[发明专利]使用纤维结构的切屑的方法

说明书

本发明涉及一种使用织物切屑(fabriccuttingscrap)的方法。

织物是例如由在连续股状的复合材料的制造中使用的纤维编织、织造 或铺设的织物。

连续股状的复合材料通常通过将织物嵌入模具中，然后向模具中注入 模制聚合物(例如热固性聚合物或热塑性聚合物)而形成。所用的织物例 如可为编织物、针织物或无纬织物。可叠加两层以上相对彼此旋转或不旋 转的织物。

尤其当织物采用通过辅助线束支撑在一起的织造纤维、针织纤维或平 行纤维的形式时，它们的形状与待生产的组件的形状不符。因此，首先需 要生产组件的织物必须切割成一定尺寸。在该过程中产生的切屑不能用于 生产其他连续的股状增强组件。因此，切屑通常被送去处理掉。特别地， 当前碳纤维切屑通过焚化而处理掉，但由于碳纤维的高成本，这是不希望 的。

除了热回收外，DE-A102009023529公开了这样一种方法：首先将 未浸染的碳纤维的纤维复合材料碎屑切割成确定纤维长度的片段；这些片 段被解离至纤维个体化的程度，并将所得的随机形式的碳纤维重组成纺成 连续的纱线的纤维非织造网或纤维梳棉网(fibrouscardweb)。此处产 生的具体问题是，通过聚芳基酰胺纤维或芳纶纤维进行的这种重复撞击 (例如在锤式粉碎机中)分解成单根纤维的基本无损的再利用不能用于碳 纤维。具体而言是因为碳纤维的脆性，所以该方法不能粉碎成可计量的或 极短的纤维，因此不能实现用这些纤维充分加固聚合物部件。在DE-A10 2009023529中描述的该方法的一个具体缺点是要求保护可计量的材料 需要巨大的支出。在现有方法中不能直接使用切割片段。

因此，本发明解决的问题是提供一种不具有现有技术缺点的使用织物 切屑的方法。

该问题通过一种使用织物切屑的方法来解决，所述方法包括以下步骤：

(a)将切屑切成薄片，

(b)将薄片掺入聚合物熔体中，

(c)将聚合物熔体与薄片捏合，从而将薄片分解成单独的纤维，

(d)将聚合物熔体和掺入的纤维模塑成中间制品。

将碎屑切成薄片提供了一种将单独的薄片掺入聚合物熔体中的简单 方法。由于碎屑被切割成薄片，纤维之间原来的键不足以使薄片保持其形 式，因此碎屑在掺入和捏合至聚合物熔体中的过程中被分解成单独的纤维。 这使得可以使用薄片生产相当于短切股状材料的纤维增强的聚合物。

在一个优选的实施方案中，产生切屑的织物为通常由连续的股状纤维 制造的织造物、无纬织物、针织物、穗带、非织造物或垫子。有用的织造 物包括可由连续的股状纤维得到的任何织造物。还可以使用任何期望的针 织物。用于本发明目的的无纬织物为单独的纤维平行排列的织物。在此， 所述织物也可由两股以上构成，而单股可彼此平行排列或以相对彼此任意 期望的角度缠绕。

当纤维为无纬织物的形式时，单独平行纤维例如通过纤维或聚合物细 丝互相连接。此处的互相连接采用例如合成纤维或连续股状纤维缝合的线 缝的形式。该线缝优选使用合成纤维，例如聚合物纤维形成。此处的线缝 例如包括垂直于无纬纤维织物的底线(underthread)和以预定间隔穿过 纤维缝合并围绕底线的顶线(overthread)。

所用织物可包含已用上浆组合物预处理过的纤维，或未处理的纤维。 所述织物还可以已用聚合物，特别是热塑性聚合物浸透过。然而，优选未 处理的纤维或至多使用上浆组合物预处理过的纤维。

特别是当切屑的纤维未被处理时，优选在切屑已切成薄片且在薄片掺 入聚合物熔体前，使用上浆组合物处理薄片。可使用本领域技术人员已知 的任何上浆组合物。使用上浆组合物处理具有改善聚合物至纤维的粘附性 的优点，并因此影响了通过本发明方法获得的纤维增强聚合物性能的整体 改善。特别是当使用单独纤维和/或当薄片由无纬纤维织物切割而来时， 纤维的预处理是有利的。特别优选用粘合剂浸透的纤维，以将其转变成可 计量的形式。薄片是可计量形式的一个实例。纤维薄片对单根纤维来说是 有利的，因为它们能更轻易地通过常规的供料装置掺入用于捏合聚合物熔 体和薄片的机器，例如挤出机或注塑机中。