KR20120096057A - 유한한 길이의 보강 섬유로부터 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테리플 섬유 직물을 연속 생산하는 방법 - Google Patents

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토마스 로이스만
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게랄트 오르트렙
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바이에리쉬 모토렌 베르케 아게
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Abstract

본 발명은 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테이플 섬유 직물(laid staple fiber fabrics)을 연속적으로 생산하는 방법으로서, 레이드 직물이 규정된 레잉 각도(defined laying angle)에서 소면된 섬유 웹을 동기화 수송 벨트(1) 상으로 연속 플레이팅(plaiting)함으로써 생산되고, 소면기(2)와 이의 하류에 배열된 플레이팅 수단(3)이 수송 벨트의 전진 방향과 관련하여 예각으로 배열되는 방법에 관한 것이다. 상기 레이드 스테이플 섬유 직물은 풍력 발전, 항공기 건설 및 자동차 산업에서 사용되는 바와 같은 고강도 섬유-보강 플라스틱 복합체의 생산에 사용된다. 특히, 로딩 방향에서, 상기 복합체가 높은 복합 강도 및 강성을 지니고, 그러한 목적으로, 규정된 섬유 배향이 요구된다. 유한 섬유의 규정된 배향에 추가로, 레이드 직물은 또한 규정된 단위면적당 질량을 지닌다.

Description

유한한 길이의 보강 섬유로부터 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테리플 섬유 직물을 연속 생산하는 방법{Method for the continuous production of laid staple fibre fabrics from finitely long reinforcing fibres with aligned fibre orientation}
본 발명은 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테이플 섬유 직물을 연속 생산하는 방법으로서, 직물이 규정된 레잉 각도에서 소면된 섬유 웹을 연속적으로 플레이팅함으로써 생성되는 방법에 관한 것이다.
그러한 방법에 따라서 생산된 레이드 스테이플 섬유 직물(laid staple fiber fabric)은, 예를 들어, 풍력 발전소, 항공기 건설 및 자동차 산업에서 발견되는 바와 같은, 고강도 섬유-보강 플라스틱 복합체의 생산에 사용된다. 특히, 로딩 방향에서, 상기 복합체는 높은 복합체 강도 및 강성을 지니며, 그러한 목적으로, 규정된 섬유 배향이 요구된다. 유한 섬유의 규정된 배향에 추가로, 레이드 직물은 또한 규정된 단위면적당 질량을 지닌다.
종래 기술
섬유 복합체 기술 분야에서, 근래에 풍력 발전기, 항공기 건설 및 자동차 산업에서 일련의 적용으로 많은 새로운 발전이 실행되었다. 섬유 화합물의 증가된 사용과 관련하여, 경제적인 처리 방법의 확립이 또한 상당히 이루어졌다. 이는 특히 섬유 복합 반-제품의 제조(직포, 부직포 및 직물의 생산)에 적용된다.
공지된 텍스타일 반제품, 예컨대, 조방사(roving), 직물, 및 부직포에 추가로, 레이드 직물이 또한 섬유 복합 재료의 생산에 상당한 의미가 있다. 스트레칭되고 고도로 배향된 섬유 위치 때문에, 아주 높은 강도 및 강성이 UD-직물 및 다축 직물(multi-axial fabric)에 의해서 낮은 중량의 부품에서 달성될 수 있다. 직물은 현재 소위 레잉 시스템(laying system)에 의해서 복수의 무한 조방사로부터 생산된다. 그러한 방법은, 예를 들어, 특허 EP2028307호에 기재되어 있다. 이미 공지된 레잉 시스템을 사용하여, 섬유 배향이 요건에 따라 정밀하게 각각 조절될 수 있다. 일반적으로, 복합체는 상이한 각도(0°, 90°, +45°, -45°)에서 레잉된 상이한 개개의 층들의 대칭적 전체 구성을 이용하여 생산된다. 따라서, 다축 직물의 층 구성이 수행된다. 무한히 긴 보강 섬유의 사용이 고전적인 직물 구성에 대한 특징이다. 조방사의 높은 인장 강도가 현재 사용되는 레잉 시스템에서 요구되는데, 그 이유는 스트레칭된 섬유 위치를 실현시키기 위해서 높은 실장력(thread tension)이 발휘되어야 하기 때문이다. 낮은 인장 강도를 지니는 유한한 길이의 섬유로부터 제조된 유한한 길이의 섬유 또는 반제품의 연속적 공급은 통상의 레잉 시스템을 사용하는 경우 가능하지 않다.
