CN105008608A

CN105008608A - 用于延展织物型纺织片材的方法和机器

Info

Publication number: CN105008608A
Application number: CN201480012999.XA
Authority: CN
Inventors: J-M·贝劳德; A·布吕耶尔
Original assignee: Hexcel Fabrics SA
Current assignee: Hexcel Fabrics SA
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: WO2014135806A1; CA2900732C; EP2964825B1; AU2014224485A1; BR112015021176A2; CA2900478C; FR3002954A1; CN105008608B; US20150354119A1; US20150361598A1; AU2014224485B2; AU2014224484A1; JP2016514218A; FR3002928B1; ES2630372T3; JP6416795B2; EP2964825A1; FR3002954B1; CN105026634B; JP2016516136A

Abstract

本发明涉及用于延展包括至少经纱的纺织片材(2)的方法，其中：使片材(2)在至少两个旋转的辊子(5)、(6)之间行进，辊子轴线(A)平行于彼此延伸且大致垂直于片材的行进方向，使片材在压力下在辊子的至少一个压力发生器(Si)之间传送，辊子被驱动以轴向振荡且相位相反。根据本发明，辊子(5)、(6)的至少一个压力发生器制成为具有沿着所述发生器(G1)的可调节压力值，用于以低程度的厚度变动性来延展片材(2)。本发明还涉及适合进行该方法的机器。

Description

用于延展织物型纺织片材的方法和机器

技术领域

本发明涉及如下机器的技术领域，该机器允许纤维片材的厚度和/或这种纤维片材的延展的均匀性，以获得低的基重。特别地，本发明涉及允许这种片材厚度的均匀性的方法和机器以及通过应用这种方法可获得的织物。

背景技术

在复合材料的领域中，申请人关注于提出具有尽可能均质厚度的纺织织物片材，以获得具有受控的最终机械性能的部件。在通常由经纱和纬纱交错构成的织物的情形中，后者是特别困难的。

用于复合材料的增强材料专有地以不同方法结合树脂的添加使用。因此，最终复合材料部件的几何结构直接归因于所使用的增强材料的厚度。由此清楚地，使用薄增强材料将提供更轻的复合材料部件，且也具有更好特性，因为它们的纤维更好地定向，波纹更少。并不显而易见但也确实存在的事实在于，这些增强材料有时也以明显堆叠使用，有必要在厚度上减小至它们的最小变化，以使得所获得的复合材料部件的几何结构更可靠和强固。由于折叠的个体变异性将逐渐累积，在使用诸如真空注入的方法期间，增强材料厚度的大变动性将不可避免地导致最终部件厚度的强变动性。

各种文献关注于织物延展，但并未提及延伸可能对厚度施加的影响，特别是对于所获得的延展纺织片材的厚度偏差的影响。相关记载可参考文献US 4932107、US 5732748、EP 670921、WO 2005/095689和WO 94/12708。重要的是要指出，薄纱在离开织机时并不具有均质厚度以及其宽度的均质网空率(openness factor)。确实地，实际编织原理引起收缩现象，这对于本领域技术人员是熟知的。该收缩是指经纱片在编织前后的宽度减小。这是由于经纱和纬纱的交错作用。后者覆盖短的最终距离，因为它们在经纱上方和下方成波纹。这样的结果即是片材在离开织机梳齿时的宽度减小。由于该收缩关联于纬纱波纹，其在织物的整个宽度上是不均匀的，因为在边缘附近的纬纱由较少数量的邻近经纱保持且保持较弱而更为自由。由于它们受到较弱阻挡且更为自由，线纱的这些边缘因此在更大程度上形成波纹，则这样的结果在于更大的厚度，且通常地更大的网空率。边缘和中间的厚度差异随着织物基重而增大。

另外应指出，边缘的过厚现象由于在织物边缘上用以阻挡最后经纱的通常热塑性边纱的使用而局部明显增强。

现有技术中提出的所有织物在它们的编织之后均被延展，因为所应用的延展工艺必然具有明显厚度变化。特别地，在文献US 4932107中，未提及任何织物宽度、延展之后的经纱和纬纱平均宽度以及织物网空率的均匀性。现在，所有这些因素确定延展之后获得的织物的更均匀或更不均匀厚度。如果考虑到本专利中提出的示例，如果200g/cm的张力施加在宽度为1.5m的织物上，则作用在辊子上的张力值将是150×200＝30000，即30000g。由于作用在边缘上的更高压力，该值足以导致辊子的挠曲而阻碍获得辊子轴线之间的平行度，且因此阻碍获得作用于织物的均匀压力。这结合辊子直径及其长度导致了关于要处理织物的宽度的限制。为尝试规避这一困难，可以考虑增大辊子直径以限制挠曲，但在本示例中，后者的惯性将因此变得明显，获得幅度和频率所需的能量将成比例增加。另外，可注意到，专利US 4932107在其示例3B中应用2个直径为125mm的辊子，带有直径为60mm的单个上部振动辊，这使得在一方面不可能获得令人满意的延展，另一方面不可能获得厚度的均匀性。在更一般的方式中，现有技术中记载的用于延展织物的所有工艺使得不可能适应织物具有的初始厚度差，且因此使得不可能获得令人满意的延展和厚度均匀性。

另外，存在以两个步骤制成的织物，第一步是形成具有低基重的经由聚合物粘结剂加固的片材，然后产生交错以形成织物。这种织物因为片材的初期加固作用而就它们在应用期间的可变形性而言提供了较小可能性。另外，对于具有最终复合材料部件的湿热应力的片材，使用的聚合物粘结剂可能与该片材不兼容。

