DE1627723A1

DE1627723A1 - Metallbahnmaterial

Info

Publication number: DE1627723A1
Application number: DE19671627723
Authority: DE
Inventors: Webber Harold Haskell
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1966-04-20
Filing date: 1967-04-20
Publication date: 1971-09-30
Also published as: GB1190844A; DE1627723B2; JPS541832B1; US3469297A; JPS5243947B1

Description

Β 898

Brunswick Corporation, 69 West Washington Street,

Chicago,. 111. /USA

Me t allbahnmat eri al

Die Erfindung betrifft Faserstoffe bzw. Textilwaren, insbesondere Ketallfaserbahnen.

Bei einer Form eines Textilmaterial sind die Fasern als zusammenhängende -bahn angeordnet und werden darin festgehalten, indem die geweiligen Fasern entweder verwirrt werden oder miteinander verbunden werden, ohne daß sie zuerst zu Garn versponnen und die Garne nach den herkömmlichen Textilherstellungsmethoden wie V/eben, Stricken, Flechten und dergleichen vernetzt v/erden. Beispiele für unterschiedliche Arten solcher nichtgewebter Fasermaterialien sind nicht-gewebte Textilien, mit Wolle gemischte Filze, genadelte und geschrumpfte Filze und Watte. Wenn die Fasern parallel liegen, wird das nicht-gev/ebte

OMfilMAL INSPECTED 109840/0231

u^.i^wn (Art. 7§l Abt.2 Nr. 1 Satz 3 doe Ändorungsgee. ν, 4.9,1967)

.Gewebe "bzw. Faservlies gewöhnlich als unidirektionales Gewebe bezeichnet, und wenn die Fasern ungeregelt angeordnet sind, wird das Gewebe als isotropes Gewebe bezeichnet. JJiθ Verbindung von thermoplastischen Fasern kann durch Anwendung von Wärme und Druck bewirkt werden. Ein anderes herkömmliches Verfahren zur Verbindung der Fasern besteht in der Anwendung eines flüssigen klebstoffes oder Bindemittels. Die Verwendung von Bindemitteln hat eine Reihe von Problemen aufgeworfen, beispielsweise das Erfordernis einer Härtung, um ¥asserunlösIichkeit hervorzurufen, schlechte Lichtbeständigkeit, Verfärbung und allmähliches Steifwerden.

Die Erfindung betrifft die Schaffung eines nicht-gewebten Materials, welches die Nachteile der bekannten, herkömmlichen nicht-gewebten Materialien beseitigt und eine verbesserte poröse Metallstruktur mit einmaligen Eigenschaften ergibt.

Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer neuen und verbesserten porösen Metallbahn.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer derartigen porösen Metallbahn, die aus Metallfasern von extrem geringer Größe besteht.

Die Erfindung ist weiter durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Die Fasern in der porösen Metallbahn sind in vermischtem Zustand einzig und allein durch ihre rauhen, äußeren Oberflächen, die in Reibungseingriff miteinander stehen, ineinandergehakt.

"³⁷-"i-^lf»8.40/0231. _M '

b/.w. verzahnt. In besonderen Ausführungsformen der Erfindung können diese Ein ζ elf as ern in zahlreichen verschiedenen Richtungen gewellt sein. Sie können auch um wechselseitig nicht parallele Achsen gewellt sein, !ferner können die Fasern eine gekrempelte Bahn bilden. Sie können auch eine Mehrzahl von übereinanderliegenden, ineinander verzahnten KrempeIbahnen bilden, Ferner können die einzelnen Fasern nicht maschinell bearbeitet sein, ü-uch' können sie ungeglattet sein. Sodann können die Binzelfaserh zumindest etwa 853 kaltbearbeitet sein. Die Fasern .können ein hohes Druck-Rückfederungsvermögen aufweisen. Sie können in· entspanntem, nicht geglühtem Zustand vorliegen. Sie können einen Querschnitt von weniger als 12/U aufweisen. Sie können zwischen ihren Jinden einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen. Sie können in ihrer Querschnittsfläche praktisch gleich sein. Sie können aber auch bestimmte unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen. Die Fasern können so in Schichten vorliegen, in denen die Fasern der jeweiligen Schichten unterschiedliche bestimmte Querschnitts— flächen aufxfeisen. Sodann" können die. Fasern einander praktisch nur tangential berühren. Auch ist es möglich, daß sie einander lediglieh an punktförmigen Berührungsstellen berühren. Die poröse Metallbahn kann so ausgeführt sein, daß die Fasern in

Schichten vorliegen und die Fasern von aufeinanderfolgenden, verschiedenen Schichten progressiv geringere Querschnittsflächen aufweisen.

