[发明专利]具有聚合物无纺织物的多轴无屈曲织物

说明书

技术领域

本发明涉及一种由至少两个重叠布置的复丝增强纱层组成的无屈曲织物（Gelege），其中所述无屈曲织物在由复丝增强纱组成的层之上和/或之间具有至少一个由热塑性聚合物材料的无纺织物形成的层。

背景技术

长久以来由增强纤维或增强纱组成的无屈曲织物在市场上是已知的。为此经常使用多轴无屈曲织物，其具有由多个彼此重叠布置的纱线层组成的结构，其中纱线层由彼此平行布置的增强纱的经纱组成。纱线层如此重叠地铺设，即所述层的增强纤维平行地或彼此交叉地定向。角度几乎可以任意地调节。然而，多轴无屈曲织物的角度通常设定为0°、90°、正负25°、正负30°、正负45°或正负60°，并如此选择结构，即相对于零度方向得到对称的结构。

像提到的多轴无屈曲织物由于其构造可以专门用于制造复杂的结构。在此，无屈曲织物在没有基体材料的情形下铺设在一模具中并适应该模具的轮廓。由此得到所谓的预制件，接着制造复合材料构件所需的基体材料通过浸渍或注射、同时在使用真空的情况下被引入该预制件中。在此，已知的方法有所谓的液体模塑成型（LM法）或与之类似的方法像树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂传递模塑（VARTM）、树脂膜熔渗（RFI）、液体树脂灌注成型（LRI）或柔性模具树脂渗透成型（RIFT）。

利用这种由增强纤维形成的无屈曲织物制成的纤维复合材料构件特别适于直接平衡作用于由构件的受力方向/荷载方向引入的力，并因此保证高的强度。在此，多轴无屈曲织物中纤维密度和纤维角度与构件中的负荷方向的匹配实现了低的单位面积重量。

重叠布置的纱线层可以通过多个彼此并排布置且彼此平行延伸形成线圈的缝纫线或针织线彼此连接和相对彼此固定，因此通过这种方式增强多轴无屈曲织物。在此，缝纫线或针织线形成多轴无屈曲织物的零度方向。例如，这种多轴无屈曲织物可以借助于普通的经编机或缝编机制造，例如借助于本领域技术人员已知的LIBA机或Karl Mayer机。例如，在DE 10252671C1、DE 19913647B4、WO 98/10128或EP 0361796A1中描述了通过缝纫线或针织线连接的多轴无屈曲织物及其制造。

EP 1352118A1公开了一种多轴无屈曲织物，其中增强纤维的层借助于可熔的缝纫纱固定，该缝纫纱实现了多轴无屈曲织物在高于缝纫纱熔点温度下的良好的可成型性以及在随后冷却时的形状稳定性。通常使用由例如聚酰胺或聚酯的热塑性聚合物形成的缝纫纱，例如像在EP 1057605中公开的那样。

在US 2005/0164578中描述了一种用于复合材料预制件的半成品，该半成品具有至少一个由增强纤维织物形成的层，且其中为了稳定纤维集成/内置在至少一个所述层中，当预制件承受升高的温度时，该纤维稳定/增强预制件，且所述纤维溶解在随后为了制造复合材料构件而使用的基体树脂中。WO 02/16481也公开一种由增强纤维组成的结构，该结构例如用于预制件，其中所述结构包含柔性的聚合物成分，该聚合物成分例如以纤维的形状被引入增强纤维之间、或者作为缝纫线使增强纤维彼此连接。柔性的聚合物成分由可溶解在所使用的可硬化的基体材料中的材料组成。

根据DE 19809264A1，可以在所公开的纤维无屈曲织物的由增强纤维形成的、彼此缝合的层之间铺放由热塑性聚合物形成的粘合无纺织物。当构成这种无纺织物的聚合物被加热超过熔点时，通过这些熔融粘合的无纺织物，纤维无屈曲织物可以简单地成型为三维结构，所述三维结构在冷却后由于基本上不存在复位力而保持其形状。

无定向/随机铺设的纤维垫或无纺织物、或短（切）纤维织物或垫也部分地放置在由增强纤维形成的纱线层之间，以便例如改进无屈曲织物的可浸润性或者改进冲击强度。例如在DE 3535272C2或US 2007/0202762中描述了具有这种垫状中间层的多轴无屈曲织物，其中对DE 3535272C2中的无纺织物或垫来说，公开的单位面积重量在100到1200g/m²之间，而US 2007/0202762中公开的单位面积重量为40g/m²到161g/m²。