Способ получения ткани из углеродного волокна и ткань, полученная указанным способом

Способ получения ткани из углеродного волокна и ткань, полученная указанным способом

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения ткани из углеродного волокна, в частности гибкой ткани, которая может быть использована для покрытия внутренних частей автомобиля. Кроме того, настоящее изобретение относится к покрытию для автомобилей, которое содержит эту ткань.

Известные ткани из углеродного волокна содержат сплетение тонких филамент углеродного волокна, расположенных перпендикулярно друг другу. Указанные ткани пропитываются полимерными смолами и накладываются в соответствии с подходящими направлениями. Смолы отверждаются, чтобы получить жесткие материалы с высоким удельным сопротивлением, которые пригодны для получения конструктивных элементов или эстетических деталей. В связи с характеристикой жесткости указанные материалы нельзя использовать, например, для внутренних частей автомобилей, где требуются гибкие ткани, которые можно сшивать и складывать. Это также исключает применение сырых (не отвержденных) тканей, изготовленных из углеродного волокна, которые имеют тенденцию расплетаться и неспособны сохранять расположение волокон без изменений при деформации.

Следовательно, целью настоящего изобретение является предоставление ткани, изготовленной из углеродного волокна, без указанных недостатков.

Указанная цель достигнута с помощью способа, ткани и покрытия, существенные признаки которых указаны в пунктах 1, 19 и 21 формулы изобретения, в то время как другие признаки указаны в остальных пунктах.

В документах JP-A-2007169867, JP-A-2003278083, JP-A-2011162897, ЕР 415254 А2 и JP-A-2004149980 раскрыты способы или продукты, в которых ткань из углеродных волокон пропитана силиконовой или уретановой эмульсией.

Следовательно, целью настоящего изобретение является предоставление ткани, изготовленной из углеродного волокна, без указанных недостатков. Указанная цель достигнута с помощью способа, ткани и покрытия, отличительные признаки которых указаны в пунктах 1, 18 и 20 формулы изобретения, в то время как другие признаки указаны в остальных пунктах.

Благодаря конкретным признакам, ткани в соответствии с настоящим изобретением выгодно могут быть использованы для продуктов и аксессуаров одежды или изделий из кожи, особенно сумок, а также для других областей применения, где требуется гибкая ткань, например, таких как покрытия сидений и внутренние стенки, особенно в автомобилях. Фактически, ткани в соответствии с настоящим изобретением не расплетаются, даже когда в волокнах возникают напряжения при сшивании. Более того, даже при деформации вдоль двух поперечных осей кривизны, а именно с вогнутой или выпуклой деформацией, ткань сохраняет по существу перпендикулярное расположение и ограниченное продольное проскальзывание волокон, чтобы избежать необратимых деформаций структуры ткани.

Предпочтительно определенный защитный слой наносят на ткань, чтобы улучшить манипулирование в ходе производства и/или чтобы ограничить эластичность ткани, а также чтобы придать ей стойкость, водонепроницаемость, изоляционные свойства, полупрозрачность, непрозрачность и/или непроницаемость.

Ткань в соответствии с настоящим изобретением является приятной на ощупь и обладает высоким сопротивлением, которое превышает сопротивление необработанной ткани из углеродного волокна, в то же время она сохраняет предельную эластичность, что также позволяет создавать складки или кромки на ткани без нарушения целостности. Кроме того, ткань является очень эластичной, так как конкретная пропитка обеспечивает правильное расположение текстуры даже после деформации. Следовательно, эту ткань можно деформировать без компромисса с ее текстурой и без возникновения расплетания волокон.

В соответствии с замыслом изобретения конкретная силиконовая, полиуретановая или акриловая эмульсия также пропитывает наиболее внутренние волокна ткани из углеродного волокна, чтобы получить ткань, стойкую к поверхностному износу, но все еще очень гибкую.

В окончательной конфигурации по меньшей мере один край ткани предпочтительно складывается и пришивается сам к себе, так что образуется кромка, которая предотвращает расплетание волокон в наиболее внутренних слоях ткани.