发明内容

在该情形中，本发明提出建议以响应上述的及在现有技术中遇到的问题，并且提供了新型方法和新型机器，使得可以简单地控制所获得的纺织片材的厚度，之后进行延展操作，以获得低厚度变动性，且即使片材具有大宽度也是如此。

在该情形中，本发明描述了用于延展包括至少经纱的纺织片材的方法，根据该方法：

使片材在至少两个旋转的辊子之间行进，辊子轴线平行于彼此延伸且大致垂直于片材的行进方向，

使片材在压力下在用于辊子的至少一个压力发生器之间传送，辊子被驱动以轴向振荡且相位相反。

根据本发明，用于辊子的压力发生器制成为具有沿着所述发生器的可调节压力值，用于以低厚度变动性来延展片材。

在本发明范围内，也可以确保将均匀压力施加到片材上，以便获得均匀厚度，而与片材宽度无关。由此，通过考虑到片材的不同厚度以对材料沿着压力发生器施加均匀压力，辊子调节片材中央和端部之间的施加压力。典型地，施加在片材中央的压力大于在片材边缘上施加的压力，以便考虑到片材在其边缘上相对于其中央部的较高厚度。

根据优选实施方式，辊子中的一个是制成是柔性的，另一个辊子制成为刚性的，并且沿着辊子轴线分布的局部支撑被施加到该柔性辊子，大致垂直于它的轴线并且以可调节值来产生具有可调节压力值的发生器。柔性辊子由此可以无任何压力地自动地设置其本身，且由此调节施加在片材上的压力。在本示例中，优选地，方法特别地包括调节局部支撑沿着柔性辊子轴线的位置和/或将局部支撑沿着柔性辊子轴线有规则地分布。

根据可以与先前实施方式组合的优选实施方式，该方法特别地包括将局部支撑最多分布在纺织片材的整个宽度上。

根据可以与先前实施方式组合的另一优选实施方式，该方法特别地包括如下步骤，即使得纺织片材在两个压力发生器之间穿过柔性辊子的周界，两个刚性辊子被同步驱动旋转和振荡，具有可调节局部压力值。在本示例中，优选地，该方法包括如下步骤:使纺织片材传送通过柔性辊子的周界的1/6和1/3之间。由此，这可以在不对行进的纺织片材施加张力的情况下进行。另外，这利于沿着两个压力发生器在纺织片材和刚性辊子之间获得对于纺织片材的可调节压力，假定用于传送不再覆盖辊子的纺织片材的这一方法，如专利US 4932107中描述的，由此允许对两个刚性辊子添加一系列刚性支承，由此避免后者的任何挠曲。另一方面，该传送方法也利于将局部支撑设置在柔性辊子上。

根据可以与先前实施方式组合的另一优选实施方式，该方法包括在纺织片材通过压力发生器之间时加热纺织片材。

根据可以与先前实施方式组合的另一优选实施方式，该方法包括如下步骤：提供包括经纱和纬纱的织物作为纺织片材，经纱和纬纱均包括一组细丝，该组细丝可以在所述线纱中相对于彼此自由移动，对经纱且对纬纱进行延展。

本发明还描述了用于延展由至少经纱构成的织物的机器，该机器包括：

-至少两个旋转辊子，辊子轴线平行于彼此且垂直于被定界在两个辊子之间的压力发生器，

-用于至少一个辊子的旋转马达驱动器，

-和用于以轴向振荡和反相位驱动辊子的系统。

根据本发明，机器包括用于产生如下压力发生器的系统，该压力发生器具有沿着所述发生器分布的可调节压力值，用于以低厚度变动性延展织物。

根据本发明的机器包括下述特征部中的一个，或者在它们不彼此排斥的时候包括甚至全部:

-用于产生压力发生器的系统包括旋转辊子、柔性辊子和具有可调节压力的一系列局部支撑，该一系列局部支撑沿着柔性辊子轴线分布并且作用于由至少一个刚性辊子支撑的柔性辊子，

-所述局部支撑配备有用于调节它们沿着柔性辊子轴线的位置的装置，

-局部支撑经由具有轴向位移的滚动构件将它们的压力施加在柔性辊子上，

-柔性辊子以两个刚性辊子、具有可调节局部压力值的两个压力发生器定界，两个刚性辊子的轴线平行于彼此延伸，两个发生器在柔性辊子的周界的1/6和1/3之间分开，

-辊子具有30mm至60mm的直径，

-该机器包括用于各刚性辊子的一系列刚性支承，各刚性支承均包括附连到机壳的机架且具有均配备有用于刚性辊子的滚动构件的两个支撑分支，具有沿着刚性辊子轴线的旋转运动和平移运动，

-用于将辊子驱动进入轴向振荡和反相位的系统包括借助于变速器同步驱动的马达，偏移180°的两个凸轮轴，一个凸轮轴作用于柔性辊子的一个端部，而另一个作用于刚性辊子的一个端部，辊子的另一端被弹性系统推动；这使得可以确保在柔性辊子和两个刚性辊子之间以反相位对于幅度和操作的准确控制，

-该机器包括用于升降柔性辊子的系统，柔性辊子的端部设有板，所述板之一被弹性系统作用，而另一板被凸轮轴作用，

该机器包括在纺织片材传送通过压力发生器之间时加热纺织片材的系统。

使用该方法和该机器可以制备由经纱和纬纱构成的具有低厚度变化的织物，其特征在于，具有以下特征组合之一：

-大于或等于40g/m²并且小于100g/m²的基重，对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于35μm的厚度标准偏差，

