WO2012143076A1 - Irradiation device for fibre composite material - Google Patents

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WO2012143076A1
WO2012143076A1 PCT/EP2012/001267 EP2012001267W WO2012143076A1 WO 2012143076 A1 WO2012143076 A1 WO 2012143076A1 EP 2012001267 W EP2012001267 W EP 2012001267W WO 2012143076 A1 WO2012143076 A1 WO 2012143076A1
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WO
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yarn
composite
radiation source
temperature
yarns
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PCT/EP2012/001267
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German (de)
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Sven Linow
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Heraeus Noblelight Gmbh
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    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament

Definitions

  • the invention relates generally to a device for producing a composite, to a process for producing a composite and to a composite obtainable by this process.
  • the invention serves to optimize the treatment of yarns during the composite manufacturing process by means of radiation.
  • thermoplastic molding compositions based on thermoplastics are produced using an electrically insulating, thermally conductive filler and a further thermally and electrically conductive filler. These partially insulating thermoplastics and the electrically conductive thermoplastics must be assembled in a composite to obtain their respective properties and thus serve for the purpose of a well-insulated electrical conductor.
  • the use of carbon fibers to reinforce thermoplastics into composite materials is described in EP-A-1 988 118. Again, a heating of the already contacted fibers is described by contact heat.
  • DE-A-10 2009 034 767 is concerned with organic sheet structural components, which consist partly of structurally reinforcing plastics and thermoplastics. These materials are also manufactured as composite materials.
  • DE-A-10 2005 027 879 describes the production of a fiber composite material from a matrix and a circular braid embedded in the matrix.
  • Hybrid yarns for example, which are processed with other synthetic fibers, carbon fibers or glass fibers to form a kink-resistant fiber composite material are used for producing the round braid.
  • the composites obtainable from the processes known from the prior art are still in need of improvement in terms of their material properties. In addition, the efficiency of these processes should be improved. Thus, the composites produced by the processes of the prior art usually have a homogeneity that is to be improved.
  • an object of the invention is to improve the adhesion of the individual layers of the composite.
  • an object of the invention is to reduce the formation of gas bubbles in the superposition of the layers to be processed to the composite according to the invention.
  • a uniform as possible composite with a smooth surface should be obtained.
  • an object of the invention is to provide as efficiently as possible a composite with as few defects as possible. description
  • the invention relates to a device including:
  • a holding area comprising a first holder for a first yarn and at least one further holder for at least one further yarn
  • At least one radiation source is provided between the mounting area and the contact area.
  • the device serves to bring a first and at least one further yarn into contact with one another in such a way that a fiber composite or a fiber composite precursor, also called composite precursor, is formed.
  • the composite precursor can be further processed into a fiber composite, which is also referred to as a fiber composite material or fiber composite material.
  • the yarn also referred to as fiber or fabric, can be made of any material that would be selected by the skilled person to form a fiber composite material.
  • carbon, glass, ceramic or plastic materials for example in the form of fibers, or combinations thereof may be used as the starting component.
  • hybrid yarns can be used which already contain more than one starting component.
  • Preferred hybrid yarns include plastic as well as glass or carbon or a combination of the two.
  • the yarns or fibers may have inorganic or organic additives to increase or decrease, for example, electrical conductivity or thermal conductivity of the composite material.
  • the plastic materials preferably present as fibers may be thermoplastics or thermosetting plastics or a combination thereof.
  • the plastic materials are preferably selected from the group consisting of polyamides (PA), polybutyl terephthlate (PBT), polyesters, polyester amides, polycarbonates (PC), polyethylene (PE), polyether ketones (PEK), polyacrylonitriles (PN), polyolefins, polyimides (PI), polyurethanes (PU) rubber and aramids, as well as at least two of them.
  • the materials are selected from the group consisting of polypropylene (PP), poly (bis-benzimidazo-benzophenanthroline) (BBB), poly (amide-imides) (PAI), polybenzimidazole (PBI), poly (p-phenylenebenzo -bisoxazole) (PBO), poly (p-) phenylenebenzo-bisthiazole) (PBT), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketone ketone (PEEKK), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetherimides (PEI), Polyethersulfone (PESU), poly (m-phenylene-isophthalamide) (PMIA), poly (m-phenylene-terephthalamide) (PMTA), poly (p-phenylene-isophthalamide) (PPIA), poly (p-phenylene-is
  • the different properties of the materials in the composite can be combined.
  • the heat resistance of a composite can be positively influenced by the appropriate choice of a plastic, while the introduction of carbon can affect the electrical conductivity or tensile strength and tensile strength.
  • the composite precursor which is preferably in the form of a profile
  • the composite precursor can be consolidated, ie solidified.
  • this consolidation occurs by heating the composite precursor.
  • temperatures are often in a range of 180 to 380 ° C, preferably in a range of 200 to 300 ° C, and more preferably in a range of 210 to 270 ° C.
  • temperatures they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which decomposition of the plastics would already be observed during the period of consolidation. Consolidation can also be done under pressure.
  • pressures are often in a range of 100 mbar to 30 bar, preferably in a range of 200 mbar to 20 bar and particularly preferably in a range of 250 mbar to 10 bar.
  • the yarn or the fabric may have various shapes. If it is a non-woven or otherwise processed yarn, it may preferably be a thread-like structure, which may preferably have a length in the range of 1 to 100 kilometers.
  • the individual filaments, filaments or fibers of the yarn preferably have a thickness in a range from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and preferably in a range from 1.1 to 15 ⁇ m.
  • the yarn may preferably have a thickness in a range of 0.05 mm to 10 mm, preferably in a range of 0.1 to 5 mm, more preferably in a range of 1 to 3 mm.
  • this may preferably have a basis weight in the range of 50 g / m 2 to 5,000 g / m 2 , preferably in a range of 100 to 1000 g / m 2 and particularly preferably in a range of 100 to 200 g / m 2 .
  • the first yarn or the at least one further yarn can also already be presented in a woven, braided or knitted state, as well as a unidirectional tape on the holder.
  • the woven, braided or knitted structure may have been produced by processing fibers of different starting materials.
  • the starting materials may be the materials already mentioned for the yarns and any conceivable combination thereof.
  • these tapes may preferably have a basis weight in the range of 50 g / m 2 to 5,000 g / m 2 , preferably in a range of 100 to 1000 g / m 2 and more preferably in a range of 100 to 200 g / m 2 .
  • the first yarn and the at least one further yarn are mounted on a holder.
  • the yarns are wound on the support to be easily accessible during the processing of the yarns by simply unrolling them.
  • the brackets are designed, for example, as rods, for example in the form of a bobbin or bobbin, around which the yarn is wound. If the yarn is already in a woven, braided or knitted state, the holder has, for example, a planar structure in the form of a shelf.
  • the holder may be any material suitable for use in the device.
  • the holder is made of wood or plastic, but it can also be made of metal or a ceramic. Their dimensions are adapted to the dimensions of the device.
  • the length of the rod-shaped holder for example, in a range of
  • the diameter of the rod-shaped holder may for example be in a range of 1 to 100 mm, preferably in a range of 5 to 50 mm, particularly preferably in a range of 10 to 40 mm.
  • the first and at least one further holder together form a holding region of the device. If the device has a housing, then the mounting area can be arranged inside but also outside the housing.
  • the brackets may be at least partially surrounded by a bracket housing. This support housing, for example, shield radiation from the radiation source in front of the yarn on the holder, for example, to prevent premature aging of the yarn.
  • the holding area is preferably designed such that it makes the yarn accessible in the device unhindered.
  • the holding area should be so far away from the radiation source and the contact area that the yarn on the holder can not be prematurely loaded, for example by radiation, temperature, pressure or impurities.
  • the holding area should also not be too far away.
  • the device also has a contact area.
  • This contact area serves for contacting the first yarn and the at least one further yarn, which, as already mentioned, can also be present as a woven fabric.
  • the contact region is designed such that at least one of the yarns can be pulled into it.
  • the contact region may, for example, have a length extension in a range of 0.1 mm to 10 m, preferably in a range of 0.5 mm to 1 m, particularly preferably in a range of 1 mm to 30 cm.
  • the elongation was usually based on the size of the area in which the yarns, fabrics or tapes are brought together and processed into the pre-bond by looping such as braiding, crocheting, laying or knitting at least two of the yarns, fabrics or tapes.
  • the contact region may have a guide for at least one of the yarns, usually in the form of a preferably elongated recess.
  • the length dimension depends on the yarn used. For example, if it is a non-woven yarn having a thickness in a range of 0.1 to 10 mm, the length extent of the contact area is a few millimeters to 10 cm. However, if it is already woven yarns so the contact area can be several meters. In this expansion area of the contact area, the at least two yarns meet.
  • the contact area is within the housing or within an opening of the housing when the device has a housing. Through the opening in the housing of the resulting composite or the composite precursor is passed out of the device in order then possibly to be subjected to further process steps.
  • the contact area can be different in size and geometry be designed as long as it allows contacting of at least the first yarn and at least one of the at least one further yarn.
  • the contact area for individualized yarns may be in the range of a few, preferably in a range of 1 to 10,000 cm 3, and more preferably in a range of 10 to 500 cm 3 .
  • the contact area can also be several cubic meters.
  • the first yarn may be made of the same material as the at least one other yarn. Alternatively, the first yarn may be made of a different material than the at least one other yarn.
  • one of the yarns may already be in an already woven, braided or knitted state. Again, the first yarn or at least one of the at least one other yarn or all the yarns that are contacted in the contact area may have been passed through the radiation area of the radiation source.
  • the device furthermore has at least one radiation source, which is provided between the holder region and the contact region.
  • the yarn is preferably guided from the holder in the holder area past the radiation source to the contact area. In this case, it is heated by the radiation of the radiation source and contacted in the contact region with at least one further yarn.
  • the further yarn can also be guided past the radiation source, but it can also be guided directly from the further holder without preheating to the contact region. In this way, a part of the yarns can be preheated and another part of the yarns not preheated in the contact area can be introduced. It is inventively preferred that at least a portion of the yarns are uniformly preheated by the radiation source over its cross section.
  • a deviation from the target temperature in Celsius of less than 5% is preferably understood, this corresponds to a preheating of 200 ° C according to the invention a deviation of ⁇ 10 ° C. Deviations less than ⁇ 5 ° C from the target temperature are preferred, and ⁇ 2 ° C is particularly preferred.
  • the radiation source can be any radiation source known to the person skilled in the art, which makes it possible to cause a temperature increase in its environment.
  • This can be a radiation source that emits radiation in the visible but also in the non-visible area.
  • This is preferably electromagnetic radiation, preferably thermal radiation or infrared radiation.
  • the at least one radiation source can emit radiation in a wavelength range from 200 nm to 1 mm, preferably in a wavelength range from 500 nm to 20 ⁇ m, particularly preferably in a wavelength range from 780 nm to 10 ⁇ m.
  • the radiation source can also be a plurality of radiators, which can preferably be arranged in different geometries relative to one another. together They form the radiation area of the device.
  • a homogeneously heated radiation area is generated within the device by the radiation source. It is furthermore preferred to carry out at least part of the yarns through this homogeneously heated radiation area. Thus, the most uniform possible heating of the yarns can be achieved.
  • the device may additionally comprise a housing which surrounds at least parts of the device.
  • at least the radiation source can be surrounded by a housing in order not to radiate the radiation into the environment.
  • at least one of the holders or the contact area can also be located in the housing.
  • the housing is adapted in its dimensions to the previously described parts that it can accommodate.
  • the housing may have a volume in a range of 1 to 50,000 l, preferably in a range of 10 to 20,000 l, more preferably in a range of 100 to 10,000 l.
  • the housing is made of a material that is not changed in its shape and function by the radiation. These may be, for example, heat-resistant plastics or metal.
  • tempering units preferably ventilating devices, for example in the form of fans, which are intended to prevent overheating of the device, may be located in the housing.
  • At least one of the at least one radiation source is an infrared radiator.
  • An infrared radiator emits electromagnetic waves in a wavelength range of 700 to 20,000 nm, preferably in a range of 1,000 to 10,000 nm, more preferably in a range of 1,500 to 2,000 nm.
  • Thermal infrared radiators are characterized in particular by the wavelength at which the maximum spectral emission takes place. This peak wavelength is directly related to the temperature of the emitting surface.
  • at least one of the at least one radiation source has a power in a range from 1 to 100 W / cm, preferably in a range from 2 to 50 W / cm, more preferably in a range of 5 to 20 W / cm, based on the length of the radiator.
  • At least one of the at least one radiation source is annular.
  • a plurality of elongate radiators may be arranged in a ring or a radiator may be designed as a ring.
  • the cross section of the cone facing the holding area is larger than the cross section of the cone facing the contact area.
  • a yarn line extending through the first yarn between the support region and the contact region lies within a ring formed by the annular radiation source.
  • the mounting portion is movable relative to the contact area.
  • the first and the at least one further holder move about an axis passing through the contact region, wherein preferably the holders execute a rotational movement about this axis.
  • the holding area is preferably movable relative to the radiation source.
  • the radiation source it is preferable for the radiation source to be rigid and the holding region and preferably the holders for the radiation source to be movable. The movable arrangement of the holding area to the contact area ensures that the tension on the yarn, when processed in the device, can not become so great that the yarn becomes too thin or breaks. In addition, this movement contributes to a uniform as possible heating of the yarns.
  • At least one reflector is provided between the mounting area and the contact area.
  • the at least one reflector can be arranged parallel to the orientation of the radiation source. It is also possible for a plurality of reflectors to be arranged around the radiation source such that the radiation region is heated homogeneously. This is particularly preferred in a conical arrangement of radiation source and reflectors. Thus, reflectors can be located inside or outside the cone, which reflect the radiation of the radiation source back into the radiation area.
  • the at least one reflector can also consist of any material that is suitable for the reflection of electromagnetic waves. These are mainly metallic surfaces.
  • the at least one reflector may have a metallic surface selected from the group consisting of aluminum, iron, in particular steel, silver, gold and copper or at least two thereof.
  • the surface of the reflector is made of aluminum.
  • the reflectors can serve, on the one hand, to heat the radiation area homogeneously and, on the other hand, to use the energy of the radiation source efficiently.
  • the reflector is specular or diffusely reflective. Specular reflective surfaces are preferably blank, polished or lapped. As diffuse reflecting surfaces come in addition to the above Materials, preferably in sandblasted or Glasgeperlter surface structure and ceramic reflectors in question.
  • the contact region comprises a yarn draw device or a yarn draw device follows the contact region or both.
  • the yarn draw device can be configured differently, depending on which shape or shape the yarn or fabric has.
  • the yarn draw device can, for example, be configured in the form of a pair of pliers which pull the precursor composite material formed at the contact region out of the contact region.
  • An alternative embodiment of the yarn draw means may be tapes or rollers which enclose the resulting composite or precursor composite material and pull the material away from the contact area by moving the rollers or belts. This type of movement is known from the known in the art pultrusion, the application of which is regulated for example in the standard EN 13706-1: 2002.
  • the yarn or tissue Due to the pulling movement of the yarn, the yarn or tissue is moved, preferably uniformly, from the holder to the contact region. If it is a yarn or fabric which is to be heated before being contacted, the yarn or fabric is automatically guided past the radiation source on the way from the holder to the contact region.
  • the yarn pulling device pulls the yarn or fabric, for example at a speed in a range of 1 mm / min to 100 m / min, preferably in a range of 10 mm / min to 10 m / min, particularly preferably in a range of 10 cm / min to 5 m / min. It may also be provided in the device according to the invention that at least two groups of mounting and contact areas follow one another with a radiation area provided between the two.
  • a yarn draw device can follow at least one contact region. Therefore, the Garnyak noise can move not only the gran or tape directly but also via a pre-bond or composite indirectly. If fabrics such as scrim, knitted fabric, fabrics or tapes are used according to the invention, they can be moved by the yarn tensioning device comparable.
  • the contact region has a shaped body.
  • the shaped body can take any shape that is suitable to receive the at least two yarns and preferably also to lead.
  • the molded body can accommodate at least the first and at least one of the at least one further yarn together.
  • This may be, for example, an elongated shaped body, such as a pipe or a mandrel.
  • the yarns, wovens or tapes to be contacted are rotated about the shaped body and thereby placed over one another or braided. In this way, a tubular profile of the fiber composite material can be obtained.
  • the shaped body can also be triangular, quadrangular or polygonal, elliptical or rhombic in its cross section so that profiles of the composite or of the composite precursor of the most varied of shapes and forms can be obtained.
  • an embodiment according to the invention is preferred in that at least the first yarn or the further yarn is arranged between the holding region and contacting region relative to the at least one radiation source such that the irradiated part of the first yarn or of the further yarn changes from a first temperature Ti to a second temperature T. 2 , is heated.
  • the yarns which were guided through the radiation area have an elevated temperature T 2 compared with the original temperature T 1 which the respective yarn possessed on the holder.
  • the temperature Ti of the respective yarn should preferably be below the softening point of the respective yarn so that the yarn or fabric does not tear off while it is being guided to the contact region.
  • the temperature is in a range of -10 to 60 ° C, preferably in a range of 5 to 40 ° C, particularly preferably in a range of 15 to 40 ° C.
  • the yarn is preferably heated to a temperature T 2 .
  • temperatures T 2 are often in a range of 180 to 380 ° C, preferably in a range of 200 to 300 ° C and more preferably in a range of 210 to 270 ° C.
  • temperatures T 2 that they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which during the period of irradiation even a decomposition of the plastics would be observed, are.
  • the device according to the invention can furthermore have a pyrometer, which serves to contactlessly measure the heat radiation in a specific region in the device.
  • a control unit with the pyrometer and the Strahlungsqueiie be connected, which regulates the energy input into the radiation source, so that a deviation of the temperature T2 of the yarn before it enters the contact area in a range of 0, 1 to 10 ° C.
  • a so-called quotient pyrometer is used, which is directed to the yarns near the contact point and, as far as the cooking does not fill the entire measuring range of the pyrometer, on a particularly cold or otherwise provided with a very low emission or reflection surface.
  • This is preferably an opening on the opposite wall, behind which there is a room with cool or cooled walls.
  • a ray-tracing process can be used. For this purpose, we measure the radiation characteristic of the radiation source and then it can be calculated by mathematical calculations, as the heat radiation in the radiation field used will look like. In the ray-tracing process, it is preferred that from the modeled radiation source (s) rays be traced that emanate from random directions and from randomly selected positions.
  • each of these rays is then calculated when and where he meets other surfaces, how he behaves there, so whether it is absorbed, scattered or reflected.
  • Each beam is tracked until its energy drops below a certain threshold, for example, or reaches a predetermined number of surfaces.
  • a device for a device according to the invention about 1,000,000 to 10,000,000,000 beams are tracked for relevant results.
  • virtual detectors are positioned along the yarn paths via the software, which detect the power, spectral irradiance, spectral radiance or other quantities to be determined by integration of beams passing through the respective detectors.
  • a device for the ray-tracing process is offered by ZEMAX LLC, Delevue, WA, USA.
  • a method for producing a composite comprising the steps: I. Providing a first yarn and at least one further yarn with a temperature Tü
  • the yarns may have the composition already described for the device.
  • the temperature ⁇ of the first yarn and the at least one other yarn may be the same or different.
  • the temperatures TT of the first yarn and the at least one other yarn are approximately equal. This is particularly advantageous because the yarns can be stored in a same mounting area.
  • the provision of the first and at least one further yarn with a temperature Ti is preferably carried out in a holding area with holders as described for the device.
  • the temperature T, the ambient ambient temperature correspond, which is usually between 5 and 40 ° C. For T 1, the same ranges are applicable as described for the device.
  • the yarn which is guided past the radiation source and irradiated, is thereby heated to a temperature T 2 above the temperature.
  • This temperature T 2 is also in the ranges as previously described for the device.
  • this yarn heated to the temperature T 2 is contacted with the first or the further yarn in a contact region. Both yarns can have a temperature T 2 or only one of the two game. In this process acts on at least one of these yarns a tensile force.
  • This tensile force can be made by a yarn draw device, as has already been described for the device.
  • a tubular circular braid may be produced which, for example, has a cylindrical shape.
  • the cross-section of the braid can be or be shaped differently and be different in size.
  • the round braids have a circular cross-section.
  • circular cross-sections are considered to be advantageous.
  • elliptical, rhombic, triangular, quadrangular or more complex cross-sections conceivable and expedient in individual applications, for example in the manufacture of components for the body shop.
  • the resulting composites can then be cut to the required size in a cutting process.
  • the composites before or after cutting can be supplied to further finishing processes, such as, for example, spraying with paints, lacquers or other polymers.
  • the first yarn includes carbon or glass or both.
  • the first yarn or fabric, but also the at least one further yarn that is provided can have different materials.
  • one of the yarns may consist of a composite of a plastic with carbon or glass.
  • it may also consist of a carbon, for example a carbon fiber alone or of a glass, for example a glass fiber alone or a mixture of the two. All conceivable mixtures are conceivable, such as those described for the device.
  • the irradiation is carried out by infrared rays.
  • the irradiation can take place in a wide wavelength range. If it is carried out with the aid of an infrared radiator, the wavelength is preferably in a range from 780 to 10,000 nm.
  • the irradiation is performed at a power in a range of 1 to 100 W / cm.
  • the power refers to the length of the spotlight.
  • the radiator can thereby reach a temperature in a range of 600 to 3,000 ° C, preferably 1,000 ° C to 2,400 ° C and more preferably from 1,250 ° C to 1,800 ° C.
  • the contacting takes place in the presence of a polymer.
  • This polymer may be one of the group as described for the yarn in the apparatus or a different material. It is preferably a thermoplastic material.
  • a composite precursor is obtained, wherein the composite precursor is brought to a temperature T 3 above the temperature T 2 .
  • the composite precursor obtained by the process described above can be processed in further steps.
  • One possibility for further treatment is in a pultrusion process in which the resulting composite precursor is heated to a temperature T 3 which is higher than the temperature T 2 at which the at least two yarns were contacted.
  • This temperature T 3 should be higher than the softening point of one of the Be components of the composite precursor.
  • the temperatures T 3 may often be in a range of from 180 to 380 ° C, preferably in a range of from 200 to 300 ° C, and more preferably in a range of from 210 to 270 ° C.
  • the temperatures when selecting the temperatures, they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which decomposition of the plastics would already be observed during the period of consolidation.
  • This treatment of the composite precursor with elevated temperature serves to fuse together or sinter the constituents or components of the composite precursor, so that after curing there is a consolidated composite, ie a composite with the desired density.
  • the device described above is used in the method described above.
  • a composite is proposed, obtainable by the method described above.
  • This composite can be used for different purposes.
  • such composites are often used as a substitute for heavy metal parts in the body shop or aircraft because of their high tensile strength.
  • a product comprising a composite as described above and a further component other than the composite.
  • Such products may be, for example, the three-dimensional structures described in DE-A-10 2009 034 767 or EP-A-1 988 118.
  • Such products may also be vehicles which move on land, water or air, in particular driven.
  • Such vehicles may be, for example, aircraft, ships, bicycles or vehicles.
  • Such products may also be buildings or parts of buildings, such as roofs, facades, windows or piping systems.
  • radiator according to the invention also apply correspondingly to the device according to the invention for substance testing and to the method according to the invention for substance testing. This applies in particular to materials and spatial configurations.
  • Figure 1 Schematic representation of a cross section through a device according to the invention
  • FIG. 2 Schematic representation of a cross section through a device according to the invention as a detail from FIG. 1
  • FIG. 3 Schematic representation of a method for heating a yarn according to the invention
  • FIG. 1 shows an example of a device 10 according to the invention.
  • This device 10 has a housing 15 with an opening 70.
  • In the housing 15 there is at least one radiation source 20, here in the form of a plurality of annular radiators 20.
  • the annular radiators 20 form a ring 25.
  • This ring 25 surrounds a yarn line 38.
  • This yarn line 38 can either only from the yarn 35 or from both yarns 35 and 45 be formed.
  • the annular radiator 20 surrounded in a conical arrangement a tube 120 which is guided through the openings 70 and 70 'of the housing 15.
  • the annular radiators 20 are surrounded on their inner side, which faces the tube 120, by an inner reflector 90 and on its outer side, which faces away from the tube 120, by an outer reflector 80.
  • the annular radiators 20 together with the reflectors 80 and 90 represent the radiation area 50.
  • at least one first yarn 35 or else another yarn 45 is introduced into this radiation area 50, each on a holder 30 and 30 ' is located.
  • the two holders 30 and 30 ' form the holding area 40, which is located outside the radiation area 50.
  • On the opposite side of the radiation region 50 is a contact region 60.
  • the first yarn 35 and the further yarn 45 are brought together after being heated by the radiator 20.
  • the contact region 60 is in this case on the surface of the tube 20, which is why the tube 120 is also referred to as the inner profile 120, which gives the resulting composite precursor 130 its profile.
  • the tube 120 may also have an oval or angular surface.
  • the tube 120 or the composite precursor 130 or both move away from the device 10 in the pulling direction 150.
  • the drawbar is not shown here.
  • the yarns 35 and 45 are automatically unwound from the brackets 30, 30 ' and fed to the radiation area 50.
  • the brackets 30, 30 ' are arranged in a circle around the axis of the tubular elongate shaped body 120.
  • the contact region 60 can also be part of the radiation region 50, as shown here, but it does not have to.
  • fans 100 are arranged at several points of the device 10. These fans 100 are used primarily for cooling the reflectors 80 and 90 and suck cool air from the environment to move in the direction of movement 110 in and through the device 10.
  • the spiral temperature of the annular radiator 20 is in the application in a range of 1200 to 1500 ° C.
  • the power in the individual radiators 20 is in a range of 5 to 20 W / cm with respect to the radiator length.
  • FIG. 2 shows a section from FIG. 1 which shows only a part of the radiation area 50 and the contact area 60 in which the yarns 35 and 45 meet.
  • a pyrometer 140 is used in this case. This can be installed at various locations in the device 10. Advantageously, it is arranged in a region of the device 10 where the yarn 35 or 45 passes from the radiation region 50 into the contact region 60.
  • the data received by the pyrometer 140 may be either wirelessly transmitted to a controller, or as shown here via a data cable 160. The controller may use this data to regulate the power of the emitters 20.
  • FIG. 3 schematically shows the process of heating a yarn 35 or 45 provided on a holder 30.
  • the yarn 35 is bonded to the contact area 60 so as to be irradiated thereon by a radiation source 20.
  • the yarn 35 has, after being heated by the radiation source 20, a temperature T 2 which is higher than the temperature of the yarn 35 on the holder 30.
  • the arrow 200 indicates the direction of illumination with which the electromagnetic radiation of the radiation source 20 is directed onto the yarn 35 becomes.
  • unidirectional tapes consisting of Hexcel APC2 carbon fibers (available from Hexcel Inc. Santa Clara CA USA) and a PEEK matrix (available from VicTrex pic. GB), where the fiber volume fraction in the consolidated tape is 45% and the basis weight is 300 g / m 2
  • the unidirectional tapes are manufactured by Suprem SA (CH) according to a patented process from the aforementioned materials and after consolidation are cut into 6 mm wide strips and wound up.
  • the unidirectional tapes thus obtained on the individual tape rolls have a length which corresponds to that of the original rovings of the hexel APC2 fiber, but at least 1000 m.
  • a first station 38 tape rolls are mounted on a braided wheeled support portion, of which 19 are intertwined clockwise and 19 counterclockwise to form a first plain weave hose in a contact area of the first station. Between the holding area and the contact area, the tablets are heated to a temperature of 350 ° C. by passing through infrared radiation sources.
  • This first tube will be wrapped in three additional 38-roll stations under the same conditions three times with a plain weave layer.
  • the four-ply precoat thus obtained is consolidated at a temperature of 375 ° C into a composite having a diameter of 60 mm and a circular cross-section.
  • This composite has a nearly smooth surface and a high uniformity in fiber distribution.
  • the example is performed without the tapes undergoing an infrared radiation source according to the invention.
  • a composite having a surface roughened by blistering and markedly deteriorated homogeneity was obtained at a reduced throughput rate of 60%.
  • Reference List Device 130 Composite Precursor Housing 140 Pyrometer Radiation source, ring 150 tensile direction

Abstract

The invention relates to device comprising a holding region that contains a first holder for a first yarn and at least one further holder for at least one further yarn, and comprising at least one contact region for contacting the first yarn and the at least one further yarn, wherein at least one source of radiation is provided between the holding region and the contact region.

Description

Bestrahlungsvorrichtung für Faserverbundmaterial  Irradiation device for fiber composite material
Beschreibung  description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbunds, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbunds sowie einen Verbund erhältlich nach diesem Verfahren. Im Besonderen dient die Erfindung der optimierten Behandlung von Garnen während des Verbundherstellprozesses mittels Strahlung. The invention relates generally to a device for producing a composite, to a process for producing a composite and to a composite obtainable by this process. In particular, the invention serves to optimize the treatment of yarns during the composite manufacturing process by means of radiation.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Verarbeitung, von Fasern bzw. Garnen für Faserverbundmaterialien bekannt, bei denen zunächst mindestens zwei Garne oder Fasern miteinander verwoben oder auf andere Weise miteinander verbunden werden und anschließend einem Erwärmungsprozess ausgesetzt werden, um eine ausreichende Verbindung oder Verschmelzung der Garne zu erhalten. Dies ist beispielsweise in der US 4,800,113 beschrieben und für verschiedene Anwendungen bekannt. From the state of the art, apparatuses for processing fiber or yarns for fiber composite materials are known, in which at least two yarns or fibers are first interwoven or otherwise connected to one another and then subjected to a heating process in order to achieve a sufficient connection or fusion of the fibers To get yarns. This is described for example in US 4,800,113 and known for various applications.
Aus der EP-A-0 717 133 bzw. US 5, 688,594 ist bekannt, dass verschiedenartige Fasern oder Gewebe miteinander verarbeitet werden könne, um ein permanent verformbares Textilmaterial bereitstellen zu können. Auch hier wird aus ein oder mehreren Garnen eine Struktur gewebt, die anschließend mit weiteren Strukturen durch Hitzeeinwirkung verbunden wird, um unterschiedliche Eigenschaften der einzelnen Materialien in dem Verbundmaterial nutzen zu können. It is known from EP-A-0 717 133 and US Pat. No. 5,688,594 that various types of fibers or fabrics can be processed together in order to be able to provide a permanently deformable textile material. Here, too, a structure is woven from one or more yarns, which structure is subsequently joined to other structures by the action of heat in order to be able to use different properties of the individual materials in the composite material.
In der DE-A-10 2007 037 316 wird beschrieben, wie thermoplastische Formmassen auf Basis von Thermoplasten mit einem elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Füllstoff und einem weiteren thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoff hergestellt werden. Diese zum Teil isolierenden Thermoplaste und die elektrisch leitfähigen Thermoplaste müssen in einem Verbund zusammengefügt werden, um ihre jeweiligen Eigenschaften zu erhalten und so für die Zwecke eines gut isolierten elektrischen Leiters zu dienen. Die Verwendung von Carbonfasem zur Verstärkung von Thermoplasten zu Verbundmaterialien wird in der EP-A-1 988 118 beschrieben. Auch hier wird eine Erwärmung der bereits kontaktierten Fasern durch Kontaktwärme beschrieben. DE-A-10 2007 037 316 describes how thermoplastic molding compositions based on thermoplastics are produced using an electrically insulating, thermally conductive filler and a further thermally and electrically conductive filler. These partially insulating thermoplastics and the electrically conductive thermoplastics must be assembled in a composite to obtain their respective properties and thus serve for the purpose of a well-insulated electrical conductor. The use of carbon fibers to reinforce thermoplastics into composite materials is described in EP-A-1 988 118. Again, a heating of the already contacted fibers is described by contact heat.
Die Herstellung von dreidimensionalen Strukturen auf Basis von Verbundmaterialien wird in der EP-A-0 884 153 dargelegt. Hierzu wird ein Formprozess benutzt bei dem die Materialien zusammen erhitzt werden und dabei in eine dreidimensionale Form gepresst werden. The production of three-dimensional structures based on composite materials is set forth in EP-A-0 884 153. For this purpose, a molding process is used in which the materials are heated together and thereby pressed into a three-dimensional shape.
Die DE-A-10 2009 034 767 beschäftigt sich mit Organoblechstrukturbauteilen, die zu einem Teil aus strukturversteifenden Kunststoffen und Thermoplasten bestehen. Diese Materialien werden ebenfalls als Verbundmaterialien hergestellt. DE-A-10 2009 034 767 is concerned with organic sheet structural components, which consist partly of structurally reinforcing plastics and thermoplastics. These materials are also manufactured as composite materials.
In der DE-A-10 2005 027 879 wird die Herstellung eines Faserverbundmaterial aus einer Matrix und einem in die Matrix eingebetteten Rundgeflechts beschrieben. Zum Herstellen des Rundgeflechts werden beispielsweise Hybridgarne verwendet, die mit anderen Kunststofffasern, Carbonfasern oder Glasfasern zu einem knickstabilen Faserverbundwerkstoff verarbeitet werden. DE-A-10 2005 027 879 describes the production of a fiber composite material from a matrix and a circular braid embedded in the matrix. Hybrid yarns, for example, which are processed with other synthetic fibers, carbon fibers or glass fibers to form a kink-resistant fiber composite material are used for producing the round braid.
Die aus den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erhältlichen Verbünde sind hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften weiterhin verbesserungswürdig. Zudem ist die Effizienz dieser Verfahren zu verbessern. So weisen die nach den Verfahren aus dem Stand der Technik hergestellten Verbünde meist eine verbesserungswürdige Homogenität auf. The composites obtainable from the processes known from the prior art are still in need of improvement in terms of their material properties. In addition, the efficiency of these processes should be improved. Thus, the composites produced by the processes of the prior art usually have a homogeneity that is to be improved.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen der sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile mindestens teilweise zu überwinden. Insbesondere sollen die Materialeigenschaften der Verbundmaterialien bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz des Herstellungsverfahrens verbessert werden. It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome at least one of the disadvantages resulting from the prior art. In particular, the material properties of the composite materials should be improved while increasing the efficiency of the manufacturing process.
Zudem besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, die Haftung der einzelnen Lagen des im Verbund zu verbessern. In addition, an object of the invention is to improve the adhesion of the individual layers of the composite.
Weiterhin liegt eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, das Bilden von Gasblasen beim Aufeinanderlegen der zu dem erfindungsgemäßen Verbund zu verarbeitenden Lagen zu vermindern. So soll ein möglichst gleichmäßiger Verbund mit einer glatten Oberfläche erhalten werden. Furthermore, an object of the invention is to reduce the formation of gas bubbles in the superposition of the layers to be processed to the composite according to the invention. Thus, a uniform as possible composite with a smooth surface should be obtained.
Außerdem liegt eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, möglichste effizient einen Verbund mit möglichst wenigen Fehlstellen bereit zu stellen. Beschreibung In addition, an object of the invention is to provide as efficiently as possible a composite with as few defects as possible. description
Einen Beitrag zur Lösung mindestens einer der vorstehenden Aufgaben leistet die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in beliebiger Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Patentansprüchen dargestellt. A contribution to the solution of at least one of the above objects is provided by the invention having the features of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention, which can be implemented individually or in any combination, are shown in the dependent claims.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, beinhaltend: In a first aspect, the invention relates to a device including:
- einen Halterungsbereich beinhaltend eine erste Halterung für ein erstes Garn und mindestens eine weitere Halterung für mindestens ein weiteres Garn, a holding area comprising a first holder for a first yarn and at least one further holder for at least one further yarn,
- mindestens einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des ersten Garns und des mindestens einen weiteren Garns,  at least one contact area for contacting the first yarn and the at least one further yarn,
wobei mindestens eine Strahlungsquelle, zwischen dem Halterungsbereich und dem Kontaktbereich vorgesehen ist.  wherein at least one radiation source is provided between the mounting area and the contact area.
Die Vorrichtung dient dazu, ein erstes und mindestens ein weiteres Garn so miteinander in Kontakt zu bringen, dass ein Faserverbund oder ein Faserverbundvorläufer, auch Verbundvorläufer genannt, entsteht. Der Verbundvorläufer kann weiter zu einem Faserverbund verarbeitet werden, welcher auch als Faserverbundmaterial oder Faserverbundwerkstoff bezeichnet wird. Das Garn, auch als Faser oder Gewebe bezeichnet, kann dabei aus jedem Material sein, das der Fachmann zur Bildung eines Faserverbundmaterials aussuchen würde. Es können beispielsweise Carbon-, Glas-, Keramik- oder Kunststoffmaterialien, beispielsweise in Form von Fasern, oder Kombinationen hieraus als Ausgangskomponente verwendet werden. So können auch Hybridgarne verwendet werden, die bereits mehr als eine Ausgangskomponente beinhalten. Bevorzugte Hybridgarne beinhalten neben Kunststoff auch Glas oder Carbon oder einer Kombination der beiden. Je nach späterer Verwendung können die Garne oder Fasern anorganische oder organische Zusätze haben, um beispielsweise elektrische Leitfähigkeit oder Wärmeleitfähigkeit des Verbundmaterials zu erhöhen oder zu erniedrigen. Die vorzugsweise als Fasern vorliegenden Kunststoffmaterialien können thermoplastische Kunststoffe oder duroplastische Kunststoffe oder eine Kombination daraus sein. Die Kunststoffmaterialien sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamide (PA), Polybutylterephthlat (PBT), Polyester, Polyesteramide, Polycarbonate (PC), Polyethylen (PE), Polyether-Ketone (PEK), Polyacrylnitrile (PN), Polyolefine, Polyimide (PI), Polyurethane (PU) Kautschuk und Aramide, sowie mindestens zwei davon. Bevorzugt sind die Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen (PP), Poly-(bis-benzimidazo-benzophenanthrolin) (BBB), Poly-(amid- imiden) (PAI), Polybenzimidazol (PBI), Poly-(p-phenylenbenzo-bisoxazol) (PBO), Poly-(p- phenylenbenzo-bisthiazol) (PBT), Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Po- lyetheretherketonketon (PEEKK), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET), Polyoxymethylen (POM), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyetherimiden (PEI), Polyethersulfon (PESU), Poly-(m-phenylen-isophthalamid) (PMIA), Poly-(m- phenylen-terephthalamid) (PMTA), Poly-(p-phenylen-isophthalamid) (PPIA), Poly-(p- phenylen-pyromellitimid) (PPPI), Poly-(p- Phenylen) (PPP), Poly- (phenylensulfid) (PPS), Poly-(p-phenylen-terephthalamid) (PPTA), Poly- sulfon (PSU), Polyethersulfon (PESU) und Neopren sowie mindestens zwei hiervon. Besonders bevorzugt sind Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PES, PEEK, PEI, PPA, PPS und PI oder mindestens zwei davon. Durch die Verarbeitung von verschiedenen Materialien können die verschiedenen Eigenschaften der Materialien in dem Verbund vereinigt werden. So kann durch die geeignete Wahl eines Kunststoffes die Hitzebeständigkeit eines Verbundes positiv beeinflusst werden, während das Einbringen von Carbon die elektrische Leitfähigkeit oder Reiß- und Zugfestigkeit beeinflussen kann. Für die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit können zudem auch Metalle als Garne oder als Zusätze beispielsweise in Form von Partikeln mitverarbeitet werden. The device serves to bring a first and at least one further yarn into contact with one another in such a way that a fiber composite or a fiber composite precursor, also called composite precursor, is formed. The composite precursor can be further processed into a fiber composite, which is also referred to as a fiber composite material or fiber composite material. The yarn, also referred to as fiber or fabric, can be made of any material that would be selected by the skilled person to form a fiber composite material. For example, carbon, glass, ceramic or plastic materials, for example in the form of fibers, or combinations thereof may be used as the starting component. Thus, hybrid yarns can be used which already contain more than one starting component. Preferred hybrid yarns include plastic as well as glass or carbon or a combination of the two. Depending on later use, the yarns or fibers may have inorganic or organic additives to increase or decrease, for example, electrical conductivity or thermal conductivity of the composite material. The plastic materials preferably present as fibers may be thermoplastics or thermosetting plastics or a combination thereof. The plastic materials are preferably selected from the group consisting of polyamides (PA), polybutyl terephthlate (PBT), polyesters, polyester amides, polycarbonates (PC), polyethylene (PE), polyether ketones (PEK), polyacrylonitriles (PN), polyolefins, polyimides ( PI), polyurethanes (PU) rubber and aramids, as well as at least two of them. Preferably, the materials are selected from the group consisting of polypropylene (PP), poly (bis-benzimidazo-benzophenanthroline) (BBB), poly (amide-imides) (PAI), polybenzimidazole (PBI), poly (p-phenylenebenzo -bisoxazole) (PBO), poly (p-) phenylenebenzo-bisthiazole) (PBT), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketone ketone (PEEKK), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetherimides (PEI), Polyethersulfone (PESU), poly (m-phenylene-isophthalamide) (PMIA), poly (m-phenylene-terephthalamide) (PMTA), poly (p-phenylene-isophthalamide) (PPIA), poly (p-phenylene -pyromellitimide) (PPPI), poly (p-phenylene) (PPP), poly (phenylene sulfide) (PPS), poly (p-phenylene terephthalamide) (PPTA), polysulfone (PSU), polyethersulfone (PESU ) and neoprene and at least two of them. Particularly preferred are materials selected from the group consisting of PES, PEEK, PEI, PPA, PPS and PI or at least two thereof. By processing different materials, the different properties of the materials in the composite can be combined. Thus, the heat resistance of a composite can be positively influenced by the appropriate choice of a plastic, while the introduction of carbon can affect the electrical conductivity or tensile strength and tensile strength. For increasing the electrical conductivity, it is also possible to co-process metals as yarns or as additives, for example in the form of particles.
Nach dem Kontaktieren des ersten Garns oder eines des mindestens einen weiteren Garns mit dem ersten Garn oder einem des mindestens einen weiteren Garns in dem Kontaktbereich, kann beispielsweise in einem darauffolgenden Schritt der bevorzugt als Profil vorliegende Verbundvorläufer konsolidiert, also verfestigt werden. Häufig erfolgt diese Konsolidierung durch Erwärmen des Verbundvorläufers. Hierbei liegen Temperaturen oft in einem Bereich von 180 bis 380 °C, vorzugsweise in einem Bereich von 200 bis 300°C und besonders bevorzugt in einem Bereich von 210 bis 270°C. Allgemein gilt bei der Auswahl der Temperaturen, dass diese oberhalb der Erweichungstemperatur der Kunststoffe, jedoch noch unterhalb der Temperatur, bei der während der Dauer der Konsolidierung schon eine Zersetzung der Kunststoffe zu beobachten wäre, liegen. Das Konsolidieren kann auch unter Druck erfolgen. Hierbei liegen Drücke oft in einem Bereich von 100 mbar bis 30 bar, vorzugsweise in einem Bereich von 200 mbar bis 20 bar und besonders bevorzugt in einem Bereich von 250 mbar bis 10 bar. Es können dabei beispielsweise noch weitere Kontaktierungsschritte von bereits kontaktierten Garnen mit oder ohne Vorwärmen stattfinden. Das Garn oder das Gewebe kann verschiedene Formen aufweisen. Handelt es sich um ein nicht gewebtes oder anderweitig verarbeitetes Garn so kann es sich bevorzugt um eine fadenförmige Struktur handeln, die vorzugsweise eine Länge in einem Bereich von 1 bis 100 Kilometer besitzen kann. After contacting the first yarn or one of the at least one further yarn with the first yarn or one of the at least one further yarn in the contact region, for example, in a subsequent step, the composite precursor, which is preferably in the form of a profile, can be consolidated, ie solidified. Often, this consolidation occurs by heating the composite precursor. Here, temperatures are often in a range of 180 to 380 ° C, preferably in a range of 200 to 300 ° C, and more preferably in a range of 210 to 270 ° C. In general, when selecting the temperatures, they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which decomposition of the plastics would already be observed during the period of consolidation. Consolidation can also be done under pressure. In this case, pressures are often in a range of 100 mbar to 30 bar, preferably in a range of 200 mbar to 20 bar and particularly preferably in a range of 250 mbar to 10 bar. For example, further contacting steps of previously contacted yarns with or without preheating may take place. The yarn or the fabric may have various shapes. If it is a non-woven or otherwise processed yarn, it may preferably be a thread-like structure, which may preferably have a length in the range of 1 to 100 kilometers.
Die einzelnen Fäden, Filamente oder Fasern des Garnes weisen bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 1 μηι bis 100 μΐτι auf und vorzugsweise in einem Bereich von 1 , 1 bis 15 μιτι auf. Das Garn kann vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,05 mm bis 10 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 5 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 3 mm haben. Handelt es sich um ein Garn um ein Gewebe, Gewirke, Gelege oder Tape, so kann dieses vorzugsweise ein Flächengewicht in Bereich von 50 g/m2 bis 5,000 g/m2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1000 g/m2 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 200 g/m2 aufweisen. The individual filaments, filaments or fibers of the yarn preferably have a thickness in a range from 1 μm to 100 μm, and preferably in a range from 1.1 to 15 μm. The yarn may preferably have a thickness in a range of 0.05 mm to 10 mm, preferably in a range of 0.1 to 5 mm, more preferably in a range of 1 to 3 mm. If it is a yarn around a woven fabric, knitted fabric, scrim or tape, this may preferably have a basis weight in the range of 50 g / m 2 to 5,000 g / m 2 , preferably in a range of 100 to 1000 g / m 2 and particularly preferably in a range of 100 to 200 g / m 2 .
Das erste Garn oder das mindestens eine weitere Garn kann auch bereits in einem gewebten, geflochtenen oder gewirkten Zustand, sowie als unidirektionales Tape auf der Halterung vorgelegt werden. Dabei kann die gewebte, geflochtene oder gewirkte Struktur durch Verarbeiten von Fasern unterschiedlichen Ausgangsmaterialien entstanden sein. Die Ausgangsmaterialien können die bereits für die Garne genannten Materialien und jede denkbare Kombination daraus sein. The first yarn or the at least one further yarn can also already be presented in a woven, braided or knitted state, as well as a unidirectional tape on the holder. In this case, the woven, braided or knitted structure may have been produced by processing fibers of different starting materials. The starting materials may be the materials already mentioned for the yarns and any conceivable combination thereof.
Neben Garnen können auch Gewirke, Gelege oder Tapes, vorzugsweise sogenannte unidirek- tionale Tapes, eingesetzt werden. Letztere weisen allgemein eine Vielzahl nebeneinander liegender und in die gleiche Richtung verlaufende Einzelgarne auf, die miteinander verbunden sind. Für diese Tapes gelten die Ausführungen zu Garnen entsprechend. So können diese Tapes vorzugsweise ein Flächengewicht in Bereich von 50 g/m2 bis 5,000 g/m2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1000 g/m2 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 200 g/m2 aufweisen. In addition to yarns, it is also possible to use knitted fabrics, scrims or tapes, preferably so-called unidirectional tapes. The latter generally have a plurality of juxtaposed and extending in the same direction single yarns which are interconnected. For these tapes, the explanations apply to yarns accordingly. Thus, these tapes may preferably have a basis weight in the range of 50 g / m 2 to 5,000 g / m 2 , preferably in a range of 100 to 1000 g / m 2 and more preferably in a range of 100 to 200 g / m 2 .
Das erste Garn sowie das mindestens eine weitere Garn sind auf einer Halterung angebracht. Bevorzugt sind die Garne auf der Halterung aufgewickelt, um während des Verarbeitungsprozesses der Garne leicht zugänglich gemacht werden zu können, indem sie einfach abgerollt werden. Die Halterungen sind beispielsweise als Stäbe ausgestaltet, beispielsweise in Form eines Klöppels oder Spule, um die das Garn gewickelt ist. Liegt das Garn bereits in gewebtem, geflochtenem oder gewirktem Zustand vor, so weist die Halterung beispielsweise eine flächige Struktur in Form einer Ablage auf. Die Halterung kann aus jedem für den Einsatz in der Vorrichtung geeigneten Material sein. Vorzugsweise besteht die Halterung aus Holz oder Kunststoff, sie kann jedoch auch aus Metall oder einer Keramik gefertigt sein. Ihre Maße sind den Abmessungen der Vorrichtung angepasst. Die Länge der stabförmigen Halterung kann beispielsweise in einem Bereich von The first yarn and the at least one further yarn are mounted on a holder. Preferably, the yarns are wound on the support to be easily accessible during the processing of the yarns by simply unrolling them. The brackets are designed, for example, as rods, for example in the form of a bobbin or bobbin, around which the yarn is wound. If the yarn is already in a woven, braided or knitted state, the holder has, for example, a planar structure in the form of a shelf. The holder may be any material suitable for use in the device. Preferably, the holder is made of wood or plastic, but it can also be made of metal or a ceramic. Their dimensions are adapted to the dimensions of the device. The length of the rod-shaped holder, for example, in a range of
1 bis 50 cm, bevorzugt in einem Bereich von 1 und 20 cm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 10 cm liegen. Der Durchmesser der stabförmigen Halterung kann beispielsweise in einem Bereich von 1 bis 100 mm, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 50 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 40 mm liegen. Die erste und mindestens eine weitere Halterung bilden zusammen einen Halterungsbereich der Vorrichtung. Weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, so kann der Halterungsbereich innerhalb aber auch außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Die Halterungen können zumindest zu einem Teil von einem Halterungsgehäuse umgeben sein. Dieses Halterungsgehäuse kann beispielsweise Strahlung von der Strahlungsquelle vor dem Garn auf der Halterung abschirmen, um beispielsweise einer vorzeitigen Alterung des Garns vorzubeugen. Der Halterungsbereich ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er das Garn ungehindert in der Vorrichtung zugänglich macht. Der Halterungsbereich sollte jedoch so weit von der Strahlungsquelle und dem Kontaktbereich entfernt sein, dass das Garn auf der Halterung nicht vorzeitig beispielsweise durch Strahlung, Temperatur, Druck oder Verunreinigungen belastet werden kann. Um einen unnötig weiten Transportweg für das Garn von der Halterung zu der Strahlungsquelle und dem Kontaktbereich zu ermöglichen sollte der Halterungsbereich jedoch auch nicht zu weit hiervon entfernt liegen. 1 to 50 cm, preferably in a range of 1 and 20 cm, more preferably in a range of 2 to 10 cm. The diameter of the rod-shaped holder may for example be in a range of 1 to 100 mm, preferably in a range of 5 to 50 mm, particularly preferably in a range of 10 to 40 mm. The first and at least one further holder together form a holding region of the device. If the device has a housing, then the mounting area can be arranged inside but also outside the housing. The brackets may be at least partially surrounded by a bracket housing. This support housing, for example, shield radiation from the radiation source in front of the yarn on the holder, for example, to prevent premature aging of the yarn. The holding area is preferably designed such that it makes the yarn accessible in the device unhindered. However, the holding area should be so far away from the radiation source and the contact area that the yarn on the holder can not be prematurely loaded, for example by radiation, temperature, pressure or impurities. However, in order to allow an unnecessarily long transport path for the yarn from the holder to the radiation source and the contact area, the holding area should also not be too far away.
Die Vorrichtung weist darüber hinaus einen Kontaktbereich auf. Dieser Kontaktbereich dient zum Kontaktieren des ersten Garns und des mindestens einen weiteren Garns, das wie bereits erwähnt auch als Gewebe vorliegen kann. Vorzugsweise ist der Kontaktbereich so ausgestaltet, dass mindestens eines der Garne in diesen hineinziehbar ist. Der Kontaktbereich kann beispielsweise eine Längenausdehnung in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 m aufweisen, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm bis 1 m, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 30 cm. Die Längenausdehnung richtete sich meist nach der Größe des Bereichs, in dem die Garne, Gewebe oder Tapes zusammengeführt und zu dem Vorverbund durch Umschlingen wie Flechten, Häkeln, Legen oder Stricken von mindestens zwei der Garne, Gewebe oder Tapes verarbeitet werden. Der Kontaktbereich kann für mindestens eines der Garne eine Führung, meist in Form einer, vorzugsweise länglichen, Ausnehmung aufweisen. Die Längenausdehnung hängt dabei von dem verwendeten Garn ab. Handelt es sich beispielsweise um ein noch nicht gewebtes Garn mit einer Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 10 mm, so ist die Längenausdehnung des Kontaktbereiches wenige Millimeter bis 10 cm. Handelt es sich jedoch um bereits gewebte Garne so kann der Kontaktbereich mehrere Meter betragen. In diesem Ausdehnungsbereich des Kontaktbereiches treffen sich die mindestens zwei Garne. Vorzugsweise befindet sich der Kontaktbereich innerhalb des Gehäuses oder innerhalb einer Öffnung des Gehäuses, wenn die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist. Durch die Öffnung in dem Gehäuse wird der entstandene Verbund bzw. der Verbundvorläufer aus der Vorrichtung geleitet, um anschließend möglicherweise weiteren Prozessschritten unterzogen zu werden. Aufgrund der Anordnung des Kontaktbereichs zur Strahlungsquelle und zum Halterungsbereich wird mindestens das erste Garn oder mindestens eins des mindestens einen weiteren Garns durch die Strahlung der Strahlungsquelle erwärmt. Der Kontaktbereich kann dabei in Größe und Geometrie unterschiedlich ausgestaltet sein, solange er ein Kontaktieren von mindestens dem ersten Garn und mindestens einem des mindestens einen weiteren Garns ermöglicht. So kann der Kontaktbereich für vereinzelte Garne eine Größe in einem Bereich von wenigen, vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 10.000 cm3 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 500 cm3 liegen. Bei Garnen in Form von größeren Geweben kann der Kontaktbereich auch mehrere Kubikmeter betragen. Das erste Garn kann aus dem gleichen Material bestehen wie das mindestens eine weitere Garn. Das erste Garn kann alternativ aus einem anderen Material bestehen wie das mindestens eine weitere Garn. Wie bereits erwähnt, kann eines der Garne bereits in einem bereits gewebten, geflochtenen oder gewirkten Zustand vorliegen. Wiederum kann das erste Garn oder mindestens eines des mindestens einen weiteren Garns oder alle Garne, die in dem Kontaktbereich kontaktiert werden durch den Strahlungsbereich der Strahlungsquelle geführt worden sein. The device also has a contact area. This contact area serves for contacting the first yarn and the at least one further yarn, which, as already mentioned, can also be present as a woven fabric. Preferably, the contact region is designed such that at least one of the yarns can be pulled into it. The contact region may, for example, have a length extension in a range of 0.1 mm to 10 m, preferably in a range of 0.5 mm to 1 m, particularly preferably in a range of 1 mm to 30 cm. The elongation was usually based on the size of the area in which the yarns, fabrics or tapes are brought together and processed into the pre-bond by looping such as braiding, crocheting, laying or knitting at least two of the yarns, fabrics or tapes. The contact region may have a guide for at least one of the yarns, usually in the form of a preferably elongated recess. The length dimension depends on the yarn used. For example, if it is a non-woven yarn having a thickness in a range of 0.1 to 10 mm, the length extent of the contact area is a few millimeters to 10 cm. However, if it is already woven yarns so the contact area can be several meters. In this expansion area of the contact area, the at least two yarns meet. Preferably, the contact area is within the housing or within an opening of the housing when the device has a housing. Through the opening in the housing of the resulting composite or the composite precursor is passed out of the device in order then possibly to be subjected to further process steps. Due to the arrangement of the contact region to the radiation source and to the mounting region, at least the first yarn or at least one of the at least one further yarn is heated by the radiation of the radiation source. The contact area can be different in size and geometry be designed as long as it allows contacting of at least the first yarn and at least one of the at least one further yarn. Thus, the contact area for individualized yarns may be in the range of a few, preferably in a range of 1 to 10,000 cm 3, and more preferably in a range of 10 to 500 cm 3 . For yarns in the form of larger fabrics, the contact area can also be several cubic meters. The first yarn may be made of the same material as the at least one other yarn. Alternatively, the first yarn may be made of a different material than the at least one other yarn. As already mentioned, one of the yarns may already be in an already woven, braided or knitted state. Again, the first yarn or at least one of the at least one other yarn or all the yarns that are contacted in the contact area may have been passed through the radiation area of the radiation source.
Die Vorrichtung weist weiterhin mindestens eine Strahlungsquelle auf, die zwischen dem Halterungsbereich und dem Kontaktbereich vorgesehen ist. Das Garn wird bevorzugt von der Halterung im Halterungsbereich an der Strahlungsquelle vorbei zu dem Kontaktbereich geführt. Hierbei wird es durch die Strahlung der Strahlungsquelle erwärmt und in dem Kontaktbereich mit mindestens einem weiteren Garn kontaktiert. Das weitere Garn kann ebenfalls an der Strahlungsquelle vorbei geführt werden, es kann jedoch auch von der weiteren Halterung direkt ohne Vorwärmen zu dem Kontaktbereich geführt werden. Auf diese Weise kann ein Teil der Garne vorgewärmt und ein weiterer Teil der Garne nicht vorgewärmt in den Kontaktbereich eingebracht werden. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass mindestens ein Teil der Garne durch die Strahlungsquelle über seinen Querschnitt gleichmäßig vorgewärmt werden. Als gleichmäßig wird hierbei vorzugsweise eine Abweichung von der Zieltemperatur in Celsius von weniger als 5 % verstanden, dies entspricht bei einer erfindungsgemäßen Vorwärmung der auf 200 °C einer Abweichung von ±10 °C. Es werden Abweichungen geringer als ±5 °C von der Zieltemperatur bevorzugt und ±2 °C besonders bevorzugt. The device furthermore has at least one radiation source, which is provided between the holder region and the contact region. The yarn is preferably guided from the holder in the holder area past the radiation source to the contact area. In this case, it is heated by the radiation of the radiation source and contacted in the contact region with at least one further yarn. The further yarn can also be guided past the radiation source, but it can also be guided directly from the further holder without preheating to the contact region. In this way, a part of the yarns can be preheated and another part of the yarns not preheated in the contact area can be introduced. It is inventively preferred that at least a portion of the yarns are uniformly preheated by the radiation source over its cross section. As even here, a deviation from the target temperature in Celsius of less than 5% is preferably understood, this corresponds to a preheating of 200 ° C according to the invention a deviation of ± 10 ° C. Deviations less than ± 5 ° C from the target temperature are preferred, and ± 2 ° C is particularly preferred.
Die Strahlungsquelle kann jede dem Fachmann bekannte Strahlungsquelle sein, die es ermöglicht in ihrer Umgebung eine Temperaturerhöhung hervorzurufen. Dies kann eine Strahlungsquelle sein, die Strahlung im sichtbaren aber auch im nichtsichtbaren Bereich aussendet. Hierbei handelt es sich bevorzugt um elektromagnetische Strahlung, vorzugsweis Wärmestrahlung bzw. Infrarotstrahlung. Die'mindestens eine Strahlungsquelle kann dabei Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1 mm abstrahlen, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 500 nm bis 20 μηι, besonders bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 10 μιη. Es kann sich bei der Strahlungsquelle auch um mehrere Strahler handeln, die vorzugsweise in unterschiedlichen Geometrien zu einander angeordnet werden können. Zusam- men bilden sie den Strahlungsbereich der Vorrichtung. Es kann sich beispielsweise um mehrere stabförmig ausgebildete Strahler handeln, die im Kreis oder nebeneinander angeordnet sein können. Es kann sich alternativ auch um mehrere punktförmige Strahler handeln. Bevorzugt wird durch die Strahlungsquelle ein homogen gewärmter Strahlungsbereich innerhalb der Vorrichtung erzeugt. Es weiterhin bevorzugt, mindestens einen Teil der Garne durch diesen homogen gewärmten Strahlungsbereich durchzuführen. So kann eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der Garne erreicht werden. The radiation source can be any radiation source known to the person skilled in the art, which makes it possible to cause a temperature increase in its environment. This can be a radiation source that emits radiation in the visible but also in the non-visible area. This is preferably electromagnetic radiation, preferably thermal radiation or infrared radiation. The at least one radiation source can emit radiation in a wavelength range from 200 nm to 1 mm, preferably in a wavelength range from 500 nm to 20 μm, particularly preferably in a wavelength range from 780 nm to 10 μm. The radiation source can also be a plurality of radiators, which can preferably be arranged in different geometries relative to one another. together They form the radiation area of the device. It may be, for example, a plurality of rod-shaped radiator, which may be arranged in a circle or side by side. Alternatively, it can also be a plurality of punctiform radiators. Preferably, a homogeneously heated radiation area is generated within the device by the radiation source. It is furthermore preferred to carry out at least part of the yarns through this homogeneously heated radiation area. Thus, the most uniform possible heating of the yarns can be achieved.
Die Vorrichtung kann zusätzlich ein Gehäuse aufweisen, das mindestens Teile der Vorrichtung umgibt. So kann zumindest die Strahlungsquelle von einem Gehäuse umgeben sein, um die Strahlung nicht in die Umgebung abstrahlen zu lassen. Weiterhin können sich auch mindestens eine der Halterungen oder der Kontaktbereich in dem Gehäuse befinden. Das Gehäuse ist in seinen Dimensionen den zuvor beschriebenen Teilen, die es beherbergen kann, angepasst. So kann das Gehäuse ein Volumen in einem Bereich von 1 bis 50.000 I, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 20.000 I, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 10.000 I aufweisen. Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Material gefertigt, das von der Strahlung nicht in seiner Form und Funktion verändert wird. Dies können beispielsweise wärmebeständige Kunststoffe oder Metall sein. In dem Gehäuse können sich weiterhin Temperiereinheiten, vorzugsweise Belüftungseinrichtungen, beispielsweise in Form von Ventilatoren befinden, die ein Überhitzen der Vorrichtung verhindern sollen. The device may additionally comprise a housing which surrounds at least parts of the device. Thus, at least the radiation source can be surrounded by a housing in order not to radiate the radiation into the environment. Furthermore, at least one of the holders or the contact area can also be located in the housing. The housing is adapted in its dimensions to the previously described parts that it can accommodate. Thus, the housing may have a volume in a range of 1 to 50,000 l, preferably in a range of 10 to 20,000 l, more preferably in a range of 100 to 10,000 l. Preferably, the housing is made of a material that is not changed in its shape and function by the radiation. These may be, for example, heat-resistant plastics or metal. Furthermore, tempering units, preferably ventilating devices, for example in the form of fans, which are intended to prevent overheating of the device, may be located in the housing.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist mindestens eine der mindestens einen Strahlungsquelle ein Infrarotstrahler. Ein Infrarotstrahler strahlt elektromagnetische Wellen in einem Wellenlängenbereich von 700 bis 20.000 nm, bevorzugt in einem Bereich von 1.000 bis 10.000 nm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1500 bis 2000 nm aus. In a preferred embodiment of the device, at least one of the at least one radiation source is an infrared radiator. An infrared radiator emits electromagnetic waves in a wavelength range of 700 to 20,000 nm, preferably in a range of 1,000 to 10,000 nm, more preferably in a range of 1,500 to 2,000 nm.
Thermische Infrarotstrahler sind insbesondere durch die Wellenlänge, bei der die maximale spektrale Emission erfolgt, gekennzeichnet. Diese Peakwellenlänge ist direkt mit der Temperatur der emittierenden Oberfläche verknüpft.ln einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung hat mindestens eine der mindestens einen Strahlungsquelle eine Leistung in einem Bereich von 1 bis 100 W/cm, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 50 W/cm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 20 W/cm, bezogen auf die Länge des Strahlers. Thermal infrared radiators are characterized in particular by the wavelength at which the maximum spectral emission takes place. This peak wavelength is directly related to the temperature of the emitting surface. In a preferred embodiment of the device, at least one of the at least one radiation source has a power in a range from 1 to 100 W / cm, preferably in a range from 2 to 50 W / cm, more preferably in a range of 5 to 20 W / cm, based on the length of the radiator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist mindestens eine der mindestens einen Strahlungsquelle ringförmig ausgebildet. Dabei können beispielsweise mehrere längliche Strahler ringförmig angeordnet sein oder ein Strahler als Ring ausgestaltet sein. Weiterhin ist es bevorzugt die Strahlungsquelle kegelförmig auszugestalten. Die kann wiederum durch Anordnung von mehreren ringförmigen Strahlern mit unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt werden oder mit einem Strahler der in mehreren Schleifen eine Kegelform ergibt. Bei einer Kegelform ist es weiterhin bevorzugt, dass der den Halterungsbereich zugewandte Querschnitt des Kegels größer ist als der dem Kontaktbereich zugewandte Querschnitt des Kegels. In a further preferred embodiment of the device, at least one of the at least one radiation source is annular. In this case, for example, a plurality of elongate radiators may be arranged in a ring or a radiator may be designed as a ring. Furthermore, it is preferred to design the radiation source in a cone shape. This in turn can be achieved by arranging several annular radiators with different diameters be executed or with a radiator resulting in a plurality of loops a cone shape. In a conical shape, it is further preferred that the cross section of the cone facing the holding area is larger than the cross section of the cone facing the contact area.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung liegt eine durch das erste Garn zwischen dem Halterungsbereich und dem Kontaktbereich sich erstreckende Garnlinie innerhalb eines durch die ringförmig ausgebildete Strahlungsquelle gebildeten Rings. So können eine Vielzahl der ausgehend von dem Halterungsbereich in den Kontaktbereich geführte Garne gleichmäßig bestrahlt und erwärmt werden. In a preferred embodiment of the apparatus, a yarn line extending through the first yarn between the support region and the contact region lies within a ring formed by the annular radiation source. Thus, a plurality of yarns fed into the contact area from the support portion can be uniformly irradiated and heated.
Weiterhin bevorzugt ist der Halterungsbereich relativ zum Kontaktbereich beweglich. Vorzugsweise bewegen sich die erste und die mindestens eine weitere Halterung um eine durch den Kontaktbereich laufende Achse, wobei vorzugsweise die Halterungen eine Drehbewegung um diese Achse ausführen. Zudem bevorzugt ist der Halterungsbereich relativ zur Strahlungsquelle beweglich. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Strahlenquelle starr und der Halterungsbereich und bevorzugt die Halterungen zu der Strahlenquelle beweglich sind. Durch die bewegliche Anordnung von Halterungsbereich zu dem Kontaktbereich wird gewährleistet, dass der Zug auf das Garn bei seiner Verarbeitung in der Vorrichtung nicht so groß werden kann, dass das Garn zu dünn wird oder reißt. Zudem trägt diese Bewegung zu einer möglichst gleichmäßige Erwärmung der Garne bei. Further preferably, the mounting portion is movable relative to the contact area. Preferably, the first and the at least one further holder move about an axis passing through the contact region, wherein preferably the holders execute a rotational movement about this axis. In addition, the holding area is preferably movable relative to the radiation source. In this case, it is preferable for the radiation source to be rigid and the holding region and preferably the holders for the radiation source to be movable. The movable arrangement of the holding area to the contact area ensures that the tension on the yarn, when processed in the device, can not become so great that the yarn becomes too thin or breaks. In addition, this movement contributes to a uniform as possible heating of the yarns.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Reflektor zwischen dem Halterungsbereich und dem Kontaktbereich vorgesehen. Der mindestens eine Reflektor kann parallel zu der Ausrichtung der Strahlenquelle angeordnet sein. Es können auch mehrere Reflektoren so um die Strahlenquelle angeordnet sein, dass der Strahlungsbereich homogen erwärmt wird. Dies ist besonders bevorzugt in einer kegelförmigen Anordnung von Strahlungsquelle und Reflektoren. So können sich innerhalb oder außerhalb des Kegels Reflektoren befinden, die die Strahlung der Strahlenquelle in den Strahlungsbereich zurückreflektieren. Der mindestens eine Reflektor kann auch jedem Material bestehen, das zur Reflektion von elektromagnetischen Wellen geeignet ist. Dies sind vor allem metallische Flächen. So kann der mindestens eine Reflektor eine metallische Oberfläche aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, insbesondere Stahl, Silber, Gold und Kupfer oder mindestens zwei davon. Bevorzugt besteht zumindest die Oberfläche des Reflektors aus Aluminium. Die Reflektoren können zum einen dazu dienen, dass der Strahlungsbereich homogen erwärmt wird und zum anderen, dass die Energie der Strahlungsquelle effizient genutzt wird. In einer bevorzugten Ausführung ist der Reflektor spekular oder diffus reflektierend. Spekular reflektierende Oberflächen sind bevorzugt blank, poliert oder geläppt. Als diffus reflektierende Oberflächen kommen neben den genannten Stoffen, bevorzugt in sandgestrahlter oder glasgeperlter Oberflächenstruktur auch keramische Reflektoren in Frage. In a preferred embodiment, at least one reflector is provided between the mounting area and the contact area. The at least one reflector can be arranged parallel to the orientation of the radiation source. It is also possible for a plurality of reflectors to be arranged around the radiation source such that the radiation region is heated homogeneously. This is particularly preferred in a conical arrangement of radiation source and reflectors. Thus, reflectors can be located inside or outside the cone, which reflect the radiation of the radiation source back into the radiation area. The at least one reflector can also consist of any material that is suitable for the reflection of electromagnetic waves. These are mainly metallic surfaces. Thus, the at least one reflector may have a metallic surface selected from the group consisting of aluminum, iron, in particular steel, silver, gold and copper or at least two thereof. Preferably, at least the surface of the reflector is made of aluminum. The reflectors can serve, on the one hand, to heat the radiation area homogeneously and, on the other hand, to use the energy of the radiation source efficiently. In a preferred embodiment, the reflector is specular or diffusely reflective. Specular reflective surfaces are preferably blank, polished or lapped. As diffuse reflecting surfaces come in addition to the above Materials, preferably in sandblasted or Glasgeperlter surface structure and ceramic reflectors in question.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kontaktbereich eine Garnzugeinrichtung auf oder eine Garnzugeinrichtung folgt auf den Kontaktbereich oder beides. Die Garnzugeinrichtung kann verschieden ausgestaltet sein, je nachdem welche Form oder Gestalt das Garn bzw. Gewebe hat. Die Garnzugeinrichtung kann beispielsweise in Form einer Zange ausgestaltet sein, die das an dem Kontaktbereich entstandene Vorläuferverbundmaterial aus dem Kontaktbereich zieht. Eine alternative Ausgestaltung der Garnzugeinrichtung können Bänder oder Rollen sein, die das entstandene Verbundmaterial oder Vorläuferverbundmaterial einschließen und durch Bewegen der Rollen oder Bänder das Material von dem Kontaktbereich wegziehen. Diese Art der Bewegung ist aus dem im Stand der Technik bekannten Pultrusionsverfahren bekannt, dessen Anwendung beispielsweise in der Norm EN 13706-1 :2002 geregelt ist. Durch die Zugbewegung des Garns wird das Garn bzw. Gewebe, bevorzugt gleichmäßig, von der Halterung zu dem Kontaktbereich bewegt. Handelt es sich um ein Garn oder Gewebe, das vor dem Kontaktieren erwärmt werden soll, so wird das Garn bzw. Gewebe auf dem Weg von der Halterung zu dem Kontaktbereich automatisch an der Strahlungsquelle vorbeigeleitet. Die Garnzugeinrichtung zieht das Garn bzw. Gewebe beispielsweise mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/min bis 100 m/min, bevorzugt in einem Bereich von 10 mm/min bis 10 m/min, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 cm/min bis 5 m/min . Es kann ebenso in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass mindestens zwei Gruppen von Halterungsund Kontaktbereichen mit einem zwischen beiden vorgesehenen Strahlungsbereich aufeinander folgen. Dieses ist immer dann bevorzugt, wenn eine Vorverbund bzw. ein daraus entstehender Verbund mit zwei und mehr Lagen entstehen soll. In diesem Fall kann eine Garnzugeinrichtung auf mindestens einen Kontaktbereich folgen. Daher kann die Garnzugeinrichtung nicht nur das Gran oder Tape unmittelbar sondern auch über einen Vorverbund bzw. Verbund mittelbar bewegen. Sofern Flächengebilde wie Gelege, Gewirke, Gewebe oder Tapes erfindungsgemäß eingesetzt werden, können auch diese durch die Garnzugseinrichtung vergleichbar bewegt werden. In a preferred embodiment, the contact region comprises a yarn draw device or a yarn draw device follows the contact region or both. The yarn draw device can be configured differently, depending on which shape or shape the yarn or fabric has. The yarn draw device can, for example, be configured in the form of a pair of pliers which pull the precursor composite material formed at the contact region out of the contact region. An alternative embodiment of the yarn draw means may be tapes or rollers which enclose the resulting composite or precursor composite material and pull the material away from the contact area by moving the rollers or belts. This type of movement is known from the known in the art pultrusion, the application of which is regulated for example in the standard EN 13706-1: 2002. Due to the pulling movement of the yarn, the yarn or tissue is moved, preferably uniformly, from the holder to the contact region. If it is a yarn or fabric which is to be heated before being contacted, the yarn or fabric is automatically guided past the radiation source on the way from the holder to the contact region. The yarn pulling device pulls the yarn or fabric, for example at a speed in a range of 1 mm / min to 100 m / min, preferably in a range of 10 mm / min to 10 m / min, particularly preferably in a range of 10 cm / min to 5 m / min. It may also be provided in the device according to the invention that at least two groups of mounting and contact areas follow one another with a radiation area provided between the two. This is always preferred when a pre-bond or a resulting composite with two or more layers is to arise. In this case, a yarn draw device can follow at least one contact region. Therefore, the Garnzugeinrichtung can move not only the gran or tape directly but also via a pre-bond or composite indirectly. If fabrics such as scrim, knitted fabric, fabrics or tapes are used according to the invention, they can be moved by the yarn tensioning device comparable.
In einem Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Kontaktbereich einen Formkörper auf. Der Formköper kann jede beliebige Form annehmen, die dazu geeignet ist die mindestens zwei Garne aufzunehmen und bevorzugt auch zu führen. Der Formkörper kann dabei mindestens das erste und mindestens eines des mindestens einen weiteren Garns zusammen aufnehmen kann. Dies kann beispielsweise ein länglicher Formkörper sein, wie beispielsweise ein Rohr oder eine Dorn. Vorzugsweise werden die zu kontaktierten Garne, Gewebe oder Tapes um den Formkörper gedreht werden und dabei übereinander gelegt oder geflochten werden. Auf diese Weise kann ein röhrenförmiges Profil des Faserverbundmaterials erhalten werden. Der Formkörper kann in seinem Querschnitt auch dreieckig, viereckig oder mehreckig, elliptisch oder rhombisch geformt sein, so dass Profile des Verbundes oder des Verbundvorläufers unterschiedlichster Form und Gestalt erhalten werden können. In one aspect of the device according to the invention, the contact region has a shaped body. The shaped body can take any shape that is suitable to receive the at least two yarns and preferably also to lead. The molded body can accommodate at least the first and at least one of the at least one further yarn together. This may be, for example, an elongated shaped body, such as a pipe or a mandrel. Preferably, the yarns, wovens or tapes to be contacted are rotated about the shaped body and thereby placed over one another or braided. In this way, a tubular profile of the fiber composite material can be obtained. The shaped body can also be triangular, quadrangular or polygonal, elliptical or rhombic in its cross section so that profiles of the composite or of the composite precursor of the most varied of shapes and forms can be obtained.
Weiterhin ist einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bevorzugt, dass mindestens das erste Garn oder das weitere Garn zwischen Halterungsbereich und Kontaktierungsbereich so zu der mindestens einen Strahlungsquelle angeordnet ist, dass der bestrahlte Teil des ersten Garns oder des weiteren Garns von einer ersten Temperatur Ti auf eine zweite Temperatur T2, erwärmbar ist. Durch die Bestrahlung durch die Strahlungsquelle weisen die Garne, die durch den Strahlungsbereich geführt wurden eine, gegenüber der ursprünglichen Temperatur T^ die das jeweilige Garn auf der Halterung besaß, erhöhte Temperatur T2 auf. Die Temperatur Ti des jeweiligen Garns sollte dabei bevorzugt unter dem Erweichungspunkt des jeweiligen Garns liegen, damit das Garn bzw. Gewebe nicht während es zum Kontaktbereich geführt wird abreißt. Gewöhnlich liegt die Temperatur in einem Bereich von -10 bis 60 °C, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 40 °C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 40 °C. Durch das Hindurchführen des Garns durch den Strahlenbereich, wird das Garn vorzugsweise auf eine Temperatur T2 erwärmt. Hierbei liegen Temperaturen T2 oft in einem Bereich von 180 bis 380 °C, vorzugsweise in einem Bereich von 200 bis 300°C und besonders bevorzugt in einem Bereich von 210 bis 270°C. Allgemein gilt bei der Auswahl der Temperaturen T2, dass diese oberhalb der Erweichungstemperatur der Kunststoffe, jedoch noch unterhalb der Temperatur, bei der während der Dauer der Bestrahlung schon eine Zersetzung der Kunststoffe zu beobachten wäre, liegen. Furthermore, an embodiment according to the invention is preferred in that at least the first yarn or the further yarn is arranged between the holding region and contacting region relative to the at least one radiation source such that the irradiated part of the first yarn or of the further yarn changes from a first temperature Ti to a second temperature T. 2 , is heated. As a result of the irradiation by the radiation source, the yarns which were guided through the radiation area have an elevated temperature T 2 compared with the original temperature T 1 which the respective yarn possessed on the holder. The temperature Ti of the respective yarn should preferably be below the softening point of the respective yarn so that the yarn or fabric does not tear off while it is being guided to the contact region. Usually, the temperature is in a range of -10 to 60 ° C, preferably in a range of 5 to 40 ° C, particularly preferably in a range of 15 to 40 ° C. By passing the yarn through the jet area, the yarn is preferably heated to a temperature T 2 . Here, temperatures T 2 are often in a range of 180 to 380 ° C, preferably in a range of 200 to 300 ° C and more preferably in a range of 210 to 270 ° C. In general, in the selection of the temperatures T 2 that they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which during the period of irradiation even a decomposition of the plastics would be observed, are.
Um eine geeignete Steuerung der Temperaturverhältnisse in der Vorrichtung vornehmen zu können, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin ein Pyrometer aufweisen, das dazu dient kontaktlos die Wärmestrahlung in einem bestimmten Bereich in der Vorrichtung zu messen. Hierdurch kann die Steuerung der mindestens einen Strahlungsquelle vorgenommen werden, sodass ein Überhitzen der Garne bzw. Gewebe vermieden werden kann. So kann neben dem Pyrometer noch eine Steuereinheit mit dem Pyrometer und der Strahlungsqueiie verbunden sein, das den Energieeintrag in die Strahlungsquelle regelt, sodass ein Abweichen der Temperatur T2 des Garns bevor es in den Kontaktbereich eintritt in einem Bereich von 0, 1 bis 10 °C, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 5 °C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 2 °C gewährleistet werden kann. Die Steuerung der Temperatur T2 ist besonders bei der Verwendung von Hybridgarnen sehr anspruchsvoll, da diese mindestens zwei Komponenten enthalten die einen unterschiedlichen Erweichungspunkt aufweisen. Da das Garn auf der einen Seite ausreichend vorgewärmt werden soll, aber auf der anderen Seite nicht zu heiß werden darf, um keinen Schaden zu nehmen, sollte bei den Hybridgarnen eine Temperatur unterhalb der Zersetzungtemperatur, bevorzugt jedoch unterhalb der Erweichungstemperaturen der temperaturempfindlicheren Komponente gewählt werden. In order to be able to carry out a suitable control of the temperature conditions in the device, the device according to the invention can furthermore have a pyrometer, which serves to contactlessly measure the heat radiation in a specific region in the device. In this way, the control of the at least one radiation source can be made so that overheating of the yarns or tissue can be avoided. Thus, in addition to the pyrometer, a control unit with the pyrometer and the Strahlungsqueiie be connected, which regulates the energy input into the radiation source, so that a deviation of the temperature T2 of the yarn before it enters the contact area in a range of 0, 1 to 10 ° C. , preferably in a range of 0.5 to 5 ° C, more preferably in a range of 0.5 to 2 ° C can be ensured. The control of the temperature T2 is very demanding, especially when using hybrid yarns, since these contain at least two components which have a different softening point. Since the yarn should be preheated enough on one side, but not too hot on the other side In order to avoid any damage, in hybrid yarns a temperature below the decomposition temperature, but preferably below the softening temperatures of the more temperature-sensitive component, should be selected.
• Bevorzugt wird ein sogenanntes Quotientenpyrometer eingesetzt, welches auf die Garne nahe dem Kontaktierungspunkt gerichtet ist und das soweit die Garen nicht den gesamten Messbereich des Pyrometers ausfüllen, auf eine besonders kalte oder anderweitig mit einer besonders geringen Emission oder Reflektion versehenen Oberfläche gerichtet wird. Bevorzugt ist dies eine Öffnung auf der gegenüberliegenden Wand, hinter der sich ein Raum mit kühlen oder gekühlten Wänden befindet. Unterstützend zu der Temperatursteuerung kann auch ein Ray- Tracing Prozess eingesetzt werden. Hierzu wir die Abstrahlcharakteristik der Strahlenquelle vermessen und anschließend kann über mathematische Berechnungen ausgerechnet werden, wie die Wärmestrahlung in dem verwendeten Strahlungsbereich aussehen wird. Bei dem Ray- Tracing Prozess ist es bevorzugt, dass ausgehend von der oder den modellierten Strahlenquellen Strahlen verfolgt werden, die unter zufälligen Richtungen und von zufällig gewählten Positionen ausgehen. Für jeden dieser Strahlen wird sodann berechnet, wann und wo er auf andere Oberflächen trifft, wie er sich dort verhält, also ob dieser absorbiert, gestreut oder reflektiert wird. Jeder Strahl wird so lange verfolgt, bis seine Energie zum Beispiel unter eine gewisse Schwelle sinkt oder er eine zuvor festgelegte Anzahl von Oberflächen erreicht hat. Zum Erreichen einer hohen Genauigkeit ist • Preferably, a so-called quotient pyrometer is used, which is directed to the yarns near the contact point and, as far as the cooking does not fill the entire measuring range of the pyrometer, on a particularly cold or otherwise provided with a very low emission or reflection surface. This is preferably an opening on the opposite wall, behind which there is a room with cool or cooled walls. In addition to the temperature control, a ray-tracing process can be used. For this purpose, we measure the radiation characteristic of the radiation source and then it can be calculated by mathematical calculations, as the heat radiation in the radiation field used will look like. In the ray-tracing process, it is preferred that from the modeled radiation source (s) rays be traced that emanate from random directions and from randomly selected positions. For each of these rays is then calculated when and where he meets other surfaces, how he behaves there, so whether it is absorbed, scattered or reflected. Each beam is tracked until its energy drops below a certain threshold, for example, or reaches a predetermined number of surfaces. To achieve a high accuracy
- die Genauigkeit der Modelle der Strahlenquellen, - the accuracy of the models of the radiation sources,
- die Genauigkeit der Beschreibung der optischen Oberflächen,  the accuracy of the description of the optical surfaces,
- die Detaillierung des Modells der zu berechnenden Apparatur,  - the detailing of the model of the equipment to be calculated,
- die gewählten Abbruchkriterien und  - the chosen cancellation criteria and
- die Zahl der verfolgten Strahlen  - the number of rays tracked
von Bedeutung. Für eine erfindungsgemäße Vorrichtung werden für relevante Ergebnisse etwa 1.000.000 bis 10.000.000.000 Strahlen verfolgt. Zur Bestimmung der zu berechnenden Größen werden entlang der Garnwege jeweils über die Software virtuelle Detektoren positioniert, die durch Integration von durch die jeweiligen Detektoren laufenden Strahlen die Leistung, spektrale Bestrahlungsstärke, spektrale Strahldichte oder andere zu ermittelnde Größen ermitteln. Eine Vorrichtung für den Ray-Tracing Prozess bietet beispielsweise die Firma ZEMAX LLC, Dele- vue, WA, USA an. significant. For a device according to the invention about 1,000,000 to 10,000,000,000 beams are tracked for relevant results. In order to determine the quantities to be calculated, virtual detectors are positioned along the yarn paths via the software, which detect the power, spectral irradiance, spectral radiance or other quantities to be determined by integration of beams passing through the respective detectors. For example, a device for the ray-tracing process is offered by ZEMAX LLC, Delevue, WA, USA.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verbunds beschrieben, beinhaltend die Schritte: I. Bereitstellen eines ersten Garns und mindestens eines weiteren Garns mit einer Temperatur Tü In a further aspect of the invention, a method for producing a composite is described, comprising the steps: I. Providing a first yarn and at least one further yarn with a temperature Tü
II. Bestrahlen mindestens eines Teils des ersten Garns oder des mindestens einen weiteren Garns oder beider; II. Irradiating at least a portion of the first yarn or the at least one further yarn or both;
III. Kontaktieren des ersten Garns und des mindestens einen weiteren Garns, wobei mindestens eines dieser Garne eine Kontakttemperatur T2 oberhalb Ti hat, wobei auf mindestens eines dieser Garne während des Kontaktierens eine Zugkraft wirkt. III. Contacting the first yarn and the at least one further yarn, wherein at least one of these yarns has a contact temperature T 2 above Ti, wherein a tensile force acts on at least one of these yarns during contacting.
Allgemein gelten die Ausführungen zu einzelnen Merkmalen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Bei dem Verfahren können die Garne die bereits für die Vorrichtung beschriebene Zusammensetzung aufweisen. Die Temperatur ΤΊ des ersten Garns und des mindestens einen weiteren Garns können gleich sein oder voneinander abweichen. Vorzugsweise sind die Temperaturen TT des ersten Garns und des mindestens einen weiteren Garns annähernd gleich. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Garne in einem gleichen Halterungsbereich bevorratet werden können. Das Bereitstellen des einen ersten und mindestens einen weiteren Garns mit einer Temperatur Ti wird vorzugsweise in einem Halterungsbereich mit Halterungen, wie für die Vorrichtung beschrieben vorgenommen. Wie bereits für die Vorrichtung erwähnt kann die Temperatur T, der umgebenden Raumtemperatur entsprechen, die meist zwischen 5 und 40 °C liegt. Für T^ sind die gleichen Bereiche anwendbar, wie für die Vorrichtung beschrieben. Das Garn, das an der Strahlungsquelle vorbei geführt und bestrahlt wird, wird dabei auf eine Temperatur T2 oberhalb der Temperatur ^ erwärmt. Diese Temperatur T2 liegt ebenfalls in den Bereichen wie zuvor für die Vorrichtung beschrieben. Nach dem Bestrahlen des mindestens einen Garns, wird dieses auf die Temperatur T2 erwärmte Garn mit dem ersten oder dem weiteren Garn in einem Kontaktbereich kontaktiert. Es können beide Garne eine Temperatur T2 aufweisen oder nur eines der beiden Game. Bei diesem Vorgang wirkt auf mindestens eines dieser Garne eine Zugkraft. Diese Zugkraft kann durch eine Garnzugeinrichtung vorgenommen werden, wie sie bereits für die Vorrichtung beschrieben wurde. In general, the statements on individual features in connection with the device according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa. In the method, the yarns may have the composition already described for the device. The temperature ΤΊ of the first yarn and the at least one other yarn may be the same or different. Preferably, the temperatures TT of the first yarn and the at least one other yarn are approximately equal. This is particularly advantageous because the yarns can be stored in a same mounting area. The provision of the first and at least one further yarn with a temperature Ti is preferably carried out in a holding area with holders as described for the device. As already mentioned for the device, the temperature T, the ambient ambient temperature correspond, which is usually between 5 and 40 ° C. For T 1, the same ranges are applicable as described for the device. The yarn, which is guided past the radiation source and irradiated, is thereby heated to a temperature T 2 above the temperature. This temperature T 2 is also in the ranges as previously described for the device. After the at least one yarn has been irradiated, this yarn heated to the temperature T 2 is contacted with the first or the further yarn in a contact region. Both yarns can have a temperature T 2 or only one of the two game. In this process acts on at least one of these yarns a tensile force. This tensile force can be made by a yarn draw device, as has already been described for the device.
Auf die beschriebene Art und Weise kann beispielsweise ein röhrenförmiges Rundgeflecht entstehen, das zum Beispiel eine zylindrische Form aufweist. Je nach Anforderungsprofil kann der Querschnitt des Geflechts unterschiedlich geformt sein oder werden und unterschiedlich groß sein. Normalerweise haben die Rundgeflechte einen kreisförmigen Querschnitt. Für solche Anwendungen, bei denen der stabförmige Faserverbundwerkstoff zur Aufnahme von einer oder mehreren Leitungen für Strom oder Fluide ausgebildet ist, werden kreisförmige Querschnitte als vorteilhaft angesehen. Es sind jedoch auch beispielsweise elliptische, rhombische, dreieckige, viereckige oder komplexere Querschnitte denkbar und in einzelnen Anwendungsfällen zweckmäßig, beispielsweise bei der Herstellung von Bauteilen für den Karosseriebau. Da die Verbundmaterialien bzw. die Verbundvorläufer meist kontinuierlich beispielsweise in dem Pultrusionsverfahren produziert werden, können die entstandenen Verbund anschließend in einem Schneidprozess auf die benötige Größe zurecht geschnitten werden. Außerdem können die Verbünde vor oder nach dem Schneiden noch weiteren Veredelungsprozessen zugeführt werden, wie zum Beispiel dem Umspritzen mit Farben, Lacken oder weiteren Polymeren. In the manner described, for example, a tubular circular braid may be produced which, for example, has a cylindrical shape. Depending on the requirement profile, the cross-section of the braid can be or be shaped differently and be different in size. Normally, the round braids have a circular cross-section. For applications in which the rod-shaped fiber composite material is designed to accommodate one or more lines for current or fluids, circular cross-sections are considered to be advantageous. However, for example, elliptical, rhombic, triangular, quadrangular or more complex cross-sections conceivable and expedient in individual applications, for example in the manufacture of components for the body shop. Since the composite materials or the composite precursors are usually produced continuously, for example in the pultrusion process, the resulting composites can then be cut to the required size in a cutting process. In addition, the composites before or after cutting can be supplied to further finishing processes, such as, for example, spraying with paints, lacquers or other polymers.
In einem bevorzugten Verfahren beinhaltet das erste Garn Carbon oder Glas oder beides. Wie bereits für die Vorrichtung beschrieben, kann das erste Garn oder Gewebe, aber auch das mindestens eine weitere Garn das bereitgestellt wird verschiedene Materialien aufweisen. Beispielsweise kann eines der Garne aus einem Verbund aus einem Kunststoff mit Carbon oder Glas bestehen. Es kann jedoch auch aus einem Carbon, beispielsweise einer Carbonfaser allein oder aus einem Glas, beispielsweise einer Glasfaser allein oder einem Gemisch aus beiden bestehen. Es sind sämtliche denkbaren Mischungen vorstellbar, wie zum Beispiel die für die Vorrichtung beschriebenen. In a preferred method, the first yarn includes carbon or glass or both. As already described for the device, the first yarn or fabric, but also the at least one further yarn that is provided can have different materials. For example, one of the yarns may consist of a composite of a plastic with carbon or glass. However, it may also consist of a carbon, for example a carbon fiber alone or of a glass, for example a glass fiber alone or a mixture of the two. All conceivable mixtures are conceivable, such as those described for the device.
Weiterhin bevorzugt erfolgt das Bestrahlen durch Infrarotstrahlen erfolgt. Wie bereits für die Vorrichtung beschrieben, kann die Bestrahlung in einem breiten Wellenlängenbereich erfolgen. Wird sie mit Hilfe eines Infrarotstrahlers vorgenommen so liegt die Wellenlänge bevorzugt in einem Bereich von 780 bis 10.000 nm. Further preferably, the irradiation is carried out by infrared rays. As already described for the device, the irradiation can take place in a wide wavelength range. If it is carried out with the aid of an infrared radiator, the wavelength is preferably in a range from 780 to 10,000 nm.
Außerdem bevorzugt erfolgt die Bestrahlung mit einer Leistung in einem Bereich von 1 bis 100 W/cm. Die Leistung bezieht sich dabei auf die Länge des Strahlers. Der Strahler kann dabei eine Temperatur in einem Bereich von 600 bis 3.000 °C, bevorzugt 1.000 °C bis 2.400 °C und besonders bevorzugt von 1.250 °C bis 1.800 °C erreichen. In addition, preferably, the irradiation is performed at a power in a range of 1 to 100 W / cm. The power refers to the length of the spotlight. The radiator can thereby reach a temperature in a range of 600 to 3,000 ° C, preferably 1,000 ° C to 2,400 ° C and more preferably from 1,250 ° C to 1,800 ° C.
Weiterhin bevorzugt erfolgt das Kontaktieren in Gegenwart eines Polymers. Dieses Polymer kann eines aus der Gruppe wie für das Garn bei der Vorrichtung beschrieben sein oder ein davon verschiedenes Material. Bevorzugt handelt es sich um ein thermoplastisches Material. Further preferably, the contacting takes place in the presence of a polymer. This polymer may be one of the group as described for the yarn in the apparatus or a different material. It is preferably a thermoplastic material.
Außerdem bevorzugt wird nach dem Kontaktieren ein Verbundvorläufer erhalten, wobei der Verbundvorläufer auf eine Temperatur T3 oberhalb der Temperatur T2 gebracht wird. Wie bereits für die Vorrichtung beschrieben, kann der zuvor beschrieben durch das Verfahren erhaltene Verbundvorläufer in weiteren Schritten bearbeitet werden. Eine Möglichkeit der Weiterbehandlung ist in einem Pultrusionsverfahren, bei dem der entstandene Verbundvorläufer auf eine Temperatur T3 erhitzt wird, die höher liegt als die Temperatur T2 , bei der die mindestens zwei Garne kontaktiert wurden. Diese Temperatur T3 sollte höher als der Erweichungspunkt einer der Komponenten des Verbundvorläufers sein. Die Temperaturen T3 können oft in einem Bereich von 180 bis 380 °C, vorzugsweise in einem Bereich von 200 bis 300°C und besonders bevorzugt in einem Bereich von 210 bis 270°C liegen. Allgemein gilt bei der Auswahl der Temperaturen, dass diese oberhalb der Erweichungstemperatur der Kunststoffe, jedoch noch unterhalb der Temperatur, bei der während der Dauer der Konsolidierung schon eine Zersetzung der Kunststoffe zu beobachten wäre, liegen. Diese Behandlung des Verbundvorläufers mit erhöhter Temperatur dient dazu die Bestandteile oder Komponenten des Verbundvorläufers mit einander zu verschmelzen bzw. zu verbacken oder zu versintern, sodass nach dem Aushärten ein konsolidierter Verbund, also ein Verbund mit gewünschter Dichte vorliegt. In einem weiteren Aspekt wird die zuvor beschriebene Vorrichtung in dem zuvor beschriebenen Verfahren eingesetzt. In addition, preferably after contacting, a composite precursor is obtained, wherein the composite precursor is brought to a temperature T 3 above the temperature T 2 . As already described for the device, the composite precursor obtained by the process described above can be processed in further steps. One possibility for further treatment is in a pultrusion process in which the resulting composite precursor is heated to a temperature T 3 which is higher than the temperature T 2 at which the at least two yarns were contacted. This temperature T 3 should be higher than the softening point of one of the Be components of the composite precursor. The temperatures T 3 may often be in a range of from 180 to 380 ° C, preferably in a range of from 200 to 300 ° C, and more preferably in a range of from 210 to 270 ° C. In general, when selecting the temperatures, they are above the softening temperature of the plastics, but still below the temperature at which decomposition of the plastics would already be observed during the period of consolidation. This treatment of the composite precursor with elevated temperature serves to fuse together or sinter the constituents or components of the composite precursor, so that after curing there is a consolidated composite, ie a composite with the desired density. In a further aspect, the device described above is used in the method described above.
In einem weiteren Aspekt wird ein Verbund vorgeschlagen, erhältlich nach dem zuvor beschriebenen Verfahren. Dieser Verbund kann für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden. So werden solche Verbünde aufgrund ihrer hohen Reiß- bzw. Zugfestigkeit oft als Ersatz für schwere Metallteile im Karosseriebau oder Flugzeugbau eingesetzt. In a further aspect, a composite is proposed, obtainable by the method described above. This composite can be used for different purposes. Thus, such composites are often used as a substitute for heavy metal parts in the body shop or aircraft because of their high tensile strength.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Erzeugnis vorgeschlagen beinhaltend einen Verbund wie zuvor beschrieben und ein von dem Verbund verschiedenes weiteres Bauteil. Derartige Erzeugnisse können beispielsweise die in DE-A-10 2009 034 767 oder EP-A-1 988 118 beschriebenen dreidimensionalen Strukturen sein. Derartige Erzeugnisse können auch Vehikel sein, die sich zu Land, Wasser oder Luft, insbesondere angetrieben, bewegen. Derartige Vehikel können beispielsweise Flugzeuge, Schiffe, Fahrräder oder Fahrzeuge sein. Derartige Erzeugnisse können auch Gebäude oder Gebäudeteile, wie Dächer, Fassaden, Fenster o- der Leitungssysteme sein. In a further aspect of the invention there is proposed a product comprising a composite as described above and a further component other than the composite. Such products may be, for example, the three-dimensional structures described in DE-A-10 2009 034 767 or EP-A-1 988 118. Such products may also be vehicles which move on land, water or air, in particular driven. Such vehicles may be, for example, aircraft, ships, bicycles or vehicles. Such products may also be buildings or parts of buildings, such as roofs, facades, windows or piping systems.
Zudem gelten die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Strahler ebenso entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Stoffprüfung sowie für das erfindungsgemäße Verfahren zur Stoffprüfung. Dies gilt insbesondere für Materialien und räumliche Ausgestaltungen. In addition, the comments on the radiator according to the invention also apply correspondingly to the device according to the invention for substance testing and to the method according to the invention for substance testing. This applies in particular to materials and spatial configurations.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den Un- teränsprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche beziehungsweise hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen: Further details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, in particular in conjunction with the subordinate claims. In this case, the respective features can be implemented on their own or in combination with one another. The invention is not limited to the embodiments. The embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures designate the same or functionally identical or with respect to their functions corresponding elements. In detail:
Figur 1 : Schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung Figure 1: Schematic representation of a cross section through a device according to the invention
Figur 2: Schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Ausschnitt aus Figur 1 FIG. 2: Schematic representation of a cross section through a device according to the invention as a detail from FIG. 1
Figur 3 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erwärmen eines Garns Figure 3 Schematic representation of a method for heating a yarn according to the invention
In Figur 1 ist ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dargestellt. Es ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung 10 dargestellt. Diese Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 15 mit einer Öffnung 70 auf. In dem Gehäuse 15 befindet sich mindestens eine Strahlungsquelle 20, hier in Form mehrerer ringförmiger Strahler 20. Die ringförmigen Strahler 20 bilden einen Ring 25. Dieser Ring 25 umgibt eine Garnlinie 38. Diese Garnlinie 38 kann entweder nur aus dem Garn 35 oder aus beiden Garnen 35 und 45 gebildet sein. Die ringförmigen Strahler 20 umgeben in kegelförmiger Anordnung ein Rohr 120, das durch die Öffnungen 70 und 70'des Gehäuses 15 geführt ist. Die ringförmigen Strahler 20 sind auf ihrer inneren Seite, die dem Rohr 120 zugewandt ist, von einem inneren Reflektor 90 und auf ihrer äußeren Seite, die dem Rohr 120 abgewandt ist, von einem äußeren Reflektor 80 umgeben. Die ringförmigen Strahler 20 zusammen mit den Reflektoren 80 und 90 stellen den Strahlungsbereich 50 dar. Während des Gebrauchs der Vorrichtung 20 wird in diesen Strahlungsbereich 50 mindestens ein erstes Garn 35 oder auch ein weiteres Garn 45 eingeführt, das sich jeweils auf einer Halterung 30 und 30' befindet. Die beiden Halterungen 30 und 30' bilden den Halterungsbereich 40, der sich außerhalb des Strahlungsbereichs 50 befindet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Strahlungsbereichs 50 befindet sich ein Kontaktbereich 60. Hier wird das erste Garn 35 und das weitere Garn 45 zusammengeführt, nachdem es von dem Strahler 20 erwärmt wurde. Der Kontaktbereich 60 befindet sich in diesem Fall auf der Oberfläche des Rohres 20, weshalb das Rohr 120 auch als inneres Profil 120 bezeichnet wird, das es dem entstehenden Verbundvorläufer 130 sein Profil gibt. Wie bereits erwähnt, kann das Rohr 120 auch eine ovale oder eckige Oberfläche aufweisen. Das Rohr 120 oder der Verbundvorläufer 130 oder beides bewegen sich in Zugrichtung 150 von der Vorrichtung 10 weg. Die Zugeinrichtung ist hier nicht gezeigt. Durch diesen Zug wird das Garn 35 und 45 automatisch von den Halterungen 30, 30' abgewickelt und dem Strahlungsbereich 50 zugeführt. Weiterhin sind die Halterungen 30, 30'kreisend um die Achse des rohrförmigen länglichen Formkörpers 120 angeordnet. FIG. 1 shows an example of a device 10 according to the invention. A cross section through the device 10 is shown. This device 10 has a housing 15 with an opening 70. In the housing 15 there is at least one radiation source 20, here in the form of a plurality of annular radiators 20. The annular radiators 20 form a ring 25. This ring 25 surrounds a yarn line 38. This yarn line 38 can either only from the yarn 35 or from both yarns 35 and 45 be formed. The annular radiator 20 surrounded in a conical arrangement a tube 120 which is guided through the openings 70 and 70 'of the housing 15. The annular radiators 20 are surrounded on their inner side, which faces the tube 120, by an inner reflector 90 and on its outer side, which faces away from the tube 120, by an outer reflector 80. The annular radiators 20 together with the reflectors 80 and 90 represent the radiation area 50. During use of the device 20, at least one first yarn 35 or else another yarn 45 is introduced into this radiation area 50, each on a holder 30 and 30 ' is located. The two holders 30 and 30 ' form the holding area 40, which is located outside the radiation area 50. On the opposite side of the radiation region 50 is a contact region 60. Here, the first yarn 35 and the further yarn 45 are brought together after being heated by the radiator 20. The contact region 60 is in this case on the surface of the tube 20, which is why the tube 120 is also referred to as the inner profile 120, which gives the resulting composite precursor 130 its profile. As already mentioned, the tube 120 may also have an oval or angular surface. The tube 120 or the composite precursor 130 or both move away from the device 10 in the pulling direction 150. The drawbar is not shown here. By this train, the yarns 35 and 45 are automatically unwound from the brackets 30, 30 ' and fed to the radiation area 50. Furthermore, the brackets 30, 30 'are arranged in a circle around the axis of the tubular elongate shaped body 120.
Der Kontaktbereich 60 kann dabei auch Bestandteil des Strahlungsbereiches 50 sein, wie es hier dargestellt ist, muss es aber nicht. Um ein Überhitzen der Strahler 20 und des Strahlungs- bereiches 50 sowie der Reflektoren 80 und 90 zu vermeiden, sind Ventilatoren 100 an mehreren Stellen der Vorrichtung 10 angeordnet. Diese Ventilatoren 100 dienen zur Kühlung vor allem der Reflektoren 80 und 90 und saugen kühle Luft aus der Umgebung an, um sie in Bewegungsrichtung 110 in und durch die Vorrichtung 10 zu bewegen. The contact region 60 can also be part of the radiation region 50, as shown here, but it does not have to. To overheat the radiators 20 and the radiation Area 50 and the reflectors 80 and 90 to avoid, fans 100 are arranged at several points of the device 10. These fans 100 are used primarily for cooling the reflectors 80 and 90 and suck cool air from the environment to move in the direction of movement 110 in and through the device 10.
Die Wendeltemperatur der ringförmigen Strahler 20 liegt bei der Anwendung in einem Bereich von 1200 bis 1500°C. Die Leistung in den einzelnen Strahlern 20 liegt in einem Bereich von 5 bis 20 W/cm bezogen auf die Strahlerlänge. The spiral temperature of the annular radiator 20 is in the application in a range of 1200 to 1500 ° C. The power in the individual radiators 20 is in a range of 5 to 20 W / cm with respect to the radiator length.
In Figur 2 ist ein Ausschnitt aus Figur 1 gezeigt, der nur einen Teil des Strahlungsbereichs 50 und den Kontaktbereich 60 zeigt in dem sich die Garne 35 und 45 treffen. Um eine gute Regelung der Strahlung vornehmen zu können, sodass die Garne 35 und 45 nicht zu stark erhitzt werden, wird in diesem Fall ein Pyrometer 140 verwendet. Dies kann an verschiedenen Stellen in der Vorrichtung 10 eingebaut sein. Vorteilhafterweise ist es in einem Bereich der Vorrichtung 10 angeordnet, wo das Garn 35 oder 45 aus dem Strahlungsbereich 50 in den Kontaktbereich 60 übergeht. Die Daten die das Pyrometer 140 aufnimmt, können entweder schnurlos an ein Steuergerät übertragen werden, oder wie hier gezeigt über ein Datenkabel 160. Das Steuergerät kann diese Daten dazu benutzen die Leistung der Strahler 20 zu regulieren. FIG. 2 shows a section from FIG. 1 which shows only a part of the radiation area 50 and the contact area 60 in which the yarns 35 and 45 meet. In order to be able to effect a good regulation of the radiation so that the yarns 35 and 45 are not heated too much, a pyrometer 140 is used in this case. This can be installed at various locations in the device 10. Advantageously, it is arranged in a region of the device 10 where the yarn 35 or 45 passes from the radiation region 50 into the contact region 60. The data received by the pyrometer 140 may be either wirelessly transmitted to a controller, or as shown here via a data cable 160. The controller may use this data to regulate the power of the emitters 20.
Figur 3 zeigt schematisch den Vorgang des Erwärmens eines Garns 35 oder 45, das auf einer Halterung 30 bereitgestellt wird. Das Garn 35 wird so mit dem Kontaktbereich 60 verbunden, dass es auf dem Weg dorthin durch eine Strahlungsquelle 20 bestrahlt wird. Das Garn 35 weist nach Erwärmung durch die Strahlungsquelle 20 eine Temperatur T2 auf, die höher liegt als die Temperatur des Garns 35 auf der Halterung 30. Der Pfeil 200 gibt die Beleuchtungsrichtung an mit der die elektromagnetische Strahlung der Strahlungsquelle 20 auf das Garn 35 gerichtet wird. FIG. 3 schematically shows the process of heating a yarn 35 or 45 provided on a holder 30. The yarn 35 is bonded to the contact area 60 so as to be irradiated thereon by a radiation source 20. The yarn 35 has, after being heated by the radiation source 20, a temperature T 2 which is higher than the temperature of the yarn 35 on the holder 30. The arrow 200 indicates the direction of illumination with which the electromagnetic radiation of the radiation source 20 is directed onto the yarn 35 becomes.
Beispiel: Example:
Ausgehend von Unidirektionalen Tapes, die aus Hexcel APC2 Carbon-Fasern (erhältlich bei der Firma Hexcel Inc. Santa Clara CA USA) und einer PEEK Matrix (erhältlich bei der Firma VicTrex pic. GB) bestehen, wobei das Faservolumenanteil in dem konsolidierten Tape 45 % beträgt und das Flächengewicht 300 g/m2, werden mehrlagige pultrudierte Profile erzeugt. Die unidirektionalen Tapes werden bei Firma Suprem SA (CH) nach einem patentierten Verfahren aus den vorstehend genannten Materialein hergestellt und nach dem Konsolidieren zu 6 mm breiten Bändern geschnitten und aufgewickelt. Die so erhaltenen unidirektionalen Tapes auf den einzelnen Tape-Rollen weisen dabei eine Länge, die der der ursprünglichen Rovings der Hexel APC2 Faser entspricht, auf, zumindest jedoch 1000 m. Es werden sodann in einer ersten Station 38 Tape-Rollen auf einem als Flechtrad ausgestalteten Halterungsbereich montiert, von denen 19 im Uhrzeigersinn und 19 gegen den Uhrzeigersinn zu einem ersten Schlauch in Leinwandbindung in einem Kontaktbereich der ersten Station verflochten werden. Zwischen dem Halterungsbereich und dem Kontakbereich werden die Ta- pes durch durchlaufen von Infrarotstrahlenquellen auf eine Temperatur von 350 °C erwärmt. Starting from unidirectional tapes consisting of Hexcel APC2 carbon fibers (available from Hexcel Inc. Santa Clara CA USA) and a PEEK matrix (available from VicTrex pic. GB), where the fiber volume fraction in the consolidated tape is 45% and the basis weight is 300 g / m 2 , multilayer pultruded profiles are produced. The unidirectional tapes are manufactured by Suprem SA (CH) according to a patented process from the aforementioned materials and after consolidation are cut into 6 mm wide strips and wound up. The unidirectional tapes thus obtained on the individual tape rolls have a length which corresponds to that of the original rovings of the hexel APC2 fiber, but at least 1000 m. Then, in a first station, 38 tape rolls are mounted on a braided wheeled support portion, of which 19 are intertwined clockwise and 19 counterclockwise to form a first plain weave hose in a contact area of the first station. Between the holding area and the contact area, the tablets are heated to a temperature of 350 ° C. by passing through infrared radiation sources.
Dieser erste Schlauch wird in drei weiteren ebenfalls jeweils mit 38 Tape-Rollen versehenen Stationen unter den gleichen Bedingungen drei weitere Male mit einer Schicht in Leinwandbindung umhüllt. Nach der vierten Station wird der so erhaltene vierlagige Vorverbund bei einer Temperatur von 375 °C zu einem Verbund mit einem Durchmesser von 60mm und einem kreisförmigen Querschnitt konsolidiert. Dieser Verbund weist eine nahezu glatte Oberfläche und eine hohe Gleichmäßigkeit in der Faserverteilung auf. This first tube will be wrapped in three additional 38-roll stations under the same conditions three times with a plain weave layer. After the fourth station, the four-ply precoat thus obtained is consolidated at a temperature of 375 ° C into a composite having a diameter of 60 mm and a circular cross-section. This composite has a nearly smooth surface and a high uniformity in fiber distribution.
Verqleichsbeispiel: Comparative Example:
Das Beispiel wird durchgeführt, ohne dass die Tapes eine erfindungsgemäße Infrarotstrahlenquelle durchlaufen. Hierdurch wurde ein Verbund mit einer durch Blasenbildung aufgerauten Oberfläche und deutlich verschlechterter Homogenität bei einer um 60% verringerten Druch- satzgeschwindigkeit erhalten. The example is performed without the tapes undergoing an infrared radiation source according to the invention. As a result, a composite having a surface roughened by blistering and markedly deteriorated homogeneity was obtained at a reduced throughput rate of 60%.
Bezuqszeichenliste Vorrichtung 130 Verbundvorläufer Gehäuse 140 Pyrometer Strahlungsquelle, ringförmiger 150 ZugrichtungReference List Device 130 Composite Precursor Housing 140 Pyrometer Radiation source, ring 150 tensile direction
Strahler 160 Datenkabel Ring Garnzugeinrichtung, 30' Halterung 170 Spotlight 160 Data Cable Ring Twist Device, 30 'Holder 170
Erstes Garn  First yarn
Garnlinie  yarn line
Halterungsbereich  holding area
Weiteres Garn  Another yarn
Strahlungsbereich  radiation range
Kontaktbereich contact area
, 70' Öffnung '70' opening
Äußerer Reflektor  Outer reflector
Inneren Reflektor Inner reflector
0 Ventilator 0 fan
0 Bewegungsrichtung der Luft0 direction of movement of the air
0 Rohr, inneres Profil, Formkörper 0 pipe, inner profile, molded body

Claims

Patentansprüche claims
1. Eine Vorrichtung (10), beinhaltend: einen Halterungsbereich (40) beinhaltend eine erste Halterung (30, 30') für ein erstes Garn (35) und mindestens eine weitere Halterung (30, 30') für mindestens ein weiteres Garn (45), mindestens einen Kontaktbereich (60) zum Kontaktieren des ersten Garns (35) und des mindestens einen weiteren Garns (45), wobei mindestens eine Strahlungsquelle (20), zwischen dem Halterungsbereich (40) und dem Kontaktbereich (60) vorgesehen ist. A device (10) comprising: a support portion (40) including a first support (30, 30 ' ) for a first yarn (35) and at least one further support (30, 30 ' ) for at least one further yarn (45 ), at least one contact region (60) for contacting the first yarn (35) and the at least one further yarn (45), wherein at least one radiation source (20) is provided between the support region (40) and the contact region (60).
2. Die Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei mindestens eine der mindestens einen Strahlungsquelle (20) ein Infrarotstrahler ist. The apparatus (10) of claim 1, wherein at least one of the at least one radiation source (20) is an infrared radiator.
3. Die Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine der mindesten einen Strahlungsquelle (20) eine Leistung in einem Bereich von 1 bis 100 W/cm hat. The apparatus (10) of claim 1 or 2, wherein at least one of the at least one radiation source (20) has a power in a range of 1 to 100 W / cm.
4. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der mindestens einen Strahlungsquelle (20) ringförmig ausgebildet ist. 4. The device (10) according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the at least one radiation source (20) is annular.
5. Die Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei eine durch das erste Garn (35) zwischen dem Halterungsbereich (40) und dem Kontaktbereich (60) sich erstreckende Garnlinie (38) innerhalb eines durch die ringförmig ausgebildete Strahlungsquelle (20) gebildeten Rings (25) liegt. The apparatus (10) of claim 4, wherein a yarn line (38) extending through the first yarn (35) between the support portion (40) and the contact region (60) is within a ring formed by the annular radiation source (20) (25) lies.
6. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halterungsbereich (40) relativ zum Kontaktbereich (60) beweglich ist. The apparatus (10) of any one of the preceding claims, wherein the support portion (40) is movable relative to the contact portion (60).
7. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Reflektor (80, 90), zwischen dem Halterungsbereich (40) und dem Kontaktbereich (60) vorgesehen ist. 7. The device (10) according to any one of the preceding claims, wherein at least one reflector (80, 90), between the support portion (40) and the contact region (60) is provided.
8. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich (60) eine Garnzugeinrichtung (170) aufweist oder eine Garnzugeinrichtung (170) auf den Kontaktbereich folgt oder beides. The apparatus (10) according to any one of the preceding claims, wherein the contact region (60) comprises a yarn draw device (170) or a yarn draw device (170) follows the contact region or both.
9. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich (60) einen Formkörper (120) aufweist. 9. The device (10) according to any one of the preceding claims, wherein the contact region (60) has a shaped body (120).
10. Die Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens das erste Garn (35) oder das weitere Garn (45) zwischen Halterungsbereich (40) und Kon- taktierungsbereich (60) so zu der mindestens einen Strahlungsquelle (20) angeordnet ist, dass der bestrahlte Teil des ersten Garns (35) oder des weiteren Garns (45) von einer ersten Temperatur T, auf eine zweite Temperatur T2, erwärmbar ist. 10. The device (10) according to any one of the preceding claims, wherein at least the first yarn (35) or the further yarn (45) between the holding region (40) and contacting area (60) arranged to the at least one radiation source (20) in that the irradiated part of the first yarn (35) or of the further yarn (45) can be heated from a first temperature T to a second temperature T 2 .
11. Ein Verfahren zum Herstellen eines Verbunds (130), beinhaltend die Schritte: i. Bereitstellen eines ersten Garns (35) und mindestens eines weiteren 11. A method of making a composite (130), comprising the steps of: i. Providing a first yarn (35) and at least one other
Garns (45) jeweils mit einer Temperatur T^ ii. Bestrahlen mindestens eines Teils des ersten Garns (35) oder des mindestens einen weiteren Garns (45) oder beider; iii. Kontaktieren des ersten Garns (35) und des mindestens einen weite ren Garns (45), wobei mindestens eines dieser Garne (35, 45) eine Kontakttemperatur T2 oberhalb T1 hat, wobei auf mindestens eines dieser Garne (35, 45) während des Kontaktierens eine Zugkraft wirkt. Yarns (45) each with a temperature T ^ ii. Irradiating at least a portion of the first yarn (35) or the at least one further yarn (45) or both; iii. Contacting the first yarn (35) and the at least one wider yarn (45), wherein at least one of these yarns (35, 45) has a contact temperature T 2 above T 1 , wherein at least one of these yarns (35, 45) during the Contacting a tensile force acts.
12. Das Verfahren nach Anspruch 11 , wobei mindestens das erste Garn (35) Carbon The method of claim 11, wherein at least the first yarn (35) is carbon
oder Glas oder beides beinhaltet.  or glass or both.
13. Das Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Bestrahlen durch Infrarotstrahlen erfolgt. The method of claim 11 or 12, wherein the irradiation is by infrared rays.
14. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Bestrahlung mit einer Leistung in einem Bereich von 1 bis 100 W/cm erfolgt. 14. The method according to any one of claims 11 to 13, wherein the irradiation is performed with a power in a range of 1 to 100 W / cm.
15. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Kontaktieren in Gegenwart eines Polymers erfolgt. The method of any one of claims 11 to 14, wherein the contacting is in the presence of a polymer.
16. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei nach dem Kontaktieren ein Verbundvorläufer (130) erhalten wird, wobei der Verbundvorläufer (130) auf eine Temperatur T3 oberhalb der Temperatur T2 gebracht wird. The method of any one of claims 11 to 15, wherein after contacting, a composite precursor (130) is obtained, wherein the composite precursor (130) is brought to a temperature T 3 above the temperature T 2 .
17. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingesetzt wird. 17. The method according to any one of claims 11 to 16, wherein a device (10) according to any one of claims 1 to 10 is used.
18. Ein Verbund (130) erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17. 18. A composite (130) obtainable by a method according to one of claims 11 to 17.
19. Ein Erzeugnis beinhaltend einen Verbund (130) nach Anspruch 18 und ein von dem Verbund (130) verschiedenes weiteres Bauteil. 19. A product comprising a composite (130) according to claim 18 and a different component from the composite (130).
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