DE1958159A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gebildes aus orientierten Stapelfasern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Gebildes aus orientierten StapelfasernInfo
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Description
5)^-3394
B1 e a, C1 h y g 1 b u
VM Ser PatentaniBiiidu?jff
der Firaa
ie, Hanover
. We 1·
betreffend
aus oiIQatit Solf
Dia Erfindung besieht sich suf aisi Verfahren sum Bbhand©ln
von MIöb bsv;«' Fassrn 'an*l betrifft insbesondere
die Herstellung ύοά orisntisr1;ca. Qebildea aus BtC^iI"
zum XaipTE^
!rirfliöa vsTv/siiäst w&i-asn solion oder
für sn-lare 3?i-^ävik«3F um eis au '/©rstäirken bswo au füllen«
Iröjmeis raanchmal iw 2ufallsverteilu»ig üüst Semisufallsverteilun-g
eingesetzt werden» doch ist ea für viele
Zv/scks erwünscht ρ öaö di»r größess Anteil des Fäden
baw, Faaern in einer Sichtung angeordnet ist. Wenn
man belspiolt.weiso Stapalfafööm mm i'adenförmigea
Kohlenstoff ale Veretärkusigematorial in Kunetstoffen
soll, iet as !lochst erwünschte daß die Päden
00982A/ 1816
ORIGINAL
größtenteils in die gleiche Richtung orientiert sind«
Auf die Lösung dieser besonderen Aufgabe iet die vorliegende
Erfindung hauptsächlich gerichtete Ea ist
jedoch derauf hinsm/eisen, deß die Erfindung für alle
Zwecke verv/endet werden kann? bei denen ein Gebilde
mit in gleicher Richtung orientierten Stapelfaeern verlangt wird«,
Das Verfahren zur Herstellung ein^e Gebildes von
orientierten Stapelfasern besteht erfindungogamäß darin?
daß man eine Dispersion von Stapelfasern in einem flüssigen
Medium mit solcher Geschwindigkeit einer perforierten Oberfläche zuführt, daß laminare Ströaungsbedingungen
auftreten und das Flüssigkeitamedium durch die perforierte
Oberfläche hindurchtrsten kann, aber die Stapelfasern zurückhält, so daß die Stapelfasern auf der perforierten
Oberfläche zurückbleiben» und zwar im wesentlichen im
rechten Winkel zu der Strömungsriohtung der Dispersion.
Die Erfindung beruht euf der Erkenntnis,daß, wenn Fasern
mit Stapellänge von einer Flüssigkeit getragen werden, die laminare Strönrnngseigenschaften aufweist, und in dieser
Flüssigkeit auf eine perforierte Oberfläche auftreffen, sie dazu neigen, sich in einer Richtung anzuordnen, die
senkrecht zu der Strömungsrichtung verläuft.
Eine Dispersion von Stapelfasern zur Verwendung bei dem
009824/1816
Verfabren der Erfindung kann beispielsweise dadurch
hergestellt werden f daß man. die Stapelfasern einer
Strömung einer turbulenten Flüssigkeit zuführt, wobei es eich bei der Flüssigkeit vorzugsweise um Wasser
handeln, kann« Jedoch kenn auch jede andere Flüssigkeit
verwendet werden r die gegenüber dem Fasermaterial inert
ist. Hach dem Dispergieren der Fasern in der Flüssigkeit
werden die Strömungabedingungen so eingestellt* daß die
Turbulenz verschwindet und die·Dispersion der Fasern
in laminarer Strömung durch ein Rohr geleitet wird,'
z.B« über einen Überlauf cder eine Keine von tberläufen.
