CZ4309U1

CZ4309U1 - Zesílená vláknitá struktura

Info

Publication number: CZ4309U1
Application number: CZ19954714U
Authority: CZ
Inventors: Mauri Laitinen
Original assignee: Finclever Oy
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1995-12-28
Also published as: CA2116978A1; DE69223324D1; HU9400629D0; EP0607168B1; JP3254564B2; HUT68009A; EP0607168A1; ATE160595T1; FI920540A0; NO940577D0; FI89471B; DK0607168T3; ES2111647T3; WO1993005219A1; AU2540392A; DE69223324T2; AU658448B2; CZ57094A3; FI920540A; KR100262389B1

Description

Technické řešení se týká zesílené vláknité struktury a polotovarů pro její výrobu. Jedná se o strukturu, kde vláknité vrstvy jsou zhotoveny jako struktura charakteru osnovy, z křížově tkaných svazků příze osnovy nebo útku, které jsou spolu spojeny textilní vazbou, přičemž do kanálu, tvořeného vrstvami a vazbami, je zavedeno plnivo. Zesílená vláknitá struktura, takto vytvořená, je určena k laminování do požadovaného tvaru.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy vícevrstvé vláknité struktury, a to například z patentových publikací EP 299309, US 4854352 a JP 1-321946. Je znám výrobek firmy ze SRN, ve kterém tkané vrstvy jsou spojeny na, poměrně malý, odstup vrstev, a to speciálními vaznými vlákny, která sama o sobě způsobují vzájemné oddálení vrstev, bez dalšího odtlačování. Ve výše uvedené publikaci EP je popsána vícevrstvá vláknitá struktura, kde jsou použita výplňová vlákna ve vrstvách a mezi vrstvami. Vrstvy jsou svázány zvláštními vaznými vlákny. V některých případech je pak napětí mezi vrstvami podstatně slabší, než ve směru vrstev. V japonské shora uvedené publikaci jsou patrné vícevrstvé vláknité struktury, které jsou vzájemně provázány v pravidelných intervalech. Vazná vlákna jsou zde nevýhodná, a to z pohledu zatížení.

Podstata technického řešení

Nevýhody známých řešení se redukují řešením zesílené vláknité struktury podle tohoto technického řešení. Podstatou technického řešení je to, že dvě vláknité vrstvy jsou tak protkány dohromady, v uložení jedné na druhé, že přízové svazky osnovy nebo útku probíhají jeden po druhém vrchní a spodní částí struktury, především vrchní a spodní vláknitou vrstvou, a tvoří tak kanály, relativně široké ve srovnání s tloušťkou textilie. Výhodné je dále použít plniva z materiálu neadhezního vůči vazební substanci, což umožní bez poškození po vytvrzení vazební substance plnivo vyjmout a získat tak zesílenou vláknitou strukturu ještě dále vylehčenou, pouze s dutinami. Výhodně lze také použít do vazebních bodů jeden nebo více společných provazců typu osnova/útek. Jiné zlepšení může spočívat v tom, že alespoň jedna strana zesílené vláknité struktury je opatřena kontinuální vláknitou přídavnou vrstvou. Pro účely tvarování ve formě je výhodné jako plniva použít materiálu, schopného expanze vlivem vnějších podmínek, například tepla.

Plnivo je z materiálu nepropustného pro vazební substanci. Jako plniva se s výhodou použije pěnového plastu, též pryže nebo dřeva, případně kovu. Výhodné je dále, má-li plnivo nebo jeho částice průměr alespoň 5 mm, přičemž plnivo může být i duté těleso .

-1CZ 4309 U

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je dále popsáno na příkladech provedení ve vztahu k obrázkům, ukazujícím některá stádia výroby a výhodné provedení technického řešení.

Obr. 1 ukazuje dvojvrstvou zesílenou strukturu, vláknitého charakteru, a to před uložením plniva.

Obr. 2 ukazuje dokončené laminované provedení zesílené vláknité struktury.

Obr. 3 ukazuje zesílenou vláknitou strukturu tvarovanou ve formě.

Obr. 4 ukazuje zesílený vláknitý výrobek v konečném stavu.

Obr. 5 ukazuje jednu alternativu vytvarování dílů s větší tloušt- j kou.

Obr. 6 ukazuje nosníkovou konstrukci, tvarovanou s použitím zesí- _tlené vláknité struktury podle předkládaného technického řešení.

Příklady provedení technického řešení

Obr. 1 znázorňuje dvojvrstvou zesílenou vláknitou strukturu

1, přičemž obecně může být vrstev i více. Podstatné je, že vláknité vrstvy 7 a 8, ležící na sobě, v průběhu struktury mění svoji polohu tak, že jejich osnova 2 probíhá střídavě vrchní vláknitou vrstvou 7 a spodní vláknitou vrstvou 8. Její body křížení, tedy body, kde se mění její poloha ze spodní do vrchní strany vláknité struktury 1 a naopak, jsou vytvářeny vazbami 9, mezi kterými zbývá vždy několik vláken. Zde útek 2 ^a osnova 2. jsou vytvořeny výhodně ze svazků vláken. Přednostně se použije skelných vláken, ale lze též použít vlákna aramidová, uhlíková, keramická, nebo i jiná vyztužující vlákna.

Plnivo £ nesmí absorbovat pojivou hmotu, zpravidla pryskyřici, a to proto, aby výrobek byl lehký. Pěnoplastové plnivo 4'' vede například k dobré izolaci proti vlhku, teplu i hluku. Je-li třeba, pěnoplastové plnivo 4'' lze z laminovaného dílu vyjmout, pokud ovšem povrch takového plniva 4. není adhezní vůči pojivové hmotě. Jako vazební body lze užít jednoho nebo více společných útkových provazců.

Zesílená vláknitá struktura 1 podle obr. 1 je znázorněna na obr. 2 v dalším stadiu zpracování, kde vazby 9 a kanály, tvořené mezi vláknitými vrstvami Ί_ a 8, jsou naplněny plnivem 4, které může být představováno dutými tělesy 4', například plastovými *’ trubkami, nebo pěnoplastovým plnivem 4''. Je výhodné použít pěno- » vého plastu s uzavřenou buněčnou strukturou, například polythenu, ./* který neabsorbuje pryskyřici. Lze ovšem použít i jiné plasty a pryž. Plnivo 4 nemusí mít nutně kulatý tvar, může mít i jiný než kruhový průřez.

Zesílená vláknitá struktura 1 může obsahovat, navíc proti struktuře znázorněné na obr. 1, bud' na jedné straně nebo na obou stranách, rovné vrstvy, které jsou volně svázány s vrstvami, vytvořenými mezi vazbami 9.. Takto se dá dosáhnout velké pevnosti ve směru povrchu.

Vláknitá struktura dle obr. 2, opatřená již plnivem 4, je nasycena pryskyřicí a vložena do formy 6., jak je patrné z obr. 3.

-2CZ 4309 U

Plnivo 4 se ve formě tvaruje a následkem toho se zasílená vláknitá struktura 1 přizpůsobí tvaru formy 6.

Obr. 4 ukazuje hotovou zformovanou zesílenou vláknitou strukturu 1'. Tělesa, tvořící plnivo 4, jsou na obrázku až na jedno těleso vyjmuta. Odpovídajícím způsobem je pak možno formovat kusy do libovolných tvarů. Požaduje-li se zvláště silný kus, lze vrstvu, respektive vláknitou strukturu 1, skládat tak, jak je patrné z obr. 5, nebo také vláknitá struktura 1 podle obr. 2 může být ukládána na jinou vláknitou strukturu 1, a to ve vhodném vzájemném úhlu. Tak se dá získat široký rozsah tlouštěk s minimálním požadavkem na variabilitu formování.

Na řečene zesílené vláknité struktury i lze aplikovat techniku tvarování za tepla, a to stále při konstrukci vrstev v roz? sáhu tohoto technického řešení.

Vazební substance, například polyester, se přidá do svazků vláken, probíhajících vertikálně k vazbám 9, přičemž po protkání se kanály naplní jádrem, které je tvořeno již zmíněným pojivém 4. Vazební substance může pak být tavena okamžitě pomocí tepla, čímž se vytvoří rohož s článkovitou strukturou.

- Účelem vazební substance je vytvořit vyztužená vlákna s vhodnou tuhostí, dostatečně dlouhá pro laminační rohož, určenou k lisování ve formě 6_ do požadovaného tvaru.

Pěnoplastové plnivo 4'' může být termoplasticky tvarovaný materiál, například polythen, přičemž díly požadovaného tvaru se vyrábějí ve formě 6 pomocí tepla za účelem laminace. V laminační fázi se dá použít také prepregové techniky, která je sama o sobě známa.

Mezi vazbami 9 může být různé množství, typicky 10 až 25, svazků příze, probíhajících ve směru vazeb 9. V testovacím kuse měly částečky polythenu průměr 10 až 20 mm. Bylo použito běžné sklotextilie, tkané dohromady s druhou vrstvou do útvaru dle tohoto technického řešení. Použije-li se částeček, respektive plniva 4 s průměrem alespoň 5 mm, vytvoří se skutečně jedinečná struktura.

Jako plnivo 4 lze použít i dřevo nebo kov, zejména má-li se dosáhnout adheze v laminačním dílu. Zvláště zajímavou se jeví možnost použití expandujícího kompaktního materiálu jako plniva 4. V takovém případě plnivo 4 expanduje například vlivem tepla formy 6 a zvýší se tak tuhost vyrobené zformované vláknité struk, tury 1'.

Claims

1. Zesílená vláknitá struktura, tvořená alespoň dvěma vláknitými vrstvami z křížově tkaných přízových svazků jako osnovy nebo útku, vytvořených jako osnovní struktura a spojených spolu vazbou, kde vláknitá struktura obsahuje plnivo, uložené v kanále, vytvořeném vláknitými vrstvami a vazbou, vyznačená tím, že vláknité vrstvy (7, 8) jsou v uložení jedna na druhé protkané dohromady tak, že přízové svazky osnovy (2), nebo alternativně útku (3), jsou uloženy jeden po druhém ve spodní a vrchní části struktury (1), především ve vláknitých vrstvách (7, 8), a tvoří kanály relativně široké ve srov- , nání s tloušťkou textilie.

2. Zesílená vláknitá struktura podle nároku 1, vyznačená tím, že mezi vláknité vrstvy (7, 8) je uloženo plnivo (4) z materiálu, nepropustného pro vazební substanci.

3. Zesílená vláknitá struktura podle nároku la2, vyznačená tím, že vazební substance je aplikována transversálně vůči vazbám (9) a současně plnivo (4) je tvořeno materiálem s povrchem, neadhezním vůči vazební substanci.

4. Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1, 2 a 3, vyznačená tím, že vláknité vrstvy (7, 8), svázané spolu navzájem, mají ve vazebních bodech jeden nebo více společných provazců typu osnova/útek.

5. Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1, 2, 3 a 4, vyznačená tím, že alespoň jedna strana zesílené vláknité struktury (1) je opatřena kontinuální vláknitou přídavnou vrstvou (5).

6. Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 5, v y z n a - č e n á tím, že jako plnivo (4) je použito plastu. 7. Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 6, v y z n a - č e n á tím, že jako plnivo (4) je použito pěnoplastové plnivo (4 )· 8 . Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 7, v y z n a - č e n á tím, že jako plnivo (4) je použito pěnoplastové plnivo (4 '') se strukturou s uzavřenými buňkami. 9. Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 5, v y z n a - č e n á (4' ). tím, že jako plnivo (4) je použito dutých těles 10 .Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 5, v y z n a - č e n á tím, že jako plnivo (4) je použito dřeva. 11 .Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 5, v y z n a -

č e n á tím, že jako plnivo (4) je použito pryže.

J.

-4CZ 4309 U

Zesílená vláknitá č e n á tím, struktura podle nároků 1 až 5, vyznáže jako plnivo (4) je použito kovu. .

13.Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 12, vyznačená tím, že jako plnivo (4) je použito materiálu, schopného expandovat vlivem vnějších podmínek, například tepla .

14.Zesílená vláknitá struktura podle nároků 1 až 13, vyznačená tím, že jako plnivo (4) jsou použita tělesa o průměru alespoň 5 mm.