DE102009019500A1

DE102009019500A1 - Triangel Hybrid Zero Twist Filmament Verbund werkstoff

Info

Publication number: DE102009019500A1
Application number: DE200910019500
Authority: DE
Inventors: Faisal H-J Knappe
Original assignee: Knappe Faisal H-J 97475
Current assignee: Knappe Faisal H-J 97475
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2011-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen leicht zuverabeitenten FILAMENTVERBUND, der auch kleinen Kunden ermöglicht sein hauseignene Formgebung zu verwirkliche und sein eigenes Material zusammenzustellen. Es könne somit in allen Bereichen ohne großen Aufwandform Kundenwünsche erfüllt werden wo auch die Prozesssicherheit eingehalten werden kann, mit niedrigeren Produktionskosten, niedrigen Gewichten, höheren Margen sowie höherer technischer Qualität.

Description

Die Erfindung betrifft einen TRIANGEL ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF, der die Basis für stabile Halte- und Schutzvorrichtungen, in fahrenden und stationären Einheiten, Bauwerken und Fahrbahnen, Gebäudeschutz u. s. w bietet.
Er weist nach der Verarbeitung im Garnen, Gewebe, Flies, Gelege oder Pulpe vor der Endvernetzung folgende Eigenschaften auf:
3 D Verformbarkeit, Flexibiltät, Biegsamkeit, Pressfähigkeit, Walzbarkeit, Verdichtbar. ein duktiles Werkstoffverhalten und kann wie Blech oder Thermoplast verformt,
Bei der Verformung oder nach der Vernetzung (ab 140° Celsius) habe die Teile die mit dem TRIANGEL HYBRID ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF erstellt wurden, haben folgende Eigenschaften:
hohe Biegefestigkeit, 3-dimensionale Schubmodulsicherheit gepaart mit einer hohen Dimensionsstabilität bei Hitze, Dampf und chemischen Einflüssen, das Material kann dann wie Blech geschraubt, gesägt und geklebt werden, hohe Zug- und Scherfestigkeit, Dehnungsverhalten bei Temperaturen von –60° bis 400° Celsius bei ca. 0,05%.
Der Oberflächchenverbund wird auf die jeweilige Anforderung angepasst, so das der Schutz gegen Hitze, Akustik, EMV, Schnitt, Stich, Crash, Abrieb, Umwelteinflüsse Regen, UV-Strahlung, Klappern und Biss gewährleistet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung die einzelne Filamentzusammensetzung nach Umwelt- und Absorptions-, und Dämmanforderung die Filamentzusammenstellung, die ausser durch die hohen technischen Werte auch eine Verminderung des Gewichts zur Folge hat, was für die CO² Bilanz und Einsparung sich sehr hoch auswirkt.
Der TRIANGEL ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF findet nach der Verarbeitung im Flies, Geflecht, Gewebe, als Garn und als Pulpe in folgende Anwendungen Verwendung:
Akustikwandverkleidungen, Dachunterspannplatten, Türverkleidungen, Motorakustikschutz, Ablagen, Hochsicherheitsverkleidung, Dauertemperaturräume, Dach- und Wandverkleidungen, Designverkleidungen, Schutz für Kabel, -Leitungen, -Kabelbäume und ähnliche Transportleitungen, Bremsshims, Motoreinhausung und sonstiger Leichtbau für Militäranwendung, Land-, Wasser-, Luftfahrzeugen, Maschinen, Anlagen und Gebäuden Schläuche, Rohre, Rohrschutz und Profile aller Art.
Diese haben folgende Vorteil:

a) Erdöl entkoppelt, das heißt nur Hochleistungserdölprodukte wie Kunststoffe als Verbinder und Schutzeinheiten an den Grenzwerten.
b) mechanische Beanspruchung durch Unfälle (Crash), Vibration, Scheuern, Stich, Schnitt und Biss
c) Akustische Weiterleitungen (Schall, Vibrationen)
d) Hitze und Kälte
e) Brand
f) Elektromagnetische Strahlung
g) Einbruch/Diebstahl
h) Schallabsorption
i) Abriebfest
j) Gleitmaterial incl. Vibrationsableitung
k) Dampfaustauschfähig
l) Akustische und Wärmeabsorption
m) Erdbebensicherung (im Niederpreisbereich)

Neben den bewusst vorgesehenen Einwirkungen ist der Filamentverbund auf ihr Grenzwertverhalten ausgerichtet, so dass eine hohe Einsparung von organischen Ressourcen entsteht unter Hauptanteil der verwendeten Materialien anorganisch ist. Unfall (Crash), Einbruch, Tierverbiss (Marder, Nagetiere), Konstruktions-, Montage- oder Benutzerfehler sollen durch eine Schutzvorrichtung möglichst verhindert werden.
Die Erfindung betrifft ein Vibrationsdämm-, Schalldamm-. Akustikabsorptions- und Leichtbau-Mehrschichtbaukastensystem (Modulsystem). in fahrenden und stationären Einheiten, mit Eigenschaftsprofil der Verformbarkeit, hoher mechanischer Abriebfestigkeit, Stichfestigkeit, hoher Biegefestigkeit, 3-dimensionaler Schubmodulsicherheit gepaart mit einer hohen Dimensionsstabilität bei Hitze (bis 1250°), Dampf, chemischen Einflüssen. Das Material kann wie Blech geschraubt, gesägt und geklebt werden.
Das neue Verbundwerkstoffsystem hat nach der 2. Verdichtung auch bei tiefen Temperaturen bis –80° Celsius ein duktiles Werkstoffverhalten und kann wie Blech oder Thermoplast verformt, genagelt, geschraubt, gesägt, geklebt und anderwärtig bearbeitet werden.
Der Schicht- und Oberflächenverbund wird auf die jeweilige Anforderung angepasst, so dass der Schutz gegen Hitze, Akustik, EMV, Schnitt, Stich, Crash, Abrieb, Umwelteinflüsse, Regen, UV-Strahlung, Klappern und Biss gewährleistet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Halte- und Schutzvorrichtung, die aus einer oder mehreren Systembaukastenanteilen und einer Schutzvorrichtung gebildet wird.
Das LEICHTBAUSYSTEM mit Faserverbund
Akustikwandverkleidungen, Türverkleidungen, Motorakustikschutz, Ablagen, Hochsicherheitsverkleidung, Dauertemperaturräume, Dach- und Wandverkleidungen, Designverkleidungen, Kabel, Leitungen, Kabelbäume und ähnliche Transportleitungen, die zum Transport von hoch- und niederfrequenten elektrischen Strömen sowie gasförmigen und flüssigen Medien verwendet und in Land-, Wasser- wie auch in Luftfahrzeugen, Maschinen, Anlagen und Gebäuden verlegt werden, sind dort unter anderem den folgenden Einwirkungen ausgesetzt:

a) Erdöl entkoppelt, das heißt nur Hochleistungserdölprodukte wie Kunststoffe als Verbinder und Schutzeinheiten an den Grenzwerten.
b) mechanische Beanspruchung durch Unfälle (Crash), Vibration, Scheuern, Stich, Schnitt und Biss
c) Akustische Weiterleitungen (Schall, Vibrationen).
d) Hitze und Kälte
e) Brand
f) Elektromagnetische Strahlung