Stapelfasern« die siCh für daa erfindungsgeaaPe Verfahren eignenf sind natürliche Fasern, z.B. eus Baumwolle*
Leinen oder Wolle BO"'ie synthetischen Pasern,
z.B. viskose Rayon, Acetat-r Nylcr«, Polyeeter-Zoder
Polyacrylfesern. Bei einer bevorzugten Aueführungsforrn
besteht dtß AuegGngsmnterinl uua einer Dispersion
von fadenförmigen Kohlenstoff mit Str-psllänge, wobei
eich diese Fasern voraugsvsiac vor. ei nee Material ab-
leiten, das durch Hochtempertiturbelvcndlung von synthetischen Fasern,- die sich vollständig oder hauptsächlich
cue Pol/acrylnitrii bestehe, erhalten woröen
ist» Wenn sich die Fasern nicht leicht durch Dispergieren in der Flüssigkeit benetzen laeseu. kann es erwünscht
eeinr ein Benetzungsmittel eu verwerfen*
00982W 1816
Bei e-i-ar Fora der ErfincU'nj;: kann eine Dispersion von
ΚοΜβηϋϋοΓΓ&Ββΐη in !".f.süsr fiuroh eia Itohr geführt werden»
inCain jäsn sie auf f-ins perforierte Oberfläche auf fließen
läse*,- vrie- ein Ge./eb^ eus Metallfaden oder ©üb einem
Textilmaterial» Dioeö perforierte Oberfläche bev/egt eich
relativ au de-r, Rchr in einer Richtung ins rechten Winkel
sur Strömung £er Pliiceiii'icei-'-sdinpüraioa in dem Rohr.
So ücarm aich beicpielsveise die perforierte Oberfläche
selbst in die erfordoi'liche Richtung bewegen. Sie kann
gegebcnsnfo.X-ls ein kontinuierliches Band der8tellenf
welches über Fübrmgevp.lEen läuftΓ Λτοη. dem die Ansammlung
der Pesern kontinuierlich entfernt werden kann« Um aber
auch v«rhältniei3£ii3ig kurse Gebilde der Paeern erzeugen
zu können, kenn die psrl'orierts Oberfläche ortsfest sein
und das Rohrr '/eleheE dia Diap^r^ion 6av Faaern trägt,
kann eich entlang ciee^r Oberfläche in die geforderte
Hi ihtung beifügen. ν."β·>ο ^lne breite Anordnung von Fasern
er?o?tf<irXS ^'>
ist»·. Jr^nn«·?* K./.rert ΓίθΓ.ι& verv;endet werdens
die iiren Inhalt J»er eino wesentliche Breite der perforierten
Gh«-L*fläche zinü&n cder ii-j ?,chr, v/slches mehrere Hin— und
Herbsv/egungen tutfuliri (rulio ein Penöelrohr).
Bei einer bevorzugten Form der Erfindung, mit der man
einen hohen Orientierungsgrad der Pasern erreichen kann, v/ird die Disperaion der Paeei'n über einen Überlauf oder
eine geneigte Platts geführtf die eo angeordnet ist, daß
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die Dispersion auf dia perforierte Oberfläche mit einsro
relativ klsin^ri Gefälle ν-ηά ohne au t^ar!^ Turbulenz ge
leitet wird, uffi eine Störung öer V&e&tn auf α«*ϊ pW
Platte au vermeiden* Mn eolchear Überlauf cder Platte kann
flachs, gerillt^ gewellt oder tODgeafcuft a@±nt um die Verteilung
der Fesern ia der Dispersion entlang ihrer Breite
und auch die Ausrichtung der Fasern v/äh-rsnd des Strösena
und nuf der perforierten. Oberfläche zn verbessern« Ein
Mehrfach-Dbt&rlauf Qd ^r siue Platte? bestehend- &v.ü einer
Anzahl von gestuften Abscheiden^ kann angewendet w®?dens
am die gebärdte Stxoaung über eine größere Fläche au verteilen und die Tuiriralens auf üer perforierten Oberfläche
auf ein Mindestffißß su verringern. D±9 perforierte Obe'rflä·.
