DE102004060001A1 - Verfahren zur Herstellung eines Textils aus Synthesefasern - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Textils aus Synthesefasern als textiles Halbzeug für Faserverbundwerkstoffe, wobei Fasern, Faserbündel oder Rovings unidirektional und parallel geordnet durch Binder zusammengehalten werden, wobei der Binder als chemischer Binder ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Textils als textiles Halbzeug für Faserverbundwerkstoffe, wobei Fasern, Faserbündel oder Rovings unidirektional und parallel geordnet durch Binder zusammengehalten werden.
  • Unter der Langfaserverstärkung eines Langfaserverbundwerkstoffes versteht man Verbundwerkstoffe mit einer Armierung durch Filamente bzw. Endlosfasern. Die Filamente werden in definierte belastungsgerechte Orientierung als Rovings in das Bauteil eingebracht, um dadurch optimale Eigenschaften zu erzielen.
  • Die Halbzeugherstellung ist dabei Bestandteil der Bauteilproduktion und umfaßt den Bereich der Produktion des Verstärkungsgeleges und weiterhin dann den Bereich der Konfektionierung. Unter Konfektionierung versteht man dabei das Vorbereifen und Herrichten des textilen Halbzeuges, so daß sie direkt für die Bauteilfertigung eingesetzt werden können.
  • Unidirektionale Fasergelege – im allgemeinen Sprachgebrauch auch UD-Gelege genannt – sind Bänder aus parallel angeordneten Rovings, die im Stand der Technik durch quer angebrachte dünne Klebevliese oder durch einen in größeren Abständen eingeführten Schuß- oder Nähfaden zusammengehalten werden. Die UD-Gelege nutzen dabei die Eigenschaften der Verstärkungsfasern im höchsten Maße, da alle Filamente parallel ausgerichtet sind.
  • Die im Stand der Technik eingesetzten Klebevliese haben den Nachteil, daß sie üblicherweise aus einem anderen Werkstoff als der Werkstoff der Matrix bestehen, so daß hier Haftungs schwierigkeiten auftreten können. Die im Stand der Technik eingesetzten Nähfäden haben den Nachteil, daß durch die Nadeln eine Beeinflussung der Lage der Rovings oder Filamente erfolgt und daß weiterhin sich der Nähfaden häufig in der Oberfläche abzeichnet.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Langfaserverbundwerkstoffes vorzuschlagen, bei dem sowohl auf die Klebevliese wie auch auf den Nähfaden verzichtet werden kann.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß das UD-Gelege einseitig mit einem chemischen Binder versehen wird, der so ausgebildet ist, daß er die Handhabung des UD-Geleges nicht beeinflußt, d. h. also der Binder ist relativ trocken und hält aber die einzelnen Filamente und Rovings so zusammen, daß eine Handhabung des so hergestellten Halbzeuges problemlos möglich ist, beispielsweise indem eine Vielzahl solcher unidirektionaler Gelege übereinandergelegt mit unterschiedlichen Ausrichtungen der Rovings ein multiaxiales Gelege bilden.
  • Der chemische Binder kann dabei gemäß der Erfindung aus Teilen der Matrix bestehen oder zwar passend zur Matrix, jedoch aus matrixfremden Bestandteilen gebildet sein.
  • Der chemische Binder kann klebrig, zäh, fest oder flexibel sein und wird beispielsweise gemäß der Erfindung auf die Oberfläche des Textils aufgebracht.
  • Bei einer anderen Arbeitsweise ist es auch möglich, daß der chemische Binder in die Tiefe des Halbzeugs eindringt und der chemische Binder das textile Halbzeug nur derart bindet oder benetzt, daß es noch gas- und harzdurchgängig bleibt.
  • Der chemische Binder kann sich mit der Matrix vermischen und sich auflösen, kann sich in der Matrix aber auch anlösen und eine Symbiose mit der Matrix eingehen.
  • Ein wesentlicher Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß der chemische Binder dem aus dem textilen Halbzeug hergestellten Faserverbundbauteil eine höhere Impact Resistenz verleiht, die also höher liegt als durch die Matrix allein erreicht wird.
  • Dem chemischen Binder kann ein Füllstoff beigefügt sein und dieser Füllstoff kann gemäß der Erfindung vorzugsweise aus faserigen Strukturen bestehen.
  • In einem solchen Fall ist es möglich, daß der Füllstoff die interlaminare Festigkeit eines aus diesem textilen Halbzeug hergestellten Bauteils steigert, wenn die faserigen Strukturen des Füllstoffes sich mit anderen faserigen Strukturen treffen.
    •

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Textils aus Synthesefasern als textiles Halbzeug für Faserverbundwerkstoffe, wobei Fasern, Faserbündel oder Rovings unidirektional und parallel geordnet durch Binder zusammengehalten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zusammenhalt der Fasern, Faserbündel oder Rovings ein chemischer Binder eingesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder aus Teilen der Matrix besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder passend zur Matrix, jedoch aus matrixfremden Bestandteilen besteht.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder klebrig oder trocken, fest oder flexibel ist.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder auf einer Oberfläche des Textils aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder in die Tiefe des Textils eindringt.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder das Textil nur derart bindet oder benetzt, daß es noch gas- und harzdurchgängig bleibt.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder sich in der Matrix anlöst und eine Symbiose mit der Matrix eingeht.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder sich mit der Matrix vermischt und sich auflöst.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Binder dem aus dem Textil hergestellten Faserverbundbauteil eine höhere Impact Resistenz verleiht.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem chemischen Binder ein Füllstoff beigefügt ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff des chemischen Binders vorzugsweise aus faserigen Strukturen besteht.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff des ehemaligen Binders aus sehr feinen (kleiner als 1 μ Partikelgröße) Füllstoffpartikeln besteht und bis zu 85 Gewichts% des Binders beträgt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff die interlaminaren Festigkeiten eines aus diesem textilen Halbzeug hergestellten Bauteils steigert.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus diesem unidirektionalen Halbzeug ein multiaxiales Textil gefertigt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem unidirektionalen oder multiaxialen Textil ein Vorformling (Preform)en gefertigt wird.
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