Neben den bewusst vorgesehenen Einwirkungen sollen alle Materialien auf ihr Grenzwertverhalten im Verbundmaterial ausgerichtet sein, so dass einerseits eine hohe Einsparung von organischen Ressourcen entsteht und andererseits der Hauptanteil des Produkts aus anorganischen Materialien besteht.
Unfall (Crash), Einbruch, Tierverbiss (Marder, Nagetiere), Konstruktions-, Montage- oder Benutzerfehler sollen durch diese eine Schutzvorrichtung möglichst verhindert werden.
Das Material kann sowohl mit Selbstklebefilm als auch selbstlkebend ausgerüstet werden.
Derzeitig sich auf dem Markt befindende Produkte bieten:
keinen ausreichenden Stich-, Schneid- und Crash- und Splitterschutz,
keinen ausreichenden Brandschutz für dauerhafte Hochtemperaturen,
keine genügende Flamm- und Brandstabilität,
keinen Akustikschutz,
zu hohes Gewicht.
zuviel Erdölanteile
zu hohe Kosten
keine mögliche Standardisierung
Durch die Verwendung von Kunststoffen sind die Produkte außerdem umweltschädlich. Bei der Herstellung werden erdölbasierende Rohstoffe eingesetzt und bei einer Verbrennung können giftige Dämpfe entstehen.
Zur Vermeidung von Abrieb- und Klappergeräuschen, sind beispielsweise Ummantelungen und Innenverkleidungen bekannt, welche aus einem Polyurethanschaumstoff bestehen.
Außer der Ressourcenunfreundlichkeit hat dies zur Folge, dass die Polyurethanaußenhaut durch den Kontakt mit scharfen Blechkanten frühzeitig zerstört wird. Der Klapper- und Scheuerschutz geht somit verloren.
Als Innenbauteile sind Schäume bekannt, welche geformt werden.
Dafür ist eine sehr große Einbautiefe nötig. Desweiteren liegt deren Gewicht etwa bei 1600 gr/m² was dem Gedanken der Co2 Einsparung widerspricht.
Ferner sind die für Schäume verwendeten Werkstoffe Rohstoffvernichter.
Der Stand der Technik zeigt nur Harzverfahren, welche mit Carbon- oder Glasgeweben arbeiten. Diese Verfahren sind zu kostenintensiv und belasten die Ressourcen.
Der Leichtbau aus Aluminium kann für Innenausbau und Akustikzwecke nicht verwendet werden.
Die momentan auf dem Markt befindlichen Faserverbundstoffe bestehen aus 25–50% Harzanteil, bei den Hochqualitätsfaserverbundstoffen werden Gewebe verwendet, die für Formenbau nicht geeignet sind.
Im Profilbau der Momentan auf dem Markt ist, sind die Profil zu schwer und haben einen Erdölanteil von bis zu 100%. Die verwendeten Werkstoff sind nicht genau berechnet so das mehr Werkstoff als nötig verwendet wird.
Der Produktionsablauf wird bei den momentan auf dem Markt befindlichen Waren nicht kostenreduziert, dies gilt auch die Prozesssicherheit wird bei den Schichtwerkstoffen nicht berücksichtigt.
Die Erfindung betrifft eine Vibrationsdämm-, Schalldämm-. Akustikabsorptions- und Leichtbau-Mehrschichtbaukastensystem (Modulsystem). Der durch die Modularität und den Basisschichten einen großen Einsatzbereich in flexibler bis hochfester Form als Ersatzwerkstoff anbietet. Der Werkstoff ist für alle die Bauelemente gedacht die im Moment im Leicht-, Vibration-, Akustikbau eingesetzt werden.
Die Modularität wird durch die Basisschichten erzeugt. Die Bauelemente sind durch die verschiedenen Inhalte mit verschieden Eigenschaften versehen, wobei diese immer zu einer Temperaturkategorie gehören.
Durch den modularisierten Aufbau wird das Gesamtsystem aus standardisierten Einzelschichten (Bauteilen) zusammengesetzt. Einzelne Komponenten lassen sich unterschiedlich zu einem Ganzen kombinieren, je nach den technischen und kaufmännischen Anforderungen. Die Module sind so aufgebaut, dass eine Mehrfachverwendung eine höhere technische Qualität erzeugt.
Module werden dabei hauptsächlich verwendet, um sie leichter gegen andere Module austauschen zu können, oder neue Module zum Ganzen hinzuzufügen Dies um schnell und mit wenig Aufwand auf technische und kaufmännische Anforderungen des Marktes reagieren zu können. Die Modulschnittstelle ist die Endverdichtung, die auch die Endverformung beinhaltet. Die Schnittstelle erfolgt nach der Zusammenstellung der Modulplatinen in der gewünschten Menge und Reihenfolge.
Durch den Schichtmodulaufbau wird die Prozesssicherheit nach TS 16949 erhöht und ist kostengünstiger einzuhalten. Dies hat auch noch folgende Vorteile zu den momentanen Schichtaufbausystemen:

a) billigere Herstellung durch baugleiche Serienmodule
b) niedriger Entwicklungskosten da die Basisprüfungen bestehen
c) auch kostengünstig bei kleineren Serien (niedrige Formkosten)
d) Umweltschutz durch wenigerr Materialanteile
e) Umweltschutz durch technische Grenzwertanalyse, dadurch niedrigeres Gewicht, höhere Effektivität.
f) Einfachere Produktionsprozesse im Faserverbund
g) Normteile (genormte technische Bauteile (Schichten) als funktionelle Einzelschicht) und standardisierte Baugruppen (Platinengruppen) die über die Baukastenstücklisten (nach DIN 6789) geführt werden.

Normung der Inhaltsstoffe:

Bezeichnung: HIGH-TECH-FASERN = Para Aramid z. B. Twaron A. Polymere z. B. TECHNORA ALU-OXID
Eigenschaften: Extreme Zähigkeit, abriebfest, schnittfest, ballistische Eigenschaften, auch bei niedrigen Mengen. Absorbierend von Schall und Wärme Wärmestabil von –80 bis ca. 650° Celsius Wärme- und Schalldämmend
Bezeichnung: TECHNIC-FASERN = GLAS, E-GLAS, BASALT SILIKAT
Eigenschaften: Wärmestabil von –80 bis ca. 650° Celsius Wärme- und Schalldämmend
Bezeichnung: Technik-Schutzschicht = Aluminum
Eigenschaften: Spiegeln von Schall- und Wärmefrequenzen
Bezeichnung: ADDITIVE = Mikrohohlkugeln, Feste Kugeln oder poröse Kugeln mit dem Durchmesser 0,005–0,090 mm die je nach Produkttyp aus Natriumsilikat, Kieselsäure, Borsilikatglas, Natriumsalz, Natriumborat, Natrium-Borsilikat-Pulver, Siloxan, amorpher Kieselsäure etc. z. B Q-CEL^® 300 oder auch festes, kugelförmiges, geschmolzenes Aluminiumsilikat, Bestandteile: 65–80% Aluminiumsilikat, 15–30% MULLIT, 0–1% Quarz
Eigenschaften: Extreme Zähigkeit, abriebfest, schnittfest, Ballistische Eigenschaften, auch bei niedrigen Mengen. Absorbierend von Schall und Wärme Wärmestabil von –80 bis ca. 650° Celsius Wärme- und schalldämmend
Bezeichnung: Mechanischer Binder Para Aramid Pulpe 0,5–6 mm HOCHFIBRILLERT
Eigenschaften: Extreme Zähigkeit, abriebfest, schnittfest, ballistische Eigenschaften, auch bei niedrigen Mengen, binden der Langfaser mit PULPE, Absorbierend von Schall und Wärme Wärmestabil von –80 bis ca. 650° Celsius Wärme- und schalldämmend
Bezeichnung: Chemischer Binder Silikon Harze z. B. von WACKER bis 650° vernetzend ab ca. 160°
Eigenschaften: binden der Langfaser und PULPE mit geringen Mengen ca 0,002 mm Auftragsmenge, Absorbierend von Schall und Wärme Wärmestabil von –80 bis ca. 650° Celsius Wärme und schalldämmend

h) Änderungen innerhalb eines Standardmoduls werden sich dadurch nicht auf andere Module auswirken. Dieses Prinzip der lokalen Stetigkeit bei Änderungen, wurde angewandt, um Änderungen bei einzelnen Modulen problemlos durchführen zu können.
i) Die Materialminimierung ist nur durch eine doppelt gesicherte Verbindung möglich. Dieses 2-fache Verbindungssystem besteht aus einer mechanischen Verbindung (MECH-VB) diese wird umgesetzt mit einer hochfibrillierten (STARKGEÖFFNET) ARAMID PULPE, z. B. TWARON 1a WARE. Diese Aramid Pulpe hat sehr viele Fibrillen, die sich durch die erhöhte Fläche (0,001 kg = 13,5 m²) auszeichnen. Durch die Fläche umschliesst die Aramidpulpe jede Ihr angebotenen Langfaser mit Ihren Fibrillen und fixiert diese mechanisch. Die erste leichte Fixierung erfolgt bei nasser Aufbringung. Dies wird verstärkt durch Verpressung, danach Trocknung sowie 2. Verpressen ohne hohe Temperatur. Die zweite Verbindung ist chemischer Natur, also eine chemische Verbindung (CHEM-VB), Diese entsteht, durch das Befeuchten der Pulpe mit einer Lösung aus:

Wasser	30–65%
Harz (96%Feststoffanteil)	5–35%
Farbe	10–15%

Diese Lösung muss immer in Bewegung bleiben und darf sich nicht absetzten. sonst entsteht eine Pulpeverklumpung. Nach dem Bewässern zeigt sich anhand der Farbe die Gleichmässigkeit der Verteilung, sodass am getrockneten und kaltverpressten Modul die Prozesssicherheit und die Verbindung der beiden Fixierungs- und Verbindungssysteme zu sehen ist. Diese Verbindung kann im Trockenstreuverfahren geschehen oder im speziell für diese Anwendung konstruiertem Nassverfahren. Diese mechanisch, chemische Verbindung ist der statische Anspruch für diesen Faserverbund. Dieses Verfahren ermöglicht eine Zwischenverbindung mechanisch ohne die chemische Verbindung vor der Endschnittstelle zu aktivieren und zu vernetzten.
j) Aufgrund von den Punkten a)–h) wurde die Schnittstelle auf die 2. Verdichtung (Endvernetzung) begrenzt.
k) Berechnungsmöglichkeit nach Gitterstatikverfahren, da im Gegensatz zum Textilverbund. bei dem unten genannten Produktionsverfahren feste Knotenpunkte entstehen. Die Berechnung erfolgt über die m² Oberfläche so dass eine mechanische Verbindung in dünnen Modulschichten prozesssicher (reproduzierbar) erfolgen kann, z. B. 0,001 kg Paraaramidfaser =~ 1 m² Oberfläche 0,001 kg Paraaramidpulpe (hochfibrilliert) =~ 13,5 m² Oberfläche Das ergibt pro m² bei einem Beispiel aus der Abriebmodulgruppe ( ) bei einem Endgewicht von ca. 0,025 kg/m² und einer Endstärke von ca. 0,022 mm- Die Oberflächenberechnung ergibt sich wie folgt: Abriebklasse 8 (mechanische Abrieb) bis 6000 Doppelhübe Zugklasse 3 (Zug bei 10 mm breite 50 mm Länge) 454 N HIGH-TECH F. 0,0175 kg Aramidfaser =~ 20,000 m² OFL = 70 TECH-F = 0

Mechanische Verriegelung der Fasern:

MECH-VB 0,00375 kg Aramidpulpe =~ 50,625 m² OFL = 15

Chemische Verriegelung des Faserverbundes:

CHEM-VB 0,00375 kg SH 40 =~ 4,3125 m² OFL = 15 Wichtig beim Produktionsablauf ist, das die mechanische Verbindung durch die Pulpe mit der Langfaser vor der Trocknung (1. Verdichtung) vollzogen wird. Die CHEM-VB (Chemische Verbindung) erfolgt erst nur mit der Vortrocknung (Wasserentzug) und am Schluß mit der Endverformung (Fixierung).

l) Günstige Herstellung da nur Fasern in Kurz- und Langform verwendet werden.
m) Gute Verformbarkeit ohne Falten, da Kurz- und Langfaser verwendet werden, was der Modulaufbau der Platinen unterstützt.

Die Standardmodulgruppen gliedern sich nach den 3 Temperaturklassen, das heißt bis 250°, bis 450°, 550° und bis 650° sowie in die weiteren Hauptgruppen:

1.) Abriebmodulgruppe umfasst auch Crashschutz je nach Aufbau Abbildungsbeispiel: 2 Gewichtsklasse: 0,020–0,120 kg/m² Materialdicke nach 2. Verdichtung bei 240°C (30 Sek.) mit 8–10 kg/10 mm² = nach Erkalten: Zimmertemp. (20°): 0,018–0,092 mm diese Modulgruppe bis 650°C wird nur mit Aramid- und Silikatfaser hergestellt.

Materialen je nach Temperaturklasse:

High TECH – Faser: bis 650°C PARAARAMID (TWARON) 30 bis 80%
Technik – Faser: bis 650°C SILIKAT 20 bis 70%
ADDITIVE: hochfeine GLASFASER 2 bis 3%
MECH-VB: bis 650°C PARAARMID PULPE (TWARON) 0,5–6 mm HOCHFIBRILLIERT 15 bis 30%
CHEM-VB: bis 650°C Silikonharz von Wacker 5 bis 15% Beispiel Harztypen 40/52/wässrig

Grenzwertberechnung für ein Beispiel:

Total 0,025 kg/m² Dicke 0,020 mm Abriebklasse 8 (mechanische Abrieb) bis 6000 Doppelhübe Zugklasse 3 (Zug bei 10 mm Breite 50 mm Länge) 454 N HIGH-TECH F. 0,0175 kg Aramidfaser =~ 20,000 m² OFL = 70% TECH-F. 0 ADDITIVE 0

Mechanische Verriegelung der Fasern:

MECH-VB 0,00375 kg Aramidpulpe =~ 50,625 m² OFL = 15%

Chemische Verriegelung des Faserverbundes:

CHEM-VB 0,00375 kg SH 40 =~ 4,3125 m² OFL = 15%

Produktionsablauf:

a) Die Faser wird auf ein feflonbeschichtetes Gitterwerk, mit 90% Richtungsbeibehaltung, aufgelegt.
b) Pulpe wird mit Wasserharzgemisch (90 zu 10) vermischt
c) Die Fasergitterverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Fasergitterverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
d) Leichtes 1. Verpressen des Gitterfaserpulpewasserharzvebundes ohne Temperatur
e) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius)
f) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
g) Abriebbasismodul wird aufgerollt
2.) Dämmungsmodulgruppe umfasst Wärme- und Schalldämmung Abbildungsbeispiel: 3 Gewichtsklasse: 0,060–0,300 kg/m² Materialdicke nach 2. Vedichtung bei 240°C (30 Sek.) mit 8–10 kg/10 mm² = nach Erkalten: Zimmertemp. (20°): 0,018–0,162 mm diese Modulgruppe bis 650°C wird nur mit Aramid- und Silikatfaser hergestellt.

