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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und ein Gerät zum Streckbrechen
von Fasern. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung das Strecken
und Brechen von Bündeln
von relativ brüchigen
Fasern mit Hilfe von Verfahren und einem Gerät, die die Menge kleiner Faserfilamente,
die in dem Streckbrechvorgang erzeugt werden, reduziert.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Verbundmaterialien
sind weithin bekannt und werden in großem Umfang in Anwendungen verwendet,
wo ein Material mit großer
Festigkeit und geringem Gewicht erforderlich ist. Verbundmaterialien
bestehen typischerweise aus Fasern, die in eine Polymerharzmatrix
eingebettet sind. Glas und Kohlenstoff sind zwei der beliebtesten
Fasermaterialien. Epoxid- und Phenolharze sind zwei der beliebtesten
Materialien für
Harzmatrizen. Die in Verbundmaterialien verwendeten Fasern können je
nach den gewünschten endgültigen Eigenschaften
des Verbundes in einer großen
Variationsbreite von Konfigurierungen angeordnet sein. Beispielsweise
können
die Fasern zufällig
in der Harzmatrix ausgerichtet sein, oder sie können zu einer großen Zahl
verschiedener Gewebemuster verwebt sein.
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In
vielen Anwendungen sind mehrere Fasern zu einem Garn kombiniert,
das zu einem Gewebe verwebt ist, welches mit Harz imprägniert und
gehärtet
ist, um den fertigen Verbund zu bilden. In vielen Fällen ist
es wünschenswert,
Garn zu verwenden, das durchgängige,
ungebrochene Fasern enthält.
Es gibt jedoch eine Anzahl von Fällen,
in denen ein Garn mit gebrochenen Fasern oder Filamenten wünschenswert
ist. Beispielsweise ist Garn mit nicht durchgängigen Fasern in solchen Fällen nützlich,
in denen das Verbundmaterial zu komplexen Formen verformt wird.
Gewebe aus Garn, das nicht durchgängige Fasern enthält, lässt sich
leichter um scharfe Krümmungen
formen als Gewebe, für
das durchgängige
Fasern verwendet wurden.
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Ein
gebräuchliches
Verfahren zum Bilden von Garnen mit nicht durchgängigen Fasern wird als „Streckbrechen" bezeichnet. Typische
Streckbrechverfahren umfassen das Beschichten eines Faserbündels mit
verschiedenen viskosen Schmiermitteln und das Strecken des Bündels, bis
die einzelnen Fasern in viele Fragmente brechen. Bei einigen Verfahren
wird das Faserbündel
während
des Streckens Brechleisten zugeführt,
um das Aufbrechen der Fasern zu erleichtern. Das daraus resultierende
gebrochene Garn wird auf dieselbe Weise verwendet wie ungebrochenes
Garn, nur dass es vorsichtiger bearbeitet werden muss, um zu verhindern,
dass das Garn auseinander fällt.
Das viskose Schmiermittel ist unter anderem dazu gedacht, das Bündel gebrochener
Fasern zusammenhalten zu helfen. Beispielhafte Streckbrechverfahren
sind in der US-Patentschrift
Nr. 4,759,985 und in der US-Patentschrift Nr. 4,825,635 beschrieben.
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Einige
weitere Beispiele für
Streckbrechverfahren umfassen das der US-Patentschrift 4,857,385,
das das Auftragen eines viskosen Schmiermittels auf ein Faserbündel vor
dem Streckbrechen beschreibt; US-Patentschrift 5,177,840 beschreibt
die Herstellung eines Hybridgarns mittels homogener Mischung zweier
Fasertypen;
JP 05117969 ;
EP 0354139 beschreibt die
Herstellung von faserförmigen
Multifilamenten und Multifilamenten aus thermoplastischen Matrixfasern,
die beiden Arten von Filamenten werden dann zusammengezogen, um
ein Hybridgarn herzustellen; und
SU 1728308 ,
das das Auftragen eines Enzyms an vorbestimmten Punkten entlang
der Länge
eines Faserbündels
beschreibt, um das Streckbrechen zu erleichtern, indem die für das Herbeiführen des
Streckbrechens erforderliche Kraft reduziert wird.
