DE102010030773A1 - Yarn or sewing thread and method of making a yarn or sewing thread - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nähgarn (10) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Nähgarns (10), welches entweder als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien (20') ausgebildet ist oder wird oder welches mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien (20') ausgebildet ist oder wird, wobei ein Teil oder die Gesamtheit der Fasern (20) des oder der Fasermaterialien (20') einzeln, als Gruppe (25) oder Bündel (25) von Fasern (20) oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') als Beschichtung (30) bzw. Imprägnierung (40) beschichtet bzw. imprägniert ist oder wird.The present invention relates to a sewing thread (10) and to a method for producing a sewing thread (10) which is or will be formed as one or a kind of staple fiber yarn with or from one or more carbon fiber materials (20 ') or with or from one or a plurality of fiber materials (20 ') is formed, wherein a part or all of the fibers (20) of the fiber or materials (20') individually, as a group (25) or bundles (25) of fibers (20) or in or wholly or partly coated or impregnated with one or more coating materials (30 ') and / or impregnating materials (40') as a coating (30) or impregnation (40).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garn oder Nähgarn sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Garns oder Nähgarns. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Nähgarn nach Art eines Stapelfasergarns aus Carbon und insbesondere ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren auch Maßnahmen zur Verbesserung der Eigenschaften von CF-Rovings und CF-Stapelfasergarnen, insbesondere für den Einsatz in Einbettung in Elastomeren, Thermoplasten und/oder Duroplasten, z. B. Phenolharzen.The present invention relates to a yarn or sewing thread and a method for producing a yarn or sewing thread. In particular, the present invention relates to a sewing yarn in the form of a staple fiber yarn made of carbon and in particular to a corresponding production method. Furthermore, the present invention also relates to measures for improving the properties of CF rovings and CF staple fiber yarns, in particular for use in embedding in elastomers, thermoplastics and / or thermosets, for. B. phenolic resins.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Bei der Herstellung, Verarbeitung und Verwendung von Garnen und insbesondere von Nähgarnen, also von Garnen, die in Nähprozessen eingesetzt und verwendet werden, treten aufgrund der zu Grunde liegenden Ausgangsmaterialien und deren Eigenschaften häufig Beschränkungen und andere Umstände auf, die nicht toleriert werden können.In the manufacture, processing and use of yarns and particularly sewing threads, ie yarns used and used in sewing processes, restrictions and other circumstances that can not be tolerated are often encountered due to the underlying starting materials and their properties.

Dies betrifft Aspekte der statischen und/oder dynamischen Belastbarkeit und der inneren und äußeren Reibung sowie damit im Zusammenhang stehende Folgeerscheinungen, z. B. aufgrund von innerer und äußerer Reibung sich ergebende Beeinflussungen des Garns oder Nähgarns hinsichtlich Struktur und Eigenschaften selbst, aber auch Aspekte der mit der Reibung in Zusammenhang stehenden Kontamination des Garns oder der Anwendungsumgebung durch Abrieb und dergleichen.This concerns aspects of the static and / or dynamic resilience and the internal and external friction as well as related consequences, eg. B. due to internal and external friction resulting influences the yarn or Nähgarns in structure and properties themselves, but also aspects of the friction related contamination of the yarn or the environment of use by abrasion and the like.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Garn, Nähgarn oder ein Stapelfasergarn im Allgemeinen sowie entsprechende Herstellungsverfahren anzugeben, bei welchen auf einfache und gleichwohl zuverlässige Art und Weise und insbesondere bei einfacher Verarbeitbarkeit ein möglichst konstantes Eigenschaftenprofil des Garns oder Nähgarns gewährleistet werden kann.The invention is based on the object of specifying a yarn, sewing thread or a staple fiber yarn in general and corresponding production methods in which a constant as possible property profile of the yarn or sewing thread can be ensured in a simple yet reliable manner and in particular with ease of processing.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Nähgarn erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, bei einem Garn und insbesondere Nähgarn erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 3, bei einem Verfahren zum Herstellen eines Nähgarns erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 sowie bei einem Verfahren zum Herstellen eines Garns und insbesondere Nähgarns erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object of the invention is based on a thread according to the invention with the features of independent claim 1, in a yarn and in particular sewing thread according to the invention with the features of independent claim 3, in a method for producing a sewing thread according to the invention with the features of independent claim 11 as well as in a method for producing a yarn and in particular sewing thread according to the invention with the features of independent claim 13 solved. Advantageous developments are defined in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Garn und insbesondere ein Nähgarn geschaffen, welches als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern – ausgebildet ist und welches mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien ausgebildet ist.According to a first aspect of the present invention, a yarn and in particular a sewing yarn is provided, which is formed as or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as a spun yarn from a staple fiber material with or from staple fibers - and which is formed with or from one or more carbon fiber materials.

Es ist somit ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Garn oder Nähgarn dadurch mit einem besonders konstanten Eigenschaftenprofil auszubilden, dass dieses auf der Grundlage eines oder nach Art eines Stapelfasergarns ausgebildet ist oder wird, wobei dieses Stapelfasergarn und letztlich das Garn oder Nähgarn selbst mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien ausgebildet ist bzw. wird.It is thus a first aspect of the present invention to form a yarn or sewing yarn having a particularly constant property profile by being formed on the basis of or in the manner of a staple fiber yarn, this staple fiber yarn and ultimately the yarn or sewing yarn itself with or is or is formed from one or more carbon fiber materials.

Carbonfasern haben sich in der chemischen und physikalischen Verfahrenstechnik und auf vielen technischen Anwendungsgebieten als besonders vorteilhaft erwiesen, weil sie in ihrem Eigenschaftenprofil auf besonders geeignete und konstante Art und Weise eingestellt werden können und als solche hinsichtlich ihrer mechanischen, thermischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften von besonderem Vorteil in vielen Einsatzgebieten sind.Carbon fibers have proven to be particularly advantageous in the chemical and physical process engineering and in many technical fields of application because they can be adjusted in their property profile in a particularly suitable and constant manner and as such in terms of their mechanical, thermal, chemical and electrical properties of particular Advantage in many applications are.

Gemäß einer alternativen Vorgehensweise schafft die vorliegende Erfindung ein Garn und insbesondere ein Nähgarn, welches als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern – ausgebildet ist, welches mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien ausgebildet ist und bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern des oder der Fasermaterialien als Einzelfasern, als Gruppen von Einzelfasern oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien und/oder Imprägniermaterialien beschichtet bzw. imprägniert ist.According to an alternative approach, the present invention provides a yarn, and in particular a sewing yarn, which is formed as or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as spun yarn from a staple fiber material with or from staple fibers - which is formed with or from one or more fiber materials and at which a part or the totality of fibers of the fiber materials or as single fibers, as groups of individual fibers or in their entirety wholly or partially coated or impregnated with one or more coating materials and / or impregnating materials.

