WO2003038175A1 - Textile armierung mit wenigstens einer deckschicht und einer voluminösen vliesschicht - Google Patents

Textile armierung mit wenigstens einer deckschicht und einer voluminösen vliesschicht Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a textile reinforcement according to the preamble of the main claim.
  • EP 0 395 548 B1 describes a textile reinforcement which can be used for the production of molded parts as a composite or articles with such a reinforcement, at least two textile reinforcement layers being provided, which are arranged on both sides of an intermediate layer which specifies the thickness of the product.
  • This intermediate layer or nonwoven layer consists of a layer of synthetic fibers which have a permanent undulation, so that the intermediate layer is a light, thick and air-containing layer.
  • the different layers are connected to each other by sewing or knitting.
  • sandwich constructions serve as reinforcement in the glass fiber plastic area, in particular in the so-called RTM process (resin transfer molding), in which the highest possible resin flow through the intermediate layer and good drapability, that is to say shaping possibilities of the reinforcement, are aimed for become.
  • the textile reinforcement known in the prior art has a high elasticity and an excellent resin flow, but has the disadvantage that the strength values in the finished laminate are only low because the nonwoven layer contains no reinforcing material.
  • a laminate is known from EP 0 176 847 A2 which is to be used as a carrier sheet for roofing and sealing sheets.
  • a pre-consolidated system fiber fleece is sewn with a pre-consolidated mineral fiber fleece.
  • Such a solidified carrier web cannot be used in the RTM process because it does not allow resin flow.
  • the carrier web described in DE 39 01 152 A is also finally consolidated by means of a melamine-formaldehyde and can likewise not be used in the RTM process.
  • the invention has for its object to provide a textile reinforcement that has higher strengths with the same resin flow quality and possibly, in contrast to the products as known in the prior art, has a smoother surface.
  • the glass fiber cover layer regardless of whether one or two cover layers are provided, be connected to the nonwoven layer by needling.
  • needling glass fiber parts are introduced into the fleece layer, which leads to higher strengths in the laminate.
  • needling is used to connect the existing layers avoids the so-called sewing thread, so that a smoother surface can be achieved in the finished laminate.
  • the proposal according to the invention has the advantage that the reinforcement products can be torn, which leads to an advantageous behavior after inserting the reinforcement into the mold if protruding reinforcement surface parts can simply be torn away.
  • the individual layers can also be easily separated from each other, which leads to improvements in the behavior of the reinforcement if overlaps and approaches are required.
  • an upper and a lower glass fiber cover layer covers the nonwoven layer, one of which is needled with the nonwoven layer, while both glass fiber cover layers can be sewn or knitted with the nonwoven layer.
  • a glass fiber cover layer is sewn or knitted with a nonwoven layer and a second glass fiber cover layer is placed on this combination on the nonwoven side and connected to the preliminary product by needling.
  • Synthetic or natural fibers can be used as the nonwoven layer and, if desired, the Non-woven layer even contain a glass fiber admixture, which leads to a higher strength of the non-woven layer.
  • Needling the two glass fiber cover layers with the fleece layer in one step does not appear to be possible if needling is done simultaneously from above and below in the same area. With such a procedure, needling takes place, as a result of which the fibers of the nonwoven layer reach the outside, which must be avoided at all costs.
  • the one side would have to be subjected to the needling in one operation and then the other side in a second operation.
  • a method is proposed according to a further essential feature of the invention in which the glass fiber cover layers are placed on the nonwoven layer and the overall arrangement is fed to a needle station in which needle boards are arranged in such a way that a Needle board on one side of the overall arrangement is opposite a needle board-free area on the other side of the overall arrangement and a needle board on the other side of the overall arrangement is opposite a needle board free area on the opposite side of the overall arrangement and the
  • FIGS. 1 to 4 a needle station is shown schematically in FIG. 5.
  • 1 denotes a glass fiber cover layer
  • 2 a voluminous intermediate layer or fleece layer
  • 3 a glass fiber cover layer for the opposite side.
  • a sewing thread 4 can also be seen.
  • the needling is indicated by the needles 5.
  • FIG. 1 shows a textile reinforcement with a voluminous non-woven layer 2 and a glass fiber cover layer 1, which is needled to the non-woven layer 2.
  • FIG. 2 shows a voluminous non-woven layer 2 with an upper and lower glass fiber cover layer 1 and 3, the two cover layers 1 and 3 being needled with the non-woven layer 2.
  • the glass fiber cover layer 3 being needled with the fleece layer 2 (needle sticks 5) and the glass fiber cover layer 1 and the glass fiber cover layer 3 being connected to the fleece layer 2 via a sewing thread 4, i. H. the layers are additionally sewn or knitted.
  • the glass fiber cover layer 3 is sewn or knitted with the fleece layer 2 via the sewing thread 4, and a second glass fiber cover layer 1 is placed on this pre-product 8 on the fleece side, which is then needled (see the needle stitches 5).
  • the preliminary product 8 consisting of the glass fiber cover layer 3, which is sewn or knitted with the nonwoven layer 2, is connected.
  • Fig. 5 is intended to clarify that it is possible to produce a textile reinforcement in which the glass fiber cover layers are needled with the fleece layer on both sides of the overall arrangement, but needling is avoided.
  • the procedure is such that, in the overall arrangement of glass fiber cover layers 1 and 3 and nonwoven layer 2 conveyed by a needle station, for example viewed in the conveying direction, it first reaches the area of a needle board 6 and the needling takes place here, this then needled area after the needle board has been withdrawn from the Overall arrangement arrives in an area in which a needle board 7 is provided on the other side of the overall arrangement, which now carries out the needling from above.
  • the needle boards are thus offset from one another and this has the effect that the needling cannot be done.
  • the individual needle pricks 5 are also shown in FIG. 5.
  • glass fiber portions can be added to the fibers of the fleece layer 2.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine textile Armierung mit wenigstens einer Glasfaserdeckschicht und einer voluminösen, leichten, dicken und luftdurchlässigen Vliesschicht, wobei die Glasfaserdeckschicht bzw. die Glasfaserdeckschichten mit der Vliesschicht verbunden ist bzw. sind, und die Glasfaserdeckschichten mit der Vliesschicht durch einen Nähfaden vernäht oder verstrickt bzw. durch Nadelung allein oder zusätzlich verbunden sind.

Description

"Textile Armierung mit wenigstens einer Deckschicht und einer voluminösen Vliesschicht"
Die Erfindung bezieht sich auf eine textile Armierung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
In der EP 0 395 548 B1 wird eine Textilarmierung beschrieben, die für die Herstellung von Formteilen als Verbundstoff oder Artikeln mit einer solchen Armierung anwendbar ist, wobei wenigstens zwei textile Verstärkungsschichten vorgesehen sind, die beiderseits einer die Dicke des Produktes vorgebenden Zwischenschicht angeordnet sind. Diese Zwischenschicht oder Vliesschicht besteht aus einer Lage synthetischer Fasern, die eine dauerhafte Ondulierung aufweisen, so dass die Zwischenschicht eine leichte, dicke und lufthaltige Schicht darstellt. Die verschiedenen Schichten sind untereinander durch Vernähen oder Verstricken verbunden. Derartige sogenannte Sandwich- Konstruktionen dienen als Armierung im Glasfaserkunststoff- bereich, insbesondere in dem sogenannten RTM-Verfahren (resin transfer moulding), bei dem ein höchstmöglicher Harzfluß durch die Zwischenschicht und eine gute Drapierfähigkeit, d. h. also Formgebungsmöglichkeiten der Armierung angestrebt werden.
Die im Stand der Technik bekannte Textilarmierung weist eine hohe Dehnfähigkeit und einen ausgezeichneten Harzfluß auf, hat aber den Nachteil, daß die Festigkeitswerte im fertigen Laminat nur gering sind, da die Vliesschicht kein Verstärkungsmaterial enthält.
Aus der EP 0 176 847 A2 ist ein Schichtstoff bekannt, der als Trägerbahn für Dach- und Dichtungsbahnen eingesetzt werden soll. Hierbei wird ein vorverfestigtes Systesefaservlies mit einem vorverfestigten Mineralfaservlies vernäht. Eine solche verfestigte Trägerbahn kann nicht im RTM-Verfahren eingesetzt werden, da sie keinen Harzfluß ermöglicht.
Auch die in der DE 39 01 152 A beschriebene Trägerbahn ist mittels eines Melamin-Formaldehyd endverfestigt und kann e- benfalls nicht im RTM-Verfahren eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine textile Armierung zu schaffen, die bei gleichguter Harzflussqualität höhere Festigkeiten aufweist und ggf. im Gegensatz zu den Produkten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, eine glattere Oberfläche besitzt.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches und die Lehre des selbständigen Anspruches 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß die Glasfaserdeckschicht, unabhängig davon, ob eine oder zwei Deckschichten vorgesehen sind, mit der Vliesschicht durch Ver- nadelung verbunden ist. Durch den Einsatz einer Vernadelung erfolgt ein Einbringen von Glasfaseranteilen in die Vliesschicht, was zu höheren Festigkeiten im Laminat führt. Dadurch, daß als Verbindung der vorhan- denen Schichten eine Vernadelung eingesetzt wird, wird der sogenannte Nähfaden vermieden, so daß eine glattere Oberfläche im Fertiglaminat erreichbar ist.
Über die angestrebten Vorteile hinaus erbringt der erfindungs- gemäße Vorschlag den Vorteil, daß sich die Armierungsprodukte reißen lassen, was zu einem vorteilhaften Verhalten nach Einführen der Armierung in die Form führt, wenn überstehende Armierungsflächenteile einfach wegzureißen sind. Gleichzeitig können auch die Einzellagen bequem voneinander gelöst wer- den, was zu Verbesserungen im Verhalten der Armierung führt, wenn Überlappungen und Ansätze erforderlich sind.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß entweder nur eine Glasfaserdeckschicht oder eine obere und eine untere Glasfaserdeckschicht vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die Möglichkeit, daß eine obere und eine untere Glasfaserdeckschicht die Vliesschicht abdeckt, von denen eine mit der Vlies- schicht vernadelt wird, während beide Glasfaserdeckschichten mit der Vliesschicht vernäht oder verstrickt werden können.
Eine andere Möglichkeit besteht auch darin, dass eine Glasfaserdeckschicht mit einer Vliesschicht vernäht oder verstrickt wird und dieser Kombination auf der Vliesseite eine zweite Glasfaserdeckschicht aufgelegt wird und durch Vernadeln mit dem Vorprodukt verbunden wird.
Als Vliesschicht können synthetische oder natürliche Fasern eingesetzt werden und wenn dies gewünscht wird, kann die Vliesschicht sogar eine Glasfaserbeimischung enthalten, die zu einer höheren Festigkeit der Vliesschicht führt.
Das Vernadeln der beiden Glasfaserdeckschichten mit der Vliesschicht in einem Arbeitsgang erscheint nicht möglich, wenn gleichzeitig von oben und unten im selben Bereich genadelt wird. Bei einer solchen Vorgehensweise erfolgt ein Durchnadeln, wodurch die Fasern der Vliesschicht an die Außenseite gelangen, was unbedingt vermieden werden muß.
Sollen also die obere und die untere Glasfaserdeckschicht mit der Vliesschicht vernadelt werden, müßte in einem Arbeitsgang zuerst die eine Seite und dann in einem zweiten Arbeitsgang die andere Seite der Vernadelung unterworfen werden. Um diesen doppelten Arbeitsgang zu vermeiden und nur einen Arbeitsgang zu ermöglichen, wird gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Glasfaserdeckschichten auf die Vliesschicht aufgelegt und die Gesamtanordnung einer Nadelstation zugeführt wird, in der Nadelbretter derart angeordnet sind, daß ein Nadelbrett auf der einen Seite der Gesamtanordnung einem nadelbrettfreien Bereich auf der anderen Seite der Gesamtanordnung gegenüberliegt und ein Nadelbrett auf der anderen Seite der Gesamtanordnung einem nadelbrettfreien Bereich auf der gegenüberlie- genden Seite der Gesamtanordnung gegenüberliegt und die
Gesamtanordnung von Glasfaserdeckschichten und Vliesschicht durch die Nadelstation in Vorschubrichtung gefördert wird, wobei die Förderung kontinuierlich oder schrittweise erfolgen kann. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß im Bereich der Nade- lung ein Durchnadeln nicht erfolgen kann, daß aber trotzdem das Fertigprodukt, bestehend aus der Vliesschicht und den beiden Deckschichten, auf beiden Seiten vernadelt ist.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird diese anhand der Zeich- nungen erläutert. In den Fig. 1 bis 4 sind die verschiedenen Möglichkeiten dargestellt und in Fig. 5 schematisch eine Nadelstation.
In den Zeichnungen ist dabei mit 1 eine Glasfaserdeckschicht, mit 2 eine voluminöse Zwischenschicht oder Vliesschicht und mit 3 eine Glasfaserdeckschicht für die gegenüberliegende Seite bezeichnet. Weiterhin ist ein Nähfaden 4 erkennbar.
Die Vernadelung wird durch die Nadelstiche 5 angedeutet.
Fig. 1 zeigt eine textile Armierung mit einer voluminösen Vliesschicht 2 und einer Glasfaserdeckschicht 1 , die mit der Vliesschicht 2 vernadelt ist.
Fig. 2 zeigt eine voluminöse Vliesschicht 2 mit einer oberen und unteren Glasfaserdeckschicht 1 und 3, wobei die beiden Deckschichten 1 und 3 mit der Vliesschicht 2 vernadelt sind.
Fig. 3 zeigt eine Vliesschicht 2 und zwei Glasfaserdeckschichten
1 und 3, wobei die Glasfaserdeckschicht 3 mit der Vliesschicht 2 vernadelt ist (Nadelstiche 5) und die Glasfaserdeckschicht 1 und die Glasfaserdeckschicht 3 mit der Vliesschicht 2 über einen Nähfaden 4 verbunden sind, d. h. die Schichten sind zusätzlich vernäht bzw. verstrickt.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 wird die Glasfaserdeckschicht 3 mit der Vliesschicht 2 vernäht oder verstrickt über den Nähfaden 4, und auf dieses Vorprodukt 8 wird auf der Vliesseite eine zweite Glasfaserdeckschicht 1 aufgelegt, die dann durch Verna- deln (siehe die Nadelstiche 5) mit dem Vorprodukt 8, bestehend aus der Glasfaserdeckschicht 3, die mit der Vliesschicht 2 vernäht oder verstrickt ist, verbunden wird.
Schließlich soll Fig. 5 verdeutlichen, daß es möglich ist, eine textile Armierung herzustellen, bei der die Glasfaserdeckschichten auf beiden Seiten der Gesamtanordnung mit der Vliesschicht vernadelt sind, wobei aber ein Durchnadeln vermieden wird. Hierbei wird so vorgegangen, daß bei der durch eine Nadelstation geförderten Gesamtanordnung aus Glasfaserdeckschicht 1 und 3 sowie Vliesschicht 2 beispielsweise in Förderrichtung gesehen zuerst in den Bereich eines Nadelbrettes 6 gelangt und hier die Nadelung erfolgt, wobei dieser dann vernadelte Bereich nach Rückzug des Nadelbrettes aus der Gesamtanordnung in einen Bereich gelangt, in dem auf der anderen Seite der Ge- samtanordnung ein Nadelbrett 7 vorgesehen ist, das nunmehr die Vernadelung von oben vornimmt.
Die Nadelbretter liegen also versetzt einander gegenüber und hierdurch wird bewirkt, daß ein Durchnadeln nicht erfolgen kann. Auch in Fig. 5 sind die einzelnen Nadelstiche 5 eingezeichnet.
Um die Festigkeit der Vliesschicht 2 zu erhöhen, können den Fasern der Vliesschicht 2 Glasfaseranteile beigemischt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Textile Armierung mit wenigstens einer Glasfaserdeckschicht und einer voluminösen, leichten, dicken und luftdurchlässigen Vliesschicht, wobei die Glasfaserdeckschicht bzw. Glasfaserdeckschichten mit der Vliesschicht verbunden ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaserdeckschicht (1) mit der Vliesschicht (2) durch Nadelung verbunden ist.
2. Textile Arbmierung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Glasfaserdeckschicht (1 oder 3) vorgesehen ist.
3. Textile Armierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine obere und eine untere Glasfaserdeckschicht (1 , 3) vorgesehen sind, die mit der Vliesschicht (2) vemadelt sind.
4. Textile Armierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere und eine untere Glasfaserdeckschicht (1 , 3) vorgesehen sind, von denen eine mit der Vliesschicht (2) vernadelt und beide Glasfaserdeckschichten (1 , 3) mit der Vliesschicht (2) vernäht oder verstrickt sind.
5. Textile Armierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere und eine untere Glasfaserdeckschicht (1 , 3) vorgesehen sind und eine Glasfaserdeckschicht (3) mit der Vliesschicht (2) vernäht oder verstrickt und auf dieses Vorprodukt (8) auf der Vliesseite die zweite Glasfaserdeckschicht (1) aufgelegt und mit dem Vorprodukt (8) vernadelt ist.
6. Textile Armierung nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesschicht (2) aus synthetischen Fasern gebildet ist.
7. Textile Armierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesschicht (2) aus Naturfasern gebildet ist.
8. Textile Armierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesschicht (2) aus synthetischen Fasern mit Glasfaserbeimischungen herge- stellt ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer textilen Armierung mit einer voluminösen Vliesschicht und einer oberen und einer unteren Glasfaserdeckschicht, die durch Nadelung mit der Vlies- schicht verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaserdeckschichten (1 , 3) auf die Vliesschicht (2) aufgelegt und die Gesamtanordnung (1 , 2, 3) einer Nadelstation zugeführt wird, in der Nadelbretter (6, 7) derart angeordnet sind, dass ein Nadelbrett (6) auf der einen Seite der Ge- samtanordnung (1 , 2, 3), einem nadelbrettfreien Bereich auf der anderen Seite der Gesamtanordnung (1 , 2, 3) gegenüberliegt und ein Nadelbrett (7) auf der anderen Seite der Gesamtanordnung (1 , 2, 3) einem nadelbrettfreien Bereich auf der anderen Seite der Gesamtanordnung (1 , 2, 3) gegenü- berliegt und die Gesamtanordnung (1 , 2, 3) von Glasfaserdeckschichten (1 , 3, ) und Vliesschicht (2) durch die Nadelstation in Vorschubrichtung y_gefördert wird.
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