Auch kann die poröse Metallbahn schichtenförmig aufgebaut sein, wobei die &wißohenräume. ,zwischen, den Fasern der jeweiligen

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Schichten unterschiedliche Querschnitssflächen aufweisen. Die Fasern können eine mittlere Länge von mindestens etwa 5 cm aufweisen. Ferner können die Fasern in der Metallbahn in verdichteter Anordnung vorliegen. Die Fasern können aber auch verfilzt angeordnet sein.

Die poröse Metallbahn kann auch gekreppt sein, so daß sie eine bestimmte.federnde Dehnbarkeit aufweist. Die poröse Metallbahn kann flexibel sein. Diese Flexibilität kann so weit gehen, daß die Bahn in sich selbst gefaltet xferden kann, ohne daß die Fasern brechen. " . .

Die Fasern können nischenförmige Enden aufweisen. Ferner können die Fasern aus durch Zerreißen hergestellten Stapelfasern bestehen. Die Fasern können aus Luft abgeschieden werden, und schließlich können die Fasern auch geglüht sein.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch, eine poröse hetallstruktur gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen ΐβΐΙδθίΐθηβμίΓίβ einer Metallfaser, die darin verwendet werden kann;

Fig. 3 eine Endansicht der Faser von Fig. 2;

Fig. 4 einen querschnitt auf der Linie 4-4 von Fig. 2;

Fig. 5 einen unterbrochenen Seitenaufriß einer anderen Form von Metallfasern zur Verwendung in der porösen Metallstruktur;

Fig. 6 einen Endaufriß der Faser von Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Stufe im Verfahren zur Herstellung der Metallfasern;

Fig. 8 einen Querschnitt auf der Linie 8-8 von Fig. 7;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer anderen Stufe in der Herstellung der Metallfasern;

Fig. 10 einen Seitenaufriß eines Metallfaserbündels, welches nach den Verfahrensstufen der Fig. 7 bis 9 hergestellt wurde;

Fig. 11 einen schematischen Seitenaufriß einer Vorrichtung zum Zerreißen der in Fig. 10 gezeigten Fasern in-Faserstücke;

Fig. 12 einen ^eitenaufriß eines Faserbündels, welches in derartige Faserstücke zerrissen wurde;

!•"'ig. 13 ein schematisches Blockdia^ramm, welches das Verfahren zur Herstellung einer porösen luetalistruktur aus den Fasern der Fig.. 12 zeigt; · '

Fig. 14- ein schematisches Blockdia^ramm, welches ein anderes Verfahren zur Herstellung einer porösen i-ie ball struktur aus den Fasern von Fig. 12 zeigt;

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Fig. 15 ©in schematisches .olockaiagramm eines weiteren "Verfahrens zur Herstellung einer pox^ösen i.etallstruktur aus den fasern von Fig. 12;

Ii¹Ig. 16 einen Seitenaufriß einer porösen Ketallstruktur, die aus Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern hergestellt wurde;

I¹Ig. 17 einen Seitenaufriß einer porösen Metallstruktur, die Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, welche im allgemeinen in verschiedenen Schichten angeordnet sind;

Fig. .18 einen vergrößerten Aufriß einer porösen hetallstruktur, welche-veranschaulicht, wie sich die Fasern miteinander im wesentlichen nur an ρunktförmigen Berührungsstellen berühren;

Fig. 19 einen Seitenaufriß einer porösen Metallstruktur, in der die Fasern in einer hehrzahl von Schichten angeordnet sind, wobei die Fasern in den verschiedenen Schichten unterschiedliche Abmessungen be-,, sitzen;

Fig. 20 einen Seitenaufriß einer gekreppten, porösen i>ietallstruicbur gemäß der Erfindung, und

Fig. 21 einen Seitenaufriß einer nicht zusammengepreßten, porösen hetallstruktur gemäß der Erfindung.

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Bei der in i'ig. 1 der zeichnung gezeigten beispielsweisen Ausführun^sform der Erfindung erkennt man eine allgemein mit 10 bezeichnete poröse Metallstruktur, die eine hehrzahl von Bahnen 11, 12 und 13 aus Metallfasern 14 aufweist. Die Metallfasern 14- bestehen aus im wesentlichen bruchfreien Metallfasern, von denen _ciode einen radial im wesentlichen symmetrischen Querschni'Gt von weniger als 50/U aufweist. Die Metallfasern 14 sind in der Struktur 10 in vermischtem Zustand miteinander verzahnt, und zwar einzig durch"die rauhen Außenoberflächen, die miteinander -in --ieibunfrseingriff stehen* Die poröse Metallstruktur stellt daher ein nicht-gewebtes Bahnmaterial dar, bei dem es nicht notwendig ist, das Material zur Aufrechterhaltung des Zusammenhaltens zu verbinden.

Erfindungsb'emäß v:erden derartige poröse Metallstrukturen geschaffen, die eine vorgewählte tfaserverteilung und -anordnung aufweisen, geregelte Abmessungen sowohl der Fasern als auch der durch die i'asoranordnung bewirkten Porosität besitzen und verbesserte Bierelebensdauer, Dimensionssx;abilität und Verscüleißbeständigkeit besitzen," In den I?ig. 2 bis 6 weisen die Metallfasern 14-, wie oben erwähnt, eine rauhe Außenoberfläche

Ip auf, die vorzugsweise nicht maschinell bearbeitet und nicht poliert ist, wie" in Jj'ig. 4- deutlicher gezeigt wird. Die ent-Ccecrongesetzten ^nden 16 und 17 der iiaser können durch Zerreißen gebildet v;orden sein, so daß sich spits, zulauf ende Endteile ergeben. Viie die J?'ig. 5 und 6 zeigen, kann das Mittelteil I^ der Jfasern in vielen Dichtungen gekräuselt oder gedreht sein,

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wobei die verschiedenen Kräuselungen wechselseitig nicht parallele Achsen besitzen. Zwischen den Enden 16 und 17 weisen die Fasern vorzugsweise einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt auf. Die Fasern haben hier eine Stapelfaserlange von mindestens etwa 5 cm, wobei die Stapelfaserlänge als das obere halbe Mittel der Reihe der gesamten Faserlängen definiert ist.

Das Zerreißen der Fäden hat zur Folge, daß die Enden 16 und wie in Fig. 5 gezeigt, eingekerbt sind. Im Kahmen der Erfindung können die Fasern jedoch auch durch Zerschneiden von !metallfasern zur gewünschten Stapellänge hergestellt sein. Bei der Herstellung der Fasern durch Schneiden von Metallfäden können die Fasern wahrend des Schneidens von einem Matrixmaterial umgeben sein.

In den Fig. y bis 10 wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Fasei"n 14- gezeigt, wobei eine Mehrzahl von Metallstäben 2u in einer matrix 21 unter Bildung eines Knüppels 22 ein^eschiossen ist. Der oHirchmeos r des Knüppels wird dann auf geoirnete ;.eiße verringert, beispielsweise durch Drahtziehen, wie in Fig. 7 gezeigt, unter Bildung eines Verbunds 23 iüit verringertem jjurciimesser. Der Verbund 2$ kann im durchmesser weiter reduziert wer-uen, beispielsweise durch weiteres iiehen, bis die utube 20 Fäden 27 mit einem Durchmesser unter" etwa 50/Uicibilden. Beispielsweise können die Sbäbe 20 aus rostfreiem Stahl bestehen, und die Matrix 21 kann aus Monelmetall

imsm<®m t Q 9 8 4 η / π 2 3 1 bad

bestehen, wobei der Durchmesser der laden 27 in fertiggezogenem Zustand etwa 12/u beträgt.

