[发明专利]缝合的多轴无屈曲织物

说明书

本申请是2011年3月11日在中国专利局提交的申请号为201180014441.1(PCT/EP2011/053657)、名称为“缝合的多轴无屈曲织物”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种由至少两个重叠布置的层组成的多轴无屈曲织物(Gelege)，所述层由在层内彼此平行地布置、且并排地紧邻的复丝增强纱组成，其中一个层以及相邻的层内的增强纱通过彼此平行延伸且彼此以针迹宽度/横针距w隔开的缝纫线彼此连接并相对彼此固定，其中缝纫线形成具有线迹长度s的线圈，无屈曲织物的零度方向通过缝纫线限定，所述层的增强纱相对于无屈曲织物的零度方向对称地布置、且增强纱的延展方向与零度方向形成角度α。

背景技术

长久以来多轴的无屈曲织物或多轴无屈曲织物在市场上是已知的。多轴无屈曲织物理解为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。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。

纱线层如此重叠地铺设，即所述层的增强纤维彼此平行地定向或彼此交叉地定向。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。这种多轴无屈曲织物例如可借助于普通的经编机或缝编机制造。

利用多轴无屈曲织物制成的纤维复合材料构件特别适于直接平衡/反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重量。

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，并例如在升高的温度下变形而适应该模具的轮廓。在冷却后得到稳定的所谓的预制件，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)。

对预制件来说重要的是，一方面层内的纤维以及各个纤维层相对彼此充分固定。另一方面，鉴于所需的三维成型，需要多轴无屈曲织物的良好的悬垂性。最后同样重要的是，成型为预制件的多轴无屈曲织物能很好地被通过上述方法引入的基体树脂穿透。

例如在DE 102 52 671 C1、DE 199 13 647 B4、DE 20 2004 007 601 U1、EP 0 361 796 A1或US 6 890 476 B3中描述了多轴无屈曲织物及其制造。根据DE 10 2005 033 107 B3，首先制造由单向布置的纤维或纤维束形成的单个的垫子，其中所述单向布置的纤维或纤维束通过成圈线/绑扎线形成线圈、且所有成圈线包围和固定仅仅一根纤维或仅一个纤维束。在第二步骤中，如此制成的多个垫子的层相对彼此以不同的角度重叠放置并彼此连接。

EP 1 352 118 A1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。根据EP 1 352 118 A1的实施方案，当多轴无屈曲织物在高于缝纫纱熔点的温度下成型时，使用这种可熔的纱允许所述层之间相对彼此移动，并且，当随后在熔点之下冷却时允许形状的稳定，从而缝纫线起到了现场粘合剂的作用。根据EP 1 352 118 A1的说明，缝纫纱中的张力首先导致在无屈曲织物中形成槽区域，从而导致基体树脂更好的渗透。然后，把无屈曲织物结构加热至缝纫纱的熔点之上，其导致缝纫纱中的张力降低，由此导致增强纤维的波纹度的减小。根据EP 1 352 118 A1，缝纫线在无屈曲织物中的份额优选应该在0.5至10％(重量百分比)的范围内。