專利名稱：用于制造染色的纖維復(fù)合材料的方法和該纖維復(fù)合材料以及由此制造的成型件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造染色的纖維復(fù)合材料的方法，以及用作成型件的預(yù)制材料的染色的纖維復(fù)合材料，如成型為體育用品的部件、轎車內(nèi)部美化裝備的裝飾部件或電池蓋，或者移動(dòng)電話或其他電子消費(fèi)品的其他外殼。
背景技術(shù)：
對(duì)于這類尤其是在深拉方法中制成的成型件，在實(shí)踐中提出了很多互相對(duì)立的要求。尤其是，盡管有極其扁平的構(gòu)造，但應(yīng)該是非?？箯澢涂古まD(zhuǎn)的，并且在令人滿意的外觀和突出的觸覺情況下材料成本和制造成本應(yīng)該為低。外部應(yīng)該通過可預(yù)設(shè)的染色吸引人，但是層壓的增強(qiáng)織物的有特色的纖維結(jié)構(gòu)還應(yīng)在外觀上出眾，尤其當(dāng)其不是簡單的鋪置物(Ge I ege )而是特定圖案設(shè)計(jì)的織物時(shí)。
在此為了簡化說明總是只討論纖維增強(qiáng)的織物，在本發(fā)明范圍內(nèi)它可以設(shè)計(jì)成同樣的單層或多層以及還有針織物、鋪置物、纖維束(粗紗)、毛氈和類似的墊。其總是涉及大多數(shù)情況下限定取向的纖維結(jié)構(gòu)，該纖維結(jié)構(gòu)例如兩面用透明的熱固性或優(yōu)選熱塑性塑料層壓成任意的纖維復(fù)合材料，任選地也層壓成所謂的有機(jī)薄片(Organoblech)。
尤其在對(duì)于纖維增強(qiáng)的熱塑性成型件提高的機(jī)械要求情況下，本身容易想到的是使用碳纖維用于增強(qiáng)織物。它不僅具有特別高的強(qiáng)度，作為成型件其織物結(jié)構(gòu)還提供令人愉快的觸覺和優(yōu)雅的外觀。但是由于碳的導(dǎo)電特性和由此得到的屏蔽行為，這種成型件不可用于其中例如在移動(dòng)電話中集成有無線電天線的儀器中。這種導(dǎo)致電子應(yīng)用的絕緣特性差的缺陷，對(duì)于同樣非常堅(jiān)固的凱芙拉纖維或芳族聚酰胺纖維雖然沒有出現(xiàn)，但是由于其例如用于安全帽和防彈背心的需求，這種織物幾乎不能以對(duì)消費(fèi)品來說合理的價(jià)格提供。
因此，大多數(shù)情況下只有使用具有常規(guī)的玻璃纖維-增強(qiáng)織物的熱塑性層壓體，該玻璃纖維-增強(qiáng)織物尤其是多層的玻璃纖維-增強(qiáng)織物，還顯示出非常好的機(jī)械強(qiáng)度。然而，由此制成的玻璃狀無色成型件的外觀根本不吸引人，并且因此特別是與碳成型件相比，尤其不適合用于較高價(jià)格的消費(fèi)品。還不能對(duì)單個(gè)的玻璃纖維染色，以便由此賦予后來的織物和由此制成的成型件更有品質(zhì)的外觀，因?yàn)樵摾w維由于單片材料的表面結(jié)構(gòu)實(shí)際上不能接受顏色。
雖然玻璃纖維織物整體可以代替單個(gè)纖維，在其層壓之前，通過浸潰在顏料池中用色料完全涂覆。然后，必須隨后還經(jīng)過金屬光澤蒸鍍的干燥色料雖然保留在不平整的織物結(jié)構(gòu)上，但是這種不平整性很大程度上被色料填滿，從而在色料覆蓋層干燥之后，當(dāng)前拉平的織物結(jié)構(gòu)幾乎沒有表現(xiàn)出期望的藝術(shù)上和觸覺上的外觀，無論如何在觸覺上不再吸引人且視覺上不再符合設(shè)計(jì)，內(nèi)部織物結(jié)構(gòu)在外部喪失。此外，最后金屬化又帶來了導(dǎo)電性方面的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
