DE102022110033A1

DE102022110033A1 - Verfahren zur Herstellung eines Vlieses mit im Vliesmaterial verlaufender Bewehrung und derartiges Vlies

Info

Publication number: DE102022110033A1
Application number: DE102022110033.2A
Authority: DE
Inventors: Axel Hack
Original assignee: Roechling Automotive Se
Current assignee: Roechling Automotive Se De
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses (50) mit umfassend die folgenden Verfahrensschritte:a) Bereitstellen eines ersten Fasergewirrs (14),b) Zuführen des ersten Fasergewirrs (14) als erste Fasergewirrbahn (15) zu einem Kreuzleger (20),c) Falten der ersten Fasergewirrbahn (15) durch den Kreuzleger (20),d) Abführen einer vom Kreuzleger (20) unter Beteiligung der zugeführten ersten Fasergewirrbahn (15) erzeugten Legebahn (46),Das Verfahren ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Verfahrensschritte:i) Bereitstellen eines zweiten Fasergewirrs (38),ii) Anlegen wenigstens eines Bewehrungsfilaments (32) als wenigstens eine flächige Filamentstruktur (34; 134) mit definierter Verlaufsrichtung des wenigstens einen Bewehrungsfilaments (32) an die erste Fasergewirrbahn (14) in Schritt b),iii) Zuführen des zweiten Fasergewirrs (38) als zweite Fasergewirrbahn (39) zu dem Kreuzleger (20) derart, dass dem Kreuzleger (20) eine Faserbahn (28) zugeführt wird, umfassend die erste (15) und die zweite Fasergewirrbahn (39) und die wenigstens eine zwischen der ersten (15) und der zweiten Fasergewirrbahn (39) angeordnete flächige Filamentstruktur (34), wobei der Schritt c) ein Falten der Faserbahn (28) und dadurch ein Falten der ersten Fasergewirrbahn (15), der zweiten Fasergewirrbahn (39) und der zwischen diesen angeordneten wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34) umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bewehrten Vlieses mit einer ersten freiliegenden Vlies-Außenseite, mit einer in Dickenrichtung des Vlieses mit Abstand von der ersten Vlies-Außenseite entfernt gelegenen zweiten freiliegenden Vlies-Außenseite und mit wenigstens einem zwischen der ersten und der zweiten Vlies-Außenseite mit Abstand von der ersten und der zweiten Vlies-Außenseite verlaufenden Bewehrungsfilament, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines ersten Fasergewirrs,
b) Zuführen des ersten Fasergewirrs als erste Fasergewirrbahn zu einem Kreuzleger,
c) Falten der ersten Fasergewirrbahn durch den Kreuzleger, und
d) Abführen einer vom Kreuzleger unter Beteiligung der zugeführten ersten Fasergewirrbahn erzeugten Legebahn.

Ein solches Herstellungsverfahren, welches einen Kreuzleger zur Herstellung eines unbewehrten Verbundvlieses verwendet und die oben genannten Verfahrensschritte a), b), c) und d) ausführt, ist beispielsweise bekannt aus der WO 2012/052535 A1 . Dieses Herstellungsverfahren erlaubt die Herstellung eines Verbundvlieses in einer kontinuierlichen Prozessfolge.
Die erste Fasergewirrbahn wird in diesem Stand der Technik, ebenso wie in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dem Kreuzleger ausgehend von einer Krempel als kardierte Faserflorbahn zugeführt. In einer solchen kardierten Faserflorbahn weisen die Fasern der Fasergewirrbahn aufgrund der Kardierung eine Vorzugsrichtung in ihrem Faserverlauf auf, liegen dennoch als Fasergewirr mit miteinander zufällig verschlungenen Fasern vor. Neben der Vorzugsrichtung existieren auch Fasern mit abweichender Verlaufsrichtung. Darüber hinaus verläuft kaum eine Faser exakt in Vorzugsrichtung, sondern die Vorzugsrichtung bildet eine Art Haupterstreckungsrichtung einer Mehrzahl der Fasern, wobei jede Faser aus der Mehrzahl der Fasern zusätzlich zu ihrer Haupterstreckungsrichtung auch Erstreckungskomponenten in einer oder in zwei weiteren zueinander und zur Haupterstreckungsrichtung orthogonalen Erstreckungsrichtungen aufweist. Der Zusammenhalt der Fasergewirrbahn beruht ausgangs der Krempel ausschließlich auf die trotz Erstreckung in einer Haupterstreckungsrichtung einander umschließenden und kreuzenden Fasern.
Vliese werden industriell in unterschiedlicher Art und Weise verwendet, beispielsweise im Landwegebau, in der Bauindustrie und in der Automobilindustrie, dort beispielsweise als Vorprodukt zur Herstellung von strukturstabilen porösen Bauteilen, wie Radhausverkleidungen, Motor- und Funktionsraumverkleidungen und Fahrzeugunterbodenverkleidungen. Bei den industriell angewendeten Vliesen können je nach Anwendungsart Belastungen auftreten, welche die Festigkeitsgrenze der Vliese oder von daraus gebildeten Folgeprodukten erreichen oder sogar übersteigen.
So ist beispielsweise aus der DE 10 2018 112 268 A1 ein mehrlagiger LWRT-Lagenwerkstoff bekannt, bei welchem zwischen zwei benachbarten LWRT-Lagen eine oder mehrere verstärkende Zusatzfasern angeordnet sind. Die einzelnen LWRT-Lagen des bekannten mehrlagigen Werkstoffs sind jedoch frei von verstärkenden Zusatzfasern aus herkömmlichen unbewehrten Vliesen gebildet. Die Anordnung verstärkender Zusatzfasern zwischen LWRT-Lagen erfordert zum einen stets die Verwendung von wenigstens zwei Lagen und somit eines mehrlagigen Werkstoffs. Zum anderen befinden sich die verstärkenden Zusatzfasern in der Verbindungsfläche der benachbarten Lagen und können neben ihrer Verstärkungswirkung längs ihrer Erstreckungsrichtung den Zusammenhalt der die Zusatzfasern zwischen sich haltenden benachbarten Lagen beeinträchtigen.