-大于或等于100g/m²并且小于或等于160g/m²的基重，对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于50μm的厚度标准偏差，

-大于160g/m²并且小于或等于200g/m²的基重，对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于60μm的厚度标准偏差，或者

-大于200g/m²并且小于或等于400g/m²的基重，对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于90μm的厚度标准偏差。

在根据本发明的织物中，经纱和/或纬纱由一组细丝构成，所述细丝在同一线纱中可以相对于彼此自由移动。这就是为什么根据本发明的织物可以借助于根据本发明的方法获得。与先前工艺不同，根据本发明的方法允许获得具有这种特征组合的织物。获得具有至少100cm的宽度、特别地具有100至200cm的宽度的这种织物是可能的。因此，根据本发明的织物可以具有大的宽度以及非常大的长度，例如近似相当于可得到线纱的长度，即数百或者数千米。

在本发明范围中提出的织物由于它们低的厚度变动性，将赋予复合材料部件更好的受控几何结构，并且将导致更可靠的总体制造方法。

关于厚度标准偏差，是指偏差相对于干均值的二次平均，即:

\sqrt{\frac{1}{n} \underset{i}{Σ} {(x_{i} - \overset{&OverBar;}{x})}^{2}}

其中：

n＝以相同方向定向的三个相同织物的堆叠的厚度测量值的数目，即一方面经纱且另一方面纬纱在堆叠中以相同方向定向，

Xi＝三个相同织物的堆叠的厚度的测量值，

＝三个相同织物的堆叠的厚度测量的算术平均。

由于测量的织物单元叠加变得非常薄，看起来更有代表性的是测3个叠加的堆叠的厚度标准偏差。

在本发明范围内，可以对由放置在彼此上且沿相同方向定向的同一织物的三个叠加的堆叠获得标准偏差，这些织物布置为承受972毫巴+/-3毫巴的压力，特别地从在305×305mm的表面上的25个单次厚度测量获得，其中例如正方形的一个侧边平行于织物的经纱延伸。可以使用示例中所述的方法。

有利地，在本发明范围中限定的织物由彼此相同的经纱和彼此相同的纬纱构成，并且优选地，由均相同的经纱和纬纱构成。特别地，在本发明范围中限定的织物优选地由至少99％质量的或者甚至专有地由多细丝增强材料线纱、特别地玻璃、碳或者芳族聚酰胺线纱，优选碳线纱。作为根据本发明织物的实例，可以提及具有织网类型的构造(或者也称为塔夫绸(taffeta))、斜纹(twill)、方平组织(basket weave)或缎纹的那些。

特别地，本发明涉及：

-如下织物，该织物具有大于或等于40g/m²且小于100g/m²的基重、对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于35μm的厚度标准偏差，以及0至1％的平均网空率。有利地，这种织物具有0至1％的网空率变动性。在本发明范围中，获得的延展使得可以用具有200至3500特克斯、优选地从200到800特克斯的纤度的线纱且特别地碳线纱获得这种织物，

-如下织物，该织物具有大于或等于100g/m²且小于或等于160g/m²的基重、对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于50μm的厚度标准偏差，以及0至0.5％的平均网空率。有利地，这种织物具有最多0.5％的网空率变动性。在本发明范围中，获得的延展使得可以用具有200至3500特克斯、优选地400至1700特克斯的纤度的线纱且特别地碳线纱获得这种织物，

-如下织物，该织物具有大于160g/m²且小于或等于200g/m²的基重、对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于60μm的厚度标准偏差，以及0至0.5％的平均网空率。有利地，这种织物具有最多0.5％的网空率变动性。在本发明范围中，获得的延展使得可以用具有200至3500特克斯、优选地400至1700特克斯的纤度的线纱且特别地碳线纱获得这种织物，

-如下织物，该织物具有大于200g/m²且小于或等于400g/m²的基重、对放置在彼此上的三个相同织物的堆叠且沿着相同方向测量的小于或等于90μm的厚度标准偏差，以及0至0.1％的平均网空率。有利地，这种织物具有最多0.1％的网空率变动性。在本发明范围中，获得的延展使得可以用具有200至3500特克斯、优选地800至1700特克斯的纤度的线纱且特别地碳线纱获得这种织物。

网空率可以限定为未被材料占据的表面积与观察到的总表面积的比率，对于材料的观察可以从织物顶部进行，而从织物下方照明。网空率(OF)以百分比表示。例如，其可以根据实施例中所述的方法测量。

关于网空率变动性，是指在测量网空率和平均网空率之间获得的最大差异的绝对值。因此，变动性以百分比表示，如网空率那样。

平均网空率可以例如从在织物的305×915mm的表面上分布的60次网空率测量获得。该分布可以例如通过将1/3的网空率测量分布在织物的宽度的第一个1/3上、将1/3的网空率测量分布在对应于织物宽度的中央部的第二个1/3上，以及将1/3的网空率测量分布在织物宽度的第三部分上实现。关于平均网空率，是指60个测量的网空率(OF)值的算术平均。

