DE202010003638U1

DE202010003638U1 - Fasermatte

Info

Publication number: DE202010003638U1
Application number: DE201020003638
Authority: DE
Original assignee: MST Maschinenbau GmbH
Current assignee: MST Maschinenbau GmbH
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2020-03-16

Abstract

Fasermatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte aus mindestens einer Schicht aus Filamenten geschnittener und geöffneter Rovings besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fasermatte und deren Verwendung. Sie kann insbesondere als Faserverbundwerkstoff, aber auch für Isolierzwecke verwendet werden.
Matten aus Fasern sind in vielfältiger Ausführung entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck bekannt.
Erosions- und Pflanzenschutzmatten werden aus ökologischen Gründen zunehmend aus Kokosfasern oder anderen nachwachsenden Rohstoffen gefertigt.
Für Dämm- und Isolierzwecke vorgesehene Matten, z. B. zur Fassaden- und Dachdämmung geeignete Matten, werden regelmäßig aus Mineralwolleprodukten gefertigt.
Das EP 13 15 870 B1 beschreibt ein Mineralwolleprodukt, für dessen Herstellung aus einer Schmelze über ein Zerfaserungsaggregat und eine Blasvorrichtung Mineralwollefasern und -stränge erzeugt und zu Mineralwolle aufgeblasen werden, die mit einem Bindemittel versehen wird. In einer streifenförmigen Bahn wird die so behandelte Mineralwolle komprimiert und mittels einer Fördereinrichtung zum Trocknen und Aushärten durch einen Ofen geführt.
Das DE 92 04 832.3 U1 offenbart ein mehrlagiges, flexibles, schichtartig aufgebautes Bahnenmaterial für Isolierzwecke, welches als erste Schicht ein Gewebe aus Glasfaser oder Kohlenstofffaser, eine Matte aus Keramikfaser als zweite Schicht und eine dritte Schicht aus Glasfaser oder Kohlenstofffaser aufweist.
Die DE 27 45 529 A1 beschreibt gebundene faserartige Vliesmatten und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Glasfaser- oder Mineralwollevliesmatte.
Gewöhnlich werden Ströme aus geschmolzenem Glas oder Gestein heißen Gasen in Form von Dampf/Luft-Strahlen und einer mechanischen Dämpfung vor dem Sammeln auf einer durchlöcherten Aufnahmeoberfläche ausgesetzt. Solche Massen können ferner aus endlosen Fäden oder Strängen oder nach dem Zerkleinern zu Stapelfasern hergestellt werden. Mittels eines aufgesprühten Bindemittels wird unter dem Einfluss von Wärme eine gebundene Matte gehärtet.
Bekannt ist auch ( DE 24 61 442 A1 ), DE 18 16 319 U1 ), Matten mit einer Stärke von 0,2 mm bis 1,5 mm aus verfilzten Stapeleinzelglasfasern oder aus zu Stapelstücken gehackter Glasseide herzustellen, die als Einlagen für großflächige Teile aus Kunststoff oder als Korrosionsschutzbinden und -bandagen verwendet werden.
Aus der DE 29 40 425 A1 geht eine Matte aus Mineralfasern hervor, bei der die einzelnen Fasern oder Faserstränge der Matte quer zu deren Ebene aus einer oder aus zwei entgegengesetzten Richtungen in die Matte vernadelt sind. Eine solche Matte kann auch mit einer anderen Faserschicht kaschiert oder unter Einsatz einer zwischen dieser Faserschicht und den die eigentliche Matte bildenden Mineralfasern angeordneten Folie vernadelt werden.
Aus dem EP 0434536 B1 geht eine Isoliermatte aus Mineralfasern, insbesondere Glas- oder Steinfasern in ungeordneter Struktur, hervor.
Fasern mit einem Durchmesser zwischen 2,5 mm und 4,5 mm, einer Länge von 2 cm bis 15 cm, beschichtet mit einer Harzzusammensetzung, werden von einem Gasstrom getragen auf einer Fördereinrichtung abgelegt. Anschließend durchlaufen die beschichteten Fasern nacheinander angeordnete parallele Fördereinrichtungen, deren Geschwindigkeit in Förderrichtung abnimmt, wodurch ein mehrmaliges Kreppen der Fasern und deren zufällige Anordnung bewirkt werden. In einem Ofen werden anschließend die beschichteten Fasern durch Wärmebehandlung zu einem rollbaren Filz oder einer rollbaren Matte mit einer Dicke von 20 mm bis 200 mm vernetzt.
Den genannten technischen Lösungen ist gemeinsam, dass zur Herstellung der Matten vorwiegend Mineralfasern verwendet werden, die in einem kostenaufwendigen und vor allem energieintensiven Verfahren hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine insbesondere als Faserverbundwerkstoff und für Isolierzwecke geeignete Matte auf einer erweiterten Materialbasis bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Fasermatte gelöst, die aus mindestens einer Schicht aus Filamenten geschnittener und geöffneter Rovings besteht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Roving ein Direktroving, ein assemblierter Roving, ein Hybridroving oder ein Gemisch dieser Rovings ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Hybridroving thermoplastische Filamente enthält oder die Filamente des Roving mit einem pulverförmigen Thermoplast beschichtet sind.