Дальнейшие преимущества и характеристики ткани способа в соответствии с настоящим изобретением станут очевидными специалистам в данной области техники из следующего подробного и не ограничивающего описания варианта осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

на фиг. 1 показан частичный разрез ткани в ходе технологической стадии способа;

на фиг. 2 показана ткань фиг. 1 в ходе последующей стадии способа;

на фиг. 3 показана ткань фиг. 1 в ходе последующей стадии способа;

на фиг. 4 показана ткань фиг. 1 в ходе дальнейшей стадии способа.

Ссылаясь на фиг. 1, видно, что ткань 1 в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере тканое переплетение, в частности полотняное, саржевое или атласное переплетение, прядей углеродных волокон, имеющих линейную плотность от 50 до 5000 г/км и содержащих от 1000 до 60000 филамент, в частности от 3000 до 24000 филамент, имеющих диаметр от 5 до 10 мкм. Толщина ткани 1 находится в диапазоне от 50 до 1000 мкм. Основная масса ткани 1 составляет от 170 до 270 г/м², в частности от 210 до 220 г/м².

На первой предварительной технологической стадии, для обеспечения регулярности и хорошей эстетической законченности тканого переплетения, ткань 1 расчесывают и/или растягивают при температуре в диапазоне от 30 до 200°С и/или под давлением в диапазоне от 1 до 100 бар с помощью двух барабанов или двух пластин, подходящих для того, чтобы оказывать переменное давление.

На второй предварительной технологической стадии, на одну сторону ткани 1 наносят по меньшей мере один защитный слой 2, в частности, содержащий пленку, тканый материал или нетканый материал, более конкретно полиуретановую, полиамидную или акриловую пленку. Толщина защитного слоя 2 составляет от 50 до 500 мкм. Основная масса защитного слоя 2 составляет от 20 до 40 г/м², в частности от 25 до 35 г/м². Защитный слой 2 наносят на ткань 1 с использованием ламинирования, в частности горячего каландрования или прессования, в которых ткань 1 и защитный слой 2 ламинируются вместе при температуре в диапазоне от 30 до 200°С и/или под давлением в диапазоне от 10 до 200 бар. В ходе этой технологической стадии поверхность защитного слоя 2, находящаяся в контакте с тканью 1, частично проникает в ткань 1, так что создается промежуточный слой 3, имеющий толщину в диапазоне от 5 до 60% от толщины ткани 1, в котором внешние филаменты ткани 1 составляют единое целое с защитным слоем 2.

Ссылаясь на фиг. 2 видно, что на основной технологической стадии ткань 1 пропитывается силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией 4 с помощью разбрызгивателей 5 или путем размазывания, погружения или по переноса из горячего расплава. Разбрызгиватели 5 расположены на противоположной стороне ткани 1 относительно защитного слоя 2, а именно ткань 1 находится между защитным слоем 2 и разбрызгивателями 5. Ткань 1 с силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией 4 продавливается через ламинирующие валки под давлением, которое оказывают валки, в диапазоне от 1 до 100 бар для проникновения в ткань 1 силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсии 4 и удаления избыточного количества.

На последующей стадии способа силиконовую, полиуретановую или акриловую эмульсию 4 в ткани 1 сушат, в частности, путем термической обработки в шкафу при температуре в диапазоне от 20 до 200°С, в течение времени от 2 до 40 час. В конце указанной стадии сушки ткань пропитана силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией 4 в количестве от 1 до 60% от массы ткани 1.

Ссылаясь на фиг. 3 видно, что на последующей необязательной стадии способа алифатический раствор 6 распыляется с помощью таких же разбрызгивателей 5 или других разбрызгивателей на ткань 1 для того, чтобы нанести алифатический раствор 6 с основной массой в диапазоне от 48 до 90 г/м², в частности 55 г/м²±10% или 80 г/м²±10%, после чего алифатический раствор 6 высушивают.

Алифатический раствор 6 содержит полиакрилаты, гликоли и/или алифатические полиуретановые соединения, в частности замутняющие средства. Алифатический раствор 6 также может содержать кремний-кислородные цепочки.