규정된 섬유 배향을 생성시키는 추가의 가능성은 와인딩 방법(winding method)이다. 다축 직물의 생산을 위한 이러한 기술의 이용이 특허 DE102006057633호에 기재되어 있다. 공지된 방법은 단일-축 직물의 와인딩 평명 및 저장소가 규정된 섬유 배향을 지니는 직물을 생성시키기 위해서 서로 회전하는 것이 특징이다. 섬유 배향의 각도는 중력 방향과 관련하여 와인딩 평면의 세로 축의 각도에 의해서 조절된다. 그러나, 이러한 원리에서, 무한한 조방사 또는 무한한 단일-축 직물이 또한 사용된다. 이러한 목적을 위해서 높은 인장 강도가 감기는 재료에 적용된다. 유한한 섬유의 공급 및 레잉은 이러한 방법으로는 가능하지 않다.
그러나, 연속 섬유의 사용에 추가로, 제한된 섬유 길이를 지니는 섬유(스테이플 섬유)의 사용이 또한 복합 재료의 생산에 관심의 대상이다. 이러한 이유로, 이와 관련한 일부 개발이 과거에 공지되었다.
유한한 길이의 섬유 재료의 처리에 대한 한 가지 변화는 테이프 레잉(tape laying)이며, 그러한 테이프 레잉에서는, 섬유 부분으로 제조된 레이드 직물이 또한 생성될 수 있고, 보강 재료의 무장력 레잉(tension-free laying)이 가능하다. 이와 관련하여, 많은 공지된 기술 방법이, 예를 들어, 특허 DE10301646호, DE102006035847호에 기재되어 있다. 그러나, 이러한 경우에, 레이드 조각의 불연속 레잉만이 요망된다. 유한한 길이의 섬유의 연속적인 무장력 레잉은 이러한 공정에서 가능하지 않다. 부직포 레잉 공정과 전통적인 레이드 섬유 생산방법의 조합이 또한 공지되어 있다. 방법은 특허 GB2012671호에 기재되어 있으며, 그러한 방법에서, 유한한 길이의 탄소 섬유가 연속 섬유와 조합된다. 그러나, 유한한 길이의 섬유의 규정된 배향은 이러한 방법으로 달성될 수 없다.
플레이팅 머신에 의한 유한한 길이의 섬유의 연속 레잉이 섬유 산업에서 공지되어 있다. 측면으로 배향된 섬유 부직포 및 크로스 레이어(cross layer) 부직포의 생산방법이, 예를 들어, 문헌[Joachim Luneschloss et al.: Non-wovens, Georg Thieme Verlag, 1982, p. 94 - 104, ISBN: 3-13-609401-8]에 기재되어 있다. 본 발명의 일반적인 이해를 위해서 상기 문헌에 있는 설명 및 이미지뿐만 아니라 용어의 정의를 참조한다. 상기 공정을 이용하여, 단위면적당 질량 및 레잉 폭과 관련하여 규정되는 부직포 생산을 위한 템플릿(template)을 생성시키기 위해서 섬유 웹이 소면기에 의해서 서로 간의 상부에 여러번 레잉된다. 가장 흔하게 사용되는 원리는 섬유 웹의 측면 플레이팅이다. 이와 관련하여, 소면기에 의해서 생성된 웹은 소면기의 생산 배향에 대해서 90°의 각도로 정렬된 연속 작동 수송 벨트 상에 레잉된다. 벨트상의 레잉 속도, 레잉 폭, 및 수송 벨트의 속도는 벨트상에서 생산되는 레이드 직물의 단위면적당 질량을 결정한다. 수송 벨트상으로의 웹의 레잉으로, 레이드 직물 내의 섬유 배향의 특정 각도가 레잉 폭의 다양한 속도에 따라서 설정된다. 다양한 각도가 플레이팅 머신의 배치(layout) 및 웹 생산의 일반적인 속도로 인해서 실현될 수 있다. 그러나, 각도는 항상 45° 보다 현저하게 작다. 섬유 웹의 소면(carding)은 작동중의 수송 벨트상으로의 연속적인 레잉으로 인해서 2 방향(한정되지 않은 각도)에서의 지배적 배향이 생성되는 것이 특별한 특징이다. 이러한 방식에서, 규정된 섬유 배향(예, 정확히 +45° 또는 -45°각도)을 지니는 섬유 직물의 생산을 위한 상기 원리는 가능하지 않다.
