jī)械或物理的固定方法的單向?qū)印?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述布滿是在安裝在固定位置的圓且角偏斜的輥上的一個或多個平面上實(shí)施的。
3.根據(jù)前述一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其中至少一個纖維層以相對于各纖維層的總重量計包含超過70wt%、優(yōu)選超過85wt%、特別優(yōu)選超過99wt%的選自碳纖維、碳纖維前體纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維及其混合物的纖維。
4.根據(jù)前述一項或多項權(quán)利要求所述的方法、其中至少一個纖維層具有50g/m2-800g/m2的單位面積重量,優(yōu)選100g/m2-300g/m2。
5.根據(jù)前述一項或多項權(quán)利要求所述的方法，其中至少一條纖維束包含O.5千根(500根細(xì)絲)-500千根(500，000根細(xì)絲)細(xì)絲，優(yōu)選I千根(1000根細(xì)絲)-400千根(400，000細(xì)絲)，特別優(yōu)選12千根(12，000細(xì)絲)-60千根(60，000細(xì)絲)。
6.無紡纖維織物，由至少一個或多個不同方向的單向?qū)咏M成的，所述無紡纖維織物的獲得是通過設(shè)置至少一個具有縱向纖維層，其包括部分或全部疊壓的纖維層，不需要任何額外的固定劑和/或額外的機(jī)械或物理固定方法，其中至少一個纖維層中包含相對于各纖維層的總重量超過70wt%,優(yōu)選超過85wt%,特別優(yōu)選超過99wt%的纖維選自碳纖維、碳纖維前體纖維、玻璃纖維、聚合物纖維(例如芳族聚酰胺)及其混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無紡纖維織物，其中所述單向?qū)拥牟煌较蚺c多軸層的縱向成-90。到+90。的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的無紡纖維織物，其中無紡纖維織物的頂部、底部或者中部包含糾纏的纖維層、無紡布、無紡材料或者糾纏的纖維非編織材料。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的無紡纖維織物在風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動車輛、船、天空和宇宙飛行器、鐵路車輛和其它運(yùn)輸領(lǐng)域、運(yùn)動器材和和建筑及樓宇中的應(yīng)用。
10.一種包含權(quán)利要求6-7中任一項所述的無紡纖維織物的部件或裝置，選自風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動車輛、船、天空和宇宙飛行器、鐵路車輛和其它運(yùn)輸領(lǐng)域、運(yùn)動設(shè)備和建筑及樓宇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造具有縱向方向的纖維層的方法，其中所述方法是基于具有相同的或不同纖維細(xì)度且被平行導(dǎo)向的纖維束，所述纖維束以布滿、重疊的方式結(jié)合在一起并且使得機(jī)械增強(qiáng)，其中至少一個條為具有限定寬度且無需額外固定劑和/或機(jī)械或物理的固定方法的單向?qū)印?br> 文檔編號D04H3/004GK102939196SQ200980149529
公開日2013年2月20日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者弗洛里安·戈伊尼, 埃德·戈梅爾, 約翰妮·呂肯, 皮特·皮夏切克 申請人:西格里集團(tuán)