Gemäß diesem alternativen Aspekt wird also bei der Ausbildung eines Garns oder Nähgarns ebenfalls auf ein oder die Art eines Stapelfasergarns abgestellt, wobei dieses und somit das Garn oder Nähgarn selbst mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien ausgebildet ist bzw. wird. Eine Einschränkung auf Carbonfasermaterialien findet hier zunächst nicht statt. Dagegen wird zur Verbesserung und zum Konstanthalten des Eigenschaftenprofils insbesondere im Hinblick auf die statische und dynamische Belastbarkeit und/oder im Hinblick auf die innere und äußere Reibung zusätzlich darauf abgestellt, dass eine Beschichtung und/oder Imprägnierung mit einem Beschichtungsmaterial bzw. Imprägnierungsmaterial vorgesehen ist oder wird. Durch die Wahl der jeweiligen Materialien für die Beschichtung und/oder Imprägnierung können die Eigenschaften der Einzelfilamente, die Wechselwirkung der Einzelfilamente untereinander und somit die Eigenschaften des Endprodukts, nämlich des Garns oder Nähgarns sowohl im Hinblick auf die innere Wechselwirkung der Fasern untereinander als auch im Hinblick auf die äußere Wechselwirkung zwischen einzelnen Fasersträngen, also Abschnitten des Garns oder Nähgarns, als auch mit der Umgebung in vorteilhafter Weise ausgebildet, eingestellt und konstant gehalten werden.Thus, according to this alternative aspect, in the formation of a yarn or sewing thread, one or the kind of staple fiber yarn is also deposited, this and thus the yarn or sewing yarn itself being formed with or from one or more fiber materials. A restriction on carbon fiber materials does not take place here initially. In contrast, in order to improve and keep the property profile constant, in particular with regard to the static and dynamic loadability and / or with regard to the internal and external friction, it is additionally provided that a coating and / or impregnation with a coating material or impregnating material is or is provided , The choice of the respective materials for the coating and / or impregnation, the properties of the individual filaments, the interaction of the individual filaments with each other and thus the properties of the final product, namely the yarn or sewing thread both in terms of the internal interaction of the fibers with each other and in terms formed on the outer interaction between individual fiber strands, so sections of the yarn or sewing thread, as well as with the environment in an advantageous manner, set and kept constant.

Die beiden erfindungsgemäßen Aspekte können natürlich miteinander kombiniert werden.Of course, the two aspects of the invention can be combined.

Dies bedeutet einerseits, dass man im Zusammenhang mit dem carbonfasermaterialbasierten Stapelfasergarn für das Nähgarn ebenfalls auf eine teilweise oder vollständige Beschichtung und/oder Imprägnierung zurückgreifen kann, nämlich bei Einzelfilamenten oder Einzelfilamentabschnitten, deren Gruppen oder beim gesamten Gebilde, dem Garn oder Vorgarn.This means, on the one hand, that in connection with the carbon fiber staple fiber yarn for the sewing thread, one can also resort to a partial or complete coating and / or impregnation, namely single or single filament sections, their groups or the entire structure, the yarn or roving.

Andererseits bedeutet dies, dass das allgemein gehaltene Garn oder Nähgarn auf der Grundlage eines oder mehrerer Fasermaterialien im Zusammenhang mit einer Beschichtung und/oder Imprägnierung auf der Grundlage von Carbonfasermaterialien ausgebildet sein oder werden kann.On the other hand, this means that the generally held yarn or sewing yarn may be formed on the basis of one or more fiber materials in connection with a coating and / or impregnation based on carbon fiber materials.

Das Stapelfasergarn kann ganz oder teilweise aus einem Multifilamentgarn oder -roving, insbesondere aus einem Multifilamentcarbonroving gewonnen sein oder werden.The staple fiber yarn may be wholly or partly obtained from a multifilament yarn or roving, in particular from a Multifilamentcarbonroving or be.

Das Stapelfasergarn kann dabei insbesondere ganz oder teilweise aus einem streckgerissenen und/oder geschnittenen Multifilamentgarn oder -roving, insbesondere aus einem streckgerissenen Multifilamentcarbonroving gewonnen sein oder werden.The staple fiber yarn may in particular be wholly or partly obtained from a stretch-broken and / or cut multifilament yarn or roving, in particular from a stretch-broken multifilament carbon roving.

Ferner kann das Stapelfasergarn auch ganz oder teilweise aus einem textilen Flächengebilde, einem Gelege, insbesondere einem Carbongelege, einem Gewebe, insbesondere einem Carbongewebe, und/oder deren Kombinationen gewonnen sein oder werden.Furthermore, the staple fiber yarn may also be wholly or partially obtained from a textile fabric, a scrim, in particular a carbon fabric, a woven fabric, in particular a carbon fabric, and / or combinations thereof.

Denkbar ist dabei insbesondere die Verwendung recycelter Materialien.In particular, the use of recycled materials is conceivable.

Darüber hinaus kann das Stapelfasergarn mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten mit einer Länge im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 250 mm gebildet ist.Moreover, the staple fiber yarn may be formed with or from filaments or filament sections having a length in the range of about 10 mm to about 250 mm.

Es bieten sich also verschiedene Möglichkeiten an, auf deren Grundlage des zu Grunde liegende Stapelfasergarn für ein Garn oder Nähgarn weitergebildet werden kann.Thus, there are various possibilities on the basis of which the underlying staple fiber yarn for a yarn or sewing thread can be further developed.

Sämtliche Aspekte sind natürlich auch auf Multifilamentgarne oder Multifilamentrovings und deren Umgestaltung, z. B. deren Einbringung in ein umgebendes Matrixmaterial, z. B. aus einem Elastomer, Thermoplast und/oder Duroplast, z. B. einem Phenolharz anwendbar, wobei insbesondere eine Imprägnierung und/oder Beschichtung, z. B. durch Beschlichten oder nach Art einer Beschlichtung, geeignet sind, Aspekte der statischen und/oder dynamischen Belastung, der inneren und/oder äußeren Reibung und/oder der Einbettung in sowie Wechselwirkung mit dem einbettenden Matrixmaterial und somit der Übertragung von Kraft, Schub und Druck vorteilhaft zu entwickeln.All aspects are of course also on multifilament yarns or multifilament rovings and their transformation, z. B. their introduction into a surrounding matrix material, for. B. of an elastomer, thermoplastic and / or thermoset, z. B. a phenolic resin, in particular an impregnation and / or coating, for. As by precipitation or in the manner of a Beschlagung, are aspects of static and / or dynamic stress, internal and / or external friction and / or embedding in and interaction with the embedding matrix material and thus the transmission of force, thrust and To develop pressure beneficial.

Das Stapelfasergarn kann mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten auf der Grundlage von Glasmaterialfasern, Acrylmaterialfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Basaltmaterialfaser und/oder deren Kombinationen ausgebildet sein oder werden, insbesondere als ein oder nach Art eines Hybrids, vorzugsweise mit einem Carbonfaseranteil im Bereich von mehr als 10%.The staple fiber yarn may be formed with or from filaments or filament portions based on glass material fibers, acrylic material fibers, polyester fibers, polyamide fibers, basalt material fiber and / or combinations thereof, especially one or a hybrid type, preferably having a carbon fiber content in excess of 10%.

Die Beschichtung und/oder die Imprägnierung mit dem Beschichtungsmaterial bzw. dem Imprägniermaterial kann durch Beschlichten und insbesondere als Beschlichtung ausgebildet sein oder werden. The coating and / or the impregnation with the coating material or the impregnating material can be or are formed by etching and in particular as a coating.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Grundprinzipien sind auch auf andere Fasertypen als Carbonfasern und Stapelfasern anwendbar, insbesondere hinsichtlich der Beschichtung und/oder Imprägnierung.The basic principles provided according to the invention are also applicable to fiber types other than carbon fibers and staple fibers, in particular with regard to coating and / or impregnation.

Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung werden die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien auch bei entsprechenden Herstellungsverfahren in vorteilhafter Weise eingebracht.According to further aspects of the present invention, the principles on which the invention is based are also advantageously incorporated in corresponding production methods.

