Tela no tejida reforzada.

Estructura textil plana (1) que comprende una retícula de reforzamiento (3) y al menos una capa de velo

(2) situada en plano sobre al menos una superficie de la retícula de reforzamiento (3), caracterizada por que

• la estructura textil plana (1) presenta un peso superficial desde 40 hasta 140 g/m2,

• la capa de velo (2) está constituida predominantemente por fibras de carbono,

• las fibras de carbono en la estructura textil plana (1) presentan una porción en el peso superficial desde el 60 hasta el 97 %,

• la retícula de reforzamiento (3) presenta un peso superficial proporcional desde 2,5 hasta 12,5 g/m2 y

• la estructura textil plana (1) está consolidada, encontrándose la retícula de reforzamiento (3) entre dos capas de velo (2) sucesivas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/069313.

Solicitante: SGL Automotive Carbon Fibers GmbH & Co. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Anton-Ditt-Bogen 5 80939 München ALEMANIA.

Inventor/es: DANZER,MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados por la relación... > B32B7/12 (utilizando un adhesivo)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados por la heterogeneidad... > B32B5/02 (caracterizados por las características de estructura de una capa que tiene fibras o filamentos (formada por partículas, p. ej. virutas, fibras cortadas, polvo, B32B 5/16))
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA;... > FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR... > D04H11/00 (No tejidos con capa de pelos (productos estratificados que forman no-tejidos B32B))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR;... > Fabricación de preformas (B29C 61/06 tiene prioridad) > B29B11/16 (comprendiendo cargas o fibras de refuerzo)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/08 (con combinaciones de distintos tipos de refuerzos fibrosos incorporados en una matriz, formando una o más capas, con o sin capas no reforzadas)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA;... > FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR... > No tejidos formados de mezclas de fibras relativamente... > D04H5/02 (reforzados o consolidados por métodos mecánicos, p. ej. punzonado (máquinas de agujas D04H 18/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados por la heterogeneidad... > B32B5/06 (caracterizados por una capa fibrosa imbricada o cosida con otra capa, p. ej. de fibras, de papel)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA;... > FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR... > No tejidos formados únicamente o principalmente... > D04H1/498 (enredamiento de capas de mantas)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA;... > FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR... > No tejidos formados únicamente o principalmente... > D04H1/4242 (Fibras de carbono)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA;... > FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR... > No tejidos formados únicamente o principalmente... > D04H3/045 (para fabricación de redes)

PDF original: ES-2544991_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Tela no tejida reforzada Campo de la invención La presente invención se refiere a un material no tejido reforzado para una mejor manipulación durante el proceso de fabricación, a un componente en el que está insertado el material no tejido reforzado y a su uso. En particular, la presente invención se refiere a una tela no tejida de fibras de carbono con una retícula de reforzamiento contenida en su interior.

Antecedentes de la invención En la fabricación de estructuras textiles planas con una cohesión relativamente baja de las fibras textiles entre sí, como por ejemplo en el caso de tela no tejida de fibras o velo de fibras, los procesos de manipulación más simples, como el enrollado y desenrollado de las estructuras planas, o la alimentación automatizada de estas a otras etapas de producción, suponen un problema. Una posibilidad de afrontar este problema es insertar una retícula de reforzamiento en la estructura plana. Esta estructura básica de capas de reforzamiento insertadas entre capas de velo de fibras constituye el punto de partida de la presente invención.

En el documento DE 92 07 367 U1 se da a conocer un material de capas cuyas superficies están formadas por telas no tejidas hiladas y que está formado por al menos dos capas de telas no tejidas hiladas y al menos una capa de malla, preferiblemente de una capa de malla de hilos de reforzamiento, en el que las capas de malla o la capa de malla se sitúa (n) en cada caso entre dos capas de tela no tejida hilada (documento DE 92 07 367 U1, página 2, segundo párrafo completo) .

El documento DE 10 2006 060 241 A1 da a conocer un inserto de soporte que contiene una estructura textil plana y un reforzamiento, en el que la consolidación de la estructura textil plana, que ya presenta el reforzamiento, se realiza hidrodinámicamente. En particular se describen telas no tejidas hiladas que son producidas por una deposición aleatoria de filamentos recién hilados por fusión y que consisten en fibras sintéticas continuas de materiales poliméricos que pueden ser hilados por fusión (documento DE 10 2006 060 241 A1, párrafo [0036]) .