Ссылаясь на фиг. 4 видно, что на дополнительной необязательной стадии способа водную эмульсию 7 изоцианата и/или сшивающие соединения полимочевины распыляют распылителем 5 или другими разбрызгивателями на ткань 1, после чего сушат указанную водную эмульсию 7. Основная масса ткани 1 в конце процесса предпочтительно составляет от 260 до 320 г/м².

В альтернативном варианте осуществления силиконовую, полиуретановую или акриловую эмульсию 4 можно наносить на ткань 1 описанным выше способом, до нанесения защитного слоя 2.

На окончательной технологической стадии по меньшей мере один край ткани 1, пропитанной силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией 4 и соединенной с защитным слоем 2, если он имеется, складывается и подшивается сам к себе, чтобы образовалась кромка.

Специалисты в данной области техники могут выполнить различные варианты и/или дополнения к вариантам осуществления изобретения, которые здесь описаны и иллюстрированы, оставаясь в объеме следующей формулы изобретения. В частности дополнительные варианты осуществления изобретения могут включать технические признаки одного из следующих пунктов формулы, с добавлением одного или нескольких технических признаков, взятых индивидуально или любой взаимной комбинации, описанной в тексте и/или иллюстрированной на чертежах.

1. Способ получения ткани из углеродного волокна, в котором ткань (1) из углеродного волокна пропитывают силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией (4), которую затем сушат вместе с тканью (1), отличающийся тем, что по меньшей мере один защитный слой (2), содержащий пленку, тканый материал или нетканый материал, наносят на одну сторону ткани (1).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силиконовую, полиуретановую или акриловую эмульсию (4) наносят на ткань (1) путем распыления (5), размазывания, погружения или переноса из горячего расплава.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ткань (1) пропитывают силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией (4) в количестве от 1 до 60% от массы ткани (1).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до сушки ткани (1) с силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией (4) ее прессуют под давлением в диапазоне от 1 до 100 бар.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой (2) наносят с использованием ламинирования на одну сторону ткани (1).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силиконовую, полиуретановую или акриловую эмульсию (4) наносят на ткань (1) до нанесения на ткань (1) защитного слоя (2).

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой (2) содержит полиуретановую, полиамидную или акриловую пленку.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой (2) наносят на ткань (1) с помощью ламинирования, в частности горячего каландрования или прессования, в котором поверхность защитного слоя (2), находящаяся в контакте с тканью (1), частично проникает в ткань (1), так что создается промежуточный слой (3), в котором внешние филаменты ткани (1) составляют единое целое с защитным слоем (2).

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что толщина промежуточного слоя (3) составляет от 5% до 60% от толщины ткани (1).

10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанное ламинирование проводят при температуре в диапазоне от 30 до 200°C и/или под давлением в диапазоне от 10 до 200 бар.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что алифатический раствор (6) распыляют на ткань (1), после чего ее высушивают.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что основная масса алифатического раствора (6) составляет от 48 до 90 г/м², в частности 55 г/м² ± 10% или 80 г/м² ± 10%.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что алифатический раствор (6) содержит полиакрилаты, гликоли и/или алифатические полиуретановые соединения, в частности замутняющие средства.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что алифатический раствор (6) содержит вещество, содержащее кремний-кислородные цепи.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водную эмульсию (7) изоцианата и/или сшивающих полимочевиновых соединений распыляют на ткань (1), после чего ее высушивают.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основная масса ткани (1) в конце процесса составляет от 260 до 320 г/м².

17. Способ по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что по меньшей мере один край ткани (1), пропитанной силиконовой, полиуретановой или акриловой эмульсией (4) и соединенной с защитным слоем (2), складывают и подшивают сам к себе, чтобы образовалась кромка.

18. Ткань (1) из углеродного волокна, отличающаяся тем, что получена способом по любому из пп. 1-17.

19. Ткань по п. 18, отличающаяся тем, что она способна деформироваться вдоль двух поперечных осей кривизны.

20. Облицовка для автомобилей, отличающаяся тем, что она содержит ткань по п. 18 или 19.