干均网空率＝(OF1+OF2+OF3+…+OF60)/60

附图说明

下面将参考附图提供详细描述，以更好地理解。

图1是根据本发明的延展机的示意性前视图。

图2是图1所示的延展机的横向截面图。

图3是处于柔性辊子的上升位置的根据本发明的延展机的示意性前视图。

图4A和4B分别是在延展之前和之后的织物的实例的平面图。

图5是示意性地例示通过根据本发明的延展机应用的延展原理的图。

具体实施方式

图1-3示意性地例示了根据本发明的延展机1的示例性实施方式，该延展机1适于以低厚度变动性延展包括至少经纱3的纺织片材2。常规地，纺织片材是指由线纱且由经纱构成的片材材料，线纱沿着片材在机器上的行进轴线延伸。纺织片材可以是单方向的或者织物。在图4A和4B例示的示例中，片材2是包括经纱3和纬纱4的织物，经纱3和纬纱4均由一组细丝t构成。根据优选实施方式，根据本发明的延展机1被置于织机的出口处以及系统的进口处，用于卷起片材。另外，也可以允许要展开的片材来自于解卷系统，而不是直接布置成与织机一致。

延展机1包括至少一个第一旋转辊子5和一个第二旋转辊子6，且在例示的示例中，包括第三旋转辊子7。旋转辊子5、6和7的轴线A平行于彼此延伸，并且垂直于片材2的行进方向f1或者垂直于经纱3。第一辊子5和第二辊子6在它们之间界定第一压力发生器G1，用于在第一和第二辊子5、6之间穿过的片材2。另外，在图中例示的示例中，第一辊子5和第三辊子7在它们之间界定第二压力发生器G2，用于在第一和第三辊子5、7之间穿过的片材2。当然，辊子的长度适合于要展开的片材2的宽度，以便具有比片材2的宽度大的长度。典型地，辊子长度包括在1m和2m之间。

根据本发明的有利特征，辊子5、6和7设置为使得两个压力发生器G1和G2在第一辊子5的周界的1/6和1/3之间分离。换句话说，片材2专有地在第一辊子5的周界的1/6和1/3之间接触第一辊子5。

根据优选的替代实施方式，第二辊子6和第三辊子7在水平面中并排设置，而第一辊子5设置在第二辊子6和第三辊子7的中间上方。

根据本发明的延展机1另外包括马达驱动器10，用于确保将第二辊子6和第三辊子7同步驱动为围绕它们的轴线A且沿着相同旋转方向旋转。在例示的示例中，马达驱动器10包括电马达11，电马达11被控制用于同步地控制第二辊子6和第三辊子7的转速。电马达11的输出轴配合传动带12，传动带12驱动滑轮13旋转，滑轮13由轴14支撑，轴14安装成被轴向固定到第二辊子6和第三辊子7的第一端。

在例示的示例中，第一辊子5不被马达驱动器10驱动旋转。第一辊子5由片材2的行进力且由辊子6、7驱动旋转。当然，可以设想马达驱动器10也驱动第一辊子5旋转。

根据本发明的延展机1另外包括用于驱动辊子5、6和7沿着其轴线轴向振荡的系统15。更特别地，驱动系统15允许第一辊子5以反相位相对于第二和第三辊子6、7轴向振荡，第二和第三辊子6、7优选地同时轴向振荡。在附图中例示的示例中，驱动系统15包括电马达16，电马达16借助于变速器17(诸如，传送带)同步驱动第一和第二凸轮轴19、20，使得可以对辊子施加轴向力。如在图1清楚示出的，凸轮轴19、20的凸轮相对于彼此沿角度方向偏移等于180°的值。

第一凸轮轴19作用于第一辊子5的第二端，并且更具体地，作用于从第一辊子5轴向延伸的轴21的横向面。根据有利可选实施方式，第一凸轮轴19经由轴21承载的板21a作用于轴21。由此，即使在第一辊子5纵向移动时，凸轮轴19继续对轴21施加轴向力，如在说明书后续内容中将更详细地说明的。

第二凸轮轴20作用于第二辊子6的第二端，且在例示的示例中，也作用于第三辊子7的第二端。根据该例示的可选例，第二和第三辊子6、7在它们的第二端处轴向配备有轴22，轴22通过它们的横向面接触凸轮轴20，这确保第二和第三辊子6、7的同时轴向振荡。由此，第二和第三辊子6、7具有精确地同时发生的轴向振荡。

第一、第二和第三辊子5、6和7的第一端由弹性系统25推动，这将补偿凸轮轴19、20对第一、第二和第三辊子5、6和7的第二端施加的作用。在例示的示例性实施方式中，弹性系统25包括介于一方面支撑28和另一方面均从第一辊子5第一端轴向延伸的轴29和轴14之间的Belleville垫圈的堆叠。根据有利可选实施方式，Belleville弹性垫圈25的堆叠经由轴29承载的板29a作用于轴29。由此，即使在第一辊子5纵向移动时，Belleville弹性垫圈25的堆叠继续对轴29施加轴向力，如在后续说明书中将更详细地说明的。

如上所述，驱动系统15使得可以确保对于在一方面第一辊子和在另一方面第二和第三辊子6、7之间的反相位操作的幅度的准确控制。另外，本方案使得可以保证辊子的期望运动，而与磨损现象无关，因为抑制了凸轮轴和辊子之间的机械游隙。