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Obschon
die vorhandenen Verfahren zum Streckbrechen von Fasern für ihren
beabsichtigten Zweck gut geeignet sind, besteht weiterhin ein Bedarf an
der Verbesserung solcher Verfahren. Beispielsweise erzeugen viele
der Streckbrechverfahren eine große Anzahl relativ kurzer (d.h.
mit einer Länge
von weniger als 30 Mikron) Faserfragmente. Die Erzeugung einer relativ
großen
Anzahl kurzer Faserfragmente verringert die Festigkeit des fertigen
Verbundmaterials. Außerdem
neigen die kurzen Fasern dazu, sich während des Streckens und während der
nachfolgenden Bearbeitung aus dem gebrochenen Bündel zu lösen. Dies verursacht nicht
nur potentielle Verschmutzungsprobleme, sondern führt auch
zu einem Verlust von Masse aus dem Garn. Ferner muss die Menge des
viskosen Schmiermittels, das zum Beschichten der Fasern verwendet
wird, sorgfältig
gesteuert werden. In den meisten Anwendungen wird die Menge des
Schmiermittels bei unter einem Gewichtsprozent des gesamten Garnbündelgewichts gehalten.
Wird zuviel Schmiermittel verwendet, kann die Anhaftung der gebrochenen
Fasern an der Harzmatrix beeinträchtigt
werden. Wird zu wenig Schmiermittel verwendet, fehlt dem gebrochenen
Bündel
der gewünschte
Zusammenhalt, und es kann nicht weiterverarbeitet werden (d.h. das
Bündel
fällt auseinander).
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und ein Gerät zum Streckbrechen von Fasern
zur Verfügung
gestellt, wobei die Bildung relativ kurzer Filamente reduziert wird
und die Notwendigkeit viskoser Schmiermittel beseitigt wird. Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, dass Stoßwellen,
die während
des Brechens der gestreckten Fasern erzeugt werden, die Bildung
eines hohen Anteils an relativ kurzen (d.h. mit einer Länge von
weniger als 30 Mikron) Filamenten hervorrufen. Es wurde entdeckt,
dass das Auftragen einer ausreichenden Menge einer dämpfenden
Flüssigkeit
wie etwa Wasser auf das gestreckte Faserbündel ausreichende Dämpfung der
Stoßwellen
schafft, um die Menge an relativ kurzen Filamenten, die gebildet
werden, zu reduzieren.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch das Hinzufügen kompatibler Beschichtungen
zu den im Steckverfahren gebrochenen Bündeln, um den Zusammenhalt
der Bündel
zu erhöhen
und die Unversehrtheit der Bündel
zu gewährleisten,
wenn sie nach dem Streckbrechen weiter bearbeitet werden.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gerät zum Streckbrechen
von Fasern, um Bündel
aus gebrochenen Filamenten mit unterschiedlichen Längen zur
Verfügung
zu stellen. Das Gerät
umfasst eine Bündel-Verankerungsvorrichtung,
die das Faserbündel
oder „-werg" an einem ersten
Ende des Bündels
verankert. Das Gerät
umfasst ferner eine Bündel-Zugvorrichtung,
die an dem Faserbündel
an einem zweiten Ende zieht, um ein gestrecktes Bündel vorzusehen,
das sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Bündels erstreckt.
Der Umfang der Streckung, die durch die Bündel-Zugvorrichtung geschaffen wird, reicht
aus, um die Fasern zu brechen und gebrochene Filamente mit verschiedenen
Längen
zu bilden. Das Gerät umfasst
ferner einen Flüssigkeitsapplikator,
der eine Dämpfungsflüssigkeit
auf das Faserbündel
aufbringt. Es wird eine ausreichende Menge der Dämpfungsflüssigkeit auf das Faserbündel aufgebracht,
um eine Dämpfung
der Stoßwellen,
die entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des gestreckten Bündels erzeugt
werden, zur Verfügung
zu stellen. Es wurde entdeckt, dass das Durchtränken der im Wesentlichen gesamten
Länge des
gestreckten Faserbündels eine
ausreichende Dämpfung
der Stoßwellen
bereitstellt, um die Menge an relativ kurzen Faserfilamenten, die
während
des Brechens der Fasern erzeugt werden, zu reduzieren.
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Als
ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist Wasser eine bevorzugte
Dämpfungsflüssigkeit,
da es extrem kostengünstig
ist und ohne Weiteres durch Verdunstung entfernt werden kann. Es
wurde ferner festgestellt, dass die Neigung des im Streckverfahren gebrochenen
Wergs oder Garns, auseinander zu fallen, dadurch reduziert werden
konnte, dass eine kleine Menge Wasser in dem Faserbündel belassen
wurde. Das feuchte gebrochene Bündel
wird dann mit kompatiblen Beschichtungen oder Schlichtmaterialien
behandelt, um den Zusammenhalt des Bündels ausreichend zu erhöhen, so
dass die Unversehrtheit des Bündels
während
der nachfolgenden Behandlung nicht beeinträchtigt wird.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst Verfahren zum
Streckbrechen von Fasern, um Bündel
aus gebrochenen Filamenten mit unterschiedlichen Längen zur
Verfügung
zu stellen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Verankerns eines
Faserbündels
an einem ersten Ende mit einer Verankerungsvorrichtung wie etwa
einem Walzenpaar. In einem zweiten Schritt wird eine Zugvorrichtung
wie etwa ein Walzenpaar zur Verfügung
gestellt, um an dem Faserbündel
zu ziehen, um ausreichende Streckung zu schaffen, um die Fasern
zu brechen und Filamente mit verschiedener Länge zu bilden. Als ein Merkmal
der Erfindung umfasst das Verfahren das Aufbringen einer ausreichenden
Menge einer Dämpfungsflüssigkeit
auf das gestreckte Faserbündel,
um Dämpfung
der Stoßwellen
entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des gestreckten Bündels zur
Verfügung
zu stellen. In einem letzten Schritt des Verfahrens wird nach Bildung
der gebrochenen Filamente die Dämpfungsflüssigkeit
aus dem Bündel
entfernt und/oder eine kompatible Beschichtung aufgetragen, um den
Zusammenhalt des Bündels
zu erhöhen,
um ein stabiles Produkt zu schaffen, das weiter bearbeitet werden
kann, ohne auseinander zu fallen.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auch auf Bündel der im Streckverfahren
gebrochenen Fasern, die mit dem oben zusammengefassten Gerät und Verfahren
geformt wurden. Zusätzlich
erfasst die Erfindung die Textilien und Verbundmaterialien, die Bündel im
Streckverfahren gebrochener Fasern wie oben beschrieben enthalten.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber vorhandenen
Verfahren und Geräten
insofern dar, als Streckbrechen von Fasern zur Verfügung gestellt
wird, bei dem die Anzahl relativ kurzer gebrochener Filamente reduziert
wird und die entstandenen Bündel
gebrochener Fasern frei von viskosen Schmiermitteln sind.
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Die
oben erläuterten
und viele weitere Merkmale und damit zusammenhängende Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden durch Rückgriff
auf die folgende detaillierte Beschreibung deutlicher, wenn diese
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen betrachtet wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Geräts zum Streckbrechen von Fasern
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt Verfahren und ein Gerät zum Streckbrechen
vieler verschiedener Fasern bereit. Zu den Faserarten, die im Streckverfahren
gebrochen werden können,
gehören
Glasfasern, Kohlefasern, Silikonkarbid und andere keramische Fasern.
Bevorzugte Fasern sind solche, die relativ brüchig sind. Solche Fasern brechen
typischerweise, wenn sie auf 3 Prozent Ausdehnung oder weniger gestreckt
werden. Beispielhafte Fasern sind Hochmodulfasern, die einen Modul
von etwa 30 Msi oder mehr aufweisen. Kohlefasern mit einem Modul
zwischen etwa 30 und 50 Msi werden insbesondere bevorzugt. Die einzelnen
Fasern können
in ihrem Durchmesser zwischen 3 und 10 Mikron liegen. Bündelgrößen, die
der Behandlung unterzogen werden können, umfassen solche Bündel, Werge
oder Garnbündel,
die zwischen 3.000 und 50.000 einzelne Filamente oder Fasern in
jedem Bündel
enthalten. Allgemein kann die vorliegende Erfindung zum Streckbrechen
beliebiger Faserbündel
genutzt werden, die gegenwärtig
mit den bekannten Verfahren im Streckverfahren gebrochen werden,
wie sie in den oben genannten US-Patentschriften Nr. 4,759,985 und
4,825,635 beschrieben sind.
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In 1 ist
mit 10 allgemein ein Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Das Gerät
ist für
das Streckbrechen von Fasern konstruiert, um Bündel aus gebrochenen Filamenten
mit unterschiedlichen Längen
zur Verfügung
zu stellen. Das Gerät 10 umfasst
eine Bündel-Verankerungsvorrichtung,
die allgemein mit 12 dargestellt ist. Die Bündel-Verankerungsvorrichtung
umfasst ein Walzenpaar 14 und 16, die gegen das
Faserbündel 18 gepresst
sind, um dessen Verankerung zu schaffen. Die Verwendung der Walzen 14 und 16 zum
Verankern des Bündels
am ersten Ende des Bündels 20 ist
auf dem Fachgebiet gut bekannt. Falls gewünscht, können andere Arten von Verankerungsvorrichtungen verwendet
werden.