US 5,476,703호는 섬유 웹이 플레이팅 머신에 의해서 다중 층으로 연속 레잉되는 방법으로서, 우선 개별적인 층의 얼라인머트(alignment)가 부직포의 세로 연장 방향에 대해서 75° 내지 90°이고, 이어서, 부직포내의 섬유 얼라인먼트의 각도를 변화시키기 위해서 부직포가 니들 스트레칭 필드(needle stretching field)의해서 스트레칭되는 방법을 기재하고 있다. 그러나, 이러한 방법에서, 소정의 각도에서의 정확히 규정된 섬유 배향은 가능하지 않으며, 세로 및 측면 방향에서의 부직포 성질의 근사치가 가능하다. 이러한 방법에서, 섬유 배향은 규정된 방식으로 설절될 수 없으며, 다양한 여러 스트레칭 정도으로 인해서 부직포내에서 국소적으로 변화될 수 있다.
폭이 실질적인 부직포 형성 머신의 작업 폭을 초과하는, 웹 및 부직포 시트의 생산 벙법이 DE 32 42 539 A1에 기재되어 있다. 이와 관련하여, 두 웹 시트가 부직포 형성 머신의 작업 방향에 대해서 90°까지 각각 편향되어 있고, 편향은 웹 시트 중 하나의 폭에 상응하는 서로 간의 거리에서 배열되어서, 두 웹 시트가 편향 후에 서로 이웃하여 위치되고 폭이 두 배인 웹 시트가 생성되게 한다. 이는 생산될 수 있는 물품의 폭을 확대함을 나타낸다. 규정된 각도에서의 스테이플 섬유의 정렬된 레잉은 상기 공지된 방법을 이용하는 것이 가능하지 않다.
상기 언급된 유형의 정렬된 섬유 배향을 지니는 레이드 스테이플 섬유 직물의 연속적인 생산을 위한 방법이 DE 103 45 953 A1에 기재되어 있다. 이러한 방법에서, 부직포는 측면 플레이팅 머신에 의해서 생산되지만, 필라멘트 웹과 섬유 웹의 조합물이 측면 플레이팅 머신에 공급되어서, 유한 및 무한 섬유의 층이 부직포내에 연속적으로 레잉되고, 따라서, 그러한 층은 순수한 레이드 스테이플 섬유 직물이 아니다. 정렬된 섬유 배향이 직물 내에서 생성되지 않는다. 공통되는 바와 같이, 측면 플레이팅 머신은 수송 벨트의 전진 방향에 대해서 90°의 각도로 정렬되고, 수송 벨트는 연속적인 전진을 하지 않는다.
발명의 목적
따라서, 본 발명은 유한한 길이의 보강 섬유로부터 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테이플 섬유 직물을 연속적으로 생산할 수 있는 목적을 기반으로 하고 있다. 상기 레이드 스테이플 섬유 직물은 풍력 발전, 항공기 건설 및 자동차 산업에서 사용되는 바와 같은 고강도 섬유-보강 플라스틱 복합체의 생산에 사용된다. 특히, 상기 복합체의 로딩 방향이 높은 복합 강도 및 강성을 지니고, 그러한 목적으로, 규정된 섬유 배향이 요구되는 것이 중요하다. 규정된 배향에 추가로, 레이드 직물은 또한 규정된 단위면적당 질량을 지녀야 한다.
본 발명에 따르면, 섬유 웹의 레잉이 동기화 수송 벨트상으로 수행되고, 상기 동기화 수송 벨트는 섬유를 연속 레잉하는 동안에 소정의 각도에서 계속해서 정지해 있고, 제공된 배치(레잉) 폭을 레잉한 후에 비로소 규정된 거리(레잉 오프셋: laying offset)만큼 이동되는 점에서 과제가 해결된다. 이러한 방식으로, 섬유 배향이 소정의 레잉 폭내에서 일정하다. 따라서, 섬유 웹의 레잉은 정확히 규정된 각도에서 수행된다.
요망되는 배향은 수송 벨트(도 1)에 대해서 소정의 각도에서의 소면기와 플레이팅 머신의 정렬에 의해서 달성된다.