当然，轴向振动的频率是可调节的，例如经由电马达16的调节从5到50Hz调节。典型地，辊子的轴向振荡的幅度具有0.5mm的量级。

延展机1另外包括用于第二和第三辊子6、7的一系列刚性支承31，刚性支承31使得可以无任何挠曲地支撑辊子，同时允许它们的旋转和振荡运动。在例示的示例中，各刚性支承31包括拔叉或者机架32，拔叉或者机架32刚性附连到机壳33，优选地刚性锚定到地面。各拔叉或者机架32由此具有两个支撑分支34，各支撑分支34均配备有用于辊子6、7的滚动构件35，该滚动构件均可接收旋转运动和振荡运动。在图1所示的示例中，四个刚性支承31支撑辊子。当然，依赖于辊子长度，刚性支承31的数目可以明显不同。

根据本发明，延展机1包括用于产生第一压力发生器G1及在例示的示例中的第二压力发生器G2的系统40，沿着所述发生器分布有可调节压力值，该系统用于以低厚度变动性来延展片材2。换句话说，系统40允许沿着这些压力发生器G1、G2任意调节压力对片材施加均匀压力，同时考虑到片材的起始厚度差，从而以低厚度变动性延展片材。

根据优选实施方式，系统40包括具有可调节压力的柔性辊子和一系列局部支撑42以作为第一辊子5，可调节压力沿着柔性辊子5的轴线分布且作用于柔性辊子5。如图2中更具体地呈现的，第一辊子5以灵活的方式沿着它的轴线A安装，以便其在两个端部上无任何导向轴承。由此，柔性辊子5可以将其自身以无任何压力的方式自动地设置在两个另外的辊子6、7之间。相反地，第二和第三辊子6、7是刚性的，因为它们由机壳33无任何挠曲地支撑。各局部支撑42经由具有轴向位移的滚动构件43对柔性辊子施加它的压力，由此，各局部支撑42能够垂直于柔性辊子5的轴线施加大致垂直压力，同时接收柔性辊子5的旋转运动和轴向振荡。例如，各局部支撑42是压力致动器44，该致动器44的杆配备有滚动构件43。各压力致动器44连接到控制单元(未示出，但本身已知)，以允许调节施加到柔性辊子5的压力。在图1例示的示例中，延展机1包括四个压力致动器。当然，压力致动器44的数目可以不同。

根据有利可选实施方式，局部支撑42配备有用于调节它们沿着柔性辊子5的轴线的位置的装置46。由此，局部支撑42可以沿着柔性辊子5的轴线独立于彼此移动，以便能够在片材2的所有选定位置上施加它们的压力。在例示的示例中，致动器44可滑动地沿着从柔性辊子5突出一段距离的支柱45安装。各致动器44借助于用于将致动器的主体锁定在框架上系统被置于固定位置，框架未示出，但为本身已知的所有类型。

根据有利可选实施方式，根据本发明的延展机1包括系统48，系统48用于使柔性辊子5上升，以允许将片材2安置在柔性辊子5和刚性辊子6、7之间的操作。在例示的示例中，上升系统48包括两个致动器49，该两个致动器49通过它们的主体连接到支柱45，支柱45的杆49a作用于从柔性辊子5的两端延伸的轴21、29。应指出，弹性系统25作用于柔性辊子5的轴29，同时凸轮轴19继续对轴21施加轴向力，即使在使柔性辊子5上升的操作期间也是如此，因为设有端板21a和29a，如图3所示。根据有利实施方式特性，根据本发明的延展机包括系统51，系统51用于在片材传送通过压力发生器之间的期间加热片材和辊子。加热系统51包括喷嘴52，以用于供给热空气生产单元(未示出，但本身已知)产生的热空气。该供给喷嘴52在两个刚性辊子6、7之间开口，将热空气流引导向柔性辊子5的位于两个压力发生器G1、G2之间的部分。典型地，Leister类型的加热单元用于确保将片材2和辊子加热直至80℃的温度。

在先前说明中，延展机1包括限定两个压力发生器G1、G2的两个刚性辊子6、7和柔性辊子5。当然，根据本发明的延展机1可具有类似操作，应用单个刚性辊子6与柔性辊子5限定单个压力发生器G1。另外，如上所述的延展机1包括对柔性辊子5施加压力的致动器，作为局部支撑42。考虑到形成具有可调节压力值的压力发生器，可以构思其它方案。

根据本发明的延展机1特别地适合于在片材2是织物时延展经纱3以及纬纱4。

延展方法的应用直接归因于以上说明。

根据延展片材2的方法：

-使片材2在至少两个旋转辊子5、6-7之间行进，该至少两个旋转辊子的轴线A平行于彼此延伸且大致垂直于片材的行进方向，

-在压力作用下的片材被传送通过被驱动以反相位地轴向振荡的辊子的至少一个压力发生器G1之间，

-并且，辊子5、6-7的至少一个压力发生器G1形成为沿着所述发生器具有可调节压力值，以便以低厚度变动性延展片材2。

应理解，由此可以调节片材2的中央和边缘之间的压力，以便考虑到片材的厚度差，柔性辊子5对片材2施加均匀压力。当然，可以构思压力沿着接触发生器是相同的。

在该延展操作期间，片材2借助于用于张紧片材2的合适系统被保持在具有大致恒定小值的张力下，该系统设置在相对于压力辊的片材行程的上游和下游，且设计用于补偿可能例如在上游、在织机出口处以及在下游、在片材缠绕机处出现的力。

根据优选的替代实施方式，辊子5之一被制成为柔性的，而其它辊子6-7制成为刚性的，沿着辊子轴线分布且具有可调节值的局部支撑42施加到柔性辊子，大致垂直于其轴线，以形成具有可调节压力值的发生器。由此，不同压力值被施加在压力发生器的不同位置，以确保片材2的线纱的适当延展。

根据本发明的有利特征，所述方法包括调节局部支撑42沿着柔性辊子的轴线的位置，以便选择性地选择要施加压力的位置。例如，可以沿着柔性辊子以常规方式分布局部支撑42。但是，所述调节包括将局部支撑42最多在片材2的整个宽度上分布。实际上，与片材长度无关地，局部支撑42应该总是作用在突出片材2的宽度的界定区域内。换句话说，局部支撑42不应作用在柔性辊子的从不接触片材2的区域上。根据优选示例性实施方式，接近片材边缘的致动器位置设置成距这些边缘至少50mm的距离。典型地，接近片材边缘的致动器布置成距这些边缘150mm的距离。位于接近于边缘的这些致动器中两者之间的致动器布置成使得所有的致动器被规则地分离开。例如，致动器的数目选取为使得两个邻近致动器之间的距离为至少300mm。根据可选择的优选实施方式，使得片材2在柔性辊子5的周界之上传送通过具有可调节局部压力值的两个压力发生器G1、G2之间。这两个发生器被界定在同步地旋转和振荡的柔性辊子5和两个从动的刚性辊子6、7之间。有利地，使片材2在柔性辊子5上传送通过柔性辊子5的周界的1/6和1/3之间。

根据本发明特征，片材2和辊子在片材2传送通过压力发生器之间时被加热。

根据以上描述将清楚，本发明使得可以延展具有单方向经纱片的经纱，或者织物的交错的经纱和/或纬纱。延展的纺织片材将至少部分地由碳、玻璃或者芳族聚酰胺的加强纤维形成，而加强纤维常规地由沿着线纱方向延伸的一组细丝构成。

有利地，在本发明范围中，要延展的纺织片材将专有地由单方向经纱片构成，或者由通过经纱和纬纱交错构成的织物构成。当然，在各示例中，线纱不以任何粘结剂或者缝制或编织类型的机械结合方法固定到彼此，这些粘结剂或者机械结合方法将阻止它们相对彼此的位移，且不会允许它们延展。在织物的情况下，经纱和纬纱仅通过编织保持在一起。特别地，在由单方向经纱片构成的纺织片材的情况下，后者将由碳、玻璃或者芳族聚酰胺线纱构成。在由交错的经纱和纬纱构成的织物的情况下，可以专有地延展纬纱，在本示例中，该纬纱将与作用为支撑的线纱交错，诸如热塑性材料的线纱，或者可以延展经纱和纬纱两者。在各情况下，旨在以根据本发明的方法延展的线纱由相对彼此可以自由移动的一组细丝构成，特别地由碳线纱构成。这种可以起始地具有圆截面，或者优选地矩形截面，但在根据本发明方法的出口处，它们将具有顺应施加压力的矩形截面。为允许它们的延展，要延展的线纱且因此根据本发明的织物的组成线纱将既不被浸渍，也不被涂布，更不关联于会阻止细丝相对彼此的自由位移的任何聚合物粘结剂。然而，要延展的线纱最通常的特征在于可表示它们质量的最多2％的质量标准上浆水平。

碳线纱由一组细丝构成，且一般地包括1000到80000根细丝，有利地12000到24000根细丝。更优选地，在本发明范围内，使用1到24K的碳纤维，例如3k、6K、12K或者24K，并且优先地，12K和24K。存在于单方向片材中的碳线纱具有60到3800特克斯的纤度，并且优先地，400到900特克斯。单方向片材可以用任何类型的碳线纱生产，例如，高阻(HR)线纱，这种线纱的抗拉模数为220至241GPa，拉伸断裂应力为3450至4830MPa；中等模数(IM)线纱，这种线纱的抗拉模数为290至297GPa，拉伸断裂应力为3450至6200MPa；以及高模数(HM)线纱，这种线纱的抗拉模数为345至448GPa，拉伸断裂应力为3450至5520Pa(根据《ASMHandbook》，ISBN 0-87170-703-9，ASM International 2001)。

图4A示意性地示出了在延展之前的织物，该织物由交错的经纱和纬纱构成，经纱和纬纱由于编织具有略不同的宽度。这些可以特别地是3K碳线纱。经纱和纬纱均由一组细丝构成。起始地，织物的网空率是4％。

图4B例示了在应用根据本发明的延展方法之后获得的织物。该织物具有0％的OF水平，且经纱和纬纱的宽度不同。

在本发明范围内，纺织片材在经受根据本发明的方法之前可以具有零或非零的网空率。当起始地，网空率不为零时，应用根据本发明的方法使得网空率降低，且同时获得纺织片材厚度的均匀性。不管起始地网空率为零或不为零，应用根据本发明的方法导致织物厚度降低，原因在于线纱的厚度的均匀性使然。

本发明不局限于所述和例示的示例，因为在不偏离本发明范围的情况下，可以提供本发明示例的多种修改。

借助于根据本发明方法获得的碳线纱织物的示例在下文中的示例中描述。

使用的测量方法

厚度测量

I.使用以下设备：

Leybold systems的真空泵，真空泵序号：501902

三维机器Tesa“micro-hite DCC 3D”

钢化玻璃的抛光板，厚度为8mm

真空覆盖膜:818260F 205℃尼龙6，绿色，来自供应商Umeco，Aerovac

Bidim.AB1060HA 380gsm 200℃聚酯，非压缩标准厚度6mm，供应商Umeco Aerovac

装有软件PC-Dmis V42的PC

具有0.06N的最大触发信号的球传感器

Robuso类型的刀盘

305×305mm的裁切模板

用于真空泵的连接机构

来自供应商Umeco Aerovac的真空垫片SM5130

II.测量说明

在玻璃板上以从上至下的顺序布置具有同一织物的三件堆叠以及环境：

○Bidim(本领域技术人员已知的毡)

○沿相同方向的织物堆叠，其中经纱沿平行于305×305mm的正方形的边缘的方向延伸

○真空外罩检查真空水平(小于15毫巴的真空)

在真空外罩中形成最小15毫巴的降低压力，以将所述堆叠置于972毫巴+/-3毫巴的压力下。

必需实现织物堆叠在降低压力下的尺寸稳定化。

将堆叠在此降低压力下保留至少30分钟，然后测试各点。

以手动模式借助于操纵杆(操纵杆的操纵档(joy on the stick))采集表格中的物理点(表格左上的白点)，核对，然后切换到自动模式(操纵杆的自动档(auto on the stick))：

切换到自动模式，等待，直到完成测量。

程序继续进行，借助于其触发传感器采集25个测量点。

重复对25个“空白”点的测量，即无三个织物的堆叠，以测量真空外罩和玻璃的厚度。

由此，通过有堆叠和无堆叠两者之间的高差测量，我们获得堆叠上25个点的厚度平均值。

网空率测量

根据如下方法测量网空率。

装置包括SONY照相机(型号：SSC-DC58AP)，该照相机配备有10×物镜，配备有Waldmann牌的照明台子(型号：W LP3NR,101381 230V 50Hz2×15W)。要测量的样品被设置在照明台子上，照相机连接到机架，布置成距样品29cm，然后调节清晰度。

测量宽度根据要分析的织物借助于环(变焦环)和刻度尺确定，该刻度尺对于疏松纺织品(OF>2％)为10cm，对于不非常疏松的纺织片材(OF<2％)为1.17cm。

借助于光圈且借助于对照照片，调节亮度以获得与一个给定对照照片相对应的OF值。

使用Scion Image(Scion Corporation，USA)的对比度测量软件包Videomet。在捕获图像之后，以如下方式处理图像：借助于工具，限定与选取的口径测定相对应的最大表面积，例如，对于10cm-70孔，并且包括整数的图案数目。就纺织品术语角度而言，选取基本表面(elementary surface)，即通过重现描述织物几何结构的表面。

照明台子的光穿过织物的小孔，作为百分比的OF由100乘以基本图案的白色表面积与总表面积的比率：100×(白色表面/基本表面)。

应指出，亮度的调节是重要的，因为扩散现象可能改变孔的表观尺寸且因此改变OF。将保持中等亮度，以便无过于明显的饱和或者扩散现象可见。

宽度为127cm、具有以下表格2中所示的基重、厚度标准偏差、网空率、网空率变动性的织物能够借助于根据本发明的方法且通过使用如表格1中限定的参数获得。

使用的机器符合图1和2，具有60mm直径和1700mm长度的辊子，致动器间隔320mm，两个致动器位于距织物边缘155mm的端部处。对于表格2中的织物，表格1举例给出了4个压力致动器44(No.1至4)的从织物一个边缘至另一个边缘的压力，纺织片材的运行速度(mm/min)，频率(Hz)和温度(℃)。根据这些示例性实施方式，更大的力被施加在织物2的中央区域，以通过补偿起始地存在于织物的中央和边缘之间的厚度差，允许织物2的良好延展，如图5中所示。

Hexcel Corporation(Stamford USA)提供的AS4 3K是4433Mpa的高断裂应力耐受性线纱，具有231GPa的抗拉模数，200特克斯的纤度，7.1微米的细丝。

Hexcel Corporation(Stamford USA)提供的AS4 12K是4433Mpa的高断裂应力耐受性线纱，具有231GPa的抗拉模数，800特克斯的纤度，7.1微米的细丝。

Hexcel Corporation(Stamford USA)提供的AS7 12K是4830Mpa的高断裂应力耐受性线纱，具有241GPa的抗拉模数，800特克斯的纤度，6.9微米的细丝。

Hexcel Corporation(Stamford,USA)提供的IM7 6K线纱是具有5310Mpa的中等断裂应力模数的线纱，具有276Gpa的抗拉模数，具有223特克斯的纤度，具有5.2微米的细丝。

Hexcel Corporation(Stamford,USA)提供的IM7 12K线纱是具有5670Mpa的中等断裂应力模数的线纱，具有276Gpa的抗拉模数，具有446特克斯的纤度，具有5.2微米的细丝。

例如，具有AS4 3K的199g/m²的织物具有10.5％的平均网空率(在织物边缘上为12.5％，在织物中央部为6.5％)，即在中央和边缘之间存在6％的网空率变化，并且具有0.191mm的平均厚度(在织物边缘上为0.201mm，在织物中央部为0.187mm)，即在中央和边缘之间存在12％的厚度变化。三叠非延展织物的堆叠的厚度标准偏差为0.055mm。

在延展之后，同一织物的网空率变成为平均0.1％，即与非延展织物相比降低99％，最大变化为0.5％(这不是由于在边缘的值增大)，在边缘和中央部处的平均网空率等于0.1％。测量的网空率的大部分接近0％，小部分偶然高于0.1％，至多0.5％，平均值为0.1％，最大变化为0.5％。织物在延展之后的厚度是0.177mm，即与非延展织物相比减小8％。三叠延展后织物的堆叠的标准偏差是0.030mm，即与非延展织物相比45％的提高。下文中在表格3中汇集该信息。