Bevorzugt besteht bei der erfindungsgemäßen Fasermatte der Roving aus Glas, aus Aramid, aus Kohlenstoff, aus Modifizierungen dieser Materialarten oder aus einem Gemisch dieser Materialien.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Roving ein Roving aus Primärfasern und/oder ein in einem anderen Verarbeitungsprozess anfallender Roving in Kurzstückenform.
Bevorzugt sind die Filamente in der Matte direktional ausgerichtet und/oder ungeordnet wirr in allen Richtungen angeordnet.
Vorzugsweise besitzt der Roving eine Schnittlänge von 25 mm bis 500 mm.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Matte vernadelt oder versteppt oder mittels Wirktechnik verfestigt ist, die Matte ohne eine zusätzliche Trägerschicht ausgebildet ist oder vorzugsweise zur Stabilisierung auf ihrer Ober- und/oder Unterseite eine zusätzliche Schicht aus an sich für Matten bekannten Materialien aufweist.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Matte mit einem Kunstharz getränkt und/oder in einem Laminat als Verstärkungsmatte angeordnet.
Besonders bevorzugt weist die Fasermatte ein Flächengewicht von 100 g/m² bis 1500 g/m² auf und wird die undirektionale Struktur der Fasern durch Verwirbelung der Filamente des Roving in einem Luftstrom erzeugt und durch das ungeordnete Ablegen der Filamente auf Grund der wirkenden Schwerkraft erreicht.
Erfindungsgemäß kann die Fasermatte als Faserverbundwerkstoff und/oder für Isolierzwecke verwendet werden.
Es ist ein herausragender Vorzug der Erfindung, dass die Fasermatte durch die Verwendung von Filamenten aus Rovings besonders kostengünstig gefertigt werden kann. Die Bereitstellung von nach dem kosten- und energieintensiven Schmelzverfahren hergestellten Fasern ist nicht mehr erforderlich.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aus einem anderen Verarbeitungsprozess resultierende Rovingkurzstücke unterschiedlicher Materialien verarbeitet und auf diese Weise dem wirtschaftlichen Kreislauf wieder zugeführt werden können.
Es ist ein weiterer besonderer Vorzug der neuen technischen Lösung, dass die erfindungsgemäße Matte unter Einsatz bekannter Wirkmaschinen gefertigt werden kann.
Im Folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
1 die perspektivische Ansicht einer noch nicht verfestigten Matte mit Filamenten eines geöffneten Direktroving;
2 den Schnitt A-A der Fasermatte gemäß 1.
1 zeigt eine noch nicht verfestigte Matte, die aus einem Direktroving aus Glas gefertigt wird. Es handelt sich um einen Direktroving gemäß allgemein bekannter Filamentstär ken von 13 μ bis 24 μ und einem Fasertiter von 120–4800 tex, der produktionsbedingt aus der Fertigung von Geweben, Gelegen und komplexen Strukturen für die Kunststoffverstärkung stammt. Mit der Erfindung wird damit zugleich ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung des Umweltschutzes geleistet. Die hier verwendeten Rovings haben eine Schnittlänge von ca. 260 mm. Es ist jedoch auch möglich, Rovings unterschiedlicher Schnittlängen zu verwenden oder Filamente von Rovings unterschiedlicher Materialien, wie Rovings aus Carbon oder Aramid oder von Modifikationen dieser Materialarten in einer Matte zu verarbeiten. Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung auch assemblierte Rovings oder Hybridrovings oder Gemische von Rovingarten einzusetzen. So kann der Einsatz von Hybridrovings vor allem dann vorzuziehen sein, wenn eine Mikrotränkung der Matte beabsichtigt ist, für die sich Filamente von Hybridrovings besonders eignen. Die Filamente befinden sich bei diesem Beispiel, wie Bezugszeichen 1 zeigt, sowohl in einer direktionalen Ausrichtung als auch in einer undirektionalen Ausrichtung.
Entsprechend den angestrebten mechanischen Kennwerte der Matte, insbesondere ihrer Festigkeit, Steifigkeit, Drapierfähigkeit, Dehnbarkeit und Formbarkeit, und der vorgesehenen Verwendung, insbesondere als Verbundwerkstoff oder für Isolierzwecke, werden Rovings der dafür geeigneten Materialart oder ein Gemisch davon eingesetzt und wird die direktionale und die undirektionale Anordnung der Filamente und deren Verhältnis zueinander im Prozess der Herstellung der Matte gesteuert. So kann es erforderlich sein, auf eine direktionale Ausrichtung der Filamente zu verzichten und nur eine undirektionale Ausrichtung der Filamente durch deren Verwirbelung vorzusehen. Andererseits kann der Einsatz assemblierter Rovings von Vorteil sein, insbesondere wenn es darauf ankommt, Matten für ein Laminat mit einer hohen Oberflächengüte bereitzustellen. Die in diesem Beispiel dargestellte Fasermatte ist einschichtig ausgebildet. In 2 ist der Schnitt A-A durch diese Matte abgebildet. Bezugszeichen 2 zeigt direktional ausgerichtete Filamente der Matte
Die Matte kann nach dem jeweils vorgesehenen Verwendungszweck mit Kunstharz bekannter Art getränkt werden.
Die Verfestigung der Matte kann, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, mittels Wirktechnik oder durch Vernadeln oder Versteppen erfolgen. Die in diesem Beispiel dargestellte erfindungsgemäße Matte weist ein Flächengewicht von 500 g/m² auf.
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

- EP 1315870 B [0005]
- DE 9204832 U1 [0006]
- DE 2745529 A1 [0007]
- DE 2461442 A1 [0009]
- DE 1816319 U1 [0009]
- DE 2940425 A1 [0010]
- EP 0434536 B1 [0011]

Claims

Fasermatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte aus mindestens einer Schicht aus Filamenten geschnittener und geöffneter Rovings besteht.
Fasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roving ein Direktroving, ein assemblierter Roving, ein Hybridroving oder ein Gemisch dieser Rovings ist.
Fasermatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridroving thermoplastische Filamente enthält oder die Filamente des Roving mit einem pulverförmigen Thermoplast beschichtet sind.
Fasermatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Roving aus Glas, Aramid, Kohlenstoff, aus Modifizierungen dieser Materialarten oder aus einem Gemisch dieser Materialien besteht.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Roving ein Roving aus Primärfasern und/oder ein aus einem Verarbeitungsprozess resultierender Roving in Kurzstückenform ist.
Fasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente in der Matte direktional ausgerichtet und/oder ungeordnet wirr in alle Richtungen angeordnet sind.
Fasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roving eine Schnittlänge von 25 mm bis 500 mm aufweist.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte vernadelt oder versteppt oder mittels Wirktechnik verfestigt ist.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte ohne eine zusätzliche Trägerschicht ausgebildet ist oder, vorzugsweise zur Stabilisierung, auf ihrer Ober- und/oder Unterseite ein zusätzliche Schicht aus an sich bekannten Materialien aufweist.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Kunstharz getränkt ist und/oder in einem Laminat als Verstärkungsmatte angeordnet ist.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Flächengewicht von 100 g/m² bis 1500 g/m² aufweist.
Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die undirektionale Struktur der Filamente durch Verwirbelung der Filamente des Roving in einem Luftstrom und durch das ungeordnete Ablegen der Filamente durch die Schwerkraft bewirkt ist.
Verwendung der Fasermatte nach den Ansprüchen 1 bis 12 in einem Faserverbundwerkstoff und/oder für Isolierzwecke.