„LWRT“ ist ein Akronym und steht für Low Weight Reinforced Thermoplast. Es bezeichnet einen faserverstärkten Thermoplast mit geringem Gewicht. Das geringe Gewicht resultiert üblicherweise aus einer Porosität des LWRT-Werkstoffs, welche abhängig von einer Kompaktierung des LWRT-Werkstoffs während seiner Verarbeitung eingestellt werden kann. Ein LWRT-Werkstoff umfasst, wie auch eine bevorzugte Ausführungsform des hier diskutierten Vlieses und der zu seiner Herstellung verwendeten Fasergewirre, üblicherweise Fasern mit einer Länge von weniger als 10 cm, welche als zufällig angeordnetes Fasergewirr durch einen thermoplastischen Binder gebunden sind. Häufig sind LWRT-Werkstoffe ausgehend von Vliesen als Halbzeug-Matten gebildet, wobei die Vliese sowohl die verstärkenden Strukturfasern als auch den thermoplastischen Binder ursprünglich in Faserform enthalten. LWRT-Werkstoffe werden bei ihrer Verarbeitung über eine Binder-Schwellentemperatur hinaus erwärmt, bei welcher der thermoplastische Binder schmilzt oder erweicht und seine ursprüngliche Faserform verliert, während die Strukturfasern nach wie vor als Fasern vorliegen.
Aus der DE 10 2019 104 874 A1 ist ein Vlies offenbart, bei dessen Herstellung in dessen Lagen von den übrigen Vliesfasern abweichende Verstärkungsfasern eingestreut werden. Das Einstreuen derartiger Verstärkungsfasern ist allerdings nur mit ausreichend kurzen Verstärkungsfasern möglich und führt zu einer mehr oder weniger zufälligen Anordnung der Verstärkungsfasern im Vlies.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lehre anzugeben, welche die Festigkeitserhöhung von einlagigen Vliesen ermöglicht.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung an einem eingangs vorgestellten Herstellungsverfahren, welches die genannten Verfahrensschritte a), b), c) und d) zur Herstellung eines Vlieses ausführt, dadurch, dass es die folgenden weiteren Verfahrensschritte umfasst:

i) Bereitstellen eines zweiten Fasergewirrs,
ii) Anlegen wenigstens eines Bewehrungsfilaments als flächige Filamentstruktur mit definierter Verlaufsrichtung des wenigstens einen Bewehrungsfilaments beim Zuführen der ersten Fasergewirrbahn an die erste Fasergewirrbahn,
iii) Zuführen des zweiten Fasergewirrs als zweite Fasergewirrbahn zu dem Kreuzleger derart, dass dem Kreuzleger eine Faserbahn zugeführt wird, wobei die Faserbahn die erste und die zweite Fasergewirrbahn und die zwischen der ersten und der zweiten Fasergewirrbahn angeordnete flächige Filamentstruktur umfasst,

Die Bezeichnung der Verfahrensschritte mit kleinen römischen Ziffern definiert keine Reihenfolge der Verfahrensschritte, sondern dient lediglich als Kurzbezeichnung der Verfahrensschritte zu deren erleichterter Referenzierung. Dies schließt jedoch nicht aus, dass Verfahrensschritte aus technischen-logischen Gründen in der aufsteigenden Reihenfolge ihrer Kurzbezeichnungen ausgeführt werden.
Wie für an sich bekannte Kreuzleger üblich, faltet der Kreuzleger die ihm zugeführte Faserbahn über eine vorgegebene Faltbreite in hin und her gehender Bewegung eines Legekopfes. Die vom Kreuzleger derart durch Falten erzeugte Legebahn wird vom Kreuzleger in der Regel mit einer zur Zuführrichtung der Faserbahn zum Kreuzleger orthogonalen Abführrichtung ausgegeben und von diesem abgeführt. Die zur Abführrichtung der Legebahn sowie zur Dickenrichtung der Legebahn jeweils orthogonale Breite der Legebahn entspricht im Wesentlichen der Faltbreite der Faltung durch den Kreuzleger.
Der Verfahrensschritt ii) sorgt dafür, dass das wenigstens eine als flächige Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn angelegte Bewehrungsfilament die Faltung der Faserbahn durch den Kreuzleger mitmacht und folglich als gefaltete flächige Filamentstruktur Teil der vom Kreuzleger abgeführten Legebahn ist.
Das Anlegen des wenigstens einen Bewehrungsfilaments mit definierter Verlaufsrichtung unterscheidet den gewillkürten Verlauf des Bewehrungsfilaments von dem zufälligen Verlauf der Fasern in der ersten Fasergewirrbahn.
Mit dem Begriff „flächig“ ist dabei ausgesagt, dass die Filamentstruktur eine wesentlich größere Ausdehnung in zwei zueinander orthogonalen Raumrichtungen als in einer zu diesen beiden Raumrichtungen orthogonalen dritten Raumrichtung aufweist. Die dritte Raumrichtung ist die Dickenrichtung der Filamentstruktur. Die Abmessung der flächigen Filamentstruktur in Dickenrichtung ist um wenigstens eine Größenordnung, vorzugsweise um wenigstens zwei Größenordnungen, kleiner als die größte Abmessung in einer der beiden erstgenannten Raumrichtungen. In der Regel ist die Abmessung der flächigen Filamentstruktur in der Dickenrichtung die Dickenabmessung des Bewehrungsfilaments oder, sofern sich Abschnitte des Bewehrungsfilaments kreuzen, das Doppelte oder das Dreifache der Dickenabmessung des Bewehrungsfilaments. Während die Dicke des Bewehrungsfilaments in der Regel einen einstelligen Millimeter-Wert nicht überschreiten wird, kann die zur Dickenrichtung und zur Vorschubrichtung beim Zuführen zum Kreuzleger orthogonale Breite der flächigen Filamentstruktur wenigstens eine Abmessung im Bereich eines zweistelligen Zentimeter-Werts aufweisen. Ebenso kann die flächige Filamentstruktur in der zur Dickenrichtung orthogonalen Vorschubrichtung beim Zuführen zum Kreuzleger eine Abmessung wenigstens im Bereich eines zwei- oder dreistelligen Zentimeter-Werts aufweisen oder sogar als Endlos-Struktur eine Abmessung wenigstens im Bereich eines ein- oder zweistelligen Meter-Werts aufweisen.
Durch das zweite Fasergewirr und seine Anordnung als zweite Fasergewirrbahn derart, dass noch vor dem Falten der Faserbahn durch den Kreuzleger sich das an die erste Fasergewirrbahn angelegte Bewehrungsfilament zwischen der ersten und der zweiten Fasergewirrbahn befindet, kann sichergestellt werden, dass in der vom Kreuzleger abgeführten Legebahn sich das dann gefaltete Bewehrungsfilament in Dickenrichtung zwischen den Außenflächen der Legebahn und somit im Inneren der Legebahn befindet. Somit kann auch eine Vlies-Einzellage mit einer inneren Filamentbewehrung und somit mit einer höheren Festigkeit in wenigstens einer Richtung der Flächenerstreckung der Vlieslage hergestellt werden. Die Filamentbewehrung ist aufgrund ihrer Anordnung in der Vlieslage von außen nicht unmittelbar zugänglich, was sie bei nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozessen des Vlieses vor ungewollter Manipulation schützt. Zusätzlich erhöhte der Umstand, dass sie allseits von Fasermaterial des Vlieses umgeben ist, deren Bewehrungswirkung.
Durch das Falten der Faserbahn durch den Kreuzleger weist die Legebahn in der Regel ein höheres Flächengewicht auf als die Faserbahn. Durch entsprechende Einstellung der Faltgeschwindigkeit des Kreuzlegers oder/und durch Einstellung einer Abführgeschwindigkeit der Legebahn kann das Flächengewicht der Legebahn abhängig vom Flächengewicht der Faserbahn eingestellt werden.
Durch das Falten der Faserbahn weist die Legebahn mehrere übereinander liegende Schichten der Faserbahn auf. Das Falten der Faserbahn durch den Kreuzleger führt zu einer geschuppten Anordnung von sich in Dickenrichtung überlappenden Faserbahnabschnitten. Bevorzugt weist die Legebahn 4 bis 12 übereinander liegende Faserbahnabschnitte auf.
Die Faserbahn weist bevorzugt ein Flächengewicht im Bereich von 120 g/m² bis 250 g/m² auf, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 200 g/m². Dabei weist die erste Fasergewirrbahn bevorzugt ein Flächengewicht im Bereich von 50 bis 100 g/m² auf und die flächige Filamentstruktur ein Flächengewicht im Bereich von 20 bis 50 g/m². Bevorzugt ist das Flächengewicht der flächigen Filamentstruktur nicht größer als das Flächengewicht jeder Fasergewirrbahn aus der ersten und der zweiten Fasergewirrbahn. Das Flächengewicht der zweiten Fasergewirrbahn entspricht bevorzugt dem Flächengewicht der ersten Fasergewirrbahn
Die Legebahn und damit das aus ihr gebildete Vlies weisen bevorzugt ein Flächengewicht im Bereich von 600 bis 1500 g/m² auf.
Mit dem Begriff „Filament“ soll in der vorliegenden Anmeldung jede Art von faserartigen Gebilden bezeichnet sein. Vorteilhafte konkrete Ausführungsformen des hier diskutierten Bewehrungsfilaments können also nicht nur monolithische Fasern, sondern beispielsweise auch Drähte, Seile, Litzengebinde und dergleichen sein, und zwar unabhängig von dem Material, aus welchem sie gebildet sind. Das Bewehrungsfilament kann aus Kunststoff, insbesondere aus Polyester oder/und Polyamid, oder/und aus Naturfaser oder/und aus Glas oder/und aus einem mineralischen Werkstoff, insbesondere Carbon, gebildet sein.
Grundsätzlich kann die wenigstens eine flächige Filamentstruktur in beliebiger Weise an die erste Fasergewirrbahn angelegt werden. Besonders vorteilhaft kann die erste Fasergewirrbahn als Substrat der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur genutzt werden, wenn das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn in Schritt ii) ein Auflegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur auf die erste Fasergewirrbahn unter Ausnutzung der Schwerkraft ist. Dann kann die erste Fasergewirrbahn die auf sie aufgelegte und anschließend auf ihr aufliegende flächige Filamentstruktur mit sich führen und transportieren. Eine Fixierung der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur auf der ersten Fasergewirrbahn ist nicht nötig, kann jedoch erforderlichenfalls erfolgen. Hierzu kann das wenigstens eine Bewehrungsfilament beispielsweise von einem adhäsiven Haftmittel umgeben sein, welches nach dem Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur für deren Haftung an der ersten Fasergewirrbahn sorgt. Bevorzugt liegt die wenigstens eine flächige Filamentstruktur jedoch nur lose auf der ersten Fasergewirrbahn auf.
Unter Fortführung des Gedankens der Ausnutzung der Schwerkraft kann auch das zweite Fasergewirr auf die erste Fasergewirrbahn und auf die wenigstens eine flächige Filamentstruktur aufgebracht werden, insbesondere aufgelegt werden. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, die erste Fasergewirrbahn, die wenigstens eine flächige Filamentstruktur und die zweite Fasergewirrbahn als drei gesonderte Materialbahnen zuzuführen, etwa in einen Walzenspalt, und dort gleichzeitig das Anlegen des wenigstens einen Bewehrungsfilaments an die erste Fasergewirrbahn, ein Anlegen der zweiten Fasergewirrbahn an die erste Fasergewirrbahn und an das wenigstens eine Bewehrungsfilament gleichzeitig und in einem Schritt zu bewirken.
Bevorzugt ist der Ursprung wenigstens eines Fasergewirrs aus erstem oder/und zweitem Fasergewirr je ein Faserballen, welcher durch einen Ballenöffner aufgebrochen wird. Um dem Kreuzleger eine möglichst definierte Fasergewirrbahn aus erster und zweiter Fasergewirrbahn zuführen zu können, kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Verfahren vor dem Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur einen Schritt eines Kardierens des ersten Fasergewirrs aufweisen. Alternativ oder bevorzugt zusätzlich kann das Verfahren aus dem gleichen Grund einer Bereitstellung einer möglichst definierten zweiten Fasergewirrbahn einen Schritt eines Kardierens des zweiten Fasergewirrs aufweisen. Die derart vorbereitete Fasergewirrbahn wird folglich als kardierte Faserflorbahn dem Kreuzleger zugeführt. Auch in der kardierten Faserflorbahn liegen deren Fasern trotz Vorzugsrichtung ihres Verlaufs mit nach wie vor zufälliger Ausrichtung vor.
Zur besseren Verbindung der ersten und der zweiten Fasergewirrbahn in der Faserbahn kann das Verfahren bereits vor dem Falten der Faserbahn durch den Kreuzleger ein Vernadeln der Faserbahn umfassen. Bevorzugt umfasst das Verfahren zur Bildung eines möglichst homogenen Vlieses ein Vernadeln der Legebahn wenigstens nach dem Falten der Faserbahn durch den Kreuzleger.
Grundsätzlich kann der Schritt des Anlegens des wenigstens einen Bewehrungsfilaments und damit der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Ein Anlegen einer flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn bedeutet dabei nicht, dass die flächige Filamentstruktur bereits vor dem Anlegen an die erste Fasergewirrbahn besteht und nur noch an diese angenähert wird. Es reicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus, wenn durch das Anlegen oder beim Anlegen des wenigstens einen Bewehrungsfilaments an die erste Fasergewirrbahn wenigstens eine flächige Filamentstruktur auf der ersten Fasergewirrbahn entsteht bzw. gebildet wird.