바람직하게는, 섬유 웹을 생산하는 하나 이상의 소면기, 및 소면기의 하류에 연결되어 있으며 수송 벨트 상으로 섬유를 레잉하는 플레이팅 머신이 동기화 수송 벨트의 전진 방향에 대해서 예각으로 배치된다. 특히, 수송 벨트의 전진 방향에 대해서 약 30° 내지 약 60° 범위의 정렬 각도가 바람직하며, 약 40° 내지 약 50° 범위의 각도, 즉, 약 45°+/- 몇 도의 각도가 특히 바람직하다. 연속적으로 이동하는 수송 벨트로 작동하는 일반적인 플레이팅 머신으로는, 상기 각도가 일발적으로 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업은 소면기와 그의 하류에 연결된 플레이팅 머신으로 수행될 수 있지만, 수송 벨트에 대해서 요망되는 각도로 배치되는, 하류에 결합된 플레이팅 머신들을 지니는 복수의 소면기를 이용하는 것이 또한 가능하다. 이러한 방식에서, 생산되는 레이드 직물의 단위면적당 질량이 증가할 수 있다. 추가로, 복수의 레잉 각도가 동시에 생성될 수 있다. 이는 아주 경제적인 레잉 공정을 가능하게 한다. 따라서, 하류에 연결된 제 1 플레이팅 머신을 지닌 하나 이상의 제 1 소면기가 수송 벨트와 관련하여 섬유를 레잉하도록 제공된 제 1 예각으로 배치되고, 하류에 연결된 제 2 플레이팅 머신을 지닌 하나 이상의 제 2 소면기가 수송 벨트와 관련하여 섬유의 레잉을 위해서 제공된 제 2 예각으로 배치되고, 상기 제 2 예각이 제 1 예각에 직각으로 정렬되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 본 발명에 따른 방법은 섬유 웹이 플레이팅 머신의 전방 운동으로 수송 벨트 상으로 레잉되고, 후속하여, 수송 벨트가 규정된 거리(레잉 오프셋)만큼 이동되고, 이어서, 수송 벨트가 계속해서 정지해 있으면서, 섬유 웹의 또 다른 레잉이 플레이팅 머신의 후방 운동으로 수행되게 작용한다.
예를 들어, 플레이팅 머신(들)은 운동이 역행되기 전에 수송 벨트의 가장자리를 지나서 이동하고, 즉, 수송 벨트가 상기 역행 운동시에 대체로 그 지점에서 전진 방향으로 규정된 거리 만큼 이동하고, 이어서, 섬유 웹의 레잉 후에, 레이드 직물의 세로 가장자리 영역이 컷팅되는 것이 제공될 수 있다. 이는 가장자리 영역에서 발생할 수 있는 레이드 직물의 어떠한 왜곡이 수송 벨트의 짧은 전진 운동에 의해서 제거되는 이점을 지닌다.
본 발명의 추가의 구체예에 따르면, 상이한 조성 및/또는 상이한 성질을 지니는 스테이플 섬유의 혼합물로부터 제조되며, 특히, 유한 보강 섬유 및/또는 결합 섬유를 포함하는 하나 이상의 섬유 웹이 기본 재료로서 사용되거나, 예를 들어, 두 개의 소면기와 그의 하류에 각각 연결된 플레이팅 머신이 사용되는 경우에, 상이한 조성 및/또는 상이한 성질을 지니며, 특히, 유한 보강 섬유 및/또는 결합 섬유를 포함하는 둘 이상의 섬유 웹이 레잉될 수 있다.
섬유 웹은 바람직하게는 25 내지 150 mm 범위의 길이의 유한한 길이의 섬유들로 이루어진다. 섬유 웹은 특히 후에 보강을 위한 결합제로 처리될 수 있거나, 또한 상이한 조성 또는 성질을 지니는 스테이플 섬유(예, 보강 섬유 및 결합 섬유)의 혼합물로 제조될 수 있다. 결합제 또는 열가소성 결합 섬유의 바람직한 사용으로 인해서, 레이드 섬유의 후속 열적 보강이 가능하다. 보강 섬유는, 예를 들어, 천연 섬유 또는 고강도 섬유, 예컨대, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 현무암 섬유, 또는 탄소 섬유일 수 있다. 이러한 공정에서, 예를 들어, 규정된 섬유 배향 및 단위면적당 질량을 지니는 레이드 섬유를 생산하기 위해서 재생 공정으로부터 제조된 유한한 길이의 보강 섬유를 사용하는 것이 또한 가능하다.