作为另一示例，以AS4C 3K的75g/m²的织物在延展之前具有45％的平均网空率，在延展之后具有0.8％的平均网空率，即获得98％的提高。

在各示例中，应用根据本发明的方法导致厚度标准偏差明显减少、平均厚度明显减少、网空率及其变化性明显减少。特别地，与使用的织物和线纱的基重无关地，通过应用根据本发明的方法，在972毫巴压力下3叠的厚度标准偏差的改进至少等于20％，并且大多数情况下大于30％。

Claims

1.用于延展包括至少经纱(3)的纺织片材(2)的方法，根据该方法：

使片材(2)在至少两个旋转的辊子(5)、(6-7)之间行进，辊子轴线A平行于彼此延伸且大致垂直于片材的行进方向，

使片材在压力下在辊子的至少一个压力发生器(G1)之间传送，辊子被驱动以轴向振荡且相位相反，

其特征在于，辊子(5)、(6-7)的至少一个压力发生器(G1)制成为具有沿着所述发生器的可调节压力值，用于以低厚度变动性来延展片材(2)。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，辊子(5)中的一个是制成是柔性的，另一个辊子制成为刚性的(6-7)，并且沿着辊子轴线分布并具有可调节值的局部支撑(42)被施加到该柔性辊子，大致垂直于它的轴线并且以可调节值来产生具有可调节压力值的发生器。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，其包括调节局部支撑(42)沿着柔性辊子轴线的位置。

4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，其包括将局部支撑(42)沿着柔性辊子轴线有规则地分布。

5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，其包括将局部支撑(2)最多分布在片材(2)的整个宽度上。

6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，其包括使片材(2)在两个压力发生器(G1,G2)之间穿过柔性辊子的周界，两个刚性辊子(6,7)被同步驱动旋转和振荡，具有可调节局部压力值。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，使片材(2)传送通过柔性辊子(5)的周界的1/6和1/3之间。

8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，其包括在片材(2)传送通过压力发生器之间时加热片材(2)。

9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，其包括提供包括经纱(3)和纬纱(4)的织物作为片材(2)，经纱(3)和纬纱(4)均包括一组细丝，该组细丝可以在所述线纱中相对于彼此自由移动，对经纱且对纬纱进行延展。

10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其特征在于，其包括考虑片材的初始厚度差，调节沿压力发生器(G1,G2)的压力值，以对片材(2)施加均匀压力。

11.用于延展由至少经纱(3)构成的片材(2)的机器，该机器包括：

-至少两个旋转辊子(5)、(6-7)，辊子轴线平行于彼此且垂直于被定界在两个辊子之间的压力发生器(G1)、(G2)，

-用于至少一个辊子的旋转马达驱动器(10)，

-和用于以轴向振荡和反相位驱动辊子的系统(15)，

其特征在于，所述机器包括用于产生所述压力发生器(G1)、(G2)的系统(40)，该压力发生器(G1)、(G2)具有沿着所述发生器分布的可调节压力值，用于以低厚度变动性延展片材(2)。

12.根据权利要求11的延展机器，其特征在于，用于产生压力发生器的系统(40)包括旋转辊子、柔性辊子(5)和具有可调节压力的一系列局部支撑(42)，该一系列局部支撑(42)沿着柔性辊子轴线分布并且作用于由至少一个刚性辊子支撑(6,7)的柔性辊子(5)。

13.根据权利要求12的延展机器，其特征在于，所述局部支撑(42)配备有用于调节它们沿着柔性辊子轴线的位置的装置(46)。

14.根据权利要求12或13的延展机器，其特征在于，所述局部支撑(42)经由具有轴向位移的滚动构件(43)将它们的压力施加在柔性辊子(5)上。

15.根据权利要求12至14中任一项的延展机器，其特征在于，柔性辊子(5)以两个刚性辊子(6,7)、具有可调节局部压力值的两个压力发生器(G1,G2)定界，两个刚性辊子(6,7)的轴线平行于彼此延伸，两个发生器(G1,G2)在柔性辊子(5)的周界的1/6和1/3之间分开。

16.根据权利要求11至15中任一项的延展机器，其特征在于，所述辊子(5,6,7)具有30mm至60mm的直径。

17.根据权利要求12至16中任一项的延展机器，其特征在于，该机器包括用于各刚性辊子的一系列刚性支承(31)，各刚性支承(31)均包括附连到机壳(33)的机架(32)且具有均配备有用于刚性辊子的滚动构件(35)的两个支撑分支(34)，具有沿着刚性辊子轴线的旋转运动和平移运动。

18.根据权利要求11的延展机器，其特征在于，用于将辊子驱动进入轴向振荡和反相位的系统(15)包括借助于变速器(17)同步驱动的马达(16)，偏移180°的两个凸轮轴(19,20)，一个凸轮轴(19)作用于柔性辊子(5)的一个端部，而另一个作用于刚性辊子(6,7)的一个端部，辊子的另一端被弹性系统(25)推动。

19.根据权利要求11至18中任一项的延展机器，其特征在于，该机器包括用于升降柔性辊子(5)的系统(48)，柔性辊子(5)的端部设有板(21a,29a)，所述板(21a,29a)之一被弹性系统(25)作用，而另一板(21a,29a)被凸轮轴(19)作用。

20.根据权利要求11至19中任一项的延展机器，其特征在于，该机器包括在片材传送通过压力发生器之间时加热片材(2)的系统(51)。