JP4159055B2 - 分断化されたマルチフィラメントを含んでいるシート状要素およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、分断化されたマルチフィラメントを含んでいるシート状要素およびその製造方法に関わるものである。
高荷重されるプラスチック部品に対し、特定の角度（たとえば０°、９０°、＋４５°、−４５°または他の角度）で糸層を指向させた一方向性フィラメントまたは補強フィラメントを使用することは知られている。補強フィラメントはガラス、カーボン、アラミドまたは他の合成物質から成っている。ところで指向性フィラメントから製造されるこの種の補強面の優れた強度特性には、その後の処理工程の前または処理中に補強面を変形させるのが困難であるという欠点がある。多くの場合、挿入したフィラメントを直接変形させるのは困難である。
本発明の課題は、一方向性のフィラメントを含んでいるシート状要素を部分的に変形能に優れるように製造できる方法およびこの方法に従って製造されたシート状要素を提供することである。
本発明の課題は、前記製造方法に関しては、請求項１の構成により解決される。
請求項１に記載の構成に対応して形成されるシート状要素は請求項４に記載されている。
本発明によれば、所定の配置構成を備えた糸層から成るフィラメントを分断化させ、すなわち所定の配置構成を備えたフィラメントをニードリング処理（Nadelung）により分断させる。ニードリング処理によるこの分断化はシート状要素において部分的にのみ行われ、本技術分野で知られている絹くず紡糸方法のようにして行われる。
この場合ニードリング処理は部分ごとに異なる集中度で行ってもよい。また、個々のフィラメントを不規則な間隔でニードリング処理により分断化させてもよい。
この場合長さの異なるフィラメントが提供され、まだニードリング処理を行っていない未製品に形成されているベースの方向性はその割合を制御可能であるように維持される。また、フィラメント特有の無端特性が解消されるので、補強材に延性能が提供され、したがって成形方法に適している。というのも、分断化された無端フィラメントは伸張応力が作用すると互いにスリップし合うからである。
ニードリング処理においてはさらに付加的な効果が得られる。というのも、分断化されたフィラメントの方向性が第３次元へ部分的に方向転換することにより強度がさらに向上するからである。
本発明による方法は特にフィラメントとしてカーボン糸を使用する場合に適している。なぜなら、本発明により提供されたフィラメントの強度から、短繊維が均等に配分され且つ単位面積あたりの重量が非常に大きい短繊維マットが得られるからである。一方本発明にしたがって製造された製品は、単位面積あたりの重量が３００ｇ／ｍ2以上の比較的軽量のマットの場合も短繊維の均等な配分性に優れている。
本発明によるシート状要素は、好ましくは、材質の異なるモノフィラメントとマルチフィラメントとの混成物である。混成物は強度を付与するフィラメントと熱可塑性フィラメントから形成されている。
高荷重されるプラスチック部品に対し、特定の角度（たとえば０°、９０°、＋４５°、−４５°または他の角度）で糸層を指向させた一方向性フィラメントまたは補強フィラメントを使用することは知られている。補強フィラメントはガラス、カーボン、アラミドまたは他の合成物質から成っている。ところで指向性フィラメントから製造されるこの種の補強面の優れた強度特性には、その後の処理工程の前または処理中に補強面を変形させるのが困難であるという欠点がある。多くの場合、挿入したフィラメントを直接変形させるのは困難である。
本発明の課題は、一方向性のフィラメントを含んでいるシート状要素を部分的に変形能に優れるように製造できる方法およびこの方法に従って製造されたシート状要素を提供することである。
本発明の課題は、前記製造方法に関しては、請求項１の構成により解決される。
請求項１に記載の構成に対応して形成されるシート状要素は請求項４に記載されている。
本発明によれば、所定の配置構成を備えた糸層から成るフィラメントを分断化させ、すなわち所定の配置構成を備えたフィラメントをニードリング処理（Nadelung）により分断させる。ニードリング処理によるこの分断化はシート状要素において部分的にのみ行われ、本技術分野で知られている絹くず紡糸方法のようにして行われる。
この場合ニードリング処理は部分ごとに異なる集中度で行ってもよい。また、個々のフィラメントを不規則な間隔でニードリング処理により分断化させてもよい。
この場合長さの異なるフィラメントが提供され、まだニードリング処理を行っていない未製品に形成されているベースの方向性はその割合を制御可能であるように維持される。また、フィラメント特有の無端特性が解消されるので、補強材に延性能が提供され、したがって成形方法に適している。というのも、分断化された無端フィラメントは伸張応力が作用すると互いにスリップし合うからである。
ニードリング処理においてはさらに付加的な効果が得られる。というのも、分断化されたフィラメントの方向性が第３次元へ部分的に方向転換することにより強度がさらに向上するからである。
本発明による方法は特にフィラメントとしてカーボン糸を使用する場合に適している。なぜなら、本発明により提供されたフィラメントの強度から、短繊維が均等に配分され且つ単位面積あたりの重量が非常に大きい短繊維マットが得られるからである。一方本発明にしたがって製造された製品は、単位面積あたりの重量が３００ｇ／ｍ2以上の比較的軽量のマットの場合も短繊維の均等な配分性に優れている。
本発明によるシート状要素は、好ましくは、材質の異なるモノフィラメントとマルチフィラメントとの混成物である。混成物は強度を付与するフィラメントと熱可塑性フィラメントから形成されている。
Claims (6)
- 一方向性のフィラメントを含んでいるシート状要素の製造方法において、個々のフィラメントをニードリング処理により分断させ、ニードリング処理をシート状要素において部分的にのみ行うことを特徴とする方法。
- ニードリング処理を部分的に異なる集中度で行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 個々のフィラメントを不規則な間隔でニードリング処理により分断化させることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
- 一方向性のフィラメントを含んでいるシート状要素において、フィラメントとしてカーボン糸が使用され、フィラメントがニードリング処理により分断され、ニードリング処理がシート状要素において部分的にのみ行なわれていることを特徴とするシート状要素。
- 材質の異なるモノフィラメントとマルチフィラメントとの混成物であることを特徴とする、請求項４に記載のシート状要素。
- 混成物が強度を付与するフィラメントと熱可塑性フィラメントから形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のシート状要素。
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