이러한 방법의 한 가지 이점은 하나의 연속 공정에서 높은 작동 용량 비율로, 일정한 레잉 각도, 높은 섬유 배향 및 규정된 단위면적당 질량을 지니는 복합 재료를 위한 스테이플 섬유로부터 제조된 레이드 직물을 생산할 가능성이다. 소면기에 의해서 형성된 섬유 웹은 바람직하게는 높은 세로 배향을 포함하여, 복합체 강도 및/또는 복합체 강성의 이방성이 섬유 플라스틱 복합체(fiber plastic composite: FKV)에서, 예를 들어, 1:1.5 내지 1:10 범위로 달성될 수 있게 한다.
본 발명에 따라서 생산된 레이드 섬유는 하나 이상의 추가의 기능성 캐리어 층과 조합될 수 있고, 그에 따라서, 광범위하게 상이한 적용을 위해서 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 추가의 구체예는 서로 평행하게 각각 레잉된 섬유 웹의 인접 층들이 그의 가장자리 부분에서 자체적으로 중첩됨을 제공하고 있다. 작은 정도의 중첩이 또한 본 발명의 목적에 유리할 수 있다. 이러한 방식으로, 개별적인 층들의 개선된 복합이 생산되는 레이드 스테이플 섬유 직물에서 달성된다.
다운홀더(downholder)가 레이드 직물의 가장자리 부분에서의 레이드 섬유 웹의 어떠한 왜곡을 피하기 위해서 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 해결책은 비교적 높은 레잉 속도에서 정확한 각도로 섬유 웹의 평행 인접 층들을 레잉되는 것을 가능하게 한다. 소면기 및 이의 하류에 연결된 플레이팅 머신은 수송 벨트에 대한 이들의 정렬로 인해서 정확한 각도의 섬유 배향을 제공한다. 서로 독립적으로 작용하는 두 개의 소면기와 플레이팅 머신을 지니는 두 섬유 웹이 수송 벨트상으로 서로 간의 상부에 두 위치에서 서로에 대해서 90°의 각도로 레잉하는 경우에, 섬유의 규정된 정렬을 지니는 등방성 레이드 스테이플 섬유 직물이 생성된다.
특허청구범위 중 종속항에서 언급된 특징들은 본 발명에 따른 과제에 대한 해결책의 바람직한 추가의 구체예에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법의 추가의 이점이 하기 상세한 설명으로부터 자명하다.
본 발명이 이하 첨부된 도면을 참조로 바람직한 예시적 구체예를 기초로 하여 추가로 상세히 설명된다.
실시예
예시적인 구체예 1:
높은 섬유 세로 배향 및 30 g/m2의 단위면적당 질량을 지니는 섬유 웹이 1m의 작업 폭으로 소면기를 통해서 생성된다. 상기 섬유 웹이 2m의 레잉 폭으로 수평 플레이팅 머신에 의해서 동기화 수송 벨트 상으로 레잉된다. 이러한 목적을 위해서, 소면기에는 수송 벨트의 송출(drawing off) 방향에 대해서 +45° 각도로 그의 하류에 연결된 플레이팅 머신이 배치된다. 섬유의 레잉 동안에 수송 벨트는 계속해서 정지해 있다. 제공된 폭의 레잉(플레이팅 머신의 전방 운동) 후에, 수송 벨트는 0.7m까지 전방으로 운동한다. 후속해서, 섬유 웹의 레잉(플레이팅 머신의 후방 운동)이 다시 수행된다. 이러한 방식으로, +45°의 섬유 배향 및 60g/m2의 단위면적당 질량을 지니는 레이드 직물이 생성될 수 있다.
예시적인 구체예 2:
각각 1m 작업 폭으로 높은 섬유 세로 배향을 지니는 2 개의 섬유 웹이 2 개의 소면기에 의해서 생성된다. 섬유 웹이 수평의 플레이팅 머신에 의해서 3m의 레잉 폭으로 동기화 수송 벨트상으로 레잉된다. 이러한 목적을 위해서, 소면기에는 수송 벨트의 송출 방향에 대해서 ±45° 각도로 그의 하류에 연결된 플레이팅 머신이 배치된다. 섬유의 레잉 동안에 수송 벨트는 계속해서 정지해 있다. 제공된 폭의 레잉(플레이팅 머신의 전방 운동) 후에, 수송 벨트는 0.7m까지 전방으로 운동한다. 후속해서, 섬유 웹의 레잉(플레이팅 머신의 후방 운동)이 다시 수행된다. 이러한 방식으로, ±45°의 섬유 배향 및 120g/m2의 단위면적당 질량을 지니는 레이드 직물이 생성될 수 있다.
[부호의 설명]
1. 수송 벨트
2. 소면기 1
3. 플레이팅 머신 1
4. 소면기 2
5. 플레이팅 머신 2

Claims (12)

  1. 정렬된 섬유 배향을 지닌 레이드 스테이플 섬유 직물(laid staple fiber fabrics)을 연속적으로 생산하는 방법으로서, 레이드 직물이 규정된 레잉 각도(defined laying angle)에서 소면된 섬유 웹을 연속 플레이팅(plaiting)함으로써 생산되고, 섬유 웹의 레잉(laying)이 동기화 수송 벨트(synchronized transport belt) 상으로 수행되며, 상기 동기화 수송 벨트는 섬유를 연속 레잉하는 동안에 소정의 각도에서 계속해서 정지해 있고, 제공된 배치(레잉) 폭을 레잉한 후에 비로소 규정된 거리(레잉 오프셋: laying offset)만큼 이동되는 것을 특징으로 하는, 레이드 스테이플 섬유 직물의 연속 생산 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 섬유 웹을 생산하는 하나 이상의 소면기(2,4), 및 이의 하류에 연결된 플레이팅 머신(plaiting machine: 3,5)으로서 수송 벨트(1) 상에 섬유의 레잉을 수행하는 플레이팅 머신이 동기화 수송 벨트의 전진 방향에 대해서 예각으로 배치됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하류에 연결된 제 1 플레이팅 머신(3)을 지닌 하나 이상의 제 1 소면기(2)가 수송 벨트(1)와 관련하여 섬유의 레잉을 위해서 제공된 제 1 예각으로 배치되고, 하류에 연결된 제 2 플레이팅 머신(5)을 지닌 하나 이상의 제 2 소면기(4)가 수송 벨트와 관련하여 섬유의 레잉을 위해서 제공된 제 2 예각으로 배치되고, 상기 제 2 예각이 제 1 예각에 직각으로 정렬됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹이 플레이팅 머신(3,5)의 각각의 전진 운동에 의해서 수송 벨트(1) 상에 레잉되고, 후속하여 수송 벨트가 규정된 거리 (레잉 오프셋)만큼 이동하고, 이어서, 수송 벨트가 계속해서 정지하고 있으면서, 섬유 웹의 또 다른 레잉이 플레이팅 머신의 후진 운동에 의해서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이팅 머신(3,5)이 역행 운동 전에 수송 벨트의 가장자리를 지나서 이동하고, 수송 벨트(1)가 상기 역행 운동시에 대체로 그 지점에서 전방으로 규정된 거리까지 이동하고, 레이드 직물의 세로 영역이 섬유 웹의 레잉 후에 컷팅됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 조성 및/또는 상이한 성질을 지니는 스테이플 섬유의 혼합물로부터 제조되며, 특히, 유한 보강 섬유 및/또는 결합 섬유를 포함하는 하나 이상의 섬유 웹이 기본 재료로서 사용되거나, 상이한 조성 및/또는 상이한 성질을 지니며, 특히, 유한 보강 섬유 및/또는 결합 섬유를 포함하는 둘 이상의 섬유 웹이 레잉됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 보강 섬유의 길이가 25 내지 150mm임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹이 추가로 결합제로 처리됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 높은 섬유 세로 배향으로 보강 섬유 및 결합 섬유의 규정된 혼합물로부터 제조된 섬유 웹이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 레이드 직물이 후속적으로 열적으로 보강됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 이러한 방법으로 생산된 레이드 직물이 하나 이상의 추가의 기능성 또는 캐리어 층과 조합됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 평행하게 레잉된 섬유 웹의 인접 층들이 서로 중첩됨을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10052851B2 (en) 2015-07-01 2018-08-21 Hyundai Motor Company Fiber reinforced plastic member for vehicle and method of producing the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034777A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Hubert Hergeth Vlieslegemaschine und Verfahren zum Legen eines Vlieses
DE202010008748U1 (de) 2010-10-07 2012-01-16 Autefa Solutions Germany Gmbh Legeeinrichtung
DE102011115803B4 (de) * 2011-10-12 2018-04-26 Oechsler Aktiengesellschaft Halbzeug aus einem Verbund von Fasern in einer Kunststoffmatrix und Verfahren zum Gewinnen von Bauteilen aus derartigem Halbzeug
DE102012203388A1 (de) 2012-03-05 2013-09-05 Voith Patent Gmbh Querablegen von Fasern
DE102012203395A1 (de) * 2012-03-05 2013-09-05 Voith Patent Gmbh Querablegen von Fasern
DE102013103048A1 (de) * 2013-03-26 2014-10-02 Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bändchens zur Herstellung von Formteilen, Bändchen, textiles Flächengebilde und Formteil
DE102016113721A1 (de) * 2016-07-26 2018-02-01 Autefa Solutions Germany Gmbh Faserflor-basiertes bahnförmiges Textil mit unidirektional erhöhter Festigkeit