Wenn der Verbund 23 zum gewünschten Enddurchmesser reduziert ist, wird das Matrixmaterial 21 entfernt, so daß die Fäden 27 in Form eines Bündels oder Taus 24- zurückbleiben. Die Entfernung der Matrix kann auf jede geeignete Meise erfolgen. Beispielsweise kann die hatrix, wenn die Fäden aus rostfreiem Stahl und die Matrix aus wonelmetall bestehen, durch Auslaugen mit einer geeigneten Säure wie Salpetersäure entfernt werden. Wie in Fig. 9 gezeigt, kann der 'Verbund 25 in Form einer Spule angeordnet sein, die in die Salpetersäure 25 in einem geeigneten l'ank 26 eingetaucht wird.

Wie Fig. 10 zeigt, .besteht das erhaltene Bündel 24- aus einer Vielzahl von kontinuierlichen Fäden 27, die im allgemeinen parallel angeordnet sind. Die Fäden können ohne Verdrehung vorliegen, wie in Fig. 10 gezeigt ist, oder können gegebenenfalls jede geeignete Drehung aufweisen, beispielsweise die übliche iierstellerdrehunp; von 1/5 Drehung/2,54· cm zur Erleichterung der Handhabung des Bündels 24·. Bei der. Herstellung der kontinuierlichen Fäden 27 nach dem oben beschriebenen Ziehverfahren können die Fäden verhältnismäßig große Länge besitzen, beispielsweise mehr als 15 m. Zur Verwendung inder hetallstruktur 10 werden die Fäden vorzugsweise in Stapelfasern geeigneter Länc;e überführt, wobei diese Länge zwischen etwa 1,5 und 15 cm liegen kann, beispielsweise etwa 5 ctn betragen

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- ίο -

kann, wie oben erwähnt*

Ein Verfahren zur Herstellung der Stapelfasern "besteht darin, die Fäden unter Bildung eines kontinuierlichen Bandes aus zerrissenen Fasern zu -brechen, welches gewöhnlich als Lunte oder Kardenband bezeichnet wird, beispielsweise das in Fig. 12 gezeigte Kardenband. Ein Verfahren zur Herstellung des Kardenbandes 28 aus dem Bündel 24- ist in Fig. 11 gezeigt, wo das Bündel 24 aus kontinuierlichen Fasern durch eine Brechvorrichtung geführt wird, die au π einer Vielzahl von Beschickungswalzen 29, einer Vielzahl von Zwischenwalzen 30, einer Heizvorrichtung 31 zur Erhitzung des Bündels, wenn es um die falzen 30 läuft, Brechstäben 32, Frontwalzen 33 und einer Kräuselungsvorrichtung 34 besteht. \/ie Fig. 11 zeigt, bleibt das Bündel 24 ungebrochen, bis zu den Brechstangen 32. Die .Frontwalzen 33 werden mit größerer Geschwindigkeit angetrieben als die Zwischenwalzen, so daß sich ein Zug im Bereich von ungefähr 2 1/2 bis 7 1/2 ergibt. Die Fäden 27 des Bündels 24 v/erden dadurch unter Spannung gestellt. Durch die Brechstangen werden die Fasern aus ihrer normalen, geradlinigen Anordnung abgelenkt, so daß die'verschiedenen Fäden an unterschiedlichen Stellen des .bündeis 24 brechen, so daß die Kontinuität des Bandes aufrechterhalten wird, während die jsinzelfasern in Stapeliängen unter Bildung des Kardenbandes 28 gebrochen v/erden. Das Kardenband 28 kann, wie oben angegeben, weiter geformt werden, beispielsweise durch Kräuseln in der Vorrichtung 34 unter Bildung eines gekräuselten Kardenbandes 35 zur Erleichterung der weiteren Handhabung.

Das Kardenband 2c wird in die endgültige poröse ketallstruktur überführt, indem es zuerst geöffnet und zerpflückt wird, wie durch die in den ib'ig. 13 bis 15 gezeigten verschiedenen Formungsmethoden veranschaulicht wird. Es wurde festgestellt, daß xirenn man den I-ietallfasern ausreichend kleine Abmessungen, wie oben erwähnt, gibt, beispielsweise weniger als 50/U» übliche .Textilmaschinen 36 zum Offnen und Zerpflücken der Kardenbandfasern verwendet werden können, unter Bildung einer voluminösen, zerpflückten I^asermasse 37· Die voluminösen Pasern können dann unter- einer üblichen 'i'extilkratze oder Garnetkrempel durchgeführt werden, unter Bildung einer Kardenbahn 39· Eine Vielzahl von Kardenbahhen 39 kann dann in einer geeigneten Textilschichtstoffherstellungsvorrichtung 40 unter Bildung einer fietallfaserschichtstruktur 4-1 geschichtet werden. Die geschichtete Metallfaserstruktur 4-1 kann in einer üblichen Glühvorrichtung 4-2 gegebenenfalls in geeigneter Weise geglüht werden und in einer üblichen I.usaLimendrücK;- oder Verdichtungsvorrichtung 4-3 zusammengedrückt werden, unter Bildung der fertigen, geschichteten, porösen Letallstruktur 10. -

Die Dichte der i'asern in der Bahn 39 kann durch die Geschwindigkeit aer !•'aserzugabe und durch die Auswanl _ir;eei_ri'neter Kratzen-Einstellui%en geregelt werden. Beim Schichten der Bahnen 39 können diese je nach -Wunsch quer oder parallel gelegt werden. Durch den Kratzvorgang werden zwar die Fasern in der Bahn 39 wirksam unregelmäßig-verteilt, eine geringfügige Orientierung in kaschinenrichtung liegt jedoch trotzdem vor, derart ,"daß eine Neigung zu einem gewissen überwiegen der

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Fasern vorliegt, die sich, in dichtung der Bewegung durch den Kratzer erstrecken. Während sich die Fasern in der Bahn 39 im allgemeinen parallel zur Ebene der Bahn erstrecken, in Abhängigkeit von den Kaltbearbeitungsbedingungen der Metallfasern im voluminösen, zerpflückten ΐβϋ 37» wird doch eine geringfügige Kräuselung in den Fasern hervorgerufen, wenn sie über den Kratzenbeschlag gezogen werden. Es wurde gefunden, daß dieses Krempeln ein Kräuseln der einzelnen Metallfasern in einer Vielzahl von Richtungen bewirkt, wobei die Kräuselungen wechselseitig nicht parallele Achsen aufweisen, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die geschichteten Faserbahnen 4-2 können gegebenenfalls, wie oben erwähnt, geglüht werden, um den Fasern die Einnahme einer neuen permanenten niedrigeren Streckgrenze zu erlauben und ihr Kompressionsrückfederungsvermögen zu verringern. Beispielsweise kann das Glühen, wenn die Fasern aus rostfreiem Stahl 304- bestehen, in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur von ungefähr 19501"-° in der Vorrichtung 4-2 durchgeführt werden. Die Vorrichtung für das Zusammendrücken kann beispielsweise aus einer Plattenpresse bestehen. Jjurch geeignete Regelung des Zusammenpressen wird eine verbesserte I'jetallfaserstruktur 10 geschaffen, die eine· hohe bestimmte Faserdichte, eine bestimmte Bahndicke und verminderte Porengröße, ein großes Verhältnis von Faseroberfläche zu Volumen der Struktur 10 und einen geregelten Prozentsatz an Hohlräumen aufweist. Die Fasern sind infolge ihrer gekräuselten Anordnung und ihrer verhältnismäßig rauhen überfläche mechanisch miteinander verzahnt. Die Fasern sind unpoliert und nicht mit haschinen bearbeitet, wenn sie nach dem oben beschriebenen Vielend- **CSO «ω 10 98 4 0 /0 2 31-

- 13 ziehverfahren hergestellt werden.

In Fig. 14 wird ein abgeändertes Verfahren zur Durchführung der Erfindung bei der Herstellung einer porösen Metallstruktur 10' gezeigt, welches im allgemeinen dem in Fig. 13 gezeigten Verfahren gleicht, wobei jedoch die Zusammenpreßvorrichtung 43 durch eine Kreppmaschine 44 ersetzt ist. Die Kreppmaschine 44 kann beispielsweise aus einem üblichen Papiermikrokrepper bestehen, wie er von der Bird Machine Company of Walpole, Mass., hergestellt wird. Eine solche Kreppmaschine kräuselt die geschichtete Bahn wirkungsvoll und erhöht die Reiß- oder Zugfestigkeit der Bahn in vielen Richtungen. Außerdem besitzt die Kreppbahn 10' eine wesentlich erhöhte Dehnbarkeit, wobei der spezielle Grad der Dehnbarkeit durch die Größe der Flächenverminderung geregelt wird, die im Krepper 44 bewirkt wird. Wie oben erwähnt, erstrecken sich die einzelnen Fasern der geschichteten Bahn 41 (und der geglühten, geschichteten Bahn 41', wenn die Glühvorrichtung 42 verwendet wird) im allgemeinen parallel zur Ebene der Bahn, so daß die rauhen₍ Reibeigens.chaften der Fasern sie im zusammengepreßten Zustand, der sich beim Kreppen ergibt, zusammenhalten, so daß ein tatsächlich irreversibles Verdichten erfolgt, welches die gewünschte verringerte Fläche und Dicke der Metallstruktur 10' ergibt.

Gegebenenfalls kann die Struktur 10' in den Krepper 44 quer zur ursprünglichen Krepprichtung erneut eingeführt werden, so daß rechtwinklig zum ursprünglichen Kreppen ein weiteres Kreppen

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oder Verdichten "bewirkt werden kann. Beispielsweise kann, wenn die lasern aus rostfreiem Stahl 304- bestehen, eine Gesamtflächenverminderung der Bahn 4-1 von bis zu 90 % durch ein der-, artiges doppeltes Kreppen im rechten Winkel bewirkt werden.

In Fig. 14 wird eine weitere Abänderung des Verfahrens zur Herstellung einer porösen Metallstruktur, beispielsweise der porösen MetasLlstruktur 10 gezeigt, welches im allgemeinen ähnlich dem Verfahren von Fig. 13 ist, wobei jedoch eine Luftabscheidevorrichtung 4-5 vorgesehen ist, die die Faseranordnung in der auslaufenden Bahn 4-1 ungeregelt anordnet. Wie J?ig. 15 zeigt, können die voluminösen Fasern 37 der Luftabscheidevorrichtung 4-5 zugeführt werden, oder können durch die Kratze 3ö geleitet und die erhaltene Kardenbahn 39 kann der Luftabsciieidevorrichtung 4-5 zugeführt v/erden oder die Kardenbahnen 39 können zuerst geschichtet und dann erst der Luftabscheidevorrichtung zugeführt werden. Die Luftabscheidevorrichtung 4-5 kann von irgendeiner üblichen Bauart sein, wobei als ein Beispiel in »'ig· 15 der Rando-Feeder-webber-Apparat, der von Curlator Corporation hergestellt wird, gezeigt ist. Me Vorrichtung enthält ein Lieferband 4-6 am Boden eines -'!riehters 4-7, in dem die Fasern 37, 39 und 4-1, wie oben erirähnt, sich befinden* Ein Förderband 4-b nimmt die Faser nach oben zu einem Abstreiferband 4-9 mit, welches Büschel oder Flocken bildet, die einer Luftbrücke 50' zugeführt werden, welche die Fasern gegen ein Beschickungsmatt enverdichtersieb 51 führt. Ein Saugventilator 52 hält die Fasern gegen das Sieb, wo sie durch einen darunterliegenden Walzenforderer 53" Verdichtet und über eine Zufuhrwalze 54

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eine Einfuhrungswalze 55 eineu Verdichter 56 zugeführt werden, gegen den die Fasern durch eine Abdeckung 5? gepreßt werden, so daß sie in ϊ'οπα einer Bahn 41" austreten, die auf einem F.öruerband 5^ aus der .Luftabscheidevorrichtung 45 ausgeführt werden. Wie bei den weiter oben beschriebenen Verfahren kann die ijaim 41^1f in einer geeigneten Glühvorrichtung 4-2 gegebenenfalls geglünt werden, ehe sie der Verdichtungsvorrichtung 43 (oder gegebenenfalls dem Krepper 44) zugeführt wird.

In gewissen Fällen ist es erwünscht, die lasern 14 in der porösen i-ietallstruktur 10 in unterschiedlichen Durchmessern vorzusehen. So kann beispielsweise, wie in J¹Xg. 16 gezeigt wird, eine Mischung von Fasern 14, 14' , 14" usw. mit unterschiedlichem Durchmesser geschaffen werden, indem Kardenbänder 28 mit Stapelfasern unterschiedlichen Durchmessers in geeigneter Vieise -der iuerpflückvorrichtung J6 zugeführt werden. In Fig.17 wird eine andere Anordnung: der Fasern mit unterschiedlichem Durchmesser gezeigt, wobei die Fasern mit verschiedenen Abmessungen in verschiedenen Schichten der Schichtenbahn 41" vorhanden sind.

