用于增强抗冲击或结构复合部件的增强织物制造技术

一种用于增强抗冲击和/或结构复合部件的增强织物(120，220)包括非金属载体(124，224)，一根或多根钢丝(128，228)被缝合到该非金属载体上。这些钢丝包括一根或多根钢细丝，这些钢细丝的拉伸强度是大于2000N/mm

Reinforced fabric for enhancing impact or structural composite parts

An enhanced fabric (120220) for reinforcing impact and / or structural composite parts comprises a non-metallic support (124224) and one or more steel wires (128228) sewn to the non-metallic carrier. These wires consist of one or more steel filaments, and the tensile strength of these steel filaments is greater than 2000N/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强抗冲击或结构复合部件的增强织物
本专利技术涉及一种增强织物，该增强织物包括非金属载体和至少一根钢丝，该至少一根钢丝通过线迹保持到所述载体上用于增强结构和/或抗冲击复合部件。
技术介绍
抗冲击和/或结构复合部件(在下文中缩写为‘复合部件’)是例如防撞梁，用于防撞梁的碰撞盒，汽车中的A、B或C柱，座椅壳等。它们通常通过在模具中将包括热塑性聚合物基体和增强纤维的半成品片材模制在一起制成的。增强纤维通常以包括玻璃或碳纤维的织物形式提供。织物可以由纤维本身制成-如在编织中-或可以保持在非卷曲、单向地或多轴向的纤维铺设结构中。最近，做出尝试将钢丝或帘线引入到复合部件中作为增强件。例如，WO2005/118263A1描述了纺织品产品，该纺织品产品包括至少一层非金属纤维和金属帘线(例如钢帘线)，这些金属帘线通过线迹结合到非金属纤维的这个层上。金属帘线基本上是直的并且彼此平行。该层和线迹的功能是在压制模制工艺中在熔融聚合物材料的固结过程中将金属帘线保持就位。EP0567845A描述了可模制的增强结构，该增强结构具有载体层以及以曲线路径固定到其上的非金属增强线。固定借助于由玻璃、聚酰胺、聚酯或棉制成的缝合线。所描述的产品和定制纤维放置(TFP)方法提供了设计优化或设计自由上的优点。将增强纤维与预期力线分布一致放置。US2004/074589A1描述了定制纤维放置(TFP)方法，其中使用化学或热可熔化的固定线将增强纤维缝到基板上，从而形成增强纤维结构。固定线首先用于将增强纤维固定在基板上，并且随后熔化，使得在预固定增强纤维的同时固定线分解，而不影响增强纤维结构的机械特性。DE102008043527A1描述了可拉伸的电加热元件，该元件包括弹性体载体和缝合到其上的基于碳或金属的帘线。尤其提到‘钢丝’(第[0027]段)，但没有提及其任何制造或强度。基于碳或金属的帘线的功能是导电，从而产生热量。因此，所描述的产品不适合于增强复合部件：其拉伸并且不赋予强度。使用钢帘线或钢丝用于增强塑料材料(如例如在WO2005/118263A1中描述的)提供了当使用基于普通人造纤维如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维或类似材料的纤维增强时不可获得的特别优点。更具体地，塑料复合部件的钢帘线或钢丝增强导致在冲击时增加的能量吸收能力。此外-不像常用的增强材料-用钢帘线或钢丝的增强的塑料部件在冲击时保持它们的完整性。然而在冲击时玻璃或碳增强的防撞梁粉碎成碎片-从而形成安全风险-钢丝或钢帘线增强梁主要保持为一(其严重地变形)片。然而，其中可以提供由钢帘线或钢丝制成的增强织物的形式或图案目前受限制，在于这是单向的，由于平行安排这些钢帘线(例如通过缝合，WO2005/118263，通过经编，WO2009/062764A1，通过编织，WO2001/044549，通过以条包围，WO2003/076234)。多向增强可以仅仅通过在不同方向上堆叠单向增强层来获得。对于某些应用，这妨碍了使用基于钢帘线或钢丝的增强层，其中例如孔必须在复合部件中制成，或者复合部件具有复杂的形状，例如圆形或球形形状。对单向增强的这种限制对于将钢帘线或钢丝作为增强件引入在复合件中是缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于增强抗冲击和/或结构复合部件(‘复合部件’)的基于钢丝的基增强织物，其避免了现有技术的缺点。本专利技术的主要目的是提供一种具有改进的设计自由的用于复合部件的基于钢丝的增强织物。本专利技术的另一个目的是提供生产此种用于增强复合部件的增强织物的方法。最后，描述了包括具有与已知技术相比的优点的增强织物的复合部件。简言之：诸位专利技术人成功地适配了用于钢丝的刺绣工艺或定制纤维放置。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于增强抗冲击或结构复合部件的增强织物，该增强织物包括非金属载体和至少一根钢丝：该钢丝包括一根或多根钢单丝并且所述单丝中的任何一根具有大于2000N/mm2的拉伸强度。至少一根钢丝以曲线轨迹通过线迹保持在所述载体上。