he eölbst kann höri^ößtal angeordnet sein oder sie
kann geneigt öein» im «San Ablauf der Flüssigkeit su fördern»
Zwei oder meiri'ers Schichten von. orientierten Pasern können
gegebenenfalls zuaayimsngelegt werden, und euföiRaiiderfolgende
Schichtsii 2-önnea ihre Fäden in verschiedenen
Richtungen orientiert haben» suB« in rechten Winkeln zueinander
O
Bis Erfinüung k&.nn auch ongev/^ndet v/erdssip uai ein Polster
mit radial orientierten Ρβ,ίβτη harzustelllen, beispielsweise t indem man die P&oern auf eine rotierende perforierte
Oberfläche ablagert» Ein aolchea Polster eignet ei h beispielsweise für die Herstellung von Lagern, die
0-09824/1818 SADORIGINAL
rait fadenförmigere K&terial, z.B. raii; Kohlenatoffasern»
ra'jävli't sind»
Anordnungen von Fssern, die mit dem
Verfahren erzeugt Jordan sind* eignen sich ala nicht gewebte
Textilien und körmen{ falls erwünscht, mit Harzen
oder anderen Bindematerialien^ verbunden werden, damit
ihnen eine susätsliche Festigkeit verliehen v/ird« Solche
Anordnungen von Pasern sind ;jedoch von besonderem Wert
bei der Herstellung von Verbundmaterialien, in denen
£3.B. Kohlenstoff- euer Graphifcfasern in eine Harzmatrix
eingearbeitet werden» 3)ie Erfindung erstreckt sich auch
euf Verbundmaterialien, die in dieser V/eiee hergestellt
v;orden sind.
Die Erfindung wird nun enhend weiter Einzelheiten unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist sin seheaiatischer Querschnitt einer 7orrichtung
2u*f Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der
die Dispersion durch ein Rohr auf eine perforierte Oberfläche geführt wird.
Figo 2 ist ©ine acheinatisohe Seitettarisieht einer modifizierten
AusführungsforiB der Vorrichtung nach Pig. 1»
in der die Zufuhr mit Hilfe eines Überlaufs erfolgt.
009824/1816
BAD
Wie aus !ig. 1 ersichtlich» wird ein Trog (1) mit V/asser
aus eine« Bohr (2) und mit Kohlenetoffaaern von Stapellänge
aus eine» trichter (5) beschickt, βυ daß si.h eine Dispersion (4)
bildet, die über einen überlauf (5) in einen Sank (6) befördert
wird. Die Dispersion tritt von dem Tank (6) über
ein Rohr (7) alt einer genügend langsamen Geschwindigkeit
ausglitt eine laminare Strömung in dem Rohr (7) zu erhalten;
sie fällt auf die obere Beim eines endlosen perforierten
Bandes (B)f welches im Abstand hiervon über horizontal angeordnete Walzen (9) und (10) beii&uft, vobei v/enigetens
eine von Ihnen mit (nicht gezeigten) Antriebsmittel engetrieben wird* Eine Matte von Eohlenetoffasern (11) wird
auf dem Band (8) abgelagert, während das .v'aaser nach unten
durch die Perforationen strömt. Die Matte wird von den Band
Bit einer Führungsplatte (\2) abjenor^jen und auf eine
Waise (2?) aufgerollt.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1f
wobei der Tank (6) mit einer überlaufrutsche (14) versehen
ist. Von dem schrägen Plattenauelaea '15) wird die Dispersion
direkt dem perforierten Band (8) zugeführt. Ib übrigen ist die Vorrichtung ähnlfch aufgebeutf wie
die nach Pig. U
Die Erfindung wird weiter durch als folgenden Beispiele
näher erläutert:
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B ^nI11 B11nT) JnJS1 1 , 1:
Bine Dispersion von Kohlenstoffaeern wurde hergeatellt,
indem eine Mischung von 20 g fadenförmigem Kohlenstoff mit 4*5 cm StapellMnge in 135 1 v/aneer gegeben und die
Mischung durch eine Kreiselpumpe in Umlauf versetzt wurde.
Die Diepc-s-aion vraröe in einer Menge von 18 l/Min durch
ein Rohr mit 2f5 cm Durchmesser geführt» das in eine epaten
förmige Platte endete, auf der fiie Dispersion einen Strom
von ungefähr 10 cm Breite mit laminaren Strömungseigen«·
schäften bildete* Man ließ die Dispersion auf eine horizontale
Gase von 12 Maschen pro Zentimeter fließen» die sich in wesentlichen im rechten Winkel sur Strömungs-·
richtung bewegte* Es wurde ein Band aus Kohlenstoffasern
erhalten« in dem die Fasern im wesentlichen in Richtung
der Bewegung der Geee orientiert varen·
IJL JL JLJLi .,S^LuJLJL
Eie BediRj;uhe^n 5*ε Böispiels 1 ^nirden wiederholtf je
doch vmrdfc tile Gü-ze entip-n^· ihrer länge ao gofaltett
ö&fs die Ftefern sur Ι.ν-Λ^ίσ':. iuing %'t>rüiils3ijt wurden und
sich in dar Γεί'όε ir Γ-rK eines Ksrdenbandes mit im
ientierung anordneten.
0 0 9 8 2 A / 1 8 1 6 r
BAD ORfQINAL
B e i ο p i 8 1 3 s.
Eine Dispersion von 50 ;; Kohlenstofi'ssarn mit 1 cm
Länge in 135 1 Vvaoser wurde auf eine .50 cm breite Gaze
mit Hilfe einer geneigten Zufuhrplatte c. die au3 einer
flachen Bahn von 61■cm Länge und 25*5 cm Breite bestand,
in solcher Weise geführt, daß die Dispersion in laminarer
Strömung über die volle Breite der Gaza strömte· Die Zufuhrplatte v/urde über "die Länge der Gaze in Pendelbewegung
geführt, bo daß sich eine Faesriüa^ts von 60 χ 30 cm mit
einera Trockengewicht von 230 g/m' bildete«
Die in diesem Beispiel erhaltene Matte wurde zu einem
Laminat mit Hilfe einer !poxyharza-atrix verarbeitet»
16 Schichten von IX0S x 2,5 ce wurden miteinander unter
Bildung eines Leminats ver formt., wobei die Länge der
Schichten parallel zu der Lage der Fasern verlief. Bin
ähnliches Laminat wurde surgesteilt, indem die Fasern
in dsi anöeTsn Ei htung orientiert waran- Das Laminat,
in dem die Fasern in Längsrichtung lagen, hatte einen Zugmodulr
der usa ö&a .-J,3-fach2 größer nls der des anderen
ta war.
B e i s ρ i a I 4 :
Eine Dispersion von 100 g 2 cia langen Kohlenatoffssern
in >35 1 tfasoer vmröß über sine geneigte Zufuhrplattee
009824/18 16
wls bei Beispiel 5 nach unten geführt« wobei man ein
Polster von Pasern in einer Fläche von 30 χ 15 cm und mit einem Trockengewicht von ungefii r 2 kg/ni erhielt.
Die Fasern in der filzförmigen Schicht waren im wesentlichen
vollständig in Richtung der Pendelbewegung zu der Linie der Strömung orientiert.
Beispiel 5 *
Eine Dispersion von Kohlenstoffädan v/urde wie bei
Beispiel 4 nach unten in einem Kanal von 3»8 cm Breite
geführt, wobei sie entlang des Radius einer sich langsam drehenden Platte aus Drahtgaze abgelagert wurden.
Die in radialer Richtung gesammelten Fasern bilden ein
Polster? das sich sur Verwendung in Laminaten in Lagern
eignet»
009824/1816
Claims (1)
1 *
-11-
Patentansprüche ι
Verfahren «ur Herstellung eines Oebilßea vea orientierten Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet,
daß nan tin· Piapereion von Stapelfasern in einen flüssigen
Medium einer perforierten Oberfläche als laminare Ströaurig
euführt, wobei die Plüssigkeit durch die Oberfläche hindurchtreten kann, während die Stapelfasern auf der perforierten Oberfläche zurückgehalten und im weaentli hen im
rechten Winkel «u der. Strömungarichtung der Dispersion
abgelagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß man als Stapelfasern Kohlenstoff «-oder
Qraphitfaeern verwendet.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß nan ale Stapelfasern Baumwolle
Leinen-, WoIl-, Viekoserayon-, Oelluloeeacetat-t Nylon-i
Polyester- oder Polyacrylnitrilfaaern verwendet.
4. Verfahren nach Anepruch 1 bis 5, dadurch g e k e η η-zeicbnet, daß men ale flüeeigfR lied J um Vfesssr verwendet.
5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η nseichnet, dad man ein flüssiges Medium mit einem
009824/1816
Benetzungsmittel verwendet·
60 Verfahren nach Anspruch 1 bis 5P dadurch gekennzeichnet;
da3 man die Dispersion von Stapelfasern durch ein Rohr der perforierten Oberfläche zufuhrtp die
sioh relativ au der Austrittsöffnung dee Rohre bewegt*
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5f dadurch gekennzeichnet«
daß man die Dispersion der Stapelfasern der perforierten Oberfläche durch ein Bohr «uführtt dessen
Auetrittsöffnung eich relativ su der perforierten Oberfläche
bewegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet,
daß man die Dispersion der Stapelfasern über einen Überlauf der perforierten Fläche zuführt, wobei
das Gefälle des tberlaufs klein genug ist, um eine zu starke Turbulenz auf der perforierten Oberfläche au
vermeiden«
9. Verfahren nach /napruoh 8B dadurch gekennzeichnet;
üüS der Abflues des Überlaufe in Form
einer gfene-'.^t, ;i Platte ausgebildet iat*
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9{ dadurch g e k e η η-zeichne
·-.; daß der Überlauf aus mehreren Abschnitten
stufenförmig ausgebildet ist.
009824/ 1816
BAD ORiGlNAt
11 ο Vvvführeh nach Anspruch 1 bis "IC*'dadurch g; s
!renn a e i ~ h λ © t» öü3 aiün iiie ßs'bil^e äsv
Stapelfa*j'3r?» r'.a solche ^on οβτ rssforierte». Ober-
12 ο Verfahren iiiv-jh Anspruch 1 bis 11? öadui'ch g e
kennsei ti h a e tP daß man das Gebilde der
Stapelfasern von der perforierten Oberfläche
fernt und in ftiaer .Kaars^atriic einarbeitet*
009824/1816'
BAD ORIGINAL
L e e r's e i f e
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB5484868 | 1968-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1958159A1 true DE1958159A1 (de) | 1970-06-11 |
Family
ID=10472248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691958159 Pending DE1958159A1 (de) | 1968-11-19 | 1969-11-19 | Verfahren zur Herstellung eines Gebildes aus orientierten Stapelfasern |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE741935A (de) |
| DE (1) | DE1958159A1 (de) |
| FR (1) | FR2023633A1 (de) |
| NL (1) | NL6917367A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2850833A1 (de) * | 1978-11-24 | 1980-06-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur herstellung von orientierten kurzfaservliesen |
| DE3122022A1 (de) * | 1981-06-03 | 1982-12-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | "vorrichtung zur herstellung von orientierten kurzfaservliesen" |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1400530A (en) * | 1972-12-21 | 1975-07-16 | Nat Res Dev | Production of mats of aligned fibres |
-
1969
- 1969-11-19 DE DE19691958159 patent/DE1958159A1/de active Pending
- 1969-11-19 FR FR6939749A patent/FR2023633A1/fr active Pending
- 1969-11-19 BE BE741935D patent/BE741935A/xx unknown
- 1969-11-19 NL NL6917367A patent/NL6917367A/xx unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2850833A1 (de) * | 1978-11-24 | 1980-06-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur herstellung von orientierten kurzfaservliesen |
| DE3122022A1 (de) * | 1981-06-03 | 1982-12-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | "vorrichtung zur herstellung von orientierten kurzfaservliesen" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL6917367A (de) | 1970-05-21 |
| BE741935A (de) | 1970-05-04 |
| FR2023633A1 (en) | 1970-08-21 |
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