Wie Fig. 1ö zeigt, verlaufen die Einzelfasern 14 ungeregelt, so daß sie an punktförmigen Berührungsstellen ineinandergreifen. Die Rauheit und die Kräuselung der Fasern 14 bewirken, wie oben ausgeführt, eine wirkungsvolle positive^mechanische Verzahnung zwischen den Fasern in der erhaltenen Struktur, ungeachtet des begrenzten Kontaktes zwischen den einzelnen Fasern.

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Außer durch Variierung der Anordnung der porösen Metallstruktur durch Variierung der Durchmesser der Einzelfasern, wie oben in Verbindung mit den Fig. 16 und 17 erläutert wurde, kann die Metallstruktur hinsichtlich der Porengröße in verschiedenen Teilen davon geregelt werden, beispielsweise wie in der Struktur 10", die in Fig. 19 gezeigt ist. So können verschiedene Schichten 11', 12· und 13' von Faserbahnen zusammengeschichtet werden, wobei die verschiedenen Schichten unterschiedliche Porenabmessungen besitzen, beispielsweise die Porenabmessungen 11", 12" und 13" in den Schichten 11', 12' bzw. 13'· So kann beispielsweise die Struktur 10" als "Filter verwendet werden, indem die Porengröße veränderlich ist, beispielsweise sich in .Richtung des Flüssigkeitsstromes durch den Filter vermindert.

In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, die Metallstruktur in einer unverdienteten Form zu schaffen. So zeigt Fig. 21 eine iuetallstruktur 10^{f lr} gemäß der Erfindung, die eine ungeregelte Faserbahnanordnung aufweist, welche beispielsweise der Bahn 41" entsprechen kann, die im Verfahren von Fig. 15 erläutert wird. -"-^:-- ■■· "■'■'■ -"■ - ■ '■■ - --" -"■·■ ■ '

Die oben beschriebenen verschiedenen porösen Metallstrukturen können für viele verschiedene Anwendungsarten verwendet werden, beispielsweise als' Filtermedien einschließlich für biologische Filter von extrem geringer Porengröße, zur thermischen Isolie rung, als Vibrationsisolatoren, Schleifmaterial, Verstärkungsmaterial zur Verstärkung von schwachen Grundmaterialien wie Elastomere, Kunststoffe, andere Metalle, Glas j keramische Stoffe

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usw·, in Ionenantriebsgeräten, Batterieelektroden, Brennstoffzellenelektroden, Gastrennmedien, Fraktioniersäulen, Spinndüsen, Atomisiergeräten, Bauelementen wie Flugzeugteilen, Verdunstungskühlgeräten, Druckmedien, Elektronenrohren, Elektrodenstrukturen, Betrachtungsvorrichtungen, die phosphoreszierende Stoffe in seinen Poren verwenden, Schichtstoffe mit anderen Fasern und Metallbahnen usw.

In den gezeigten Ausführungsformen der Erfindung können die Metallfasern 'der Kardenbänder 28 mit einem verhältnismäßig hohen Grad an Kaltbearbeitung hergestellt werden, und in der gezeigten Ausführungsform können die mindestens etwa 85 %.kaltbearbeitet sein. Die Bildung der porösen Metalistruktur aus Fasern mit Durchmessern von nur 4,U, sowohl in geglühtem als auch in ungeglühtem Zustand, zeigt, daß erfindungsgemäß poröse Metallstruk-

türen mit hbrausragenden Eigenschaften erhalten werden können.

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?dnung der Fasern in den porösen Metallstrukturen poröse Metallstruktur mit äußerst erwünschten Vor

fiele Anwendungsarten,

die oben er-

ϊ geringen Abmessungen d^r Einzelfasern ermöglichen

Jse Metallstruktur in ffoim einer flexiblen Bahn her-

lie ohne Brechen der Ein|elfasern in sich selbst gem kann. Daher kann die tioröse Metallstruktur·auch ibare Bahn darstellen. It)IIa für die Verwendung ?keit gewünscht wird, kann eine Kreppbahn verwen4et

werden, weljche ein geregeltes haß an Kreppung aufweist, so daß eioh tine bestimmte gewünschte rückfedernde Dehnbarkeit ergibt.