基于對(duì)這些事實(shí)的認(rèn)識(shí)，本發(fā)明所基于的技術(shù)問題是，對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)的成型件，在沒有明顯地?fù)p害觸覺特性和視覺外觀的情況下，使其纖維結(jié)構(gòu)可以以不同的預(yù)設(shè)顏色出現(xiàn)并且在此尤其還以更高品質(zhì)的、灰黑色碳亮點(diǎn)(Karbonschimmer)出現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過各獨(dú)立權(quán)利要求中給出的基本特征來解決。由此，用彩色著色(farbpigmentiert)的漆噴涂尚未交織的纖維,尤其是連續(xù)纖維,或者優(yōu)選噴涂后來的復(fù)合材料的纖維-織物，例如使用一種如也稱為瓷色料，用于將由玻璃或由金屬制成的物品通過對(duì)其表面的抗刮印刷進(jìn)行顏色鮮艷的整飾。由此在織物上一面或雙面點(diǎn)狀的相對(duì)致密地實(shí)現(xiàn)的例如用戶化的彩色沉淀隨后根據(jù)漆固化的方式來熱固定，之后以常規(guī)方式將墊透明地或半透明地層壓。在該噴涂染色中，省去了對(duì)彩色涂層的金屬光澤蒸鍍(如根據(jù)常規(guī)的彩色浸潰的那樣)的要求。
用彩色顏料在溶劑過量條件下對(duì)漆進(jìn)行的這種單面或雙面噴涂不會(huì)導(dǎo)致表面上的實(shí)際封閉的彩色涂層，而更多的是導(dǎo)致或多或少致密的預(yù)設(shè)的、沿著織物表面結(jié)構(gòu)附著的、彩色顏料的點(diǎn)狀沉淀，沒有將織物的結(jié)構(gòu)不平坦地方平整化。在考慮具有事先這樣噴涂的織物的纖維復(fù)合材料時(shí)，尤其在光入射在其上的條件下，在復(fù)合材料內(nèi)部不出現(xiàn)吸收，如在通過浸潰平整的和無光澤染色的表面上的那樣；并且在略微波浪形的和在金屬化之后有光澤的表面上也不出現(xiàn)平面反射；而是根據(jù)所噴涂的漆的強(qiáng)度大小和其彩色顏料的鮮艷程度，在一定程度上從來自層壓的織物結(jié)構(gòu)內(nèi)部的單個(gè)纖維的表面發(fā)射多個(gè)點(diǎn)狀光源的散射光。這在沒有金屬蒸鍍條件下產(chǎn)生所追求的顏色鮮艷的光澤效應(yīng)，以及在之后由該復(fù)合材料制造的成型件上保持了織物結(jié)構(gòu)的視覺和觸覺特性。
因此，還可以在保持顯著的織物結(jié)構(gòu)條件下，以各式各樣的鮮艷顏色和顏色組合用可價(jià)格便宜地提供的玻璃纖維-織物實(shí)現(xiàn)由復(fù)合材料制成的成型件。對(duì)于制造，從備用線軸(Vorratsspule)上抽出織物并行經(jīng)單面或雙面作用其上的噴漆室(用于用彩色顏料在溶劑過量條件下進(jìn)行噴涂)，隨后例如通過如在工業(yè)中用于漆固化的隧道爐，以便最后再卷繞成(aufgehaspelt)不損害其織物結(jié)構(gòu)的外觀而鮮艷染色的織物網(wǎng)幅。
當(dāng)彩色沉淀的噴涂不是這樣大面積地在自動(dòng)噴漆室或例如用噴槍完成，而是借助于噴嘴例如根據(jù)噴墨打印機(jī)的寫入頭系統(tǒng)按照?qǐng)D形針對(duì)性地界定時(shí)，則可以在還沒有涂布的織物上涂覆例如多彩的紋飾、徽標(biāo)或文字說明，其在透明或半透明地層壓之后，和在成型為日用品之后，在其結(jié)構(gòu)化的和由此觸覺上尤其高品質(zhì)的表面上在外觀上簡潔地呈現(xiàn)任意顏色組合。
為了對(duì)用作深拉成型件的纖維增強(qiáng)預(yù)制材料的輕質(zhì)高性能纖維復(fù)合材料在沒有金屬化的條件下進(jìn)行用戶化的鮮艷染色，而不會(huì)由此損害其纖維織物的觸覺上高品質(zhì)的外觀，根據(jù)本發(fā)明在將織物層壓之前，整面地或按照?qǐng)D形界定地用光澤漆噴涂織物。由此隨后將致密地點(diǎn)狀沉淀在織物的纖維表面走向上的顏料熱固化，之后將這樣染色的織物層壓成板狀的或連續(xù)的纖維復(fù)合材料，該纖維復(fù)合材料作為例如待熱成型的物品的預(yù)制材料。


為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明染色的纖維復(fù)合材料，參考下面的在附圖中繪制的優(yōu)選的工作實(shí)施例的說明。
在唯一的附圖中，大大放大和不是按照比例地在中斷的剖面中繪制具有單層纖維-織物11的復(fù)合材料10,其經(jīng)紗(Kettfaser)和諱紗(Schussfaser)13在此交織成亞麻結(jié)構(gòu)(Leinenstruktur)。增強(qiáng)纖維13通常是玻璃纖維，但是其他材料如芳族聚酰胺纖維也可以根據(jù)本發(fā)明在織物結(jié)構(gòu)的顏色鮮艷的外觀下染色，而不會(huì)影響電氣功能?？椢?1在此單面上用彩色光澤漆噴涂。得到跟隨織物結(jié)構(gòu)的鮮艷、細(xì)顆粒的彩色顏料12在互相交織的纖維13上的、在此夸張地不連續(xù)地繪制的沉淀。具體實(shí)施方案
該光澤漆優(yōu)選是溶膠-凝膠-混合漆體系，如在噴涂的水解溶膠中蒸發(fā)涂料-溶劑之后，作為高度交聯(lián)的清漆-凝膠膜，用作玻璃表面上裝飾性、抗刮的保護(hù)層，或者用作衛(wèi)浴陶瓷上的防污涂層。但是該溶膠在本發(fā)明范圍內(nèi)摻雜有非常精細(xì)顆粒的和尤其顏色強(qiáng)烈的顏料12，該顏料在最后的熱促進(jìn)的溶膠凝聚成凝膠時(shí)，跟隨織物結(jié)構(gòu)，在纖維表面上保持良好的附著。
在短時(shí)間的干燥之后，為了在纖維表面上穩(wěn)定化以促進(jìn)溶膠變成凝膠的凝聚反應(yīng)，在織物11上結(jié)合在凝膠中的顏料12，例如在紅外連續(xù)式加熱爐中保持在數(shù)量級(jí)為約180°C的溫度并隨后緩慢冷卻。接著以常見方式將這樣染色的織物11至少單面，通常是雙面與基質(zhì)14層壓成纖維復(fù)合材料10，該基質(zhì)14由良好附著在織物11上的、透明或半透明的塑料如聚酰胺或聚丙烯或聚氨酯構(gòu)成。
如此例如用戶化染色的纖維復(fù)合材料的網(wǎng)幅材料或片材(Bogenware)可以依照產(chǎn)品來進(jìn)行切割，例如熱深拉成高強(qiáng)度的成型件如非常薄和平坦、但平面剛性的且由于其表面的織物結(jié)構(gòu)而在觸覺上和視覺上吸引人的電池蓋或電器消費(fèi)品的類似的無線電和電子學(xué)相容的平面外殼。
權(quán)利要求
1.用于制造染色的纖維復(fù)合材料(10)的方法，該方法通過如下方式進(jìn)行:用漆噴涂該纖維復(fù)合材料的織物(11)或織物纖維(13)，隨后將該漆熱固化，然后層壓織物(11)。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，用彩色著色的光澤漆噴涂織物(11)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將所述漆按圖形界定地噴涂到織物(11)上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將所述漆的噴涂上的顏料(12)煅燒到織物(11)的纖維(13)表面中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將織物(11)或甚至其尚未交織的纖維(13)在使用在過量溶劑中的彩色顏料條件下，利用如尤其用于印刷由玻璃或金屬制成的物品類型的人們所說的瓷色料噴涂。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將織物(11)或甚至其尚未交織的纖維(13)用溶膠-凝膠-漆體系的摻有彩色顏料的溶膠噴涂。
7.根據(jù)前述方法之一染色的纖維復(fù)合材料(10)，其特征在于，其織物(11)的纖維(13)的表面帶有彩色顏料(12)。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求的纖維復(fù)合材料，其特征為有高光澤的顏料(12)。
9.根據(jù)前兩個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)的纖維復(fù)合材料，其特征在于，將顏料(12)煅燒到纖維表面中。
10.由根據(jù)前三個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)的纖維復(fù)合材料(10)的切割料深拉的平面的、觸覺上吸引人和可用戶化染 色的成型件，尤其是電子儀器的外殼、體育用品或汽車裝飾件。
全文摘要
為了對(duì)用作深拉成型件的預(yù)制材料的輕質(zhì)高性能纖維復(fù)合材料(10)進(jìn)行用戶化的染色，而不會(huì)由此損害其纖維織物(11)的觸覺性能，在將染色的織物(11)層壓成纖維復(fù)合材料(10)之前，整面地或按照?qǐng)D形界定地用彩色著色的光澤漆噴涂織物(11)。
文檔編號(hào)B60R13/00GK103221197SQ201180037986
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者M.倫茨, M.奧佩爾曼, A.施密特 申請(qǐng)人:?？耸饭煞莨?br>