CZ2008607A3 - Výrobek z vláknového kompozitu - Google Patents

Abstract

Výrobek z vláknového kompozitu obsahuje alespon jeden strukturní útvar (1) z kontinuálních výztužných vláken, impregnovaných polymerním pojivem, sestávající z hlavního svazku (11) vláken rovnobežných s podélnou osou tohoto hlavního svazku (1), z ovíjejícího svazku (12) vláken, spirálovite ovíjejícího obvod hlavního svazku (11) a z polymerního pojiva nacházejícího se mezi vlákny.

Description

Výrobek z vláknového kompozitu

Oblast techniky

Vynález se týká výrobku z kompozitového materiálu, jehož vnitřní struktura obsahuje pojivém impregnovaný strukturní prvek, kterým je svazek rovnoběžných kontinuálních výztužných vláken, po svém vnějším obvodu spirálovitě ovinutý dalším svazkem rovnoběžných výztužných vláken. Takový strukturní prvek má mnohem vyšší smykovou tuhost a pevnost než klasická jednosměrně vyztužená vrstva kompozitu.

Dosavadní stav techniky

Vláknové kompozity jsou konstrukční materiály, složené z výztužných vláken a pojivá. Pojivém mohou být polymery, kovy, keramiky, skla atd. Výztužná vlákna existují skelná, čedičová, polymemí, uhlíková, kovová a keramická. Výztužná vlákna mají ve struktuře kompozitu za úlohu přenášet vnitřní sily, primárním úkolem pojivá je naproti tomu udržovat ve struktuře výztužná vlákna pohromadě a ve správné poloze. Výztužná vlákna v kompozitu mohou být buď sekaná, s délkou jen několika mm, rozptýlená v pojivu přibližně náhodným způsobem, nebo kontinuální, probíhající kompozitovým výrobkem zpravidla bez přerušení. Z důvodů technologických se kontinuální výztužná vlákna nabízejí zpracovatelům buď jako tenký pramenec rovnoběžných vláken, označovaný jako roving, nebo v kroucené formě jako nit, nebo ve formě textilie jakou je rohož, tkanina či pletenina. (J správně navrženého a vyrobeného kompozitu lze dosáhnout vlastnosti, jaké jsou z klasických konstrukčních materiálů nedosažitelné.

W » · »ψ· 4 * « v *·· v·· · ··· *4 ·* · · · · · 4 ·· · · ··· · ·· ··* *· ··· ·· ·· ·

Kompozitové výrobky s kontinuálními výztužnými vlákny vznikají v naprosté většině ukládáním pojivém prosycené vláknové výztuže do vrstev na vhodné formovací těleso, jehož tvar odpovídá buď pozitivnímu nebo negativnímu tvaru výrobku. Jedná se např. o navíjení rovingu, nebo postupné vrstvení rohože, tkaniny či pleteniny, anebo kombinaci různých druhů výztuže. Do struktury se však podle potřeby mohou vkládat i lokální vláknové výztuhy, zpravidla v podobě stuh z rovnoběžných vláken, které nemají podobu souvislých vrstev. Výztuž ve výrobku může být jen z jednoho druhu a typu výztužných vláken nebo u tzv. hybridních skladeb se může jednat o více různých druhů či typů vláken.

Po složení se kompozitový polotovar vytvrdí za normální nebo za zvýšené teploty. V případě termoplastového pojivá se tepelným zpracováním složeného polotovaru pojivo roztaví a pevně se spojí s výztuži.

Existují však i postupy, při kterých se polotovar nejprve složí jen ze suché vláknové výztuže, a až následně se prosytí tekutým pojivém a nakonec vytvrdí za normální nebo zvýšené teploty.

Pro vlákny jednosměrně vyztuženou vrstvu kompozitu je typické, že její vlastnosti, zejména tuhost a pevnost, jsou v podélném směru vynikající, zatímco ve směru kolmo na vlákna jsou tyto vlastnosti řádově horši. Např. jednosměrně vyztužená vrstva z běžných konstrukčních uhlíkových vláken Torayca T700 v epoxidovém pojivu při poměrném objemovém obsahu vláken 60 % má ve směru podél vláken modul pružnosti zhruba 130 GPa a pevnost v tahu zhruba 2300 MPa, zatímco ve směru kolmém na vlákna má modul pružnosti jen zhruba 8 GPa a pevnost v tahu zhruba jen 50 MPa, přičemž smykový modul pružnosti je jen zhruba 6,5 GPa a smyková pevnost zhruba, jen 70 MPa. Uvedené hodnoty jsou jen přibližné, protože jsou závislé na způsobu výroby daného kompozitového výrobku, typu použité pryskyřice a mnoha dalších faktorech.

• φ · · · ♦ • · ♦ φ ΦΦ

• · · · » φ φ φ φ φ φ φ · φ ΦΦ ΦΦ ΦΦ

Požadovaných vlastnosti kompozitu se proto musí dosáhnout nejen vhodnou volbou vláken a pojivá, ale především uspořádáním výztužných vláken ve struktuře.

Nejlepších výsledných vlastností kompozitu s kontinuálními výztužnými vlákny se dosahuje při poměrném objemovém obsahu vláken 60 % až 70 i. Takového vyššího obsahu vláken v kompozitu a minima vnitřních vad ve struktuře kompozitu lze dosáhnout snadněji, pokud jsou všechny vrstvy kompozitu tenké a pokud je dotyčný kompozitový výrobek tenkostěnný. U větších tloušťek kompozitu, zvláště pak u tlustších vrstev obsahujících vlákna se stejnou orientací, je technologicky obtížné dosáhnout vysokého poměrného obsahu vláken a nízkého obsahu vnitřních vad v kompozitu. Je zde současně i problém, jak zajistit, aby se tlusté vrstvy nepoškodily mechanickým namáháním působícím jinak než v tahu přesně podél vláken, protože tlusté vrstvy jsou z fyzikálních důvodů tím zranitelnější, čím jsou tlustší. Existují přitom případy kompozitových konstrukčních dílu, u nichž jsou větší tloušťky nevyhnutelné. Takovými případy jsou mimo jiné např. nosníky s požadovanou extrémně vysokou ohybovou tuhostí.

Již v minulosti se objevily vynálezy, které se podobný druh problému pokoušely řešit. Jedná se např. o patent US4740422 a patenty související, které se týkají vynálezu vláknového kompozitu, jehož struktura je složena z pojivá a z vedle sebe kladených provázků, vyrobených klasickou provaznickou technologií, tzn. zkrucováním příze resp. všech zúčastněných výztužných vláken i následně jejich svazků.

Pro takto vyrobené provázky je charakteristické, že veškerá jednotlivá vlákna i zúčastněné svazky vláken tvoří šroubovice. Takové provázky spolu s polymerním pojivém propůjčují kompozitu citelně zvýšený modul pružnosti ve smyku, proto je jich v uvedených vynálezech využito ke konstrukci tlustostěnných pružných západek hadicových spojek, přičemž dotyčné provázky jsou zhotoveny ze skelných vláken.

Jednosměrně vyztužená vrstva konstrukčních skelných vláken v epoxidovém pojivu má při typickém poměrném objemovém Obsahu vláken 55 % ve směru podél vláken modul pružnosti přibližně 38 GPa a pevnost v tahu přibližně 1060 MPa, zatímco ve směru kolmém na vlákna má modul pružnosti přibližně jen asi 10 GPa a pevnost v tahu kolem 30 MPa, přičemž smykový modul je mívá hodnotu kolem 5 GPa a smyková pevnost jen kolem 70 MPa.

Pro strukturu kompozitu složenou z provázků ze skelných vláken a epoxidového pojivá je v patentu US4740422 pro poměrný objemový obsahu vláken 46 % udáván modul pružnosti ve směru podél provázků 24,2 GPa a pevnost v tahu 860 MPa, zatímco ve směru kolmém na provázky modul pružnosti 10,3 GPa a pevnost v tahu 103 MPa, ale zato smykový modul 24,2 GPa a smyková pevnost 227 MPa.

Pro řadu aplikací je ale ve srovnání s jednosměrně vyztuženou vrstvou velkou nevýhodou provázkové struktury kompozitu její nižší podélná tahová i tlaková tuhost a podélná pevnost v tahu i v tlaku, což je způsobeno nepříznivou orientací výztužných vláken ve struktuře provázku vzhledem ke směru působení podélného napětí, neboť díky kroucení jsou veškerá vlákna provázků orientována šikmo ke směru působícího podélného i příčného napětí. Další nevýhodou provázkové struktury kompozitu je, že dosažitelný poměrný objemový obsah vláken je poměrně nízký, jen kolem oněch 46 %, neboť mezi vlákny ve struktuře provázku vždy zbývá hodně vlákny nevyplněných prostorů, které musí být vyplněny pojivém o řádově nižší tuhosti pevnosti než mají výztužná vlákna.

Většinu uvedených nevýhod odstraňuje předmět vynálezu.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je výrobex, jehož vnitřní struktura je alespoň z části z vláknového kompozitu, a který obsahuje alespoň jeden strukturní útvar složený z kontinuálních výztužných vláken a polymerního pojivá, sestávající z hlavního svazku vícero pramenců vláken rovnoběžných s podélnou osou tohoto svazku, z dalšího svazku vícero vláken, spirálovitě ovíjejícího obvod hlavního svazku a z polymerního pojivá nacházejícího se mezi všemi vlákny složeného strukturního útvaru, přičemž strukturní útvar je přímý, počet vláken řečeného ovinutého hlavního svazku je po celé jeho délce stejný a ovíjející svazek vláken, charakterizovaný svou vlastní podélnou osou, tvoří svými závity šroubovici s osou souměrnosti, která je shodná s osou řečeného hlavního svazku vláken, a která těsně přiléhá k vnějšímu povrchu hlavního svazku vláken, takže jej pevně obepíná, přičemž všechna vlákna ovíjejícího svazku jsou rovnoběžná s jeho vlastní podélnou osou.

Jinými slovy, jedná se o výrobek tvořeny alespoň z části kontinuálními výztužnými vlákny a polymerním pojivém, obsahující alespoň jeden strukturní útvar, kterým je svazek vzájemně rovnoběžných kontinuálních výztužných vláken, impregnovaných polymerním pojivém, který je spirálovitě ovinutý jiným svazkem kontinuálních výztužných vláken, rovněž impregnovaných polymerním pojivém. Ovíjejícím svazkem vláken může být jeden nebo více pramenců vláken.

Ovíjející svazek stlačuje vlákna hlavního svazku co nejtěsněji k sobě a tak v něm jednak zvyšuje poměrný objemový obsah vláken na maximální dosažitelnou hoanotu, ale hlavně zabraňuje aby se vlákna hlavního svazku od sebe vzdálila.

-6* ♦ *· ··♦ ·

Polymerním pojivém může být buď reaktoplast v nevytvrzeném či vytvrzeném stavu, nebo termoplast, ve formě částic rozptýlených mezi zúčastněnými výztužnými vlákny nebo ve formě kompaktního materiálu obklopujícího povrch vláken.

Aby strukturní útvar co nejlépe odolával mechanickému namáhání jak v podélném tak i v příčném směru, musí být všechna vlákna hlavního svazku co nejvíce rovnoběžná s jeho vlastní podélnou osou a co nejpřímější, přičemž ovíjející svazek vláken by měl hlavní svazek ovíjet ve šroubovicí s co nejmenším stoupáním.

Řečený strukturní útvar může být buď celý ze stejných vláken, nebo může být materiálově hybridní, tzn. že vlákna ovinujícího svazku mohou být jiná, než vlákna hlavního svazku. Zpravidla se bude jednat o případy, kdy výztužná vlákna hlavního svazku budou mít vyšší modul pružnosti než vlákna ovíjejícího svazku.

Protože ohybem vláken ovíjejícího svazku v nich vzniká ohybové napětí, musí být hlavní svazek zpravidla složen z takového množství vláken, aby ohybové napětí ve vláknech ovíjejícího svazku nebylo blízko jejich meze pevnosti. Průměr hlavního svazku by proto měl mít hodnotu několika mm.