Die vorliegende Erfindung schafft also einerseits auch ein Verfahren zum Herstellen eines Garns oder Nähgarns, bei welchem das Garn oder Nähgarn als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern – ausgebildet wird und bei welchem das Garn oder Nähgarn mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien ausgebildet wird.On the one hand, the present invention thus also provides a method for producing a yarn or sewing yarn, in which the yarn or sewing yarn is formed as or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as a spun yarn made of a staple fiber material with or from staple fibers - and in which the yarn or sewing yarn is formed with or from one or more carbon fiber materials.

Dabei können ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern des oder der Carbonfasermaterialien als Einzelfasern, als Gruppen von Einzelfasern oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien und/oder Imprägniermaterialien beschichtet bzw. imprägniert werden.In this case, a part or the entirety of fibers of the carbon fiber material (s) may be coated or impregnated as single fibers, as groups of individual fibers or in their entirety wholly or partly with one or more coating materials and / or impregnating materials.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Garns oder Nähgarns geschaffen, bei welchem das Garn oder Nähgarn als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern – ausgebildet wird, bei welchem das Nähgarn mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien ausgebildet wird und bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern des oder der Fasermaterialien als Einzelfasern, als Gruppen von Einzelfasern oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien und/oder Imprägniermaterialien beschichtet bzw. imprägniert wird.According to a further aspect of the present invention, there is also provided a method of producing a yarn or sewing yarn in which the yarn or sewing yarn is formed as or in the manner of a staple fiber yarn, in particular a staple fiber yarn of a staple fiber material with staple fiber material or staple fiber, in which the yarn Sewing yarn is formed with or from one or more fiber materials and in which a part or the totality of fibers of the fiber materials or as single fibers, as groups of single fibers or in their entirety completely or partially coated with one or more coating materials and / or impregnating is impregnated.

Dabei können ein oder mehrere Fasermaterialien mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien ausgebildet werden, z. B. nach Art eines Hybrids.In this case, one or more fiber materials can be formed with or from one or more carbon fiber materials, for. B. in the manner of a hybrid.

Das Stapelfasergarn kann verfahrensmäßig ganz oder teilweise aus einem Multifilamentgarn oder -roving, insbesondere einem Multifilamentcarbonroving gewonnen werden.The staple fiber yarn can be obtained procedurally wholly or partly from a multifilament yarn or roving, in particular a Multifilamentcarbonroving.

Dabei kann das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem streckgerissenen und/oder geschnittenen Multifilamentgarn oder -roving, insbesondere einem streckgerissenen und/oder geschnittenen Multifilamentcarbonroving gewonnen werden, wobei der Vorgang des Streckreißens und/oder Schneidens insbesondere in das Verfahren integriert ausgebildet sein kann.In this case, the staple fiber yarn can be wholly or partly obtained from a stretch-torn and / or cut multifilament yarn or roving, in particular a stretch-torn and / or cut multifilament carbon roving, wherein the process of stretch ripping and / or cutting can be designed to be integrated in particular in the process.

Andererseits kann das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem textilen Flächengebilde, einem Gelege, insbesondere einem Carbongelege, einem Gewebe, insbesondere einem Carbongewebe, und/oder deren Kombinationen gewonnen werden, z. B. auch im Rahmen eines Recyclingprozesses.On the other hand, the staple fiber yarn can be wholly or partly obtained from a textile fabric, a scrim, in particular a carbon fabric, a fabric, in particular a carbon fabric, and / or combinations thereof, for. B. also in the context of a recycling process.

Die Filamente oder Filamentabschnitte für das Stapelfasergarn können mit einer Länge im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 250 mm ausgebildet werden.The filaments or filament sections for the staple fiber yarn may be formed to have a length in the range of about 10 mm to about 250 mm.

Das Stapelfasergarn kann – neben den carbonbasierten Materialien – mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten auf der Grundlage von Glasmaterialfasern, Acrylmaterialfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder deren Kombinationen ausgebildet werden, insbesondere als ein oder nach Art eines Hybrids, vorzugsweise mit einem Carbonfaseranteil im Bereich von mehr als 10%.The staple fiber yarn may be formed with or from filaments or filament portions based on glass material fibers, acrylic material fibers, polyester fibers, polyamide fibers, and / or combinations thereof, particularly as one or a hybrid type, preferably having a carbon fiber content in the range of more than 10%.

Verfahrensmäßig können die Beschichtung und/oder Imprägnierung mit dem Beschichtungsmaterial bzw. dem Imprägniermaterial durch Beschlichten und insbesondere als Beschlichtung ausgebildet werden.According to the method, the coating and / or impregnation with the coating material or the impregnating material can be formed by quenching and in particular as a coating.

Diese und weitere Aspekte werden beispielhaft auf der Grundlage der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.These and other aspects will be explained by way of example on the basis of the accompanying schematic drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1A–D zeigen in schematischer und geschnittener Querschnittsansicht verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Garns oder Nähgarns. 1A D show in schematic and sectional cross-sectional view different embodiments of the yarn or sewing thread according to the invention.

2 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Garns oder Nähgarns zeigt. 2 Fig. 10 is a schematic block diagram showing an embodiment of a method of producing a yarn or sewing thread according to the present invention.

3, 4 sind schematische Blockdiagramme, die Detailaspekte von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Garns oder Nähgarns erläutern. 3 . 4 FIG. 12 are schematic block diagrams illustrating detail aspects of embodiments of the method of producing a yarn or sewing yarn according to the present invention.

DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben. Sämtliche Ausführungsformen der Erfindung und auch ihre technischen Merkmale und Eigenschaften können einzeln isoliert oder wahlfrei zusammengestellt miteinander beliebig und ohne Einschränkung kombiniert werden.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. All embodiments of the invention and also their technical features and properties can be isolated individually or combined randomly combined with each other arbitrarily and without restriction.

Strukturell und/oder funktionell gleiche, ähnliche oder gleich wirkende Merkmale oder Elemente werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall wird eine detaillierte Beschreibung dieser Merkmale oder Elemente wiederholt.Structurally and / or functionally identical, similar or identically acting features or elements are referred to below in connection with the figures with the same reference numerals. Not always will a detailed description of these features or elements be repeated.

Zunächst wird auf die Zeichnungen im Allgemeinen Bezug genommen.First of all, reference is made to the drawings in general.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere auch Stapelfasergarne aus Carbon und deren Herstellung sowie Verfahren und Möglichkeiten zur Verbesserung der Eigenschaften von CF-Rovings und CF-Stapelfasergarne, insbesondere auch für den Einsatz in Elastomeren, Thermoplasten und Duroplasten, z. B. in Phenolharzen.The present invention also relates, in particular, to staple fiber yarns of carbon and their production, and to methods and possibilities for improving the properties of CF rovings and CF staple fiber yarns, in particular also for use in elastomers, thermoplastics and thermosets, eg. B. in phenolic resins.

Dies führt im Prozess zu Zugkräften, die sich negativ auf das fertige Produkt auswirken können. Durch die Belastungen können die Filamente 20 beschädigt und somit die mechanischen Festigkeiten herabgesetzt werden. Es können sich auch Prozessstörungen herausbilden, z. B. im Zusammenhang mit einem Garnriss oder dergleichen.This leads to tensile forces in the process, which can have a negative effect on the finished product. Due to the loads, the filaments 20 damaged and thus reduced the mechanical strength. It can also form process disturbances, z. B. in connection with a yarn breakage or the like.

Mit Hilfe einer Drehung im Garn 10 kann die Oberfläche vergrößert werden, diese Drehung dient zum Schutz des Garnverbundes. Jedoch ist auch hier die Verarbeitung nur eingeschränkt möglich. Die Filamentgarne haben eine sehr hohe Festigkeit, jedoch eine niedrige Dehnung. Stellt man hingegen ein Stapelfasergarn her, d. h. Spinnfasergarn 10 aus Stapelfasern 20 mit begrenzter Länge, so lässt sich ein Garn 10 mit höherer Dehnung herstellen.With the help of a twist in the yarn 10 the surface can be increased, this rotation serves to protect the yarn composite. However, here too, the processing is limited. The filament yarns have a very high strength, but a low elongation. If, on the other hand, you produce a staple fiber yarn, ie spun yarn 10 made of staple fibers 20 with limited length, so can a yarn 10 produce with higher elongation.

Als Rohstoff für das streckgerissene Stapelfasergarn kann ein Carbonroving mit hoher Filamentanzahl verwendet werden. Die Herstellung eines 1 K-Rovings mit einem Filamentdurchmesser von oder unter 6 μm ist dagegen sehr kostenintensiv.As a raw material for the stretch-broken staple fiber yarn, a carbon roving with a high filament number can be used. The production of a 1 K roving with a filament diameter of or below 6 microns, however, is very costly.

Kohlenstofffasern weisen eine hohe Festigkeit, aber leider auch eine geringe Duktilität auf. Aus diesem Grund können Kohlenstofffasern in textilen Prozessen nur vergleichsweise langsam und unter vergleichsweise hohem Aufwand verarbeitet werden.Carbon fibers have a high strength, but unfortunately also a low ductility. For this reason, carbon fibers in textile processes can only be processed comparatively slowly and at relatively high cost.

Es ist unter anderem auch ein Ziel der Erfindung, eine Beschichtung für Kohlenstofffasern 20, Garne 10 aus streckgerissenen Fasern 20 oder Panox 20, sowie weiterer spröder Fasern anzugeben, die die Verarbeitungseigenschaften verbessern.It is also an object of the invention, a coating for carbon fibers 20 , Yarns 10 made of stretched fibers 20 or Panox 20 , as well as other brittle fibers that improve the processing properties.

Die Verbesserung kann unter anderem auch anhand des Faserabriebs, der Anzahl an Fadenbrüchen, sowie der Verarbeitungsgeschwindigkeit gemessen werden. Hierbei wird dann in Folge auch bei den Näh- und Wirkprozessen eine Verbesserung erzielt. Derartig beschlichtete Garne können effektiver Verwoben werden, was unter anderem einen höhere Produktivität zur Folge hat.The improvement can be measured inter alia on the basis of the fiber abrasion, the number of thread breaks, and the processing speed. In this case, an improvement is then achieved in consequence also in the sewing and knitting processes. Such sized yarns can be woven more effectively, resulting, among other things, in higher productivity.

Eine Ausführungsform eines möglichen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann folgende Schritte aufweisen:

  • 1. Streckreißen und/oder Schneiden eines Multifilamentrovings, z. B. eine Rovings von über 48 K, oder von textilen Flächengebilden, z. B. Recyclingmaterial aus Carbongelege oder -gewebe zu Filamenten, die eine Länge im Bereich von 10–250 mm haben.
  • 2 Auflösen, Parallelisieren in einer Karde.
  • 3. Herstellung eines Bandes in einer Strecke.
  • 4. Gegebenenfalls und in Abhängigkeit von einem einzusetzenden Spinnverfahren, Weiterverarbeitung zu einer Flyerlunte.
  • 5. Garnherstellung durch Spinnen, z. B. mit Hilfe einer Ringspinnmaschine, Rotorspinnmaschine oder einer Friktionspinnmaschine.
  • 6. Zwirnherstellung, z. B. zu einem Zweifachzwirn.
  • 7. Optionale Avivierung mit Textilhilfsmittel zur Verbesserung des Haft-/Gleitverhaltens, der Herabsetzung der statischen Reibung, der Erhöhung der dynamischen Reibung, dem thermischen Schutz sowie der Verbesserung des Faserreibverhaltens und Erhöhung der Dehnung.
An embodiment of a possible production method according to the invention may comprise the following steps:
  • 1. stretch tearing and / or cutting a multifilament roving, z. B. a roving of over 48 K, or of textile fabrics, z. B. Recycled carbon fiber fabric or fabric into filaments having a length in the range of 10-250 mm.
  • 2 dissolve, parallelize in a card.
  • 3. Making a band in a track.
  • 4. If necessary, and depending on a spinning process to be used, further processing to a Flyerlunte.
  • 5. yarn production by spinning, z. B. with the aid of a ring spinning machine, rotor spinning machine or a friction spinning machine.
  • 6. twisting, z. B. to a double thread.
  • 7. Optional finishing with textile auxiliaries to improve adhesion / sliding behavior, reduce static friction, increase dynamic friction, improve thermal protection and improve fiber friction and increase elongation.

Eine Ausführungsform der Oberflächenbehandlung kann erfindungsgemäß auf folgenden Aspekten beruhen:
Die Verwendung einer elastischen Schlichte mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur zur Beschichtung von Fasern 20 und Garnen 10 führt zu einer geeigneteren Oberfläche, die eine verbesserte Verarbeitbarkeit gewährleistet.
An embodiment of the surface treatment can be based on the following aspects according to the invention:
The use of an elastic sizing with a low glass transition temperature for coating fibers 20 and yarns 10 results in a more suitable surface that ensures improved processability.

Als besonders geeignet haben sich unter anderem selbstvernetzende carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymere erwiesen, die in einem thermischen Trocknungsprozess vernetzen.Self-crosslinking carboxylated styrene-butadiene copolymers, which crosslink in a thermal drying process, have proven particularly suitable.

Neben einer sehr glatten Oberfläche, stellt insbesondere die elektrische Kontaktierbarkeit der Fasern eine interessante Eigenschaft dar. Hier ist der Einsatz als Heizleiter in Fördereinrichtungen, als oder bei Schläuchen, Förderbändern, heizbaren Flächengebilden, usw. denkbar.In addition to a very smooth surface, in particular the electrical contactability of the fibers is an interesting property. Here, the use as a heat conductor in conveyors, as or in hoses, conveyor belts, heatable fabrics, etc. conceivable.

Aufgrund der Flexibilität wird eine sanfte Schubübertragung zwischen den Fasern 20 und damit eine gute Krafteinleitung in den gesamten Strang 10 oder das gesamt Garn 10 gewährleistet.Due to the flexibility, a gentle shear transfer between the fibers 20 and thus a good introduction of force in the entire strand 10 or the whole yarn 10 guaranteed.

Dieses Vorgehen eignet sich gleichfalls zur Behandlung aller Fasertypen, insbesondere aber von Kohlenstoff- und Keramikfasern.This procedure is also suitable for the treatment of all fiber types, but especially of carbon and ceramic fibers.

Weiterhin wird kann so auch eine gute Kompatibilität zu Elastomermatrizen gewährleistet werden.Furthermore, a good compatibility with elastomer matrices can thus be ensured.

Im Hinblick auf die Verbesserung von Eigenschaften von CF-Rovings und CF-Stapelfasergarnen, insbesondere für den Einsatz in Elastomeren oder Thermoplasten, wird insbesondere die Verbesserung der Prozesseigenschaften durch Abriebverminderung und/oder Abriebvermeidung realisiert, insbesondere bei Strukturen, die Entstehen durch Flechten, Nähen, Weben oder dergleichen.With regard to the improvement of properties of CF rovings and CF staple fiber yarns, in particular for use in elastomers or thermoplastics, in particular the improvement of the process properties by abrasion reduction and / or abrasion prevention is realized, in particular in structures, the emergence by braiding, sewing, Weaving or the like.

Die Vermeidung von Reibung zwischen Einzelfilamenten, die auch als innere Reibung bezeichnet wird, wird ermöglicht durch eine teilweise oder voliständige Beschichtung, Imprägnierung und/oder Umhüllung eines jeweiligen Einzelfilaments oder Abschnitts eines Einzelfilaments mit einem Thermoplast oder einem entsprechenden anderen Material, welches die Reibung vermindert. Dadurch wird eine verbesserte Standfähigkeit erreicht, insbesondere bei dynamischer Beanspruchung. Dies kann in der Anwendung z. B. Aufzugseile, Treibriemen, Förderbänder oder dergleichen betreffen.The avoidance of friction between single filaments, which is also referred to as internal friction, is made possible by a partial or full coating, impregnation and / or wrapping of a single filament or portion of a single filament with a thermoplastic or a corresponding other material which reduces friction. As a result, improved stability is achieved, especially under dynamic load. This can be in the application z. As elevator cables, drive belts, conveyor belts or the like relate.

Des Weiteren ist durch die Imprägnierung, Beschichtung und/oder Umhüllung auch eine verbesserte Einbindung eines CF-Rovings, CF-Stapelfasergarns oder der jeweiligen Einzelfilamente in Matrixsystemen, z. B. aus Gummi, Thermoplast und/oder Duroplast, möglich. Ferner kann durch eine derartige Imprägnierung, Einbettung und/oder Beschichtung auch eine Verbesserung der Übertragung von Kraft, Schub und/oder Druck erreicht werden.Furthermore, through the impregnation, coating and / or coating, an improved integration of a CF roving, CF staple fiber yarn or the respective individual filaments in matrix systems, eg. As rubber, thermoplastic and / or thermosetting plastic, possible. Furthermore, an improvement of the transmission of force, thrust and / or pressure can be achieved by such impregnation, embedding and / or coating.

Erfindungsgemäß werden dazu entsprechende Verfahren des Einbringens thermoplastischer Fasern 20 und/oder Materialien in Endlosrovings oder Filamentgarne beschrieben. Da derartige Prozesse auch unter Zuführung von Wärme ablaufen können, wird bei derartigen Ausführungsformen erreicht, dass der Thermoplast schmilzt und die CF-Filamente komplett einbindet. Die komplette Einbindung und der Schutz der Filamente 20 oder Filamentabschnitte 20 verringert die innere Reibung untereinander und erhöht somit die dynamische Festigkeit des Produkts.According to the invention, corresponding methods of introducing thermoplastic fibers are used 20 and / or materials in continuous rovings or filament yarns. Since such processes can also take place with the supply of heat, it is achieved in such embodiments that the thermoplastic melts and completely incorporates the CF filaments. The complete integration and protection of the filaments 20 or filament sections 20 reduces internal friction among each other, thus increasing the dynamic strength of the product.

Eine Imprägnierung 40 und/oder Beschichtung 30 der Fasern 20, Fasergruppen 25 oder des Garns 10 als Ganzes reduzieren oder verhindern einerseits die Staubentstehung durch Abrieb, andererseits aber auch die Anhaftung entstehenden oder vorhandenen Staubs an den Fasern 20, den Fasergruppen 25 oder dem Garn 10 als Ganzes.An impregnation 40 and / or coating 30 the fibers 20 , Fiber groups 25 or the yarn 10 On the one hand reduce or prevent the formation of dust by abrasion, on the other hand, but also the adhesion of existing or existing dust to the fibers 20 , the fiber groups 25 or the yarn 10 as a whole.

Nun wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen.Now, reference will be made in detail to the drawings.

Die 1A bis 1D beschreiben in schematischer Querschnittsansicht verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Garns 10 oder Nähgarns 10. The 1A to 1D describe in schematic cross-sectional view various embodiments of a yarn according to the invention 10 or sewing thread 10 ,

Bei der Ausführungsform der 1A ist in schematischer Querschnittsansicht eine Gruppe 25 oder ein Bündel 25 einzelner Filamente 20 oder Fasern 20 aus einem Fasermaterial 20' dargestellt, die als Gruppe 25 oder Bündel 25 nach einem entsprechenden Spinnprozess ein Garn 10 und insbesondere ein Nähgarn 10 bilden.In the embodiment of the 1A is a schematic cross-sectional view of a group 25 or a bunch 25 single filaments 20 or fibers 20 from a fiber material 20 ' presented as a group 25 or bundle 25 after a corresponding spinning process a yarn 10 and in particular a sewing thread 10 form.

Dabei ist erfindungswesentlich, dass es sich bei den eigentlichen Fasern 20 um Stapelfasern handelt, also um Faser- oder Filamentabschnitte mit endlicher Länge, die über einen Spinnprozess miteinander versponnen sind oder werden. Bevorzugt ist das Material 20' der zugrunde liegenden Fasern 20 oder Filamente 20 ein Kohlenstoffmaterial oder Carbonmaterial, so dass die Filamente 20 oder Fasern 20 als Kohlenstofffasern oder Carbonfasern in engerem oder weiterem Sinne bezeichnet werden können.It is essential to the invention that it is the actual fibers 20 are staple fibers, so to fiber or filament sections of finite length, which are spun together by a spinning process or are. The material is preferred 20 ' the underlying fibers 20 or filaments 20 a carbon material or carbon material so that the filaments 20 or fibers 20 may be referred to as carbon fibers or carbon fibers in a narrower or broader sense.

Bei der Ausführungsform der 1B sind die einzelnen Fasern oder Filamente 20 an ihrer Oberfläche 20a, also der Mantelfläche 20a der Fasern 20 oder Filamente 20, mit einer Beschichtung 30 aus einem Beschichtungsmaterial 30' ausgebildet.In the embodiment of the 1B are the individual fibers or filaments 20 on their surface 20a So the outer surface 20a the fibers 20 or filaments 20 , with a coating 30 from a coating material 30 ' educated.

Bei der Ausführungsform der 1C sind die einzelnen Fasern 20 oder Filamente 20 über ihre Oberfläche 20a, also über ihre Mantelfläche 20a mit einer Imprägnierung 40 mit einem Imprägniermaterial 40' ausgebildet. Das bedeutet, dass das Imprägniermaterial 40' in die Oberfläche 20a der Fasern 20 oder Filamente 20 eindringt oder eingedrungen ist, um dort eine Oberflächenmodifikation zu bewirken.In the embodiment of the 1C are the individual fibers 20 or filaments 20 over its surface 20a that is, over its lateral surface 20a with an impregnation 40 with an impregnating material 40 ' educated. This means that the impregnating material 40 ' in the surface 20a the fibers 20 or filaments 20 penetrates or penetrated to effect a surface modification there.

Die Darstellungen der 1B mit der Beschichtung 30 und der 1C mit der Imprägnierung 40 stellen extreme Sichtweisen der in der Realität zu erwartenden Verhältnisse dar. In der Regel werden Mischvorgänge ablaufen, sobald ein Beschichtungsmaterial 30' oder ein Imprägniermaterial 40' auf die Oberfläche 20a einer jeglichen Faser 20 oder eines jeglichen Filaments 20 aufgebracht wird. Das bedeutet, dass die aufgebrachten Materialien 30', 40' einerseits eine Beschichtung 30, andererseits aber auch eine Imprägnierung 40 realisieren oder bewirken werden.The representations of the 1B with the coating 30 and the 1C with the impregnation 40 represent extreme views of the expected in reality conditions. In general, mixing operations will occur as soon as a coating material 30 ' or an impregnating material 40 ' on the surface 20a any fiber 20 or any filament 20 is applied. That means the applied materials 30 ' . 40 ' on the one hand, a coating 30 but also an impregnation 40 realize or effect.

Bei der Ausführungsform der 1D ist die Gruppe 25 oder das Bündel 25 der Mehrzahl Fasern 20 oder Fasersegmente 20 in einer Einbettung 50 mit oder aus einem Einbettungsmaterial 50' eingebettet, so dass die Fasern 20 oder Faserabschnitte 20 nicht mehr individuell oder einzeln mit ihrer Oberfläche 20a in Erscheinung treten.In the embodiment of the 1D is the group 25 or the bundle 25 the majority of fibers 20 or fiber segments 20 in an embedding 50 with or from an embedding material 50 ' embedded, leaving the fibers 20 or fiber sections 20 no longer individual or individual with their surface 20a appear.

Selbstverständlich können die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der 1B und 1C diskutierten Aspekte auch mit der Einbettung 50 kombiniert werden, indem z. B. mit einer Beschichtung 30 oder einer Imprägnierung 40 ausgebildete Fasern 20 oder Faserabschnitte 20 als Gruppe 25 insgesamt in einer Einbettung 50 eingebettet werden.Of course, in connection with the embodiments of the 1B and 1C discussed aspects with the embedding 50 be combined by z. B. with a coating 30 or an impregnation 40 trained fibers 20 or fiber sections 20 as a group 25 in total in an embedding 50 be embedded.

Die 2 zeigt nach Art eines schematischen Flussdiagramms Aspekte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Garns 10 oder Nähgarns 10.The 2 shows in the manner of a schematic flow chart aspects of an embodiment of the method according to the invention for producing a yarn according to the invention 10 or sewing thread 10 ,

Nach einem vorbereitenden Schritt S0 werden in einem Folgeschritt S1 Stapelfasern oder ein Stapelfasermaterial bereitgestellt.After a preparatory step S0, staple fibers or a staple fiber material are provided in a subsequent step S1.

In einem Zwischenverarbeitungsschritt S2 wird das bereitgestellte Stapelfasermaterial optional zwischen verarbeitet, um z. B. eine bestimmte Ordnung der Stapelfasern aufzulösen oder herzustellen oder eine Oberflächenbehandlung oder dergleichen durchzuführen. Dieser Schritt des Zwischenverarbeitens S2 ist jedoch optional und nur bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens vorzusehen, d. h. nicht bei jeder Ausführungsform der Erfindung zwingend.In an intermediate processing step S2, the provided staple fiber material is optionally processed between, for. For example, dissolve or prepare a certain order of the staple fibers or perform a surface treatment or the like. However, this intermediate processing step S2 is optional and should be provided only in certain embodiments of the manufacturing method of the invention, i. H. not mandatory in every embodiment of the invention.

Danach folgt der Schritt des eigentlichen Herstellens des Garns 10 oder Nähgarns 10, nämlich ein Prozess des Spinnens S3 der bereitgestellten und gegebenenfalls zwischen verarbeiteten oder zwischen behandelten Stapelfasern.This is followed by the step of actually producing the yarn 10 or sewing thread 10 namely, a process of spinning S3 of the provided and optionally between processed or between treated staple fibers.

Es kann sich dann ein Nachverarbeitungsschritt anschließen, bei welchem das sich so ergebende Produkt als Vorgarn aufgefasst, z. B. noch oberflächenbehandelt und/oder in eine Einbettung 50 eingebracht wird.It may then be followed by a post-processing step, in which the resulting product as a roving understood, z. B. still surface treated and / or in an embedding 50 is introduced.

Der abschließende Schritt S5 beendet das Verfahren. The final step S5 ends the process.

Die 3 zeigt Teilaspekte des Schritts S1 des Bereitstellens der Stapelfasern oder des Stapelfasermaterials.The 3 shows partial aspects of step S1 of providing the staple fibers or the staple fiber material.

Dabei wird bei der hier vorgestellten Ausführungsform zunächst ein Roving, z. B. im Sinne eines Multifilamentrovings, vorzugsweise auf der Grundlage eines Kohlenstofffasermaterials oder Carbonfasermaterials, gegebenenfalls aber auch auf der Grundlage anderer Fasermaterialien, in einem ersten Teilschritt T1 bereitgestellt.Here, in the embodiment presented here, a roving, z. B. in the sense of a Multifilamentrovings, preferably on the basis of a carbon fiber material or carbon fiber material, but optionally also on the basis of other fiber materials, provided in a first partial step T1.

Dann schließt sich ein Prozess T2 des so genannten Streckreißens und/oder Schneidens an, bei welchem die an sich endlosen Einzelfilamente des Rovings in mehr oder weniger definierter Art und Weise in Faser- oder Filamentsegmente oder -abschnitte unterteilt wird. Dieses unterteilte Material bildet dann das Ausgangsmaterial für die Weiterverarbeitungsprozesse.This is followed by a process T2 of so-called stretch-tearing and / or cutting, in which the individual filaments of the roving, which are continuous per se, are subdivided into fiber or filament segments or sections in a more or less defined manner. This subdivided material then forms the starting material for the further processing processes.

Alternativ dazu kann z. B. auch bereits vorgelegtes Faserabschnittsmaterial vorgesehen werden, welches z. B. aus einem Recyclingprozess stammt und Fasermaterialabfälle, z. B. in filzartiger Art und Weise verwendet.Alternatively, z. B. also already submitted fiber section material can be provided which z. B. originates from a recycling process and fiber waste, z. B. used in a felt-like manner.

4 zeigt Teilaspekte des optionalen Zwischenverarbeitungsschritts S2. 4 shows partial aspects of the optional intermediate processing step S2.

Bei dieser Ausführungsform wird in einem ersten Teilschritt U1 das bereitgestellte grundlegende Stapelfasermaterial aufgelöst und/oder parallelisiert, und zwar mittels einer so genannten Karde.In this embodiment, in a first substep U1, the basic staple fiber material provided is dissolved and / or parallelized, by means of a so-called carding machine.

Es schließt sich dann ein zweiter Teilschritt U2 der Herstellung eines Bandes in einer Strecke an.This is followed by a second sub-step U2 of the production of a strip in a route.

Darauf folgt dann als dritter Teilschritt U3 die Zwischenverarbeitung zu einer so genannten Lunte oder Flyerlunte.This is then followed by the third sub-step U3, the intermediate processing to a so-called Lunte or Flyerlunte.

Wie oben bereits beschrieben wurde, erfolgt die eigentliche Herstellung des Garns 10 oder Nähgarns 10 im Rahmen eines Spinnprozesses des zugrunde liegenden Stapelfasermaterials, z. B. unter Verwendung einer Ringspinnmaschine, einer Rotorspinnmaschine oder einer Friktionsspinnmaschine.As already described above, the actual production of the yarn takes place 10 or sewing thread 10 as part of a spinning process of the underlying staple fiber material, eg. B. using a ring spinning machine, a rotor spinning machine or a Friktionsspinnmaschine.

Zur Verbesserung der Eigenschaften und insbesondere zur Steigerung der Stabilität des Garns 10 oder Nähgarns 10 kann das erhaltene grundlegende Garn als Vorgarn aufgefasst und einem Zwirnprozess unterzogen werden, um z. B. einen Zweifachzwirn oder dergleichen zu erzeugen.To improve the properties and in particular to increase the stability of the yarn 10 or sewing thread 10 the basic yarn obtained can be regarded as a roving and subjected to a twisting process to z. B. to produce a double thread or the like.

Davor oder danach kann ein Avierungsprozess im Sinne einer Beschichtung, Beschlichtung, Imprägnierung und/oder Einbettung erfolgen.Before or after, an advising process in the sense of coating, trimming, impregnation and / or embedding can take place.

Die folgenden Tabellen zeigen Eigenschaften von Ausführungsformen erfindungsgemäß gefertigter Garne 10 oder Nähgarne 10. Ausführungsbeispiel 1: Physikalische Größe Maßeinheit Numerischer Mittelwert Zugfestigkeit (impregnated) MPa 2.750 Zugfestigkeit (trocken) MPa 1.000 Garnfestigkeit N 43 Youngmodul (Zug) GPa 220 Ausdehnung impregnated) % 1,1 Dichte g/cm3 1,79 Knot tensile strength N 2,2 Loop tensile strength N 14,4 Elektrischer Widerstand Ω/m gemittelt 405 bzw. 430 Spezifischer Elektrischer Widerstand K/μm 16,7 Average: 123 Stapelfaserlänge mm Max: 220 Min: 15 Twist Tpm 310 S/230 T Ausführungsbeispiel 2: Physikalische Größe Maßeinheit Numerischer Mittelwert Zugfestigkeit (impregnated) MPa 2.950 Zugfestigkeit (trocken) MPa 820 Garnfestigkeit N 90 Youngmodul (Zug) GPa 200 Ausdehnung impregnated) % 1,4 Dichte g/cm3 1,79 Knot tensile strength N 2,7 Loop tensile strength N 60 Elektrischer Widerstand Ω/m gemittelt 140 Spezifischer Elektrischer Widerstand Ω/μm 16,0 gemittelt: 123 Stapelfaserlänge mm maximal: 220 minimal: 15 Twist Tpm 310 S/230 T The following tables show properties of embodiments of yarns made according to the invention 10 or sewing threads 10 , Embodiment 1 Physical size Unit of measure Numerical mean Tensile strength (impregnated) MPa 2750 Tensile strength (dry) MPa 1000 yarn strength N 43 Young module (train) GPa 220 Stretch impregnated) % 1.1 density g / cm 3 1.79 Knot tensile strength N 2.2 Loop tensile strength N 14.4 Electrical resistance Ω / m averaged 405 and 430 respectively Specific electrical resistance K / micron 16.7 Average: 123 Staple fiber length mm Max: 220 min: 15 twist tpm 310 S / 230T Embodiment 2: Physical size Unit of measure Numerical mean Tensile strength (impregnated) MPa 2950 Tensile strength (dry) MPa 820 yarn strength N 90 Young module (train) GPa 200 Stretch impregnated) % 1.4 density g / cm 3 1.79 Knot tensile strength N 2.7 Loop tensile strength N 60 Electrical resistance Ω / m averaged 140 Specific electrical resistance Ω / micron 16.0 averaged: 123 Staple fiber length mm maximum: 220 minimum: 15 twist tpm 310 S / 230T

Bei einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahren wird mit oder aus dem Garn 10 oder Nähgarn 10 ein textiles Gebilde ausgebildet, insbesondere mittels eines Webprozesses, vorzugsweise als ein oder nach Art eines zweidimensionalen Textils, als ein oder nach Art eines Gewebes, Geleges, Geflechts, Gewirks, Gestricks und/oder deren Kombinationen.In a further development of the method according to the invention is with or from the yarn 10 or sewing thread 10 a textile structure formed, in particular by means of a weaving process, preferably as a or in the manner of a two-dimensional textile, as a or in the manner of a fabric, Geleges, braid, knitted fabric, knitted fabric and / or combinations thereof.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Garn, NähgarnYarn, sewing thread
2020
Faserfiber
20'20 '
Fasermaterialfiber material
2525
Gruppe von Fasern, FasergruppeGroup of fibers, fiber group
3030
Beschichtungcoating
30'30 '
Beschichtungsmaterialcoating material
4040
Imprägnierungimpregnation
40'40 '
Imprägniermaterialwaterproofing
5050
Einbettungembedding
50'50 '
Einbettungsmaterialembedding material

Claims (21)

Nähgarn (10), welches als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern (20) – ausgebildet ist und welches mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien (20') ausgebildet ist.Sewing thread ( 10 ), which as one or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as a spun yarn from a staple fiber material with or from staple fibers ( 20 ) Is formed and which with or from one or more carbon fiber materials ( 20 ' ) is trained. Nähgarn (10) nach Anspruch 1, bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern (20) des oder der Carbonfasermaterialien (20') als Einzelfasern (20), als Gruppen (25) von Einzelfasern (20) oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') beschichtet bzw. imprägniert ist, insbesondere mit einem Gehalt des oder der Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') im Bereich von etwa 0,1% bis etwa 50%. Sewing thread ( 10 ) according to claim 1, in which a part or all of fibers ( 20 ) of the carbon fiber material (s) ( 20 ' ) as individual fibers ( 20 ), as groups ( 25 ) of individual fibers ( 20 ) or in their entirety, in whole or in part, with one or more coating materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) is coated or impregnated, in particular with a content of the coating material or materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) in the range of about 0.1% to about 50%. Nähgarn (10), welches als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial (20') mit oder aus Stapelfasern (20) – ausgebildet ist, welches mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien (20') ausgebildet ist und bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern (20) des oder der Fasermaterialien (20') als Einzelfasern (20), als Gruppen (25) von Einzelfasern (20) oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') beschichtet bzw. imprägniert ist.Sewing thread ( 10 ), which as one or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as a spun yarn from a staple fiber material ( 20 ' ) with or from staple fibers ( 20 ) - which is formed with or from one or more fiber materials ( 20 ' ) and in which some or all of fibers ( 20 ) of the fiber material (s) ( 20 ' ) as individual fibers ( 20 ), as groups ( 25 ) of individual fibers ( 20 ) or in their entirety, in whole or in part, with one or more coating materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) is coated or impregnated. Nähgarn (10) nach Anspruch 3, bei welchem ein oder mehrere Fasermaterialien (20') mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien (20') ausgebildet sind.Sewing thread ( 10 ) according to claim 3, wherein one or more fiber materials ( 20 ' ) with or from one or more carbon fiber materials ( 20 ' ) are formed. Nähgarn (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem Multifilamentgarn, insbesondere einem Multifilamentcarbonroving gewonnen ist.Sewing thread ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the staple fiber yarn is wholly or partly obtained from a multifilament yarn, in particular a Multifilamentcarbonroving. Nähgarn (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem streckgerissenen und/oder geschnittenen Multifilamentgarn, insbesondere einem streckgerissenen Multifilamentcarbonroving gewonnen ist.Sewing thread ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the staple fiber yarn is wholly or partly obtained from a stretch-torn and / or cut multifilament yarn, in particular a stretch-broken multifilament carbon roving. Nähgarn (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem textilen Flächengebilde, einem Gelege, insbesondere einem Carbongelege, einem Gewebe, insbesondere einem Carbongewebe, einem Geflecht, einem Gewirk, einem Gestrick und/oder deren Kombinationen gewonnen ist.Sewing thread ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which the staple fiber yarn is wholly or partly obtained from a textile fabric, a scrim, in particular a carbon fabric, a fabric, in particular a carbon fabric, a braid, a knitted fabric, a knit fabric and / or combinations thereof. Nähgarn (10), bei welchem das Stapelfasergarn mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten mit einer Länge im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 250 mm gebildet ist.Sewing thread ( 10 ) in which the staple fiber yarn is formed with or from filaments or filament sections having a length in the range of about 10 mm to about 250 mm. Stapelfasergarn nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Stapelfasergarn mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten auf der Grundlage von Glasmaterialfasern, Acrylmaterialfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder deren Kombinationen gebildet ist, insbesondere als ein oder nach Art eines Hybrids, vorzugsweise mit einem Carbonfaseranteil im Bereich von mehr als 10%.Staple fiber yarn according to one of the preceding claims, wherein the staple fiber yarn is formed with or from filaments or filament sections based on glass material fibers, acrylic material fibers, polyester fibers, polyamide fibers and / or combinations thereof, in particular as one or a hybrid type, preferably with a carbon fiber content in the Range of more than 10%. Nähgarn (10), bei welchem die Beschichtung (30) und/oder die Imprägnierung (40) mit dem Beschichtungsmaterial (30') bzw. dem Imprägniermaterial (40') durch Beschlichten und insbesondere als Beschlichtung ausgebildet ist.Sewing thread ( 10 ), in which the coating ( 30 ) and / or the impregnation ( 40 ) with the coating material ( 30 ' ) or the impregnating material ( 40 ' ) is formed by quenching and in particular as Beschaffung. Verfahren zum Herstellen eines Nähgarns (10), bei welchem das Nähgarn (10) als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern (20) – ausgebildet wird und bei welchem das Nähgarn (10) mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien ausgebildet wird.Method for producing a sewing thread ( 10 ), in which the sewing thread ( 10 ) as or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as spun fiber yarn of a staple fiber material with or from staple fibers ( 20 ) - is formed and in which the sewing thread ( 10 ) is formed with or from one or more carbon fiber materials. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern (20) des oder der Carbonfasermaterialien (20') als Einzelfasern (20), als Gruppen (25) von Einzelfasern (20) oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') beschichtet bzw. imprägniert wird, insbesondere mit einem Gehalt des oder der Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') im Bereich von etwa 0,1% bis etwa 50%.A method according to claim 11, wherein part or all of fibers ( 20 ) of the carbon fiber material (s) ( 20 ' ) as individual fibers ( 20 ), as groups ( 25 ) of individual fibers ( 20 ) or in their entirety, in whole or in part, with one or more several coating materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) is coated or impregnated, in particular with a content of the coating material or materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) in the range of about 0.1% to about 50%. Verfahren zum Herstellen eines Nähgarns (10), bei welchem das Nähgarn (10) als ein oder nach Art eines Stapelfasergarns – insbesondere als Spinnfasergarn aus einem Stapelfasermaterial mit oder aus Stapelfasern (20) – ausgebildet wird, bei welchem das Nähgarn (10) mit oder aus einem oder mehreren Fasermaterialien (20') ausgebildet wird und bei welchem ein Teil oder die Gesamtheit von Fasern (20) des oder der Fasermaterialien (20') als Einzelfasern (20), als Gruppen (25) von Einzelfasern (20) oder in ihrer Gesamtheit ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Beschichtungsmaterialien (30') und/oder Imprägniermaterialien (40') beschichtet bzw. imprägniert wird.Method for producing a sewing thread ( 10 ), in which the sewing thread ( 10 ) as or in the manner of a staple fiber yarn - in particular as spun fiber yarn of a staple fiber material with or from staple fibers ( 20 ) - is formed, in which the sewing thread ( 10 ) with or from one or more fiber materials ( 20 ' ) and in which some or all of fibers ( 20 ) of the fiber material (s) ( 20 ' ) as individual fibers ( 20 ), as groups ( 25 ) of individual fibers ( 20 ) or in their entirety, in whole or in part, with one or more coating materials ( 30 ' ) and / or impregnating materials ( 40 ' ) is coated or impregnated. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem ein oder mehrere Fasermaterialien (20') mit oder aus einem oder mehreren Carbonfasermaterialien (20') ausgebildet werden.The method of claim 13, wherein one or more fiber materials ( 20 ' ) with or from one or more carbon fiber materials ( 20 ' ) be formed. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 14, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem Multifilamentgarn, insbesondere einem Multifilamentcarbonroving gewonnen wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 14, in which the staple fiber yarn is wholly or partly obtained from a multifilament yarn, in particular a Multifilamentcarbonroving. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 15, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem streckgerissenen und/oder geschnittenen Multifilamentgarn, insbesondere einem streckgerissenen Multifilamentcarbonroving gewonnen wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 15, in which the staple fiber yarn is wholly or partly obtained from a stretch-torn and / or cut multifilament yarn, in particular a stretch-broken multifilament carbon roving. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 16, bei welchem das Stapelfasergarn ganz oder teilweise aus einem textilen Flächengebilde, einem Gelege, insbesondere einem Carbongelege, einem Gewebe, insbesondere einem Carbongewebe, einem Geflecht, einem Gewirk, einem Gestrick und/oder deren Kombinationen gewonnen wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 16, in which the staple fiber yarn wholly or partly from a textile fabric, a scrim, in particular a carbon fabric, a fabric, in particular a carbon fabric, a braid, a knitted fabric, a knitted fabric and / or their combinations obtained becomes. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 17, bei welchem das Stapelfasergarn aus Filamenten (20) oder Filamentabschnitten (20) mit einer Länge im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 250 mm gebildet wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 17, wherein the staple fiber yarn of filaments ( 20 ) or filament sections ( 20 ) is formed with a length in the range of about 10 mm to about 250 mm. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 18, bei welchem das Stapelfasergarn mit oder aus Filamenten oder Filamentabschnitten auf der Grundlage von Glasmaterialfasern, Acrylmaterialfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder deren Kombinationen gebildet wird, insbesondere als ein oder nach Art eines Hybrids, vorzugsweise mit einem Carbonfaseranteil im Bereich von mehr als 10%.Method according to one of the preceding claims 11 to 18, wherein the staple fiber yarn is formed with or from filaments or filament sections based on glass material fibers, acrylic material fibers, polyester fibers, polyamide fibers and / or combinations thereof, in particular as one or a kind of hybrid, preferably with a carbon fiber content in the range of more than 10%. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 19, bei welchem die Beschichtung (30) und/oder Imprägnierung (40) mit dem Beschichtungsmaterial (30') bzw. dem Imprägniermaterial (40') durch Beschlichten und insbesondere als Beschlichtung ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims 11 to 19, wherein the coating ( 30 ) and / or impregnation ( 40 ) with the coating material ( 30 ' ) or the impregnating material ( 40 ' ) is formed by quenching and in particular as Beschügung. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 20, bei welchem mit oder aus dem Garn (10) oder Nähgarn (10) ein textiles Gebilde ausgebildet wird, insbesondere mittels eines Webprozesses, vorzugsweise als ein oder nach Art eines zweidimensionalen Textils, als ein oder nach Art eines Gewebes, Geleges, Geflechts, Gewirks, Gestricks und/oder deren Kombinationen.Method according to one of the preceding claims 11 to 20, wherein with or from the yarn ( 10 ) or sewing thread ( 10 ) a textile structure is formed, in particular by means of a weaving process, preferably as one or a kind of two-dimensional textile, as or in the manner of a woven, laid, braided, knitted fabric, knitted fabric and / or combinations thereof.
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