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Das
Streckbrechgerät 10 umfasst
ferner eine Bündel-Zugvorrichtung,
die allgemein mit 22 dargestellt ist. Die Bündel-Zugvorrichtung 22 umfasst
vorzugsweise ein Walzenpaar 24 und 26, die gegen
das Bündel 18 gepresst
sind und wie durch die Pfeile 28 angezeigt gedreht werden,
um Ziehen des Bündels 18 zur
Verfügung
zu stellen. Wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, werden die Zugwalzen 24 und 26 etwas schneller
gedreht als die Verankerungswalzen 14 und 16,
um das gewünschte
Strecken des Bündels 18 zwischen
dem ersten Ende des Bündels 20 und dem
zweiten Ende des Bündels 30 zur
Verfügung
zu stellen. Das Maß der
Streckung wird je nach der konkreten Art der Faser, die im Streckverfahren
gebrochen wird, sorgfältig
gesteuert. Das Maß der
Streckung wird ausgewählt,
um ein Bündel
aus gebrochenen Filamenten 32 mit unterschiedlichen Längen zur Verfügung zu
stellen. Das im Streckverfahren gebrochene Bündel verlässt das Gerät bei 10 in der durch Pfeil 34 angezeigten
Richtung. Typischerweise ist ein Steuerungsgerät 36 zum Steuern der
relativen Drehgeschwindigkeiten der Walzen 14/16 und 24/26 zur Verfügung gestellt,
um genaue und reproduzierbare Streckung der Fasern bis zu dem Punkt,
an dem der Bruch auftritt, zu gewährleisten.
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Die
Temperatur, bei der das Brechen ausgeführt wird, ist nicht entscheidend.
Für die
meisten Vorgänge
ist Raumtemperatur geeignet. Die Temperaturen können, falls gewünscht, je
nach der verwendeten Dämpfungsflüssigkeit
variiert werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde festgestellt, dass während des Bruchs von Fasern Stoßwellen
erzeugt werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Stoßwellen
für die
Erzeugung einer relativ großen
Anzahl kleiner (d.h. mit einer Länge
von weniger als 30 Mikron) Faserfragmente verantwortlich sind. Diese
Faserfragmente sind unerwünscht,
da sie dazu neigen, aus dem gestreckten Faserbündel auszufallen, was zur Verminderung
der Bündelmasse
und -festigkeit führt.
Ferner neigen die kleinen Fasern dazu, in der Luft zu schweben,
und müssen
eingefangen und entfernt werden, um möglichen Verschmutzungsproblemen
vorzubeugen.
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Die
während
des Bruchs erzeugten Stoßwellen
werden mit Hilfe einer Dämpfungsflüssigkeit
gedämpft.
Die Dämpfungsflüssigkeit
ist in einem Reservoir 38 enthalten. Die Dämpfungsflüssigkeit
wird vorzugsweise mit einer oder mehreren Düsen 40 auf das Bündel 18 aufgebracht.
Die Düse(n)
ist vorzugsweise so angeordnet, dass Dämpfungsflüssigkeit am ersten Ende 20 des
Bündels 18 aufgetragen
wird. Während sich
das Bündel
zwischen den Walzen in der Richtung des Pfeils 34 bewegt,
wird das Bündel 18 vollständig mit
Dämpfungsflüssigkeit
durchtränkt,
wie mit 42 dargestellt. Die Menge der Dämpfungsflüssigkeit 42, die durch
die Düse(n) 40 aufgebracht
wird, reicht aus, um das gesamte Bündel 18 über im Wesentlichen
die gesamte Strecke zwischen den Verankerungswalzen 14/16 und
den Zugwalzen 24/26 zu durchtränken. Um zu gewährleisten,
dass genügend Dämpfungsflüssigkeit
vorhanden ist, um die Stoßwellen
abzudämpfen,
wird es bevorzugt, wenn die Menge der Dämpfungsflüssigkeit dafür ausreicht,
dass Dämpfungsflüssigkeit
von dem Bündel 18 tropft,
wie durch die Tropfen 44 dargestellt. Die Tropfen der Dämpfungsflüssigkeit 44 werden
in einem Behälter 46 aufgefangen.
Die aufgefangene Dämpfungsflüssigkeit 48 kann
zum Reservoir 38 zurückgeführt oder ausgeleitet
werden. Der Begriff „im
Wesentlichen die gesamte Strecke" bedeutet
mindestens 90 Prozent der Strecke zwischen dem Ort, an dem das Bündel 18 durch
die Verankerungswalzen 14/16 verankert ist, und
dem Ort, an dem das Bündel 18 durch
die Zugwalzen 24/26 gestreckt wird (d.h. 90 Prozent
der Länge
des gestreckten Bündels).
Insbesondere bedeutet „im
Wesentlichen die gesamte Strecke" mindestens
95 % der Länge
des gestreckten Bündels.
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Die
Zugwalzen 24 und 26 werden mit ausreichendem Druck
gegen das Bündel 18 gedrückt, um nicht
nur ausreichenden Zug zum Ziehen des Bündels 18, sondern
auch zum Ausdrücken
oder Ausquetschen überschüssiger Dämpfungsflüssigkeit
aus dem Bündel 18 zu
schaffen, wie bei 50 dargestellt. Es ist möglich, im Wesentlichen die
gesamte Dämpfungsflüssigkeit
aus dem Bündel 18 auszuquetschen, um
ein gestrecktes Bündel 32 zu
erzeugen, das wenig oder gar keine Dämpfungsflüssigkeit enthält. Es ist
jedoch vorzuziehen, dass nur ein Teil der Dämpfungsflüssigkeit aus dem Bündel gequetscht
wird, um ein gestrecktes Bündel 32 mit
einer Restmenge Dämpfungsflüssigkeit
darin zu erzeugen.
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Wasser
ist eine bevorzugte Dämpfungsflüssigkeit.
Es wurde festgestellt, dass Wasser adäquate Dämpfung der gestreckten Faser
schafft, um die während
des Faserbruchs erzeugten Stoßwellen
wesentlich zu verringern. Außerdem
wird Wasser durch Verdunstung leicht aus dem gestreckten Faserbündel entfernt.
Vorzugsweise wird deionisiertes Wasser oder Wasser aus Umkehrosmose
verwendet, bei dem Verunreinigungen im Wasser reduziert sind. Die Verwendung
von solchem gereinigten Wasser gewährleistet, dass keine Fremdstoffe
in das Faserbündel 18 eingetragen
werden, die die Oberflächeneigenschaften
des fertigen Bündels
beeinträchtigen könnten. In
vielen Fällen
kann jedoch unbehandeltes Leitungswasser mit akzeptablen Ergebnissen
verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde festgestellt, dass die strukturelle Unversehrtheit
des gestreckten Bündels 32 optimiert
wird, indem zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent des Wassers im Bündel belassen
werden. Vorzugsweise beträgt
die Wassermenge, die im Bündel
verbleibt, nachdem es durch die Walzen 24 und 26 geleitet
wird, etwa 15 Prozent. Es wurde festgestellt, dass diese Wassermenge
dem gebrochenen Faserbündel 32 einigen Zusammenhalt
gibt, so dass es leichter bearbeitet werden kann.
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Geeignete
Dämpfungsflüssigkeiten
zusätzlich
zu Wasser sind organische und anorganische Flüssigkeiten, die in der Lage
sind, Stoßwellen
zu dämpfen.
Allgemein ist eine geeignete Dämpfungsflüssigkeit
eine Flüssigkeit,
die in der Lage ist, Stoßwellen
zu dämpfen,
die während
des Ziehens der Fasern erzeugt werden, und die leicht von dem Faserbündel entfernt
werden kann, ohne die physikalischen oder chemischen Eigenschaften
des fertigen Faserbündels
zu beeinträchtigen.
Falls gewünscht, kann
die Dämpfungsflüssigkeit
bestimmte Zusätze enthalten,
die als Beschichtung oder Oberflächenbehandlung
für eine
bestimmte Anwendung oder Verwendung des fertigen gestreckten Faserbündels gedacht
sind.
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Das
Gerät und
die Verfahren der vorliegenden Erfindung wurden so dargestellt,
dass die Dämpfungsflüssigkeit
nur am ersten Ende des Faserbündels
aufgebracht wird. Es versteht sich für den Fachmann, dass jedes
Verfahren zum Auftragen der Dämpfungsflüssigkeit
auf das Faserbündel
geeignet ist, vorausgesetzt, dass das Faserbündel entlang im Wesentlichen
der gesamten Länge
zwischen den Verankerungswalzen 14/16 und den
Zugwalzen 24/26 vollständig durchtränkt wird.