Das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn kann dabei ganz grundsätzlich das Anlegen eines Bewehrungsfilaments an die erste Fasergewirrbahn umfassen, wobei das Bewehrungsfilament vorzugsweise musterartig, besonders bevorzugt in einem regelmäßigen Muster, auf die erste Fasergewirrbahn aufgelegt wird. Beispielsweise kann das Bewehrungsfilament als Mäander in Rechteckform oder/und in knickfreier Wellenform oder/und in Zickzackform auf die erste Fasergewirrbahn aufgelegt werden. Ebenso kann das Bewehrungsfilament als geradliniges, in Vorschubrichtung beim Zuführen der ersten Fasergewirrbahn zum Kreuzleger verlaufendes Bewehrungsfilament auf die erste Fasergewirrbahn aufgelegt werden. Im letztgenannten Fall werden dann bevorzugt mehrere parallele Bewehrungsfilamente mit Abstand, vorzugsweise mit gleichem Abstand, voneinander über die Breite der ersten Fasergewirrbahn verteilt auf diese aufgelegt. Bevorzugt kann daher das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn ein Anlegen einer Mehrzahl von nebeneinander verlaufenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments umfassen. Bei einem bevorzugten regelmäßigen, insbesondere regelmäßig wiederkehrenden musterartigen Anlegen des wenigstens einen Bewehrungsfilaments an die erste Fasergewirrbahn, verlaufen die nebeneinander gelegenen Abschnitte bevorzugt parallel zueinander. Die genannten nebeneinander verlaufenden, insbesondere parallelen, Abschnitte des wenigstens einen Bewehrungsfilaments können Abschnitte ein und desselben Bewehrungsfilaments sein, etwa wenn dieses in einem wiederkehrenden Muster an die erste Fasergewirrbahn angelegt wird. Zusätzlich oder alternativ können die nebeneinander verlaufenden, insbesondere parallelen, Abschnitte des wenigstens einen Bewehrungsfilaments Abschnitte unterschiedlicher Bewehrungsfilamente aus einer Mehrzahl von gesonderten Bewehrungsfilament sein, etwa wenn diese von in Breitenrichtung der ersten Fasergewirrbahn mit festgelegtem konstanten Abstand voneinander vorgesehenen Filamentvorräten, insbesondere Filamentrollen, zur ersten Fasergewirrbahn hin ablaufen, sei es nun lediglich als in Vorschubrichtung der Zuführbewegung der ersten Fasergewirrbahn zum Kreuzleger verlaufende geradlinige parallele Bewehrungsfilamente oder sei es als mit gleichartigen Muster an die erste Fasergewirrbahn angelegte Mehrzahl von Bewehrungsfilamenten.
Ebenso kann das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn ein Anlegen einer Mehrzahl von sich kreuzenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments umfassen. Auch die sich kreuzenden Abschnitte können bei ausreichender Relativbeweglichkeit eines das Bewehrungsfilament abgebenden Speiserkopfes relativ zur Zuführbahn der ersten Fasergewirrbahn Abschnitte ein und desselben Bewehrungsfilaments sein. Einfacher ist die Ausbildung von sich kreuzenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments in der flächigen Filamentstruktur jedoch dann, wenn mehr als ein Bewehrungsfilament an die erste Fasergewirrbahn angelegt wird. Hierzu genügt es, wenn jedes von wenigstens zwei Bewehrungsfilamenten von einem eigenen Speiserkopf an die erste Fasergewirrbahn angelegt wird und die jeweiligen Speiseköpfe der wenigstens zwei Bewehrungsfilamente relativ zueinander beweglich sind, insbesondere in Breitenrichtung der ersten Fasergewirrbahn.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass die sich kreuzenden Abschnitte des wenigstens einen Bewehrungsfilaments bei Anlage der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn in einem Muster, insbesondere in einem sich regelmäßig wiederholenden Muster, längs der Vorschubrichtung der Zuführbewegung der ersten Fasergewirrbahn zum Kreuzleger nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, verlaufende Abschnitte des wenigstens einen Bewehrungsfilaments sein können.
Das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn kann folglich das Anlegen wenigstens eines Endlos-Bewehrungsfilaments an die erste Fasergewirrbahn umfassen. Dabei bedeutet „endlos“, eine ununterbrochene Abgabe von einem selbstverständlich endlichen Filamentvorrat des Endlos-Bewehrungsfilaments.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren den Schritt eines Bereitstellens einer vorgefertigten Bewehrungsfilamentstruktur mit einander kreuzenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments umfassen. Eine solche vorgefertigte Bewehrungsfilamentstruktur kann ein Gewebe oder ein Netz von Bewehrungsfilamenten bzw. Bewehrungsfilamentabschnitten sein. Da im Falle einer maschenbildenden Bewehrungsfilamentstruktur die von Bewehrungsfilamentabschnitten eingefasste Maschenfläche verhältnismäßig groß im Vergleich zur Dicke des Bewehrungsfilaments sein wird, ist die Bereitstellung eines Gewebes weniger bevorzugt. Denn am Gewebe kann ohne weitere Maßnahmen an den Kreuzungspunkten der die Bewehrungsfilamentstruktur bildenden Bewehrungsfilamente bzw. Bewehrungsfilamentabschnitte ein Verlagern der Bewehrungsfilamente bzw. Bewehrungsfilamentabschnitte nicht verhindert werden, was zu einer in ihrer Gestalt unvorhersehbaren oder instabilen flächigen Filamentstruktur führt. Bevorzugt umfasst daher die vorgefertigte Bewehrungsfilamentstruktur sich kreuzende Bewehrungsfilamentabschnitte, welche an den Kreuzungspunkten relativ zueinander lagegesichert sind, etwa durch Verknüpfung oder durch Verklebung.
Das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn kann dann das Anlegen der wenigstens einen vorgefertigten Bewehrungsfilamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn umfassen. Beispielsweise kann die vorgefertigte Bewehrungsfilamentstruktur einfach und sicher von einer Vorratsrolle abgewickelt und an die erste Fasergewirrbahn angelegt, vorzugsweise auf diese aufgelegt, werden.
Wie oben bereits im Zusammenhang mit zueinander parallelen, in Vorschubrichtung der Zuführbewegung der ersten Fasergewirrbahn verlaufenden Bewehrungsfilamenten beschrieben wurde kann, kann das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur an die erste Fasergewirrbahn das Anlegen einer Mehrzahl von gesondert ausgebildeten Bewehrungsfilamenten an die erste Fasergewirrbahn umfassen, und zwar unabhängig vom jeweiligen Verlauf der gesondert ausgebildeten Bewehrungsfilamente in der flächigen Filamentstruktur.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem gelöst durch ein Vlies, welches mit einem Verfahren gemäß obiger Beschreibung und Weiterbildung herstellbar ist.
Ein solches Vlies hat eine erste freiliegende Vlies-Außenseite und eine in Dickenrichtung des Vlieses mit Abstand von der ersten Vlies-Außenseite entfernt gelegene zweite freiliegende Vlies-Außenseite. Zwischen der ersten und der zweiten Vlies-Außenseite ist wenigstens ein mit Abstand von der ersten und der zweiten Vlies-Außenseite verlaufendes Bewehrungsfilament angeordnet. Das Vlies ist gebildet aus einem Fasergewirr mit Fasern mit einer Länge von weniger als 10 cm, wobei das wenigstens eine Bewehrungsfilament eine Länge von mehr als 10 cm aufweist.
Vorrichtungsaspekte, welche aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung des Vlieses hervorgehen, sind vorteilhafte Weiterbildungen des Vlieses. Ebenso sind Aspekte des Herstellungsverfahrens, welche aus der Beschreibung des Vlieses hervorgehen, vorteilhafte Weiterbildungen des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens.
Bevorzugt weist das wenigstens eine Bewehrungsfilament eine Länge von mehr als 40 cm auf, bzw. von mehr als dem Vier- oder Fünffachen der mittleren Länge der Vliesfasern.
Abhängig von der Anzahl an vom Kreuzleger lokal übereinander gefalteten Faserbahnabschnitten, enthält das Vlies eine Anzahl von in Dickenrichtung des Vlieses übereinander gelegenen lokalen flächigen Bewehrungsfilamentstrukturen. Da die bevorzugte Anzahl von lokal übereinander gefalteten Faserbahnabschnitten 4 bis 12 beträgt, liegen im Vlies folgerichtig bevorzugt 4 bis 12 Lagen an flächigen Bewehrungsfilamentstrukturen in Dickenrichtung übereinander. Bevorzugt ist jedes Bewehrungsfilament dieser Bewehrungsfilamentstrukturen, außer an Kreuzungspunkten zweier Filamentabschnitte, längs seines gesamten Umfangs von Vliesfasern umgeben.
Wenngleich das Vlies ein beliebiges bewehrtes Vlies sein kann, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung daran gedacht, dass Vlies als Halbzeug eines daraus in einem nachfolgenden Prozess hergestellten LWRT-Produktes zu verwenden. Daher weist das Fasergewirr bevorzugt ein Gemisch aus thermoplastischen Binderfasern auf, welche bei Temperaturen oberhalb einer Binder-Schwellentemperatur unter Aufgabe ihrer Fasergestalt schmelzen oder erweichen, und aus Strukturfasern, welche wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält, weiterhin formbeständig als Fasern vorliegen. Zusätzlich oder alternativ kann das Fasergewirr des Vlieses Zwei-Komponenten-Fasern aufweisen, welche eine Faserhülle aus thermoplastischem Bindermaterial haben, das oberhalb einer Binder-Schwellentemperatur schmilzt oder erweicht. Die Faserhülle umgibt einen Faserkern aus einem Strukturmaterial, das wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält, weiterhin formbeständig ist.
Das Bindermaterial der Binderfasern bzw. der Faserhülle kann beispielsweise ein Polyolefin sein, etwa Polyolefin oder Polypropylen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere thermoplastische Kunststoffe als Bindermaterial denkbar.
Das Strukturmaterial der Strukturfasern kann ein Material mit höherem Schmelz- oder Erweichungspunkt als das Bindermaterial sein, etwa ein Polyester oder/und Glas im Falle von Glasfasern oder/und ein mineralischer Werkstoff im Falle von Mineralfasern. Das Strukturmaterial muss jedoch keinen Schmelzpunkt haben, es reicht völlig aus, wenn es in einem die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthaltenden Temperaturbereich formbeständig ist, sodass das Bindermaterial sicher aufgeschmolzen oder erweicht werden kann, je nachdem ob das Bindermaterial kristallin oder amorph vorliegt, und im dann fließfähigen Zustand die immer noch formbeständigen Strukturfasern bzw. Faserkerne benetzen und beim Erneuten Erstarren binden kann.
Bevorzugt sind zur Erzielung eines in Dickenrichtung des Vlieses möglichst homogenen Vlieses das oben genannte erste Fasergewirr und das oben genannte zweite Fasergewirr das gleiche Fasergewirr, bzw. enthalten die gleiche Fasermischung hinsichtlich Material oder/und Gestalt oder/und Zusammensetzung der jeweiligen Fasern der einzelnen Gewirre.
Das wenigstens eine Bewehrungsfilament ist bevorzugt aus einem Bewehrungsmaterial gebildet, welches wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält, weiterhin formbeständig ist. So bleibt das Bewehrungsfilament, ebenso wie das oben genannte Strukturmaterial der Strukturfasern oder des Kerns von Zwei-Komponenten-Fasern, beim Schmelzen bzw. Erweichen des Bindermaterials formbeständig und kann die Strukturfestigkeit eines aus dem Vlies gebildeten LWRT-Produkts erhöhen, verglichen mit einem gleich ausgebildeten LWRT-Produkt ohne das wenigstens eine Bewehrungsfilament.
Da das wenigstens eine Bewehrungsfilament mit definierter Verlaufsrichtung an das erste Fasergewirr angelegt wird und anschließend durch den Kreuzleger durch eine periodische Faltbewegung regelmäßig gefaltet wird, verläuft in vorteilhafter Weise das wenigstens eine Bewehrungsfilament im Fasergewirr unter Bildung eines nicht-zufälligen Filamentmusters. Das Filamentmusters kann ein Zickzackmuster sein oder kann ganz allgemein ein Gittermuster sein.
Um die Festigkeit des Vlieses durch die in das Vliesmaterial eingebrachte Filamentbewehrung über einen möglichst großen Erstreckungsbereich des Vlieses zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn sich das wenigstens eine Bewehrungsfilament über wenigstens 90 % der Breite des Vlieses erstreckt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:

1 eine grobschematische Draufsicht auf eine Vlies-Fertigungsanlage zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Vlieses gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines vorstehend vorgestellten Herstellungsverfahrens, und
2 die grobschematische Draufsicht von 1 zur Herstellung eines Vlieses mit abweichendem Bewehrungsfilamentverlauf.

In 1 ist eine lediglich grobschematisch und beispielhaft dargestellte Vlies-Fertigungsanlage zur Herstellung eines bewehrten einlagigen Vlieses allgemein mit 10 bezeichnet.
Am Anfang der Vliesherstellung steht ein Füllschacht 12, durch welchen ein erstes Fasergewirr 14 auf ein Zuführ-Förderband 16 aufgebracht wird, welches das erste Fasergewirr 14 längs der Pfeile 18 einem Kreuzleger 20 zuführt. Die Pfeile 18 geben somit die Vorschub- oder Zuführrichtung des ersten Fasergewirrs 14 zum Kreuzleger 20 an.
Das Förderband 16 fördert das Fasergewirr 14 einem Einzug 22 einer Krempel 24 zu, in welcher das Fasergewirr 14 kardiert wird und als Fasergewirrbahn 15 in Gestalt einer kardierten Faserflorbahn 26 die Krempel 24 verlässt und weiter in Zuführrichtung gefördert wird.
Zur Veranschaulichung des Aufbaus der dem Kreuzleger 20 zugeführten Faserbahn 28 ist ab der Krempel 24 bis zum Kreuzleger 20 unter der Zuführstrecke grobschematisch der Dickenaufbau der Faserbahn 28 in Dickenrichtung D angezeigt. Der Dickenaufbau der Faserbahn 28 ist nicht maßstabsgerecht.
In einer in Zuführrichtung nach der Krempel 24 angeordneten Bewehrungsvorrichtung 30 wird wenigstens ein Bewehrungsfilament 32, im dargestellten Beispiel der einfacheren Darstellung wegen drei Bewehrungsfilamente 32, auf die Faserflorbahn 26 aufgelegt. Die Bewehrungsfilamente 32 bilden eine flächige Filamentstruktur 34 in Gestalt von parallel verlaufenden endlosen Bewehrungsfilamenten 32. Jedes der drei Bewehrungsfilamente 32 verläuft ausschließlich in Zuführrichtung auf der Faserflorbahn 26.
In einer in Zuführrichtung nach der Bewehrungsvorrichtung 30 gelegenen Auflagevorrichtung 36 wird von einem in den Figuren nicht dargestellten Zuführstrang ein zweites Fasergewirr 38 als zweite Fasergewirrbahn 39 ebenfalls in Gestalt einer kardierten Faserflorbahn 40 auf die erste Fasergewirrbahn 15 und die darauf aufgelegte flächige Filamentstruktur 34 aufgelegt. Dadurch wird die dem Kreuzleger 20 zugeführte Faserbahn 28 gebildet.
Der Zuführstrang des zweiten Fasergewirrs 38, welcher zu der Auflagevorrichtung 36 führt, kann im Wesentlichen einen Förderschacht und einen Einzug mit anschließender Krempel aufweisen.
Bevorzugt sind das erste Fasergewirr 15 und das zweite Fasergewirr 38 identisch aufgebaut und umfassen jeweils Binderfasern 42, welche oberhalb einer Binder-Schwellentemperatur ihre Faserstruktur durch Schmelzen oder Erweichen verlieren, und Strukturfasern 44, welche oberhalb der Binder-Schwellentemperatur weiterhin als Fasern vorliegen. Beispielsweise können die Strukturfasern 44 Glasfasern oder Kunststofffasern mit einem höheren Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt als die Binderfasern 42 sein, etwa Polyesterfasern. Ein mögliches Polyestermaterial ist Polyethylenterephthalat. Die Binderfasern 42 sind aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Polyolefin, wie Polypropylen oder Polyethylen.
Die Binderfasern 42 und die Strukturfasern 44 weisen eine Länge von bevorzugt nicht mehr als 10 cm auf. Das Bewehrungsfilament 32 weist eine größere Länge auf, vorliegend ist es als Endlos-Filament ausgebildet.
Das wenigstens eine Bewehrungsfilament 32 ist ebenfalls aus einem Material gebildet, welches oberhalb der Binder-Schwellentemperatur mit unveränderter Gestalt vorliegt.
Der Kreuzleger 20 faltet die zugeführte Faserbahn 28 in einer hin und her gehenden Bewegung zu einer Legebahn 46, welche längs der Pfeile 48 aus dem Kreuzleger 20 abgeführt wird. Die Pfeile 48 zeigen somit die Vorschubbewegung in Abführrichtung bzw. die Abführrichtung.
Durch die Faltbewegung eines Legekopfes im Kreuzleger 20 werden die drei Bewehrungsfilamente 32 bei Erreichen der Faltstrecke des Kreuzlegers 20 umorientiert in ihre endgültige Anordnung im durch den Kreuzleger 20 gebildeten Vlies 50. Das Vlies 50 ist im dargestellten Beispiel ein einlagiges Vlies 50.
Die an der Faltbewegung des Legekopfes im Kreuzleger 20 teilnehmenden Bewehrungsfilamente 32 werden von ihrem geradlinigen parallelen Verlauf auf der Zuführseite des Kreuzlegers 20 in einen zickzackförmigen Verlauf auf der Abführseite des Kreuzlegers 20 umgelegt. Die Darstellung der Umorientierung in den 1 und 2 ist lediglich symbolhaft.
Jedes der drei Bewehrungsfilamente 32 weist somit in der Legebahn 46 auf der Abführseite des Kreuzlegers 20 erste geneigte Abschnitte 52 und zweite geneigte Abschnitte 54 auf. Alle ersten geneigten Abschnitte 52 sind zueinander parallel und alle zweiten geneigten Abschnitte 54 ebenso. Die Neigung der ersten geneigten Abschnitte 52 und die Neigung der zweiten geneigten Abschnitte 54 bezüglich der Abführrichtung hängt ab von der Neigung des jeweiligen Bewehrungsfilaments 32 bezüglich der Zuführrichtung, von der Faltgeschwindigkeit des Legekopfes des Kreuzlegers 20 und von der Abführgeschwindigkeit der Legebahn 46 aus dem Kreuzleger 20 auf. Die Faltgeschwindigkeit des Legekopfes hängt in gewissem Umfang ab von der Zuführgeschwindigkeit der Faserbahn 28 zum Kreuzleger 20, da der Kreuzleger 20 nicht schneller falten kann als ihm die Faserbahn 28 zugeführt wird.
Die durch den Kreuzleger 20 gefaltete flächige Filamentstruktur 34 erstreckt sich über wenigstens 90 % der Breite der Legebahn 46, bevorzugt über die gesamte Breite der Legebahn.
Nach dem Kreuzleger 20 durchläuft die Legebahn 46 einen Nadelstuhl 56 in welchem die Legebahn 46 in an sich bekannter Weise vernadelt wird, um die aus den unterschiedlichen Fasergewirrbahnen 15 und 39 stammenden Fasern 42 und 44 der jeweiligen Fasergewirre 14 und 38 in Dickenrichtung des Vlieses 50 miteinander zu verbinden und so die strukturelle Festigkeit des Vlieses 50 zu erhöhen.
Das vernadelte Vlies 50 wird anschließend in einer Endaufnahmevorrichtung 58 entweder als Paletten zugeschnitten oder als endlose Rollenware aufgewickelt aufgenommen und zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt.
In 1 links neben der Abführstrecke ist ein Querschnitt durch das Vlies 50 in einer zur Abführrichtung orthogonalen Schnittebene SP gezeigt. Das einlagige Vlies 50 weist einer erste freiliegende Außenfläche 50a und eine dieser entgegensetzte zweite freiliegende Außenfläche 50b auf. Dazwischen, vorzugweise in der Dickenmitte, wenigstens in einem mittleren Drittel der Vliesdicke, befinden sich die Bewehrungsfilamente 32, allseitig von dem Fasermaterial mit den Binderfasern 42 und den Strukturfasern 44 als den Vliesfasern des Vlieses 50 umgeben. Dabei sind die Bewehrungsfilamente 32 jeweils in eigenen in Dickenrichtung übereinander gelegenen Lagen 51 angeordnet, wobei die Anzahl an Lagen 51 der Anzahl an durch den Kreuzleger durch Falten lokal übereinander gelegten Faserbahnabschnitten entspricht. Im dargestellten Beispiel sind der besseren Übersichtlichkeit wegen nur vier übereinander angeordnete ursprüngliche Faserbahnabschnitte dargestellt. Bevorzugt faltet der Kreuzleger 20 lokal eher 6 bis 8 Faserbahnabschnitte übereinander.
In 2 ist im Wesentlichen das gleiche Verfahren an der bereits im Zusammenhang mit 1 erläuterten beispielhaften Anlage mit anderem Verlauf des wenigstens einen Bewehrungsfilaments und der daraus gebildeten flächigen Filamentstruktur 134 dargestellt.
Gleiche und funktionsgleiche Anlagenbestandteile wie in Figur einzelner 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Gleiche und funktionsgleiche Bewehrungsfilamente und deren Abschnitte sind in 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. 2 wird nachfolgend nur insofern beschrieben werden, als sie sich von 1 unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten auch zur Erläuterung von 2 verwiesen wird.
In der Ausführung vom von 2 wird durch die Bewehrungsvorrichtung 30 eine vorgefertigte Bewehrungsfilamentstruktur 135 auf die erste Fasergewirrbahn 15 aufgelegt. Die Bewehrungsfilamentstruktur 135 als die flächige Filamentstruktur 134 kann beispielsweise von einer Vorratsrolle abgewickelt werden. Die vorgefertigte Bewehrungsfilamentstruktur 135 umfasst im dargestellten Beispiel zueinander parallele und mit Abstand voneinander über die gesamte erste Fasergewirrbahn 15 bzw. Faserbahn 28 verlaufende Bewehrungsfilamentabschnitte 132, welche von einem beispielhaft als Rechteckmäander verlaufenden Bewehrungsfilament 133 miteinander verbunden sind. Das Bewehrungsfilament 133 und die Bewehrungsfilamentabschnitte 132 sind an ihren Kreuzungspunkten miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, verknüpft oder durch ein thermoplastisches Bindermaterial miteinander versiegelt.
Die Bewehrungsfilamentabschnitte 132 sind keine Endlos-Bewehrungsfilamente mehr, sind jedoch immer noch um ein mehrfaches länger als die mittlere Faserlänge der Binderfasern 42 und der Strukturfasern 44 des ersten Fasergewirrs 14 und des zweiten Fasergewirrs 38.
Das mäandrisch verlaufende Bewehrungsfilament 133 ist wiederum ein Endlos-Bewehrungsfilament. Anstelle eines Rechteckmäanders kann das Bewehrungsfilament 133 auch in Wellenform oder in Sägezahnform oder geradlinig in Zuführrichtung und dergleichen verlaufen.
Ebenfalls ist denkbar, dass anstelle eines Endlos-Bewehrungsfilaments eine Mehrzahl von parallelen Bewehrungsfilamentabschnitten zusätzlich zu den parallelen Bewehrungsfilamentabschnitten 132 auf die erste Fasergewirrbahn 15 aufgelegt wird. Die Mehrzahl der weiteren parallelen Bewehrungsfilamentabschnitte kann bezüglich der Zuführrichtung einen verglichen mit den parallelen Bewehrungsfilamentabschnitten 132 abweichenden Neigungssinn aufweisen und kann insbesondere eine bezüglich einer in Zuführrichtung verlaufenden Mittelachse der ersten Fasergewirrbahn 15 gespiegelte Ausführung der parallelen Bewehrungsfilamentabschnitte 132 sein.
Durch die Ausführungsform in 2 soll verdeutlicht werden, dass die Neigung von Bewehrungsfilamentabschnitten 154 und 156 in der Legebahn 46 bei ansonsten gleichen Prozessbedingungen und -parametern durch die Neigung von Bewehrungsfilamentabschnitten 132 in der zugeführten Faserbahn 28 verändert werden kann. Dies gilt selbst verständlich auch für etwaig vorgesehene weitere parallele Bewehrungsfilamentabschnitte mit abweichendem Neigungssinn in der Faserbahn 28.
Außerdem zeigt 2, dass durch die Faltung der Faserbahn 28 im Kreuzleger 20 in der Faserbahn 28 in Faserbahnbreitenrichtung verlaufende Bewehrungsfilamentabschnitte 137 in ihrer räumlichen Orientierung unverändert bleiben und weiterhin als geradlinige Bewehrungsfilamentabschnitte 157 in der Legebahn 46 vorhanden sind. Aufgrund der von der Zuführrichtung verschiedenen Abführrichtung erstrecken sich die ursprünglich in Breitenrichtung der Faserbahn 28 verlaufenden Bewehrungsfilamentabschnitte 137 in der Legebahn 46 als längs der Abführrichtung verlaufende Bewehrungsfilamentabschnitte 157.
So kann in der vom Kreuzleger 20 ausgehenden Legebahn 46 ein nahezu beliebiges Muster an Bewehrungsfilamenten erzeugt werden. Dadurch kann das Vlies 50 in seiner Bewehrung und folglich in seiner Festigkeit an die dem Vlies 50 in seiner späteren Verwendung zugedachten Belastungen angepasst werden.
Bewehrungsfilamentabschnitte mit einer betragsmäßigen Neigung von 45° bezüglich der Zuführrichtung werden durch den Kreuzleger 20 in Bewehrungsfilamentabschnitte mit erneut einer betragsmäßigen Neigung von 45° bezüglich der Abführrichtung in der Legebahn 46 umorientiert.
Geradlinig in Zuführrichtung verlaufende Bewehrungsfilamentabschnitte werden vom Kreuzleger 20 in der Legebahn 46 zu geradlinig in Abführrichtung verlaufenden Bewehrungsfilamentabschnitten umorientiert.
Durch jeweils zur Zuführrichtung mit unterschiedlichem Neigungssinn geneigte parallele Bewehrungsfilamentabschnitte, wobei sich die parallelen Bewehrungsfilamentabschnitte eines Neigungssinns hinsichtlich ihres Neigungsbetrags von den parallelen Bewehrungsfilamentabschnitten des abweichenden Neigungssinn unterscheiden, kann in der Legebahn ein Gittermster an Bewehrungsfilamentabschnitten erzeugt werden, welches Bewehrungsfilamentabschnitte mit vier unterschiedlichen Verlaufsrichtungen umfasst, welche sich an ihren Kreuzungspunkten in insgesamt acht unterschiedlichen Winkeln kreuzen.
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 Patentliteratur

WO 2012052535 A1 [0002]
DE 102018112268 A1 [0005]
DE 102019104874 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines bewehrten Vlieses (50) mit einer ersten freiliegenden Vlies-Außenseite (50a), mit einer in Dickenrichtung des Vlieses (50) mit Abstand von der ersten Vlies-Außenseite (50a) entfernt gelegenen zweiten freiliegenden Vlies-Außenseite (50b) und mit wenigstens einem zwischen der ersten (50a) und der zweiten Vlies-Außenseite (50b) mit Abstand von der ersten (50a) und der zweiten Vlies-Außenseite (50b) verlaufenden Bewehrungsfilament (32; 132, 133), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines ersten Fasergewirrs (14), b) Zuführen des ersten Fasergewirrs (14) als erste Fasergewirrbahn (15) zu einem Kreuzleger (20), c) Falten der ersten Fasergewirrbahn (15) durch den Kreuzleger (20), d) Abführen einer vom Kreuzleger (20) unter Beteiligung der zugeführten ersten Fasergewirrbahn (15) erzeugten Legebahn (46), gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Verfahrensschritte: i) Bereitstellen eines zweiten Fasergewirrs (38), ii) Anlegen wenigstens eines Bewehrungsfilaments (32; 132, 133) als wenigstens eine flächige Filamentstruktur (34; 134) mit definierter Verlaufsrichtung des wenigstens einen Bewehrungsfilaments (32; 132, 133) an die erste Fasergewirrbahn (14) in Schritt b), iii) Zuführen des zweiten Fasergewirrs (38) als zweite Fasergewirrbahn (39) zu dem Kreuzleger (20) derart, dass dem Kreuzleger (20) eine Faserbahn (28) zugeführt wird, umfassend die erste (15) und die zweite Fasergewirrbahn (39) und die wenigstens eine zwischen der ersten (15) und der zweiten Fasergewirrbahn (39) angeordnete flächige Filamentstruktur (34; 134), wobei der Schritt c) ein Falten der Faserbahn (28) und dadurch ein Falten der ersten Fasergewirrbahn (15), der zweiten Fasergewirrbahn (39) und der zwischen diesen angeordneten wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) an die erste Fasergewirrbahn (15) in Schritt ii) ein Auflegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) auf die erste Fasergewirrbahn (15) unter Ausnutzung der Schwerkraft ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fasergewirr (38) auf die erste Fasergewirrbahn (15) und auf die wenigstens eine flächige Filamentstruktur (34; 134) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) einen Schritt eines Kardierens des ersten Fasergewirrs (14) aufweist oder/und dass das Verfahren einen Schritt eines Kardierens des zweiten Fasergewirrs (38) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Falten der Faserbahn (28) durch den Kreuzleger (20) ein Vernadeln der Faserbahn (28) umfasst oder/und nach dem Falten der Faserbahn (28) durch den Kreuzleger (20) ein Vernadeln der Legebahn (46) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) an die erste Fasergewirrbahn (15) ein Anlegen einer Mehrzahl von nebeneinander, vorzugsweise zu einander parallelen, Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments (32; 132, 133) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (134) an die erste Fasergewirrbahn (15) ein Anlegen einer Mehrzahl von sich kreuzenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments (132, 133) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34; 134) an die erste Fasergewirrbahn (15) das Anlegen wenigstens eines Endlos-Bewehrungsfilaments (32; 132) an die erste Fasergewirrbahn (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, unter Einbeziehung des Anspruchs 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt eines Bereitstellens einer vorgefertigten Bewehrungsfilamentstruktur (135) mit einander kreuzenden Abschnitten des wenigstens einen Bewehrungsfilaments (132, 133) umfasst, wobei das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (134) an die erste Fasergewirrbahn (15) das Anlegen der wenigstens einen vorgefertigten Bewehrungsfilamentstruktur (135) an die erste Fasergewirrbahn (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der wenigstens einen flächigen Filamentstruktur (34) an die erste Fasergewirrbahn (15) das Anlegen einer Mehrzahl von gesondert ausgebildeten Bewehrungsfilamenten (32) an die erste Fasergewirrbahn (15) umfasst.
Vlies (50), insbesondere gefertigt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten freiliegenden Vlies-Außenseite (50a), mit einer in Dickenrichtung des Vlieses (50) mit Abstand von der ersten Vlies-Außenseite (50a) entfernt gelegenen zweiten freiliegenden Vlies-Außenseite (50b) und mit wenigstens einem zwischen der ersten (50a) und der zweiten Vlies-Außenseite (50b) mit Abstand von der ersten (50a) und der zweiten Vlies-Außenseite (50b) verlaufenden Bewehrungsfilament (32), wobei das Vlies (50) gebildet ist aus einem Fasergewirr (14, 38) mit Fasern (42, 44) mit einer Länge von weniger als 10 cm, wobei das wenigstens eine Bewehrungsfilament (32) eine Länge von mehr als 10 cm aufweist.
Vlies (50) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergewirr (14, 38) ein Gemisch aus thermoplastischen Binderfasern (42), welche bei Temperaturen oberhalb einer Binder-Schwellentemperatur unter Aufgabe ihrer Fasergestalt schmelzen oder erweichen, und aus Strukturfasern (44), welche wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält weiterhin formbeständig als Fasern vorliegen, oder/und Zwei-Komponenten-Fasern enthält, welche eine Faserhülle aus thermoplastischem Material aufweisen, das oberhalb einer Binder-Schwellentemperatur schmilzt oder erweicht, wobei die Faserhülle einen Kern aus einem Strukturmaterial umgibt, das wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält, weiterhin formbeständig ist.
Vlies (50) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bewehrungsfilament (32) aus einem Bewehrungsmaterial gebildet ist, welches wenigstens in einem Temperaturbereich, der die Binder-Schwellentemperatur und höhere Temperaturen enthält, weiterhin formbeständig ist.
Vlies (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bewehrungsfilament (32) im Fasergewirr (14, 38) unter Bildung eines nicht-zufälligen Filamentmusters verläuft.
Vlies (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Bewehrungsfilament (32) über wenigstens 90 % der Breite des Vlieses (50) erstreckt.