US10669659B2 (en) 2017-08-08 2020-06-02 University Of Delaware Aligned discontinuous fiber preforms, composites and systems and processes of manufacture
CN116113526A (zh) * 2020-09-17 2023-05-12 三井化学株式会社 成型体及其制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL274048A (ko) * 1961-02-14 1900-01-01
US3183557A (en) * 1961-12-20 1965-05-18 Du Pont Crosslapping method and apparatus
AU517708B2 (en) 1978-01-12 1981-08-20 Dunlop Limited Carbon composite brake disc manufacture
DE3125946A1 (de) * 1981-07-01 1983-01-20 Oskar Dilo Maschinenfabrik Kg, 6930 Eberbach "florleger"
DE3242539C2 (de) * 1982-11-18 1984-09-20 Spinnbau GmbH, 2820 Bremen Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Flors oder Vlieses
IT1241874B (it) 1990-07-18 1994-02-01 Veneto Feltrificio Spa Metodo ed impianto per la fabbricazione di falde per feltri.
FR2678288B1 (fr) * 1991-06-28 1994-11-18 Asselin Ets Procede pour realiser un produit non-tisse semi-fini et produit non-tisse semi-fini.
JP2960820B2 (ja) * 1992-07-16 1999-10-12 帝人株式会社 繊維集合体の型詰め方法、成型クッション体の製造方法、およびそれらのための装置
BE1010827A3 (nl) * 1996-12-30 1999-02-02 Wattex Werkwijze voor het vervaardigen van een non-woven met verhoogde treksterkte en regelbare elasticiteit.
US7047607B2 (en) * 1996-12-30 2006-05-23 Wattex Process for manufacturing a band-shaped non-woven product with increased tensile strength
FR2761380B1 (fr) * 1997-03-28 1999-07-02 Europ Propulsion Procede et machine pour la realisation de nappes fibreuses multiaxiales
US6872352B2 (en) * 2000-09-12 2005-03-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process of making web or fiberfill from polytrimethylene terephthalate staple fibers
JP4011406B2 (ja) * 2002-05-24 2007-11-21 日清紡績株式会社 使い捨てカイロ用表面材
DE10301646B4 (de) 2003-01-17 2010-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Faden-oder Fasergelege, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung und faserverstärkter Körper
US20080289743A1 (en) * 2003-05-02 2008-11-27 Tsotsis Thomas K Highly porous interlayers to toughen liquid-molded fabric-based composites
DE10345953B4 (de) * 2003-10-02 2006-11-30 Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. Vliesstoff und Verfahren zur seiner Herstellung
FR2894600B1 (fr) 2005-12-13 2008-02-29 Asselin Thibeau Soc Par Action Transport d'une bande de non-tisse au moyen d'une bande de transport avec portion ascendante et/ou a vitesse variable
DE102006035847B4 (de) 2006-08-01 2009-11-19 Airbus Deutschland Gmbh Strukturanordnung sowie Verfahren zum Herstellen eines Bauteils für die Luft-und Raumfahrt
DE102006057633A1 (de) 2006-08-04 2008-02-07 Friedhelm Scholten Verfahren zur Optimierung des Transports eines multiaxialen Geleges während der Herstellung
ES2342682T3 (es) 2007-08-23 2010-07-12 Liba Maschinenfabrik Gmbh Procedimiento y dispositivo para aplicar una capa unidireccional de hilos sobre transportadores longitudinales, procedimiento para presentar hilos de trama en maquinas tricotosas de urdimbre, asi como dispositivo para llevar a cabo este procedimiento.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10052851B2 (en) 2015-07-01 2018-08-21 Hyundai Motor Company Fiber reinforced plastic member for vehicle and method of producing the same

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Publication number Publication date
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