Beispielsweise können
Düsen für den Mehrfachauftrag
benutzt werden, die entlang der gesamten Länge des gestreckten Faserbündels angeordnet
sind. Alternativ kann das gesamte Faserbündel in ein Reservoir mit Dämpfungsflüssigkeit
eingetaucht werden. Zur Vereinfachung jedoch wurde festgestellt,
dass genügend Dämpfungsflüssigkeit
mit einer einzigen Düse
aufgebracht werden kann, die eine ausreichende Menge Dämpfungsflüssigkeit
aufträgt,
so dass das Faserbündel
entlang seiner gesamten Länge
zwischen den beiden Walzenpaaren vollständig durchtränkt wird, während das
Bündel
durch das Gerät
läuft.
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Wie
auf dem Fachgebiet bekannt ist, kann das gestreckte Faserbündel mit
Brechleisten (nicht dargestellt) manipuliert werden, die zur Erleichterung des
Brechens der Fasern konstruiert sind. Es ist eine breite Vielfalt
von Brechleistenanordnungen möglich, von
einfachen Leistenkonstruktionen, die auf die Fasern schlagen, bis
hin zu komplexeren Konstruktionen, die die Fasern manipulieren,
um so die gewünschten
Grade des Faserbruchs zur Verfügung
zu stellen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde festgestellt, dass die Verwendung einer Dämpfungsflüssigkeit
gebrochene Faserbündel
erzeugt, die im Wesentlichen frei von gebrochenen Filaments sind, die
weniger als 30 Mikron lang sind. „Im Wesentlichen frei" bedeutet etwa 1
Prozent oder weniger.
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Das
feuchte, im Streckverfahren gebrochene Faserbündel 32 kann bis zu
einem gewissen Grad gehandhabt werden, ohne die Unversehrtheit zu
beeinflussen. Nach der Trocknung jedoch ist das gebrochene Bündel schwieriger
zu bearbeiten. Entsprechend wird es bevorzugt, wenn das feuchte
gebrochene Bündel
mit einem Schlichtmaterial behandelt wird, das mit der Dämpfungsflüssigkeit
kompatibel ist und den Zusammenhalt des Faserbündels erhöht. Beispielsweise sind Epoxide
auf Wasserbasis ein bevorzugtes Beschichtungs- oder Schlichtmaterial, wenn
Wasser als Dämpfungsflüssigkeit
verwendet wird. Es können
andere Beschichtungen verwendet werden, die weithin als Schlichte
eingesetzt werden. Die Schlichte wird vorzugsweise als Nebel oder
feines Spray aufgetragen. Die Menge der hinzugefügten Schlichte beträgt zwischen
0,3 Gewichtsprozent und 3,0 Gewichtsprozent. Mengen im Bereich von etwa
0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent werden bevorzugt. Allgemein reicht die
Menge der auf das Bündel
aufgetragenen Schlichte aus, um den Zusammenhalt des Bündels zu
erhöhen,
so dass es bearbeitet werden kann, ohne auseinander zu fallen, während gleichzeitig
das Bündel
nicht durchtränkt
wird.
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Das
beschichtete oder „beschlichtete" Faserbündel kann
getrocknet und dann auf eine Spule aufgewickelt oder anderweitig
weiterverarbeitet werden. Wie beispielsweise bekannt ist, können die
beschlichteten Faserbündel
zu einer beliebigen Zahl gewünschter
Gewebestrukturen gewebt werden. Die Gewebestrukturen werden mit
einem geeigneten Polymerharz wie etwa einem Epoxidharz, Phenolharz, Bismaleinimiden
(BMI), mit Vinylestern und Polyestern und anderen duroplastischen
und thermoplastischen Harzen imprägniert. Das beschlichtete Faserbündel kann
in derselben Weise genutzt werden wie vorhergehend im Streckverfahren
gebrochene Faserbündel,
um eine große
Vielfalt von Verbundmaterialien zu bilden, bei denen die im Streckverfahren gebrochenen
Fasern in eine Harzmatrix eingebettet sind. Die im Streckverfahren
gebrochenen Fasern sind besonders bei der Formung komplexer Konstruktionen
aus Verbundmaterialien, die relativ scharfe Krümmungen umfassen, nützlich.
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Nachdem
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sollte dem Fachmann
deutlich sein, dass die vorliegenden Beschreibungen lediglich beispielhaft
sind und verschiedene andere Alternativen, Anpassungen und Modifizierungen
innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen
werden können.
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten,
bevorzugten Ausführungsformen
und -beispiele beschränkt,
sondern ist nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt.