Un textil de refuerzo, que comprende:

una primera capa de fibras continuas colimadas;

una segunda capa seleccionada entre un grupo consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo, y combinaciones de éstos, y

un adhesivo de superficie, adhiriendo dicho adhesivo de superficie dichas primera y segunda capas entre sí, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda, teniendo dicho adhesivo de superficie un índice de flujo de la fusión que oscila entre 5 y 500 a la temperatura de fusión y de 900 a 2,500 a la temperatura de aplicación

Textil tratado por infusión que permite velocidades de infusión de resina elevadas.

Campo técnico y Aplicabilidad industrial de la invención

La presente invención se refiere, en general, a un textil de refuerzo o tratado por infusión que puede ser moldeado en grandes estructuras compuestas así como a un procedimiento de fabricación de dicho textil.

Antecedentes de la invención

Los textiles de refuerzo hechos a partir de materiales fibrosos constituidos en material tejido, tricotado y no tejido son bien conocidos en la técnica. Hilos de vidrio, carbono y aramida se constituyen típicamente en textiles, y una pluralidad de capas de textil es apilada y cortada en ensamblajes de textil secos o preformas. Las preformas son a continuación tratadas por infusión o impregnadas con un aglomerante de resina y curadas para constituir un compuesto rígido.

Típicamente, las preformas incluyen una o más capas de material de fibras orientadas que son agrupadas y conformadas antes de su inserción en un molde de inyección de resina. El molde se cierra y la resina es insertada entonces dentro del molde para infilitrarse entre las fibras para completar la pieza compuesta.

Con el fin de obtener la resistencia deseada y la integridad estructural de la pieza final, es necesario mantener la orientación direccional de las fibras mediante la integración de resina y el proceso de moldeo. Esto puede llevarse a cabo de dos maneras: en la primera, las fibras unidireccionales son cosidas entre sí o mantenidas juntas mediante fibras transversales. Desafortunadamente, el cosido generalmente reduce la dureza del compuesto. Así mismo, el cosido y/o las fibras transversales generalmente ralentizan el proceso de impregnación y hacen que las fibras unidireccionales sean más difíciles de humedecer.

Como alternativa, las fibras unidireccionales pueden ser mantenidas en posición mediante su impregnación con resina. Aunque en general es suficiente para mantener las fibras unidas durante la infusión de resina y el moldeo, la resina utilizada para la preimpregnación tiene la desafortunada tendencia a interferir o ralentizar la impregnación de resina durante el proceso de moldeo haciendo con ello que sea difícil humedecer adecuadamente las fibras unidireccionales.

La presente invención se refiere a un textil tratado por infusión que optimiza de un modo mejor el ensamblaje, la preformación, la conformabilidad para la maquinación, la velocidad en función de la resina, el grosor de consolidación, la estética de la superficie, y el rendimiento estructural del compuesto en una amplia gama de procesos de moldeo cerrados que incluyen los procesos VIP, RTM y RTM Lite o VARTM. Esto representa toda la gama de los procesos de moldeo cerrados compuestos utilizados por consumidores de los consumidores de la industria, y el transporte de productos navales de la energía eólica o de la construcción. Más concretamente, el textil de refuerzo de la presente invención proporciona la suficiente rigidez para mantener verticales las superficies de moldeo y mantener la alineación de las fibras y las propiedades mecánicas óptimas del compuesto como la resistencia compresiva y la deformación contra la ruptura. De forma simultánea, el textil posibilita unas velocidades de infusión de la resina muy rápidas para asegurar una completa humidificación de las fibras y un moldeo óptimo de los componentes con la más alta calidad.

Sumario de la invención

En su forma más sencilla, el textil de refuerzo comprende (a) una primera capa de fibras continuas colimadas, (b) una segunda capa seleccionada entre un grupo consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cáñamo y combinaciones de estos y (c) un adhesivo de superficie. El adhesivo de superficie se adhiere a las primera y segunda capas entre sí. El adhesivo de superficie se selecciona entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda. El adhesivo de superficie tiene un índice del flujo de la fusión que oscila, de modo aproximado, entre 5 y, de modo aproximado, 500 a temperatura de fusión y, de modo aproximado, entre 900 y, de modo aproximado, 2,500 a la temperatura de aplicación. En una posible forma de realización, el textil de refuerzo está constituido sin costura, basándose completamente en el adhesivo de superficie para mantener las fibras continuas colimadas con alineación.

Las fibras continuas colimadas son seleccionadas entre un grupo de materiales consistente en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono no grafito, fibras de grafito monolítico al boro, fibras de carbono no grafito monolítico al boro, silicona, aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoendurecido, fibras de polímero termoplástico, fibras naturales y mezclas de éstas.

Describiendo de forma más específica la invención, las fibras continuas colimadas tienen un tamaño de torón de entre, de modo aproximado, 100 y, de modo aproximado 10,000 tex y un diámetro de filamento de entre, de modo aproximado, 9 y, de modo aproximado, 30 micrómetros. En una aplicación típica, las fibras continuas colimadas tienen un tamaño de torón de entre, de modo aproximado, 600 y, de modo aproximado 8,000 tex y un diámetro de filamento entre, de modo aproximado, 12 y, de modo aproximado, 26 micrómetros.

Las fibras cortadas tienen un tamaño de torón de entre, de modo aproximado, 1,000 y, de modo aproximado, 8,000 tex y un diámetro de filamento de entre, de modo aproximado, 6 y, de modo aproximado, 30 micrómetros. Las fibras cortadas tienen un tex de entre, de modo aproximado 10 y, de modo aproximado, 1,000 en torones separados. Los filamentos del velo toronados, completamente dispersos, o una combinación de toronados y completamente dispersos. Así mismo, el textil de refuerzo incluye un tamaño que incorpora unos reactivos seleccionados entre un grupo consistente en agua, ácido acético, un lubricante, un formador de película, un agente de acoplamiento al silano, un biocida y mezclas de éstos.

El adhesivo de superficie está formulado o seleccionado entre un grupo consistente en PE, cera microcristalina, EVA, EVA modificado, copolímero etileno - éster acrílico, terpolímeros etileno - éster acrílico - anhídrido maleico, copoliésteres, copoliamidas, polipropileno amorfo, cauchos sintéticos, copolímeros bloques acrílicos, y combinaciones de éstos. Cuando el adhesivo de superficie es un adhesivo pegado en banda, se caracteriza por una viscosidad de entre, de modo aproximado, 0,5 y, de modo aproximado, 1 N/n.

El textil de refuerzo tiene un área por unidad en peso de entre, de modo aproximado 0,5 y, de modo aproximado, 3 kg./sm y comprende entre, de modo aproximado, un 30 y, de modo aproximado, un 80 por ciento en peso de una primera capa, de entre, de modo aproximado, un 20 y, de modo aproximado, un 70 por ciento en peso de una segunda capa y entre, de modo aproximado, un 0,1 y, de modo aproximado, un 2 por ciento en peso de adhesivo de superficie. El adhesivo de superficie se aplica en un peso areal de entre, de modo aproximado, 2 y, de modo aproximado, 30 gsm.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención se proporciona un procedimiento para fabricar un textil de refuerzo. El procedimiento comprende: (a) la constitución de una lámina colimada de fibras continuas; (b) la provisión de un adhesivo de superficie seleccionado entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que presenta un índice de flujo de la fusión que oscila entre, de modo aproximado, 5 y, de modo aproximado, 500 a la temperatura de fusión y, de modo aproximado, entre, de modo aproximado, 900 y, de modo aproximado, 2,500 a la temperatura de aplicación; y (c) la consolidación de la lámina colimada con una capa de material seleccionado entre un grupo consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo y combinaciones de éstos.

La etapa de constitución incluye las etapas adicionales de alimentación de una pluralidad de fibras continuas a partir de una fileta y la provisión del adhesivo de superficie en forma de banda. La etapa de constitución, puede, así mismo, incluir la formación del adhesivo de superficie en una banda en línea. Así mismo, la etapa de constitución puede incluir la extrusión del adhesivo de superficie en forma de producto de termofusión....

1. Un textil de refuerzo, que comprende:

una primera capa de fibras continuas colimadas;

una segunda capa seleccionada entre un grupo consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo, y combinaciones de éstos, y

un adhesivo de superficie, adhiriendo dicho adhesivo de superficie dichas primera y segunda capas entre sí, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda, teniendo dicho adhesivo de superficie un índice de flujo de la fusión que oscila entre 5 y 500 a la temperatura de fusión y de 900 a 2,500 a la temperatura de aplicación.

2. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicho textil de refuerzo carece de costuras.

3. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dichas fibras continuas colimadas se seleccionan entre un grupo de materiales consistente en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono no grafito, fibras de grafito monolítico al boro, fibras de carbono no grafito monolítico al boro, silicona, aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoendurecido, fibras de polímero termoplástico, fibras naturales y mezclas de éstas.

4. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicha segunda capa está construida a partir de un material seleccionado entre un grupo de materiales consistente en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono no grafito, fibras de grafito monolítico al boro, fibras de carbono no grafito monolítico al boro, silicona, aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoendurecido, fibras de polímero termoplástico, fibras naturales y mezclas de éstas.

5. El textil de refuerzo de la reivindicación 1 en el que dichas fibras continuas colimadas tienen un tamaño de torón de entre 100 y 10.000 tex y un diámetro de filamento de entre 9 y 30 micrómetros, de modo preferente, un tamaño de torón de entre 600 y 8,000 tex y un diámetro de filamento de entre 12 y 26 micrómetros.

6. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dichas fibras cortadas tienen un tamaño de torón de entre 1,000 y 8,000 tex y un diámetro de filamento de entre 6 y 30 micrómetros.

7. El textil de refuerzo de la reivindicación 6, en el que dichas fibras cortadas tienen un tex de entre 10 y 1,000 torones separados.

8. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que los filamentos de dicho velo están toronados, completamente dispersos o una combinación de toronados y complemente dispersos.

9. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, que incluye así mismo una cola que incluye reactivos seleccionados entre un grupo consistente en agua, ácido acético, un lubricante, un formador de película, un agente de acoplamiento al silano, un biocida, y mezclas de éstos.

10. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicho adhesivo de superficie se selecciona entre un grupo consistente en PE, cera microcristalina, EVA, EVA modificado, copolímero etileno - éster acrílico, terpolímeros etileno - éster acrílico - anhídrido maleico, copoliésteres, copoliamidas, copopropileno amorfo, cauchos sintéticos, copolímeros acrílicos y asociaciones de éstos.

11. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicho adhesivo de superficie tiene una viscosidad entre 0,5 y 1 N/m.

12. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicho textil de refuerzo posee un peso por superficie unitaria de entre 0,5 y 3 kg/sm y comprende entre un 30 y un 80 por ciento en peso de primera capa, entre un 20 y un 70 por ciento de segunda capa y entre un 0,1 y un 2 por ciento en peso de adhesivo de superficie.

13. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicho adhesivo de superficie se encuentra en una densidad de entre 2 y 30 gsm.

14. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicha primera capa tiene un peso de entre 0,3 y 1,5 kg/sm.

15. El textil de refuerzo de la reivindicación 1, en el que dicha primera capa posee una porosidad de entre 1,000 y 9,000 l/sm/s.

16. Un procedimiento de fabricación de un textil de refuerzo, que comprende:

la constitución de una lámina colimada a partir de fibras continuas;

la provisión de un adhesivo de superficie seleccionado entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que posee un índice de flujo de la fusión que oscila entre 5 y 500 a la temperatura ambiente y 900 a 2,500 a la temperatura de aplicación; y

la consolidación de dicha lámina colimada con una capa de material seleccionado entre un grupo consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torón continuo, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo y combinaciones de éstos.

17. El procedimiento de la reivindicación 16 en el que dicha etapa de constitución incluye la alimentación de una pluralidad de fibras continuas desde una fileta, disponiéndose dicho adhesivo de superficie en forma de banda, la transformación de dicho adhesivo de superficie en una banda en línea, la extrusión de dicho adhesivo de superficie en forma de mezcla termofusible, de modo preferente, mediante la aplicación de dicho adhesivo termofusible en una pauta seleccionada entre un grupo consistente en una pauta sinusoidal, una pauta en bucle, una pauta en línea recta y combinaciones de éstas, la aplicación de dicho adhesivo de superficie en una densidad de entre 2 y 30 gsm, la complitud de dicha consolidación a una velocidad de entre 50 y 500 metros/minuto, y/o incluyendo la utilización del adhesivo de superficie con una viscosidad de entre 0,5 y 1,0 N/m.

18. Un textil de refuerzo, que comprende:

un velo superficial;

un mat de filamento continuo;

al menos una lámina de fibras continuas colimadas;

una capa de textil tejido o no tejido;

un adhesivo de superficie, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que posee un índice de flujo de la fusión de 5 a 500 a la temperatura ambiente y de 900 a 2,500 a la temperatura de aplicación.

19. Un textil de refuerzo, que comprende:

un velo superficial;

una capa de fibras cortadas;

una lámina de fibras continuas colimadas;

una capa de medios de infusión seleccionada entre un grupo de materiales consistentes en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo y combinaciones de éstos;

una capa de textil tejido, de textil no tejido o de fibras cortadas; y

un adhesivo de superficie, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que posee un índice de flujo de la fusión que oscila entre 5 y 500 a temperatura ambiente y entre 900 y 1,300 a la temperatura de aplicación.

20. Un textil de refuerzo, que comprende:

un velo superficial;

una capa de medios de infusión seleccionada entre un grupo de materiales consistente en velo, mat de filamento continuo, mat de torones cortados, mat cortado directo, mat continuo directo, fibras continuas colimadas, textil tejido, textil no tejido, cañamazo y combinaciones de éstos;

una lámina de fibras continuas colimadas;

una primera capa de refuerzo de textil unidireccional que se extiende en una dirección de +45 grados con respecto a dichas fibras continuas colimadas;

una segunda capa de refuerzo de textil unidireccional que se extiende en una dirección de -45 grados con respecto a dichas fibras continuas colimadas; y

un adhesivo de superficie, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que posee un índice de flujo de la fusión que oscila entre 5 y 500 a la temperatura ambiente y entre 900 y 2,500 a la temperatura de aplicación.

21. El textil de refuerzo de la reivindicación 20, que incluye así mismo una segunda lámina de fibras continuas colimadas y un adhesivo de superficie subyacente a dicha segunda capa de refuerzo.

22. Un textil de refuerzo, que comprende:

un velo superficial;

un mat de filamento continuo;

al menos una lámina de fibras continuas colimadas;

una primera capa de refuerzo de textil unidireccional que se extiende en una dirección de + 45 grados con respecto a dichas fibras continuas colimadas;

una segunda capa de refuerzo de textil unidireccional que se extiende en una dirección de - 45 grados con respecto a dichas fibras continuas colimadas; y

un adhesivo de superficie, seleccionándose dicho adhesivo de superficie entre un grupo consistente en un adhesivo termofusible y un adhesivo pegado en banda que posee un índice de flujo de la fusión de entre 5 y 500 a la temperatura ambiente y de 900 a 2,500 a la temperatura de aplicación.

23. El textil de refuerzo de la reivindicación 22, que comprende así mismo una capa de fibras cortadas.

24. El textil de refuerzo de la reivindicación 22, que incluye así miso al menos una capa de refuerzo adicional subyacente a dicha segunda capa de refuerzo.