El documento EP 1 584 737 A1 da a conocer una tela no tejida plana reforzada que comprende al menos dos capas de tela no tejida de fibras continuas de poliéster y una retícula de fibras de vidrio colocada entre las capas de tela no tejida.

El documento WO 01/85439 A1 da a conocer una estructura textil plana consolidada que comprende una retícula de reforzamiento y al menos una capa de velo situada en plano sobre al menos una superficie de la retícula de reforzamiento, que está hecha de fibras de carbono.

Las publicaciones mencionadas se refieren principalmente a la utilización de estructuras textiles planas para la fabricación de telas asfálticas de techo u obturación. Para los materiales no tejidos se emplean en este caso principalmente polímeros que pueden ser hilados por fusión y nada de fibras de carbono. En las aplicaciones de este tipo, sin embargo, no se exigen requisitos especiales en la reducción de peso y la estabilidad mecánica. Para la fabricación de componentes que están sujetos a mayores requisitos a este respecto, como por ejemplo en la industria del automóvil o de la navegación aérea, no son suficientes por tanto las teorías conocidas.

Son necesarias para ello, por tanto, también estructuras textiles planas que puedan capacitar al componente terminado, en el que sea insertada finalmente la estructura textil plana, para resistir cargas mecánicas lo más elevadas posibles. Por tanto, la presente invención está dirigida a estructuras textiles planas de fibras de carbono o predominantemente de fibras de carbono.

Una de las dificultades con las fibras de carbono desde el punto de vista de fabricación consiste en la naturaleza de la superficie de las fibras de carbono. Las fibras de carbono tienen una superficie muy lisa en comparación con otras fibras de polímero. Esto tiene como consecuencia que las fibras de carbono en las estructuras textiles planas presentan una muy débil adhesión de las fibras entre sí y, por tanto, conducen a una baja cohesión de las estructuras textiles planas. Esta mala adherencia, o esta baja cohesión, afecta en última instancia al proceso de fabricación de las estructuras textiles planas de fibras de carbono, por lo que es necesaria una retícula de reforzamiento.

Además, se requiere una estructura textil plana que satisfaga determinados requisitos ópticos y táctiles. Así la retícula de reforzamiento contenida en la tela no tejida debe ser lo menos visible por fuera y además no deben formarse cavidades en la superficie de la estructura textil plana producidas por las tramas de la retícula de reforzamiento.

Para la estabilidad mecánica del componente final, en el que está insertada la estructura textil plana, sin embargo, son responsables principalmente las capas de tela no tejida, debido a su proporción de fibras de carbono, por lo que

la presencia de una retícula de reforzamiento afecta de forma negativa a la relación resistencia/peso del componente.

Por otra parte, el uso de una retícula de reforzamiento influye en el comportamiento de drapeado de la tela no tejida. En este caso, el deterioro de la capacidad de drapeado aumenta al incrementarse la resistencia de la retícula de reforzamiento.

Al mismo tiempo, sin embargo, la retícula de reforzamiento tiene que cumplir con el propósito, para el cual se utiliza, a saber, el reforzamiento suficiente de la estructura textil plana para garantizar una mejor manipulación de la misma en el proceso de fabricación.

El objeto de la presente invención consiste, por tanto, en proporcionar una estructura textil plana que presente las propiedades deseadas mencionadas y al mismo tiempo se eviten en gran parte los inconvenientes mencionados.

Sumario de la invención El objeto de la presente invención se consigue mediante una combinación ventajosa del espesor de capa o peso superficial de la estructura textil plana, la proporción de fibras de carbono en el peso superficial y el peso superficial proporcional de la retícula de reforzamiento.

Un aspecto de la presente invención es una estructura textil plana que comprende una retícula de reforzamiento y al menos una capa de velo que se sitúa en plano sobre al menos una superficie de la retícula de reforzamiento, caracterizada por que la estructura textil plana presenta un peso superficial desde 40 hasta 140 g/m2, la capa de velo está constituida predominantemente por fibras de carbono, las fibras de carbono en la estructura textil plana presentan una porción en el peso superficial desde el 60 hasta el 97 %, la retícula de reforzamiento presenta un peso superficial proporcional desde 2, 5 hasta 12, 5 g/m2 y la estructura textil plana está consolidada, en la que la retícula de reforzamiento se encuentra entre dos capas de velo sucesivas.

Otro aspecto de la presente invención es un artículo que comprende al menos dos estructuras textiles planas según la presente invención unidas entre sí en plano.

Otro aspecto de la presente invención es un componente que comprende la estructura textil plana según la invención o el artículo según la invención impregnado con una matriz de polímero.

Un aspecto adicional de la presente invención es el uso del componente según la invención para la fabricación de partes de un automóvil.

Descripción detallada de la invención La figura 1 muestra el diseño esquemático de una estructura textil plana (1) . En este caso, la retícula de reforzamiento (3) , representada por sus travesaños de retícula (30) , está colocada entre dos capas de velo (2) representadas por sus fibras (20) .

La figura 2 muestra el diseño esquemático... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Estructura textil plana (1) que comprende una retícula de reforzamiento (3) y al menos una capa de velo (2) situada en plano sobre al menos una superficie de la retícula de reforzamiento (3) , caracterizada por que la estructura textil plana (1) presenta un peso superficial desde 40 hasta 140 g/m2, la capa de velo (2) está constituida predominantemente por fibras de carbono, las fibras de carbono en la estructura textil plana (1) presentan una porción en el peso superficial desde el 60 hasta el 97 %, la retícula de reforzamiento (3) presenta un peso superficial proporcional desde 2, 5 hasta 12, 5 g/m2 y la estructura textil plana (1) está consolidada, encontrándose la retícula de reforzamiento (3) entre dos capas de velo (2) sucesivas.

2. Estructura textil plana (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que la estructura textil plana (1) presenta un peso superficial d.

8. 110 g/m2, las fibras de carbono en la estructura textil plana (1) presentan una porción del peso superficial desde el 65 hasta el 84 % y la retícula de reforzamiento (3) presenta un peso superficial proporcional de 3 a 10 g/m2.

3. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el material de la retícula de reforzamiento (3) comprende poliéster y/o vidrio.

4. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que los travesaños (30) de la retícula de reforzamiento presentan un título de 120 a 350 dtex.

5. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que los puntos de cruce de la retícula de reforzamiento (3) presentan un medio de ligado.

6. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la retícula de reforzamiento (3) está realizada como malla de hilos.

7. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la retícula de reforzamiento (1) presenta un conjunto de travesaños longitudinales paralelos (4a) en una dirección determinada y conjuntos de travesaños diagonales paralelos (4b, 4c) diagonales con respecto a los travesaños longitudinales paralelos, en la que un conjunto de travesaños diagonales paralelos (4b) está dispuesto con un ángulo mayor de 45° y menor de 90° y otro conjunto de travesaños diagonales paralelos (4c) con un ángulo menor de -45 ° y mayor de 90 ° con respecto a los travesaños longitudinales paralelos (4a) y los ángulos de los dos conjuntos de travesaños diagonales paralelos (4b, 4c) con respecto a los travesaños longitudinales paralelos (4a) tienen, respectivamente, el mismo valor.

8. Estructura textil plana (1) según la reivindicación 7, caracterizada por que los travesaños longitudinales (4a) presentan una distancia de 5 a 20 mm entre sí y los travesaños diagonales (4b, 4c) presentan una distancia de 7 a 50 mm entre sí.

9. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la retícula de reforzamiento (3) está realizada como un tablero de ajedrez.

10. Estructura textil plana (1) según la reivindicación 9, caracterizada por que los travesaños (5a) dispuestos, respectivamente, en paralelo guardan una distancia desde 10 hasta 50 mm.

11. Estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que las capas de velo (2) están formadas predominantemente por fibras discontinuas.

12. Artículo, que comprende al menos dos estructuras textiles planas (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11 unidas en plano entre sí.

13. Componente, que comprende una estructura textil plana (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la estructura textil plana (1) está impregnada con una matriz polimérica.

14. Componente, que comprende un artículo según la reivindicación 12, caracterizado por que el artículo está impregnado con una matriz polimérica.

15. Uso del componente según una de las reivindicaciones 13 o 14 para la fabricación de piezas de un automóvil.