Ve výrobku dle vynálezu může být buď samotný jeden strukturní útvar, nebo častěji vícero těchto strukturních útvarů, nebo v krajním případě může být z těchto strukturních útvarů složen celý výrobek.

Ve vnitřní struktuře výrobku dle vynálezu pak mohou být strukturní útvary buď osamocené, obklopené jinými strukturami, nebo naopak mohou spolu navzájem bezprostředně sousedit a tvořit vrstvu či více vrstev.

Ovinutý svazek výztužných vláken tvořících strukturní útvar lze v nevytvrzeném stavu klást do struktury výrobku obdobným způsobem jako tlustý roving. Lze jej tedy klást buď jako *7• · ··· ·· • * · • * ·β . · * · · • · · · · · • · · ·*· «« * φ přímý svazek vláken, nejčastěji rovnoběžně s podélnou osou výrobku, nebo jej lze navíjet.

Protože při kladení musí být vznikající struktura kompozitu stlačována, aby uvnitř kompozitu nevznikaly prázdné dutiny či oblasti bez vláken, původně kruhový průřez ovinutého svazku se stlačováním více ovinutých svazků na sebe a vedle sebe tvarově do značné míry přizpůsobí svému okolí, takže se může změnit na více či méně zaobleně vícehranný, např. na šestihranný.

V každém případě však ve srovnáni se strukturou kompozitu složenou z provázků strukturní útvar mnohem příznivěji orientovaná vlákna, takže výsledná struktura kompozitu lépe odolává tahu i tlaku v obou základních směrech.

Ovinutím lze v ovinutém hlavním svazku nejen snadněji dosáhnout vysoký poměrný objemový obsah vláken s minimálním obsahem vnitřních vad, ale zejména současně účinně zabránit rozvolňováni vláken hlavního svazku při jeho mechanickém namáháni. Dosáhne se tak vyšších pevnosti hlavního svazku v podélném tlaku a v ohybu, neboť jeho ovin zabraňuje elastickému vzpěrovému borcení vláken podélně stlačovaného hlavního svazku. Významně se zvýší pevnost hlavního svazku též v příčném i podélném smyku a v příčném tlaku.

Ve srovnání s jednosměrně vyztuženou strukturou kompozitu má strukturní útvar i vrstva kompozitu složená z těchto útvarů jen o něco málo horši tahovou pevnost a tuhost v podélném směru, ale zato má značně vyšší pevnost v tlaku v podélném směru, vyšší tlakovou pevnost i tuhost v příčném směru a značně vyšší pevnost i tuhost ve smyku. Taková kombinace vlastností je v řadě případů velmi výhodná. Konkrétní hodnoty vlastnosti i míra jejich zlepšení je ovšem silně závislá na použité kombinaci složek kompozitu, tzn. na výztužných vláknech a na pojivu, jakož i na zpracovatelské technologii.

-8• ♦ · • · · ··« ··· ···

Vnitřní struktura výrobku dle vynálezu obsahující strukturní útvary v podobě ovinutých svazku vláken se hodí zejména pro masivní konstrukční díly z vláknových kompozitu namáhané na ohyb a smyk, u nichž záleží na co největší dosažitelné pevnosti a tuhosti v podélném i příčném směru při jejich co nejnižší hmotnosti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže osvětlen pomocí výkresů, znázorňujících jedno z jeho možných provedení:

Na obr. 1 je znázorněn strukturní útvar (1) z hlavního svazku (11) vláken tvořeného více pramenci (3) vláken, spirálovitě ovinutého jiným svazkem vláken (12) tvořeným jedním pramencem (3) vláken

Na obr. 2 je znázorněn příčný řez kompozitovým nosníkem (2) se strukturními útvary (1)

Na obr. 3 je znázorněn částečný příčný řez kompozitovým nosníkem (2) se strukturními útvary (1)

Na obr. 4 je znázorněn příčný řez kompozitovým nosníkem (2) v dosavadním provedeni

Příklady možného provedeni vynálezu

Příklad 1:

Možným provedením vynálezu je výrobek, tvořený samotným jedním strukturním útvarem 1, znázorněným schematicky na obr. 1. Výrobek sestává z hlavního svazku 11 vysokomodulových uhlíkových vláken Dialead K63712 tvořený

-9• *· t * t ··♦ «« ··· ·** stovkou rovnoběžných pramenců rovingu 12k, ovinutý ovíjejícím svazkem 12 uhlíkových vláken T700 z jediného pramence 3 vláken rovingu 12k, přičemž jednotlivé závity ovíjejícího svazku ,2 jsou kladeny těsně vedle sebe, tedy s co nejmenšim stoupáním. Strukturní útvar je tedy materiálově hybridní. Veškerá vlákna strukturního útvaru 1 jsou impregnována pojivém v podobě ještě nevytvrzené epoxidové pryskyřice Vantico LY 564 HY 917.

Na rozdíl od schematického zobrazení strukturního útvaru 1 v obr, 1, v němž jsou jednotlivé pramence 3 spolu s ovíjejícím svazkem vláken 12 nakresleny pro názornost jako válcovité útvary s kruhovým příčným průřezem, mají ve skutečnosti pramence 3 vláken tvary průřezu nikoliv válcové, ale vzniklé výsledným působením sil při procesu ovíjeni hlavního svazku 11, kdy pojivo ještě není vytvrzeno. Pro názornost také na obr. 1 není zakresleno všech sto prame.nců 3 hlavního svazku 11, ale jen několik.

Výrobek, tvořený takovým jedním strukturním útvarem 1 je polotovarem, vhodným k následnému zabudování do vnitřní struktury nějakého složitějšího kompozitového výrobku. Je totiž velkou technologickou výhodou, že nevytvrzené strukturní útvary 1 lze v potřebném množství připravit předem a tím podstatně urychlit a zefektivnit vlastní skládání a výrobu složitějšího kompozitového výrobku.

Příklad 2:

Dalším možným provedením vynálezu je výrobek, kterým je kompozitový nosník 2 vnějšího čtvercového průřezu se zaoblenými rohy a s válcovou dutinou uprostřed, znázorněným v řezu na obr. 2 a na částečném řezu v obr. 3, od něhož je

-10*» 4 4 ♦ · 4

4· 4 « • 4 4

444 44 »4 4 4 * · 4· • t 4 · 4·· • 4 4·· · *4 • · · · · ·· • 44 4* 4444 se obr.—2—a na-částečném řpzu .,.v_ obr,—3, ob nčhoš jo. požadována co nejvyšší tuhost v ohybu, ve smyku i v krutu a vysoká pevnost zejména v ohybu.

Jedním z hlavních důvodů pro zhotovení nosníku 2 s použitím strukturních útvarů 2 dle vynálezu je nutnost technologicky zvládnout kvalitní provedení jeho masivních částí.

Dosavadní, staré provedení kompozitového nosníku je znázorněno na obr. 4. Doposud bylo možné takový nosník 2 vyrobit jen se strukturou, která mezi vnějším obvodovým ovinem 25, rohovými trubkami 22 a středovou trubkou 21 obsahuje jen jednosměrně, podél středové osy nosníku 2 orientované pramence vláken. Prakticky je velmi obtížné dosáhnout u takové rozměrné a přitom jednosměrně orientované struktury kompozitu vysokého obsahu vláken při minimálním obsahu vnitřních vad.

Základem nosníku je středová trubka 21 o světlosti 100 mm navinutá z uhlíkových vláken T700 s epoxidovým pojivém pod úhlem návinu [+45]. Rohové trubky 22_ o světlosti 20 mm, navinuté též z uhlíkových vláken T700 s epoxidovým pojivém pod úhlem návinu [+45], tvoří základ rohů průřezu nosníku 2. Pramence 3 rovnoběžných vysokomodulových uhlíkových vláken Dialead K63712, impregnované s epoxidovým pojivém Vantico LY 564/HY 917, nakladené rovnoběžně s podélnou osou nosníku, vyplňují prostor mezi trubkami 21 a 22, čímž doplňují průřez nosníku 2 na obvodový čtvercový tvar se zaoblenými hranami. Struktura nosníku 2 je doplněna ještě obvodovým ovinem 25 z uhlíkových vláken T700 s epoxidovým pojivém, vinutým pod úhlem návinu [+45]takže celkové vnější rozměry průřezu nosníku mají hodnoty 200 x 200 mm.

Nové provedení nosníku 2 se strukturními útvary 1 je znázorněno na celkovém příčném řezu na obr. 2 a v detailu na čtvrtinovém příčném řezu v obr. 3. Základem nového provedení nosníku 2 je opět středová trubka 21 o světlosti 100 mm

-IIt · · ··« «* ·*· ·«· s epoxidovou pryskyřicí Vantico LY 564 HY 917 jako pojivém. Rohové trubky 22 o světlosti 20 mm, navinuté též z uhlíkových vláken T700 pod úhlem návinu [ + 45] s epoxidovou pryskyřicí Vantico LY 564 HY 917 jako pojivém, tvoří základ rohů průřezu nosníku 2. Strukturní útvary 1, každý z hlavního svazku 11 vysokomodulových uhlíkových vláken Dialead K63712, tvořeného stovkou pramenců 3 vláken rovingu 12k, ovinutého svazkem 12 unlíkových vláken T700 z jednoho pramence 3 vláken rovingu 12k, impregnované epoxidovou pryskyřicí Vantico LY 564 HY 917, jsou nakladené bezprostředně vedle sebe ve směru rovnoběžném s podélnou osou nosníku 2, takže zcela vyplňuji prostor mezi trubkami 21, 22 a doplňují průřez nosníku 2 na vnější čtvercový tvar se zaoblenými hranami. Struktura nosníku 2 je zpevněna ještě celkovým obvodovým ovinem 25 z uhlíkových vláken T700 vinutých od úhlem [+45]_& s epoxidovou pryskyřici Vantico LY 564 HY 917 jako pojivém, takže celkové vnější rozměry průřezu nosníku jsou 200 x 200 mm.

Protože při kladení jednotlivých strukturních součástí nosníku musí být vznikající struktura kompozitu stlačována, aby uvnitř kompozitu nevznikaly prázdné dutiny či oblasti bez vláken, původně v podstatě kruhový průřez každého strukturního útvaru 1, se stlačováním útvarů 1 na sebe a vedle sebe do značné míry natolik tvarově přizpůsobí svému okolí, ze se změní na zaobleně vícehranný, většinou např. na šestihranný, jak je znázorněno na obr. 2 a obr. 3. Změna tvaru průřezů jednotlivých svazků tak způsobí co nejtěsnější přiblíženi všech zúčastněných vláken k sobě a tím zvýšení poměrného objemového obsahu vláken v kompozitu.

Ve srovnání se strukturou kompozitu složenou z provázků dle patentu US4740422 má strukturní útvar 1 mnohem příznivěji orientovaná vlákna, takže musí lépe odolávat tahu i tlaku ve směru podélném i příčném.

• · při2111 věji oiTeňtovana~VÍákna,—.m..s í lepe odolávat tahu i—tlaku—gmór-i4-pftdr.l nřm -4—pří čněmí|

Pevným ovinutím lze v ovinutém hlavním svazku 12 nejen snadněji dosáhnout vysoký poměrný objemový obsah vláken s minimálním obsahem vnitřních vad, ale zejména současně účinně zabránit rozvolňování vláken hlavního svazku 12 při jeho mechanickém namáhání. Dosáhne se tak vyšších pevností hlavního svazku 12 v podélném tlaku a v ohybu, neboť ovin 13 zabraňuje elastickému vzpěrovému borcení vláken podélně stlačovaného hlavního svazku 12. Významně se také zvýší pevnost hlavního svazku 12 v příčném i podélném smyku a v příčném tlaku. Ovinutím hlavního svazku 12 se totiž brání jeho delaminaci, neboť tuhost ovinu nedovolí překročit příčnou tažnost hlavního svazku 11.

Stejně tak se zvyšuje příčná pevnost v tlaku hlavního svazku 11, protože ovinující svazek 12 nedovolí vláknům hlavního svazku 11 změnit pod příčným zatížením svou vzájemnou polohu.

Byly provedeny předběžné zkoušky pevnosti v příčném tlaku na tělesech rozměrů 30 x 20 x 20 mm a zkoušky zdánlivé interlaminární smykové pevnosti metodou tříbodového ohybu krátkého nosníku o rozměrech 30 x 20 x 200 mm, a to na vytvrzených zkušebních tělesech se strukturou složenou z výše popsaných strukturních útvarů 1 vyrobených z hlavních svazků 11 vysokomodulových uhlíkových vláken Dialead K63712 ovinutých svazkem 12 uhlíkových vláken T700 a pro porovnání též se zkušebními tělesy z jednosměrně kladených vysokomodulových uhlíkových vláken Dialead K63712, oboji s s epoxidovým pojivém Vantico LY 564/HY 317.

Příčná tlaková pevnost kompozitu zhotoveného z několika vrstev strukturních útvarů 1 vychází 2,5 krát vyšší a zdánlivá interlaminární smyková pevnost o 35 1 vyšší než u uvedeného jednosměrného kompozitu, což je u vysokomodulových vláken pozoruhodné zlepšení. Lze přitom rozumně

J · · »9« 9 * «· • ·· ··« · 9 · ·

-13- ..............

předpokládat, že podélná tahová pevnost kompozitu z vrstev strukturních útvarů 1 bude jen nepatrně nižší, zato jeho podélná tlaková pevnost by něla být oproti jednosměrnému kompozitu asi dvojnásobná.

Průmyslová využitelnost

Vynález je určen pro výrobu namáhaných dílů s požadovanou extrémní tuhostí při vlastní minimální hmotnosti.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výrobek, jehož vnitřní struktura je alespoň vláknového kompozitu, a který obsahuje alespoň jeden strukturní útvar (1) složený z kontinuálních výztužných vláken, impregnovaný polymernim pojivém, sestávající z hlavního svazku (11) vláken, ze svazku (12) ovíjejících vláken, ovíjejícího obvodový povrch hlavního svazKU (11) a z polymerního pojivá, nacházejícího se mezi všemi vlákny strukturního útvaru (1), vyznačující se tím, že vlákna hlavního svazku (11) vláken jsou rovnoběžná s podélnou osou tohoto hlavního svazku (11), přičemž počet vláken ovinutého hlavního svazku (11) je po celé jeho délce stejný, a že ovíjející svazek vláken (12), charakterizovaný svou vlastní podélnou osou, tvoři svými závity šroubovici s osou souměrnosti, která je shodná s osou ovinutého hlavního svazku (11) vláken, a která těsně přiléhá k vnějšímu povrchu hlavního svazku (11) vláken tak, že jej pevně obepíná, přičemž všechna vlákna ovíjejícího svazku (12) jsou rovnoběžná s jeho vlastni podélnou osou.
2. 2. Výrobek podle nároku 1 vyznačující se tím, že hlavní svazek (11) vláken je tvořen alespoň jedním pramencem (3) vzájemně rovnoběžných vláken.
3. 3. Výrobek podle nároků 1 až 2 vyznačující se tím, že ovíjející svazek (12) vláken je tvořen alespoň jedním pramencem (3) vláken.
4. 4. Výrobek podle nároku 1 až 3 vyznačující se tím, že jeho vnitřní struktura obsahuje více než jeden strukturní útvar (1)
5. 5. Výrobek podle nároků 1 až 4 vyznačující se tím, že pojivém je polymer.
6. 6. Výrobek podle nároku 5 vyznačující se tím, že polymerem je reaktoplast.

   t « • · ’·· ··· »··
7. 7. Výrobek podle nároku 6 vyznačující se tím, že reaktoplast je ve stavu před vytvrzením.
8. 8. Výrobek podle nároku 6 vyznačující se tím, že reaktoplast je ve vytvrzeném stavu.
9. 9. Výrobek podle nároku 5 vyznačující se tím, že polymerem je termoplast.
10. 10. Výrobek podle nároku 9 vyznačující se tím, že termoplast je ve formě částic rozptýlených mezi výztužná vlákna, které ponechávají tato vlákna navzájem nespojená.