Materialen je nach Temperaturklasse:

High TECH – Faser: bis 650°C PARAARAMID (TWARON) 30 bis 80% Technik – Faser: bis 650°C SILIKAT, GLAS, TECHNORA BASALT, 20 bis 70%

ADDITIVE:

Mikrohohlkugeln aus GLAS 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Poröse Kugel aus KERAMIK 5 bis 15% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Mikrofest Kugeln aus KERAMIK 5 bis 15% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Kugelförmiges, geschmolzenes Aluminiumsilikat, 5 bis 18% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm

Mechanischer-Verbinder:

bis 650'' C PARAARMID PULPE (TWARON) 0,5–6 mm HOCHFIBRILLIERT 15 bis 30%

Chemischer-Verbinder:

bis 650°C Silikonharz von Wacker 5 bis 15% Beispiel Harztypen 40/52/wässrig

Grenzwertberechnung für ein Beispiel:
Total 0,155 kg/m² Dicke 0,095 mm
Dämmungsklasse: 5
Abriebklasse 4 (mechanische Abrieb) bis 4000 Doppelhüben
Zugklasse 6 (Zug bei 10 mm Breite 50 mm Länge) 564 N
HIGH-TECH F. 0,020 kg Aramidfaser =~ 20,00 m² OFL = 13%
TECH-F. 0,100 kg Glasfaser =~ 55,623 m² OFL = 64%
ADDITIVE 0,010 kg Glas-&Keramik =~ 10,000 m² OFL = 7%
Mechanische Verriegelung der Fasern:

MECH-VB 0,015 kg Aramidpulpe =~ 202,5 m² OFL = 9%

Chemische Verriegelung des Faserverbundes:

CHEM-VB 0,010 kg SH 40 =~ 11,55 m² OFL = 7%

Produktionsablauf:

a) Die 1. Faser (GLAS) wird auf ein teflonbeschichtetes Gitterwerk, mit 90% Richtungsbeibehaltung, aufgelegt.
b) Pulpe wird mit Wasserharzgemisch (90 zu 10) vermischt
c) Die Fasergitterverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Fasergitterverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
d) Leichtes 1. Verpressen des Gitterfaserpulpewasserharzverbundes ohne Temperatur
e) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
f) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
g) Die 2. Faser Aramid wird aufgelegt und verpresst (kalt)
h) Die Faserverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x. % Pulpe auf dem Faserverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
i) Leichtes 1. Verpressen des Faserpulpewasserharzverbundes ohne Temperatur
j) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
k) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
l) Dämmungbasismodul wird aufgerollt
3.) Absorptionsmodulgruppe umfasst Schall- und Wärmeabsorption Abbildungsbeispiel: 4 Gewichtsklasse: 0,060–0,300 kg/m² Materialdicke nach 2. Verdichtung bei 240°C (30 Sek.) mit 8–10 kg/10 mm² = nach Erkalten: Zimmertemp. (20°): 0,018–0,162 mm diese Modulgruppe bis 650°C wird nur mit Aramid- und Silikatfaser hergestellt.

Materialen je nach Temperaturklasse:

High TECH – Faser: bis 650°C PARAARAMID (TWARON) 30 bis 80% Technik – Faser: bis 650°C SILIKAT, BASALT, E_GLAS TECHNORA 20 bis 70%

ADDITIVE:
Mikrohohlkugeln aus GLAS 5 bis 30% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm
Poröse Kugel aus KERAMIK 5 bis 35% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm
Mikrofest Kugeln aus KERAMIK 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm
MIKROGLASFASER 5 bis 12%
Mechanischer-Verbinder:

bis 650°C PARAARMID PULPE (TWARON) 0,5–6 mm HOCHFIBRILLIERT 15 bis 30%

Chemischer-Verbinder:

bis 650°C Silikonharz von Wacker 5 bis 15% Beispiel Harztypen 40/52/wässrig

Grenzwertberechnung für ein Beispiel:
Total 0,150 kg/m² Dicke 0,825 mm
Dämmungsklasse: 5
Abriebklasse 4 (mechanischer Abrieb) bis 4000 Doppelhübe
Zugklasse 6 (Zug bei 10 mm Breite 50 mm Länge) 564 N
HIGH-TECH F. 0,065 kg Aramidfaser =~ 65,00 m² OFL = 43,4%
TECH-F. 0,035 kg SILIKAT =~ 15,623 m² OFL = 23,3%
ADDITIVE 0,015 kg Glas-&Keramik
PORÖSE KUGELN =~ 10,000 m² OFL = 10%
Mechanische Verriegelung der Fasern:

MECH-VB 0,015 kg Aramidpulpe =~ 202,5 m² OFL = 10%

Chemische Verriegelung des Faserverbundes:

CHEM-VB 0,020 kg SH 40 =~ 23 m² OFL = 13,3%

Produktionsablauf:

a) Die 1. Faser (GLAS) wird auf ein feflonbeschichtetes Gitterwerk, mit 90% Richtungsbeibehaltung, aufgelegt.
b) Pulpe wird mit Wasserharzgemisch (90 zu 10) vermischt
c) Die Fasergitterverbindung wird mit 15 – 45 ° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Fasergitterverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
d) Leichtes 1. Verpressen des Gitterfaserpulpewasserharzverbundes ohne Temperatur
e) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
f) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
g) Die 2. Faser Aramid wird aufgelegt und verpresst (kalt)
h) Die Faserverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Faserverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
i) Leichtes 1. Verpressen des Faserpulpewasserharzverbundes ohne Temperatur
j) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
k) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
l) Dämmungbasismodul wird aufgerollt
4.) Vibrationsmodulgruppe umfasst Vibrationsdämmung und -absorption Abbildungsbeispiel: 5 Gewichtsklasse: 0,060–0,300 kg/m² Materialdicke nach 2. Vedichtung bei 240°C (30 Sek.) mit 8–10 kg/10 mm² = nach erkalten Zimmertemp. (20°): 0,018–0,162 mm diese Modulgruppe bis 650°C wird nur mit Aramid- und Silikatfaser hergestellt.

Materialen je nach Temperaturklasse:

High TEC – Faser: bis 650°C PARAARAMID (TWARON) 30 bis 80% Technik – Faser: bis 650°C SILIKAT 20 bis 70%

ADDITIVE:

Mikrohohlkugeln aus GLAS 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Poröse Kugel aus KERAMIK 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Mikrofest Kugeln aus KERAMIK 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm Kugelförmiges, geschmolzenes Aluminiumsilikat, 5 bis 10% mit dem Durchmesser 0,005–0,140 mm

Mechanischer-Verbinder:

bis 650'' C PARAARMID PULPE (TWARON) 0,5–6 mm HOCHFIBRILLIERT 15 bis 30%

Chemischer-Verbinder:

bis 650°C Silikonharz von Wacker 5 bis 15% Beispiel Harztypen 40/52/wässrig

Grenzwertberechnung für ein Beispiel:
Total 0,155 kg/m² Dicke 0,095 mm
Dämmungsklasse: 5
Abriebklasse 4 (mechanische Abrieb) bis 4000 Doppelhüben
Zugklasse 6 (Zug bei 10 mm breite 50 mm länge) 564 N
HIGH-TEC F. 0,020 kg Aramidfaser =~ 20,00 m² OFL = 13%
TECH-F. 0,100 kg Glasfaser =– 55,623 m² OFL = 64%
ADDITIVE 0,010 kg Glas-&Keramik =~ 10,000 m² OFL = 7%
Mechanische Verriegelung der Fasern:

MECH-VB 0,015 kg Aramidpulpe =~ 202,5 m² OFL = 9%

Chemische Verriegelung des Faserverbundes:

CHEM-VB 0,010 kg SH 40 =~ 11,55 m² OFL = 7%

Produktionsablauf:

a) Die 1. Faser (GLAS) wird auf ein Teflonbeschichtetes Gitterwerk, mit 90% Richtungsbeibehaltung, aufgelegt.
b) Pulpe wird mit Wasserharzgemisch (90 zu 10) Vermischt
c) Die Fasergitterverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Fasergitterverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
d) Leichtes 1. Verpressen des Gitterfaserpulpewasserharzvebundes ohne Temperatur
e) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
f) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
g) Die 2. Faser Aramid wird aufgelegt und verpresst (kalt)
h) Die Faserverbindung wird mit 15–45° Schräge durch das Pulpewasserharzgemisch gezogen und nimmt je nach Schräge und Beschwallungsgeschwindigkeit x % Pulpe auf dem Faserverbund mit, da bei dem Winkel eine sofortige mechanische Verbindung erfolgt.
i) Leichtes 1. Verpressen des Faserpulpewasserharzverbundes ohne Temperatur
j) Trocknen über 50 m Luftstromtrockner (nicht über 120° Celsius) entfernen des Gitterwerkes nach dem Trocknen.
k) Verpressen mit 50 N/10 mm² ohne Temperatur (max. 30° Celsius)
l) Basismodul für Dämmung wird aufgerollt

Wichtig ist, dass alle Standardmodule bis 650° Celsius mindesten 5% Para-Aramid z. B. TWARON, sowie mindestens 5% Aramidmischpulpe 0,1–6 mm hochfibriliert z. B. TWARON beinhalten. Je nach Aufbau und technischer Anforderungen der Standardbauschichten beinhalten diese auch Additive. Außerdem sind alle Module immer mechanisch und chemisch verkettet und vernetzt.
Die Erfindung betrifft ein Vibrationsdämm-, Schalldamm-. Akustikabsorptions- und Leichtbau-Mehrschichtbaukastensystem (Modulsystem).
Die Modularität und die Hauptschnittstelle der Module (Verpressen oder Verformen bei 220° bis 300° Celsius mit ca. 10–35 kg/10 mm²) führt zu einer streng zugeordneten und prozessorientierten Herstellung der einzelnen Module.
Die 1. Verbindung der Fasern wird nicht chemisch vorgenommen sondern die Verbindung erfolgt durch die hochfibrillierte Aramidpulpe welche die Fasern mechanisch zusammenhält.
Dies heißt die Langfaser 40–100 mm, je nach Fasertype wird entweder trocken oder nass mit der Pulpe und mit einer 10% Harzlösung verpresst (Pulpe wird mit Faser verbunden und vorverdichtet),
Danach wird davon der Wasser- oder Lösungsmittelanteil entfernt und danach erneut verdichtet – was als 1. Verdichtung gilt und somit die Endverdichtung für die Baugruppe (Schichtmodul) bedeutet. Dadurch entsteht bei einem Abriebmodul eine Enddicke nach der 1. Verdichtung von ca. 0,035 mm bei einem Gewicht von 0,025 kg/m².
Die Erfindung ist für den statischen Aufbau der Module im Faserverbund neu, da hier eine mechanische Verbindung und eine chemische Verbindung die Fasern sehr stark und zäh zusammenhält. Die Verbindungen gliedern sich in:
1. Die mechanische Verbindung (MECH-VB):
Diese Verbindung mechanisch mit Pulpe verbindet die Langfasern mit der Pulpe die, die nasse Pulpe um die LANGFASER herumlegt. Dies ist möglich, da 1 Gramm Pulpe ca. 13,5-fach mehr m²-Fläche aufweist als die Langfaser. Schon im nassen Zustand verbindet sich nach dem 1. Pressvorgang die Pulpe mit der Langfaser mechanisch.
Das eingemischte Harz in der wässrigen Lösung wird auf die Fasern mit ca. 0,001–0,003 mm aufgeschwemmt
Nach dem Wasserentzug ergibt sich durch die Vortrocknung ein Harzanteil von ca 1–15%.
Bei der Endverdichtung aller Bauteile (Module) zu einer hochfesten und stabilen Verbindung, wird der mechanische Verbund chemisch fixiert.
Dadurch wird das extrem stabile Gefüge garantiert.
2. Die chemische Verbindung (CHEM-VB):
Diese chemische Verbindung beginnt bei Wässerung der Pulpe:
In der wässrigen Lösung wird das Harz und der Farbstoff mit angesetzt.
Die wässrige Lösung darf einen Anteil von 10% nicht überschreiten, da sich sonst das mechanische Verhalten der Pulpe verändert.
Bei der Endverdichtung aller Bauteile (Module) zu einer hochfesten und stabilen Verbindung wird der mechanische Verbund chemisch fixiert.
Somit ist das extrem stabile Gefüge garantiert.
Die Erfindung betrifft ein Vibrationsdämm-, Schalldamm-. Akustikabsorptions- und Leichtbau-Mehrschichtbaukastensystem (Modulsystem).
Die Modularität führt zu folgenden Einsatz:

a) für flexiblen, stabilen und hochfesten Leichtbau, mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht wird gleiche oder höheren Festig- und Zähigkeit zum momentanen Material wie z. B. Stahl, Aluminium, Glasfaserverbund, Carbonverbund, Mischfaserverbund und Schichtschaummaterialien, erreicht. Beispiel von modularaufgebauten Leichtbau siehe Für den Einsatz im KFZ als Unterboden, bis 650° Celsius, um Hitzeschilder für die Auspuffanlage zu sparen, sowie im Gesamten eine Einsparung von Einbautiefe von ca. 30% und Gewicht von ca. 40%
b) Halte- und Schutzvorrichtungen mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht wird gleiche oder höhere Abrieb-, Stich- und Crash- -festig- und -zähigkeit zum momentanen Material wie z. B. Stahl, Aluminium, Glasfaserverbund, Carbonverbund, gewebten Textilien, Mischfaserverbund und Schichtschaummaterialien erreicht. Gemessen nach LV 317, das heißt mechanischer Abrieb mit einem 0,45 mm Stahldraht mit einem Hub von 30 mm mit einem Aufsatzgewicht von 700 Gramm liegt der am neuen Materialmodul gemessene mechanische Abrieb bei 5000 bis 10000 Doppelhüben. Der gemessene Crashschutz bei diesem Materialmodul beläuft sich bei 2 Crashschutzschichten aus 14,8 km/h auf eine Aufschlagkraft von 10 kg/0,1 mm². Mit mindestens 2 Abriebmodulen und einer temperaturbeständigen flexiblen Klebeschicht entsteht ein Schutzwickelband oder ein Schutzumschlag.
c) Vibrationsdämmung mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht wird gleiche oder höhere Abrieb-, Stich- und Crash- -festig- und -zähigkeit zum momentanen Material wie z. B. Mischfaserverbund und Schichtschaummaterialien erzielt. Einsatz als Bremsklotzvibrationsdämmung (BREAKSHIMS) wobei die Produktionskosten um ca. 80% gesenkt werden und Gewichtswerte ca um 30%, Dasselbe gilt für Trittschalldämmung im Baugewerbe. Dort ergeben sich durch den Einsatz von PARA ARAMID und dem nichtbrennbaren Aufbau zu den momentanen Produkten umweltschonende Einsatzgebiete.
d) Akustikabsorption mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht wird gleicher oder höhere Akustikabsorption als bei herkömmlichen Material erzielt. Beispiel: 15 mm Schaum ca. 140 gr/m² wird durch ein Akustikabsorptionsmodul (Absorptionswerte bei 65 Gramm Aramidfaseranteil auf 1 m² und einer Einbautiefe von ca. 1,5 mm) ersetzt Bei der Erfindung ist die Temperaturklasse der Absorption bis 650° zu sehen, die im Gegensatz zu den marktüblichen Materialen auch einen Einsatz im Motor- oder Turbinenraum zulässt.
d) Schalldämmung mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht werden gleiche oder höhere Schalldämmwerte erreicht: Beispiele 5,2 kg/m² Schwermatte (15 mm Dicke) wird mit einem 800 Gramm/m² Vlies 25 mm dick, ersetzt Schaum ca. 140 Gramm/m² wird durch ein Akustikabsorptionmodul ersetzt Beispiel : Ergebnis: Bessere Absorptionswerte bei 45 Gramm Aramidfaseranteil auf 1 m² und einer Einbautiefe von ca. 2,0 mm. Außerdem ist bei der Erfindung die Temperaturklasse bei der Absorption bis 450° Grad zu sehen, die im Gegensatz zu den Momentanen Materialen auch einen Einsatz im Motor- oder Turbinenraum zulässt.
e) Wärmedämmung mit reduzierter Dicke und reduzierten Gewicht werden gleiche oder höheren Wämedämmwerte erzielt: Beispiel: 160 mm Wärmdämmmatte für das Baugewerbe wird durch eine 5 mm Aramidplatte ersetzt, bei gleichen Werten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Web- und Flechtfertige und Fliesverarbeitung möglichen Filamentzusammenstellung zur Verfügung zu stellen, welches einen besseren Schutz gegen eine Vielzahl von Aufgaben und Störungen ermöglicht und gleichzeitig leichter, billiger, robuster und einfacher herzustellen und später zu verformen ist als die bisher bekannten Filamentzusammenstellungen.
Dieses FILAMENT VERBUNDSYSTEM, flexibel oder starr eingesetzt, soll im fertigen Verbund als Innenausbau, Crash-, Hitze- und Abriebschutz dienen, sowie Schallabsorptions- und Schalldämmungsaufgaben übernehmen, die in folgenden Gebieten vorkommen, wie in motorisierten Fahrzeugen, Maschinen-, Gerätebau, in Gebäuden, sowie z. B. in Flugzeugen, Wasserfahrzeugen, Kraftfahrzeugen, Anlagen-, Maschinen- und Gerätebau, Elektroinstallationen und Sicherheitstechnik.
Es soll dabei gleichzeitig Schutz bieten vor auftretenden Strahlen, Einwirkungen, sowie jeglichem Gefahrenpotential in der modernen Technologie, soll aber auch gleichzeitig platzsparend und prozesssicher herzustellen sowie einzubauen sein.
Eine weitere Aufgabe bestand darin, ein Material zu schaffen, welches schonend im Umgang mit den vorhandenen Ressourcen sich darstellt, den Umweltschutz berücksichtigt und dass das Material „Rohöl entkoppelt” ist, das heißt wenn schon Produkte die aus Rohöl hergestellt werden, verwendet werden müssen, dann muss das Ergebnis ein Material sein, welches durch ein hohes Leistungsspektrum besticht. Dennoch ist dabei auf den Verbrauch von Ressourcen zu achten.
Die verschiedenen, gleichzeitig zu lösenden Aufgabenstellungen der Filamentverbundmaterials sollen im Folgenden detailliert erläutert werden:

Aufgabe A: Materialeinsatz und Fasermischung unter Berücksichtigung der Erdölentkopplung. Suchen der Materialien nach Leistung und deren Einsatz nach Grenzwert. Reduzierung der Umwelt- und Ressourcenbelastung. Die derzeit verwendeten Materialien verbrauchen zum einen erdölbasierende Rohstoffe und schädigen beispielsweise im Falle ihrer Verbrennung die Umwelt durch das Entstehen giftiger Gase. Mindestens 30% weniger Erdöl Anteile.
Aufgabe B; Schaffung eines FILAMENT VERBUNDSYSTEMS welches einerseits ermöglicht verschiedene Endprodukte aus den gleichen Basismaterialen herzustellen und andererseits, den jeweiligen technischen Anforderungen durch Erweiterung oder Reduzierung der FILAMENTANTEILE nachzukommen.
Aufgabe C: Schaffung eines Basismaterials mit hoher Leistung bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewicht und Vereinfachung der Einbaumaßen.
Aufgabe D: Akustischer- und Vibrationsgeräuschschutz.
a) Schallabsorption Schutz von innen nach außen muß gewährleistet sein, damit Vibrations- und Klappergeräusche (z. B. Vibrationen von Elektronikeinheiten (Festplatten) oder Kabelvibration) nicht außerhalb oder innerhalb z. B. eines Raumes oder Gehäuses zu vernehmen sind.
b) Vibrationsschutz muss gewährleistet sein, um speziell bei elektronischen- oder mechanischen Teilen, Schaden durch die mit der akustischen Quelle verbundenen Vibrationen vom Systemen abzuwenden oder erst gar nicht aufkommen zu lassen (z. B. Bildung von Haarrissen bei Bremsbelägen).
c) Schalldämmung bis zu 400 Grad in Motor- oder Turbinengehäusen Dieser Aufgabe kommt das FILAMENTVERBUNDSYSTEM nach.
Aufgabe E: Gewichtsreduzierung im Vergleich zur momentanen Technik. Die Schutzvorrichtung muss leicht und platzsparend sein, um beispielsweise Umweltbelastungen und Kosten durch Material- und Kraftstoffverbrauch bei Fahrzeugen möglichst gering zu halten (CO² Reduzierung). Gewichtsreduzierung von mind. 30% bei höherer Leistung.
Aufgabe F: Mechanischer Schutz gegen Stich, Schnitt, Biss, Abrieb, Crash, Geschoße und Fremdkörper. Bereits im regulären Betrieb z. B. von Kraftfahrzeugen treten vielfältige mechanische Einwirkungen auf Innenausbauten auf, beispielsweise durch Vibration und Druck. Das Material muss einen Schutz für solche Innenausbauten insbesondere auch einen wirksamen Schutz vor unvorhergesehenen Einwirkungen bieten. So kann sich bei einem Unfall die Karosserie eines Kraftfahrzeugs so verformen, dass scharfkantige Blechteile die Innenbauteile aufschneiden und dabei Verletzungen entstehen können. In Gebäuden muss z. B. verhindert werden, dass Sicherheitstechnik durch Einbrecher zerstört werden kann. Verbissschäden durch Tiere, unter anderem Marderbisse in Kraftfahrzeugen und Schäden durch Nagetiere in Gebäuden und Fahrzeugen sollten ebenfalls verhindert werden. Ein weiterer Aspekt des mechanischen Schutzes ist der Abriebschutz.
Aufgabe G: Abschirmung elektromagnetischer Einwirkungen nach EMV (Elektro-Magnetische Verträglichkeit): In Geräten sowie in Stromleitungen entstehen elektromagnetische Felder,. Durch die Schutzvorrichtungen sollen dabei zum einen die in den Leitungen entstehenden Felder nach außen abgeschirmt werden. Derartige Strahlen (Elektrosmog), so wird vermutet, sollen auch Einwirkung auf den Menschen haben.
Aufgabe H: Abschirmung von Wärmestrahlung bzw. thermische Isolation. Eine Abschirmung gegen Temperaturen im Fahrzeug oder auch im Gebäude, vor allem um Bauraum um Maschinenräume oder Motorgehäuse nachrüsten zukönnen. Auch bei einer Abschirmung von Abgasleitungen ist dies sehr wichtig.
Aufgabe I: Kostenreduzierung: Die im heutigen Stand der Technik üblichen Leichtbausysteme sind je nach Aufgabenstellung teilweise sehr aufwendig aus vielen unterschiedlichen Schichten und Materialien aufgebaut. Außerdem sind sie schwierig zu verformen bzw. zu verarbeiten. Daher ist eine Reduzierung der Material- und Montagekosten sehr wünschenswert.
Aufgabe J: Hitzeschutz Einen günstigen Hitzeschutz durch die FILAMENTVERBUND bis 450° Celsius.