根据本专利技术，术语‘抗冲击和/或结构复合部件’或简称‘复合部件’是指任何部件，其中该部件的结构强度或抗冲击性是通过将增强织物和聚合物基体组合获得的。抗冲击部件例如被包括在汽车部件的碰撞管理系统中，如汽车的前面或后面的防撞梁，或在防撞梁后面的碰撞盒或悬挂弹簧杯。结构复合部件例如是车辆的A、B、C或D柱，座椅壳，椅子或类似产品。应注意的是，‘抗冲击部件’和‘结构复合部件’不是相互排斥的：防撞梁也是结构部件并且柱还必须具有一些抗冲击性。根据本专利技术，术语‘非金属载体’简单地排除金属作为载体的材料。非金属载体可以是非金属纤维的织造、非织造或针织织物，如稀松布(‘具有开放型构造的织物，该织物被用作在涂覆或层压的织物的生产中的基础织物’或者‘用两根彼此垂直铺设的纱线片材制成的并且用粘合剂粘合的织物’)。可替代地，该非金属载体可以是层、网、膜或网络。这些非金属纤维可以具有天然来源，例如，棉、羽毛、羊毛等，或人造纤维，例如聚酰胺(6或6.6)、聚烯烃纤维(如聚乙烯或聚丙烯)、聚-芳族聚酰胺纤维、或玻璃或碳纤维或甚至矿物纤维。可以使用的膜例如是聚乙烯、赛璐珞、聚酯或聚酰胺。该载体的功能是它必须经受来自该钢丝作用在其上的力并且它必须易于缝合上。在该模制工艺过程中，该载体还必须将这些钢丝保持在正确的位置处。优选地，该非金属载体具有开放型结构，在模制过程中穿过该开放型结构聚合物基体可进入。可能地，在该增强织物的加工中，可以失去该载体。这可以通过选择与将要使用的基体材料一致的载体的组成实现。因此，如果在聚酰胺基体中工作，则用于该载体的聚酰胺是优选的选择。可替代地-当基体材料仅被递送到该增强织物的一侧时-该载体可以在注射模制且冷却后‘剥离’。‘钢丝’本身必须以最广泛可能的方式进行解释。它可以是单钢单丝，或者该丝可以由若干钢单丝组成，被称为‘钢帘线’。可能地，可以将其他非钢纤维加入到其中-可以被称为‘混合钢帘线’-但在任何情况下，至少一根钢单丝必须在里面。本专利技术的上下文中，‘一根钢丝’是单一连续长度的钢丝。因此，两根或更多根钢丝是单独的钢丝，各自具有不必是一样的连续长度。当存在两根或更多根钢丝时，该措辞不意味着这些钢丝必须具有相同的制造或类型。取决于其需要的特性，每根钢丝可以是不同类型，如在下文中解释的。该钢帘线可以是单丝的‘束’。其中束是指单丝成群地被保持在一起，而不围绕该丝的轴线将这些单丝有意加捻。单丝可以借助于围绕它缝合的粘合剂单丝或缠绕丝保持在一起(缠绕丝围绕该束完全转弯，缝合的丝围绕该丝来回运动)。可替代地，这些单丝可以通过聚合物涂料或胶保持在一起。优选的替代方案是如果单丝的束由线迹保持，该线迹将该钢丝保持在该载体上。该钢丝还可以呈‘股’的形式。在这种情况下，单丝以预期捻距围绕该丝的中心加捻。或者所有单丝都接收相同的铺设，该铺设的典型的实例是密集型帘线(其中所有单丝直径是相等的)，Warrington或Seale股(其中单丝以某一图案配合在一起)。可替代地，可以以多层制成股，其中将单丝层以层捻距围绕中心单丝或前体股加捻，产生层状帘线(例如3+9+15帘线，其中3根单丝加捻在一起的芯股被9根单丝的层包围并且最终用15根单丝的层包围)。该钢丝可以是钢索。钢索是包括钢股的钢帘线，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增强抗冲击和/或结构复合部件的增强织物，该增强织物包括非金属载体和至少一根通过线迹保持到所述载体上的钢丝，其中所述钢丝包括一根或多根钢单丝，其特征在于，所述一根或多根钢单丝具有大于2000N/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增强抗冲击和/或结构复合部件的增强织物，该增强织物包括非金属载体和至少一根通过线迹保持到所述载体上的钢丝，其中所述钢丝包括一根或多根钢单丝，其特征在于，所述一根或多根钢单丝具有大于2000N/mm2的拉伸强度，并且所述至少一根钢丝以曲线轨迹通过线迹保持在所述载体上。2.根据权利要求1所述的增强织物，其中所述钢丝中的钢单丝的数目是少于一百。3.根据权利要求1或2中任一项所述的增强织物，其中所述单丝中的任一根的截面具有凸形，该凸形具有大于0.008mm2且小于1.14mm2的截面积。4.根据权利要求1至3中任一项所述的增强织物，其中所述钢单丝具有所述钢单丝的拉伸强度的至少65％的屈服应力。5.根据权利要求1至4中任一项所述的增强织物，其中所述曲线轨迹局部地具有的曲率半径小于所述钢丝中具有最大截面积的单丝的等效直径的70倍。6.根据权利要求1至5中任一项所述的增强织物，其中在该轨迹中在具有小曲率半径的位点处比在该轨迹中在具有大曲率半径的位点处存在更多的线迹/单位长度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的增强织物，其中所述钢丝是可塑性弯曲的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的增强织物，其中所述钢帘线轨迹保持开放，使得聚合物可以穿过所述增强织物。9.根据权利要求1至8中任一项所述的增强织物，其中所述轨迹环绕所述载体上的特定区域。10.根据权利要求1至9中任一项所述的增强织物...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨克·科尼利厄斯，维尔勒·范·沃森霍夫，朱利安·威尔金，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，天纳克汽车经营有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE