專利名稱：生產(chǎn)無(wú)紡纖維織物的方法、無(wú)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(wú)紡纖維織物的方法和無(wú)紡纖維織物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
與紡織物質(zhì)相比無(wú)紡纖維織物的生產(chǎn)可以更廉價(jià)。然而同時(shí)無(wú)紡纖維織物僅僅具有非常差的粘合力，這使得所述無(wú)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(wú)紡纖維織物的粘合力，纖維層可以例如被膠結(jié)、通過(guò)粘性綁扎線來(lái)連接或編結(jié)、或者通過(guò)針織來(lái)彼此連接。例如在FR1394271的專利說(shuō)明書(shū)中記載了一種使用化學(xué)粘合劑來(lái)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(wú)紡纖維織物可以經(jīng)得起僅僅相對(duì)小的負(fù)荷，同時(shí)通過(guò)膠粘或使用粘性綁扎線來(lái)連接必然伴有在較高的溫度不再為無(wú)紡纖維織物提供足夠強(qiáng)粘合力的危險(xiǎn)，因?yàn)槟z或粘性綁扎線會(huì)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(wú)紡纖維織物上。在本領(lǐng)域中，因此，存在開(kāi)發(fā)使生產(chǎn)無(wú)紡纖維織物比較容易的方法的需求，并且在上述方法中無(wú)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(wú)紡纖維織物的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題因此是制造的無(wú)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(guò)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(lái)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(guò)涂布具有相同或不同纖維細(xì)度的纖維束來(lái)制造無(wú)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(gè)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(wú)紡纖維織物由纖維束或復(fù)絲和用來(lái)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(wèn)題通過(guò)纖維束的機(jī)械加強(qiáng)來(lái)解決，在纖維束中包含預(yù)-無(wú)紡纖維的纖維結(jié)構(gòu)并且用來(lái)穩(wěn)定纖維復(fù)合材料。舉例來(lái)說(shuō)，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(wú)紡長(zhǎng)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(guò)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(gè)條作為具有限定寬度的單向?qū)佣鵁o(wú)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(guò)引進(jìn)膠粘格或膠粘網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)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(rùn)。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(wú)機(jī)原材料制造的無(wú)盡長(zhǎng)的細(xì)絲，所謂的細(xì)絲從噴絲頭拔絲得到。通過(guò)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(guò)在裝在固定位置上的圓和/或角偏轉(zhuǎn)的輥上的多個(gè)平面上實(shí)施，優(yōu)選2-5個(gè)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(lái)。涂布的過(guò)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(duì)于各自的纖維層的總重量，纖維層中超過(guò)70wt%，特別優(yōu)選超過(guò)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(gè)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(wú)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(gè)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(wú)紡纖維織物，所述無(wú)紡纖維織物由至少一個(gè)或多個(gè)不同方向的單向?qū)咏M成的，所述無(wú)紡纖維織物的獲得是通過(guò)設(shè)置至少一個(gè)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(gè)纖維層中包含相對(duì)于各纖維層的總重量超過(guò)70wt %，優(yōu)選超過(guò)85wt %，特別優(yōu)選超過(guò)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(wú)需額外的橫向粘結(jié)。優(yōu)選在給定的無(wú)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(wú)紡纖維織物也可能包含糾纏的纖維層。舉例來(lái)說(shuō)，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(wú)紡纖維織物。當(dāng)在+/-45°層(2層)上沉積條時(shí)，用于制造優(yōu)選10" -152"("=英寸)的無(wú)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(wú)紡纖維織物的頂部、底部或中間可包含纏繞的纖維層、無(wú)紡布、無(wú)紡材料或纏繞的纖維無(wú)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(wú)紡纖維織物優(yōu)選用于風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動(dòng)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(dòng)設(shè)備以及建筑和樓宇。優(yōu)選包含無(wú)紡纖維織物的選自風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動(dòng)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(dòng)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(gè)條為具有限定寬度且無(wú)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(gè)或多個(gè)平面上實(shí)施的。
3.根據(jù)前述一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中至少一個(gè)纖維層以相對(duì)于各纖維層的總重量計(jì)包含超過(guò)70wt%、優(yōu)選超過(guò)85wt%、特別優(yōu)選超過(guò)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(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法、其中至少一個(gè)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(xiàng)或多項(xiàng)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(wú)紡纖維織物，由至少一個(gè)或多個(gè)不同方向的單向?qū)咏M成的，所述無(wú)紡纖維織物的獲得是通過(guò)設(shè)置至少一個(gè)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(gè)纖維層中包含相對(duì)于各纖維層的總重量超過(guò)70wt%,優(yōu)選超過(guò)85wt%,特別優(yōu)選超過(guò)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(wú)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(wú)紡纖維織物，其中無(wú)紡纖維織物的頂部、底部或者中部包含糾纏的纖維層、無(wú)紡布、無(wú)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(xiàng)所述的無(wú)紡纖維織物在風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動(dòng)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(dòng)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(xiàng)所述的無(wú)紡纖維織物的部件或裝置，選自風(fēng)輪機(jī)、機(jī)動(dòng)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(dòng)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(gè)條為具有限定寬度且無(wú)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(hào)D04H3/004GK102939196SQ200980149529
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)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(qǐng)人:西格里集團(tuán)