Die hier genannten Aufgaben ergeben sich aus den momentanen und zukünftigen Vorstellungen und Vorgaben im Fahrzeug-, Schiffs-, Fluggeräte-, Flugzeug-, Maschinen- und Anlagenbau sowie im Hausbau und in allen Bereichen der Sicherheitstechnik.
Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Faserverbund der als Basismaterial (5) in 0,025 mm und 0,040 mm Dicke hergestellt wird. Die Mischung des Basismaterials ergibt sich aus den technischen Anforderungen. Das Basismaterial (6) besteht jeweils aus einer

1. HIGH TECH Fasern – das bedeutet: Aramid (TWARON) oder ähnliches Der Anteil dieser Faser beträgt je nach Anwendung 2–70% Dabei wird der Anteil möglichst niedrig gehalten da diese Faser leistungsstark aber auch sehr teuer ist.
2. HIGH-TECH Pulpe (10 + 11) – das bedeutet: Aramid (TWARON) oder ähnliches Der Anteil dieser Pulpe beträgt 1–20%. Die Pulpe wird bei Akustikanwendungen eingesetzt, da die Faseroberfläche bei einer hoch fibrilierten Pulpe bei einem Gramm Pulpe bei ca. 13 m² liegt die normal Faser aber nur bei 1 m² Faseroberfläche liegt. Die Faseroberfläche ist für das Absorptionsverhalten aber entscheidend.
3. Technischen Fasern – wie : Glasfasern oder -garne Länge 40–90 mm Basaltfasern oder -garne Länge 40–90 mm Alufasern oder -garne Länge 40–90 mm Aluoxidfasern oder -garne Länge 40–90 mm Stahlfasern oder -garne Länge 40–90 mm Metallfasern oder -garne Länge 40–90 mm
4. Fuellfaser – wie: Reisbaumwollfasern oder -garne Länge 40–90 mm Baumwollfasern oder -garne Länge 40–90 mm Zellulosefasern oder -garne Länge 40–90 mm Viskosefasern oder -garne Länge 40–90 mm

Die o. g. Fasern sind beschichtet, ca. 2% mit Thermoplasten oder Polymeren oder Silconharzen (1). Bei Hochtemperaturanwendungen und bei technischen Anwendungen, welche später die Schichten verformen, bekommen die Faser 2 Beschichtungen (1a) ca. 4%. Die erste Schicht dient der Herstellung des Basismaterials, die zweite Schicht, die erst bei ca. 200 Grad aktiv wird, (Vernetzungstemperatur) wird für das Formen benötigt.
Die Fasern mit nur einer Beschichtung finden ihren Einsatz als flexible Ware sowie für den Innnenausbau und werden für Temperaturen bis zu 200 Grad eingesetzt. Grund hierfür: Einsparung von Ressourcen.
Beispiel 5 besteht aus den oben genannten Fasern:
HIGH TECH Faser 20%:
Aramid (TWARON)
HIGH TECH Pulpe 0%
Aramid (TWARON)
Technischen Faser 15%
Glasfasern oder -garne Länge 40–90 mm
Fuellfaser 65%
Viskosefasern oder -garne Länge 40–90 mm
Im ersten Schritt wird ein 25 Grammfaserverbund hergestellt wobei die Laufrichtung der Faser zu 80% in eine Richtung gehen muß. Es gibt 4 Richtungen (6) wobei nur 3 Richtungen hergestellt werden müssen, da die Richtung 45 Grad durch anderes Wenden der Faserrolle entsteht. Die Richtungseinhaltung der Faser muß zu 80% gewährleistet sein. Das Faserverbund darf nicht genadelt werden, da es sonst zu einer Veränderung der Faserlagen kommt. Die Faser wird aerodynamisch gelegt und wird sofort nach der Legung verdichtet auf etwa 80% der Enddichte, das heißt der Faserteppich wird mit ca. 80 bar beidseitig bei ca. 100 Grad kalandriert. Dieses Basisfaserverbunde ist durch seine technische Überschaubarkeit und Prüfbarkeit sehr prozesssicher. Es garantiert bei dem folgenden Schichtenmix der Basisfaserverbunde eine Garantie der Berechnungen und Verbindungsqualität.
Beim Akustikbasisfaserverbund, zur Schallabsorption, wird nicht so stark verdichtet, es wird nicht auf Druck sondern auf Spalt gefahren so dass das Faserverbund flauschig bleibt, außerdem werden ca. 5% Pulpe zugefügt (10).
Die Richtung der Faser ist später entscheidend für den statischen Einfluss. Durch die verschiedenen Richtungen (2, 3, 4) entsteht ein statisches Gittergerüst (11) das Gewebe ersetzt, aber gleichzeitig die Diagonalkräfte mit aufnimmt. Durch die mehrfache Verdichtung entsteht eine homogener den jeweiligen Anforderungen angepasster Leichtbau der teilweise nur 15% Erdölprodukt beinhaltet, jedoch vom Basisgewicht schon ca, 60% leichter ist als die momentan verwendeten Materialien. Durch die hohe Verfestigung ist es damit auch gelungen eine Standardisierung zu ermöglichen und bestimmte Befestigungsteile, die teilweise aus Thermoplasten sind, einzusparen.
Die Lösungsbeispiele zeigen die Aufgabenerledigung:
Aufgabenlösung 1 (Beinhaltet Aufgabe A–J):
Fig. 7 3-Schichtfaserverbund

HIGH TEC Faser 19,5%: Aramid (TWARON)
HIGH TEC Pulpe 0,5% Aramid (TWARON)
Technische Fasern 15% Glasfasern oder -garne Länge 40–90 mm
Fuellfasern 62% Viskosefasern oder -garne Länge 40–90 mm Gesamtgewicht ca. 70 Gr/m², durchschnittliche Dicke 0,0725 mm, Faserrichtung 0 Grad Binder Polyester 210 3%, Abrieb nach LV 312 durchschnittlich 7500 HUB (Doppelhübe)

Aufgabenlösung 2 (Beinhaltet Aufgabe A–J)
Fig. 8 12-Schicht Schalldämmmaterial

HIGH TEC Faser 20%: Aramid (TWARON)
HIGH TEC Pulpe 5% Aramid (TWARON)
Technische Fasern 60% Basaltfaser Länge 40–90 mm
Fuellfaser 15% Glasfaser Länge 40–90 mm Gesamtgewicht ca. 380 Gr/m²,. durchschnittliche Dicke 0,390 mm, Faserrichtung 0 Grad alle 4 Binder Siliconharz 610 4%, Schalldämmung Vergleichsmessung Werte wie bei einer 6,5 kg Schwermatte oder 20 mm Stahl. Formbar zum Einsatz in Fahrzeugen Motorraumschalldämmung. Hitzebeständig bis 500 Grad Dauertemperatur.

Bei dieser Aufgabenlösung kann die Dämmung noch erhöht werden, durch Adjektive aus Kaeramic oder Sinterkugel (Durchmesser ca. 0,012 mm). Auch der Basaltfaseranteil wird um 7,5% erhöht sowie der Pulpeanteil um 7,5%. Das erhöht die Kosten, wobei der Kunde entscheidet wie hoch sein Dämmwerte sein müssen.
Aufgabenlösung 3 (Beinhaltet Aufgabe A–J)
Fig. 10 5-Schicht Schallabsorptionmaterial

HIGH TECH Faser 50%: Aramid (TWARON)
HIGH TECH Pulpe 5% Aramid (TWARON)
Technische Fasern 5% Glasfasern Länge 40–90 mm
Füllfaser 36% Baumwollfasern Länge 40–90 mm Gesamtgewicht ca. 190 Gr/m², durchschnittliche Dicke 0,1980 mm, Faserrichtung 0 Grad, Binder Silicon 200 4%, Schallabsorption in der Vergleichsmessung Werte wie bei einem 15 mm dicken Schaumstoff (MH), Gewichteinsparung ca. 40%, Bauraumeinsparung ca. 80%.

Wie bei der Aufgabenlösung 2 kann durch die Faseranteilveränderung der Absorptionswert erhöht oder gesenkt werden. Aufgabenlösung 4
ABB P4a 4-Schicht Schlauch- oder Rohrmaterial

HIGH TECH Faser 20%: Aramid (TWARON)
HIGH TECH Pulpe 5% Aramid (TWARON)
Technische Fasern 70% Basalt Länge 40–90 mm
Füllfaser 5% Glasfaser Länge 40–90 mm

Nach dem Vorverdichten werden nach dem AG2 (Blatt3) im diesem Falle 20 mm breite Rollen geschnitten. Diese werden dann kreuzförmig gewickelt und nach der 4. Schicht Endverdichtet mit ca. 18 kg/cm² bei 220° Celsius. Je nach eingesetzten Harz ist der Rohrkörper flexibel (Schlauch) oder starr (Rohr). Wird der Schlauch eingeschnitten in der Längsrichtung entsteht ein Schutzschlauch der in der Länge offen ist.
Aufgabenlösung 5
ABB P4b 4-Schicht U-Profil

Nach dem Vorverdichten werden nach dem AG2 (Blatt3) im diesem Falle 20 mm breite Rollen geschnitten. Diese werden dann kreuzförmig über ein Rechteck das ca. dopplete Außenabmessung des fertigen U-Profils hat. Nach der 4. Schicht (bei diesem Beispiel) wird durch Formrollen und Formschuhe die gewickelte Außenhaut in ein U-Profil geformt, damit entsteht eine 8-Schicht Wandung des U-Profils, das nach dem fertigen vorverdichten der Form Endverdichtet wird mit ca. 18 kg/cm² bei 220° Celsius. Je nach eingesetzten Harz ist das U-Profil flexibel oder starr.
Aufgabenlösung 2 (Beinhaltet Aufgabe A–J)
Fig. 8 14-Schicht Vibrationsdämmmaterial

HIGH TEC Faser 35%: Aramid (TWARON)
HIGH TEC Pulpe 10% Aramid (TWARON)
Technische Fasern 50% Basaltfaser Länge 40–90 mm
Fuellfaser 5% Glasfaser Länge 40–90 mm Gesamtgewicht ca. 420 Gr/m²,. durchschnittliche Dicke 0,415 mm, Faserrichtung 0,45,90,–45 Grad alle 4 Binder Siliconharz 610 4%, Vergleichsmessung Werte wie bei einer 4,5 kg Vibrationsmatte und einem Bremshim. Formbar zum Einsatz in Fahrzeugen Motorraumvibrationdämmung, Vibrationsdämmung bei Türen, Bremsshims. Hitzebeständig bis 500 Grad Dauertemperatur.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 6789 [0033]

Claims

TRIANGEL HYBRID ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF bestehend aus 3 Basismaterialen: A.) GLAS-EINZELFILAMENTE 0,005 bis 0,016 mm Durchmesser Anteile 40–95% B.) PARA-ARAMID-EINZELFILAMENTE 0,005 bis 0,016 mm Durchmesser Anteile 5–60% C.) SILICON-HARZE als SCHLICHTE nicht vernetz (01) (die Vernetzung darf erst nach der Fertigstellung des Aufbaus des Basis Filaments vorgenommen werden) Anteile 2–11%
Die Vernetzung und damit die Verbindung der 3 Basiselemente wird bei folgenden Prozessen (Vernetzung wird durch Erwärmung ab 140° Celsius ausgelöst) vorgenommen:
Ausser der Schlichte im Anspruch 1 SILICONHARZE oder CERAMICHARZE wird keine andere Schlichte (01) eingesetzt. Die einzige Ausnahme ist Cocosfett Schlichte die sich auf den Prozess und die technischen Eigenschaft nur possetiv auswirkt (02).
Die Schlichte wird so errechnet (04) das die Menge zur Verbindung ausreicht, um eine direkte Verbindung ohne Zusatzmaterial zuermöglichen. Also wird direkt Vernetz und bei dem richtigen Schlichte Auftrag kein Lusteinschluss ermöglicht.
TRIANGEL HYBRID ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF die Triangel beinhaltet (03) die technischen Haupteigenschaften: Isolation (Waerme, Elektrisch und Akustikisolation) Absorption (Waerme, Vibrations- und Akustikabsorption) Prodection (Hitze, Waerme, Stich-, Schnitt-, Crash-, Elektrisch und Akustikprodektion)
TRIANGEL HYBRID ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF Aufbau: 05a + 07 + 08 + 09: Idealer Aufbau ist Glasfaserfilamente innen PARAARAMID als Schutzelemt aussen. Ergibt eine Sympiose aller 3 Elemente wo die jeweiligen technischen Stärken erhöht werden durch diese homogene Verbindung (Herstellung über Düsenschlichteverfahren). 05b + 06: Dieser Aufbau währe die 2 beste Möglichkeit, wobei die technischen Eigenschaften nicht voll genutzt werden, weil das aussenligende Glas die Eigenschaften des innenliegenden PARA-ArAMIDs hemmt. 11: Dieser Aufbau der Mischung der Filamenten wäre in diesem Fall kein technische Lösung die man bevorzugen sollte. Die Filamente haben nur noch ihre eigen Vorteile.
Vibrationsdämm-, Schalldamm-. Akustikabsorptions- und Leichtbauaufbau der Zusammenstellung. Im Fertigverbund und Endvernetz bis 450° Dauertemperatur (3000 STd.) belastbar.
Filamentzusammenstellung mit hoher Zug-, Scher-, Schneid-, Vibrationsfestigkeit die es ermöglicht ein Erdbeben-, Dehnungs-, Reissicheres- und Vibrationssicheres Gelege, Geflecht, Gewebe, 3D-Form und Flieszusammenstellung mit der Zusammengehörigen Vernetzung zu erzeugen.
Vibrationsdämm-, Schalldamm-, Akustikabsorptions- und Leichtbau-Mehrschichtbaukastensystem gemäß Anspruch 1, welches zusätzlich eine Akustikabsorptionsschicht enthält. Diese muss einen Mindestanteil von 0,5% Armidpulpe hochfibriliert aufweisen. Dies bewirkt eine Steigerung des Absorptionsverhalten um fast 80%, da der Wert der Absorptionsfläche der Armindpulpe bei 13 m²/gr liegt, der der normalen Aramidfaser aber nur 1 m²/gr beträgt. Dieses Material dieses Material wird der Schlichte beigefügt und gibt dem Verbund auch noch eine Mechanische Verbindung.
TRIANGEL HYBRID ZERO TWIST FILMAMENT VERBUNDWERKSTOFF Verarbeitungen (10): 10-1a: Nach Erstellung des Triangel Hybrid Zero Twist Filament Verbundwerkstoffes wird diese gedreht um höhere Festigkeiten zu erreichen. Daraus entstehen 2 Produkte Garn gedreht nicht vernetzt und Garn gedreht der beim drehen vernetzt wird um Hochfest zu werden. Beides wird in Spulen ausgeliefert. 10-2a: Nach Erstellung des Triangel Hybrid Zero Twist Filament Verbundwerkstoffes wird dieser Kurz geschnitten um z. B. hoch fibrilierte Pulpe zu bekommen (Schnittlängen 0,5–11 mm) 10-2b: Nach Erstellung des Triangel Hybrid Zero Twist Filament Verbundwerkstoffes wird dieser Lang geschnitten um z. B. Basismaterial für die Fliesherstellung zu bekommen, oder für Legeeinheiten (Schnittlängen 11–120 mm) 10-2c: Nach Erstellung des Triangel Hybrid Zero Twist Filament Verbundwerkstoffes wird dieser auf Spulen produziert z. B. Basismaterial für Gewebe, Gelege, Flechteinheiten u. s. w. (SPULEN 4–9 kg)