Patentansprüche 109840/0231

Claims

- 1.8 Patentansprüche

1. Wirrfaservlies aus Stapelfasern, wobei die.Fasern in einer locker vermengten Beziehung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall bestehenden Fasern eine rauhe, bruchfreie Oberfläche haben und daß jede der Metallfasern einen maximalen Querschnittsdurchmesser von weniger als 50 Mikron aufweist.

2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern in eine Vielzahl von Richtungen gekräuselt sind.

3· Struktur nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern eine Vielzahl von Kräuselungen aufweisen, welche wechselseitig nicht parallele Achsen besitzen.

4., Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Krempelbahn bilden.

5. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lasern eine Vielzahl von übereinanderliegenden, ineinander-* gehakten ·Krempelbahnen bilden.

6. Struktur na$h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfaserh nicht? maschinenbearbeiliet sind. {

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nterlagen (Art. 7 § t Abt. a Nr. t S»U 3 da· Äntforungtqt«. w. 4.9.

7. Struktur nach Anspruch ί , dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern nicht poliert sind_e

ⁱ8* Struktur nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern mindestens'etwa 85 >ό kaltbearbeitet sind.

9. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern ein ,hohes Kompressionsrückfederungsvermögen besitzen«, (

10. Struktur ■ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie spannungsfreie, nicht geglühte Fasern enthält.

11. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserquerschnitt weniger als 4,u beträgt.

12. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern zwischen ihren Enden einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen.

13· Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern im wesentlichen gleiche Querschnittsfläche aufweisen.

Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern vorbestimmte, unterschiedliche Querschnittsflachen aufweisen.

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15· Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Schichten vorliegen und die Fasern in den jeweiligen Schichten unterschiedliche, vorbestimmte Querschnittsflächeh aufweisen.

16. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pasern miteinander praktisch nur tangential in Eingriff stehen.

17· Struktur nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern miteinander nur an punktförmigen Berührungsstellen in Eingriff stehen.

18. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Schichten vorliegen und die Fasern aufeinanderfolgender, verschiedener Schichten zunehmend geringere Querschnittsflächen aufweisen.

19· Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Schichten vorliegen und die Zwischenräume zwischen den Fasern der jeweiligen Schichten unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.

20. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine mittlere Länge von mindestens etwa 5 om auf- weisen.

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21. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in verdichteter Anordnung vorliegen.

22. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß die Fasern in Filzanordnung vorliegen.

23. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gekreppt ist auf eine vorbestimmte, rückfedernde Dehnbarkeit. ·

24. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _f daß sie eine flexible Bahn darstellt.

25· Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine flexible Bahn darstellt, die ohne Brechen der Fasern in sich selbst gefaltet werden kann.

26. Struktu:? nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dr^pierbare Bahn darstellt.

27. ütruktu
Fasern

28. Struktu
Fasern

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Qi t eingekerbten Enden aufweist.

"fläch Anspruch 1, dadurqh gekennzeichnet, daß die ius unter Zug gebrochenen Stapelfasern bestehen.

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29· Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aie
!fasern mittels* Luft abgelegt sind.

30. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fasern geglüht sind.

31· Metallbandstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Fasern frei von Haken sind.

32. Metallstapelfaser, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist eine bruchfreie, unbearbeitete (unmachined) und unpolierte (unburnished) äußere Oberfläche, wobei die Faser einen
effektiven Durchmesser von weniger als 50 Mikron, einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt und hakenfreie Enden hat.

33. Metallstapelfaser nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß darin eine Anzahl von stapelfasern enthalten ist·

34. Metallstapelfaser nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenfreien -^nden geschnittene Enden aufweisen.

35. Metallstapelfaser nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenfreien Enden durch Zugkräfte gebrochene Enden s sind. ''

36. Metallstapelfaser nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenfreien Enden sich verjüngen,

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37. hetallstapelfaser nach Anspruch 32₁ dadurch gekennzeichnet, daß die hakenfreien Enden im wesentlichen kegelstumpfförmig sind.

IIER/He

109840/Ö231

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