Pieza textil, elemento de material compuesto con pieza textil y su procedimiento de producción.

Pieza textil (10) para la utilización en materiales compuestos,

con un sistema de refuerzo (15) de hilos de urdimbre de refuerzo (17) e hilos de trama de refuerzo (16), con al menos una primera sección (20) y al menos una segunda sección (21), donde los hilos de urdimbre de refuerzo (17) y los hilos de trama de refuerzo (16) se encuentran unidos directamente entre sí en la primera sección (20), donde los hilos de urdimbre de refuerzo (17) de la segunda sección (21) están dispuestos junto a los hilos de trama de refuerzo (16) sin unión directa con los hilos de urdimbre de refuerzo (17), caracterizada por que la segunda sección (21) está limitada por varios lados por una o varias primeras secciones (20) y está fijada o estabilizada solo por la al menos una primera sección (20) y/o que el sistema de refuerzo (15) de la segunda sección (21) está incorporado entre hilos de trama de unión (26) e hilos de urdimbre de unión (27) de un sistema de unión (25), que están unidos entre sí en puntos de unión (35).

Pieza textil, elemento de material compuesto con pieza textil y su procedimiento de producción

La invención se refiere a una pieza textil, a un elemento de material compuesto con una pieza textil de este tipo, así como a un procedimiento para la producción del elemento textil, así como del elemento de material compuesto. La pieza textil se proporciona para la utilización en materiales compuestos, que también se denominan composites. Estos materiales compuestos con refuerzo textil son fundamentalmente conocidos.

En piezas textiles tejidas convencionalmente, se forma una ondulación del hilo por la unión de los hilos de urdimbre con los hilos de trama, de manera que al utilizar la pieza textil en un elemento de material compuesto se presenta una alineación de los hilos no extendida de manera ideal. La pieza textil, que sirve para el refuerzo del material compuesto, que forma una capa textil, presenta de esta manera hilos ondulados. La resistencia alcanzable del elemento de material compuesto, por lo tanto no es óptima. Deberían evitarse por lo tanto en la medida de lo posible dobleces, ondas o pequeños radios.

Mediante la ampliación de las separaciones entre los puntos de unión puede reducirse la cantidad y la altura de las ondas en el correspondiente hilo. Esto significa que se proporcionan flotaciones mayores, lo cual también aumenta la capacidad de drapeado de la pieza textil. No obstante, se produce por ello en el caso de flotaciones extremadamente grandes, la desventaja de que pueden producirse desplazamientos indeseados de los hilos de la pieza textil durante el drapeado, y particularmente al darle forma de un cuerpo de material compuesto tridimensional a la pieza textil. La densidad de los hilos puede ser por lo tanto en algunos puntos insuficientemente pequeña, mientras que en otros puntos es demasiado grande.

En vez de tejidos, también pueden utilizarse tejidos no tejidos de hilos de refuerzo como pieza textil. En el caso de estos tejidos no tejidos, es necesario sin embargo, fijar entre sí los hilos de refuerzo mediante un medio adicional. Es desventajoso sin embargo en este tipo de tejidos no tejidos, que empeoran algunas propiedades de laminado mecánicas, por ejemplo perpendlcularmente con respecto al plano de extensión de la pieza textil, por ejemplo la propiedad de empuje, la propiedad de la resistencia a la tracción, la solicitación al choque o la capacidad de trabajarse mecánicamente sin daños la pieza textil o el elemento de material compuesto producido con ella. Dado que falta la unión técnica de tejido típica entre los hilos de la pieza textil, las propiedades mecánicas perpendiculares con respecto al plano de la extensión, a menudo no son suficientes.

Otro aspecto de la configuración y de la producción y procesamiento de la pieza textil, particularmente de la producción de un elemento de material compuesto, es la capacidad de drapeado en un proceso de transformación. En este caso los elementos de material compuesto pueden ser calentados y transformados mecánicamente. Mediante moldeo por transferencia también es posible formar un llamado producto semielaborado - también llamado preforma - a partir de la pieza textil llevada a la forma deseada, y producir por ejemplo, por inyección de resina líquida bajo alta presión, un cuerpo de material compuesto. Al transformar un elemento de material compuesto o al drapear una pieza textil, es Indeseable, cuando los hilos o los filamentos fluyen y se desplazan de manera incontrolada. Un tejido no tejido tiene la ventaja en este procedimiento, de que tiene una gran capacidad de drapeado, pero en el caso de un tejido no tejido existe el riesgo de que los medios para la unión del tejido no tejido no sean lo suficientemente fuertes y de esta manera se pierda la densidad de hilo deseada en determinadas zonas. Por otro lado, los tejidos tienen menos capacidad de drapeado y por lo tanto son más difíciles de transformar.

Del documento US 4 320 160 se conoce una pieza textil para cuerpos de material compuesto. Este cuerpo textil presenta un sistema de refuerzo de hilos de refuerzo colocados unos junto a otros, que están unidos entre sí mediante hilos de unión. Como hilos de unión se unen entre sí hilos de urdimbre de unión e hilos de trama de unión mediante hilos de trama sencillos, o los hilos de urdimbre de unión se unen con los hilos de urdimbre de refuerzo o los hilos de trama de refuerzo. Esta pieza textil tiene la desventaja de que debido a los tipos de unión propuestos, la tensión del hilo de los hilos de unión tiene que ser pequeña para evitar una ondulación indeseada de los hilos de refuerzo. Esto conduce por su parte a que no se garantice una suficiente resistencia al desplazamiento de los hilos de refuerzo. Si se alcanza la resistencia al desplazamiento deseada, la tensión del hilo de los hilos de unión provoca por un lado una ondulación de los hilos de refuerzo, y por otro lado existe el riesgo de que los hilos de refuerzo, debido a la gran tensión del hilo de unión, se unan en haces entre los puntos de unión y que se forme una estructura indeseada con una densidad de hilo muy Irregular de los hilos de refuerzo.

El documento DE 20 2005 014 801 U1 también divulga una pieza textil con un sistema de refuerzo de hilos de refuerzo y un sistema de unión con hilos de unión para la unión del sistema de refuerzo, que conlleva las mismas desventajas que se han descrito en relación con el documento US 4 320 160.

El documento DE 10 2005 022 567 A1 describe un material textil laminar, que en un ejemplo de realización descrito, presenta tanto uniones de vuelta, como también lisas, entre los hilos de refuerzo. Puede estar prevista por ejemplo siempre tras una cantidad determinada de uniones lisas, una unión de vuelta.

Partiendo de esto, puede verse como una tarea de la presente invención, proporcionar una pieza textil, un elemento de material compuesto con una pieza textil de este tipo, así como un procedimiento de producción, donde por un lado se garantice una buena manejabilidad en la formación o transformación de la pieza textil o del elemento de material compuesto, y por otro exista una suficiente estabilidad mecánica.

Esta tarea se soluciona mediante una pieza textil con las características de la reivindicación 1, un elemento de material compuesto con las características de la reivindicación 11, un procedimiento para la producción de una pieza textil con las características de la reivindicación 12, así como un procedimiento para la producción de un elemento de material compuesto con las características de la reivindicación 13.

La pieza textil según la invención presenta un sistema de refuerzo de hilos de trama de refuerzo y de hilos de urdimbre de refuerzo. Además de ello, en una variante según la invención se proporciona un sistema de unión de hilos de trama de unión y de hilos de urdimbre de unión. El sistema de refuerzo forma en al menos una primera sección un tejido con una unión convencional entre los hilos de trama de refuerzo y los hilos de urdimbre de refuerzo, por ejemplo una unión lisa, una unión corporal, una unión rasa, una unión de vuelta, o similares.

La pieza textil presenta además al menos una segunda sección, en la que los hilos de trama de refuerzo y los hilos de urdimbre de refuerzo están en contacto unos con otros sin una unión directa. En esta segunda sección, los hilos de urdimbre de refuerzo y los hilos de trama de refuerzo transcurren estirados.

Para la fijación de los hilos de refuerzo en la segunda sección, ésta está delimitada en una primera variante según la invención por varios lados en dirección de los hilos de urdimbre y/o en dirección de los hilos de trama, por ejemplo en dos lados opuestos en dirección de los hilos de urdimbre o en dos lados opuestos en dirección de los hilos de trama, por una o respectivamente una primera sección, y es estabilizada o fijada solo por medio de ello. Se logra una fijación o estabilización especialmente buena, cuando esta segunda sección está delimitada alrededor por los cuatro lados por una o varias primeras secciones.

En una segunda variante según la invención, que puede realizarse alternativa o adicionalmente a la primera variante, se proporciona un sistema de unión. Los hilos de refuerzo son sujetados por el sistema de unión, en cuanto que los hilos de trama de unión y los hilos de urdimbre unión se introducen en el sistema de refuerzo desde lados opuestos, que producen una unión en puntos de unión entre sí y/o con el sistema de refuerzo.

Tanto la primera, como también la segunda sección, presentan preferiblemente cada una varios hilos de urdimbre de refuerzo dispuestos unos al lado de otros, y respectivamente varios hilos de trama de refuerzo dispuestos unos junto... [Seguir leyendo]

1. Pieza textil (10) para la utilización en materiales compuestos, con un sistema de refuerzo (15) de hilos de urdimbre de refuerzo (17) e hilos de trama de refuerzo (16), con al menos una primera sección (20) y al menos una segunda sección (21), donde los hilos de urdimbre de refuerzo (17) y los hilos de trama de refuerzo (16) se encuentran unidos directamente entre sí en la primera sección (20), donde los hilos de urdimbre de refuerzo (17) de la segunda sección (21) están dispuestos junto a los hilos de trama de refuerzo (16) sin unión directa con los hilos de urdimbre de refuerzo (17), caracterizada por que la segunda sección (21) está limitada por varios lados por una o varias primeras secciones (20) y está fijada o estabilizada solo por la al menos una primera sección (20) y/o que el sistema de refuerzo (15) de la segunda sección (21) está incorporado entre hilos de trama de unión (26) e hilos de urdimbre de unión (27) de un sistema de unión (25), que están unidos entre sí en puntos de unión (35).

2. Pieza textil (10) según la reivindicación 1, caracterizada por que en los puntos de unión (35) en la segunda sección (21), dos hilos de urdimbre de unión (27) directamente adyacentes forman respectivamente un hilo de urdimbre de tierra (36b) y un hilo de urdimbre de vuelta (36a), que se cruzan y donde un hilo de trama de unión (26) transcurre en el punto de unión (35) entre el hilo de urdimbre de tierra (36b) y el hilo de urdimbre de vuelta (36a).

3. Pieza textil (10) según la reivindicación 2, caracterizada por que el hilo de urdimbre de tierra (36b) está formado por un hilo de urdimbre de refuerzo (17) o un hilo de urdimbre de unión (27) y el hilo de urdimbre de vuelta (36a) está formado por un hilo de urdimbre de unión (27).

4. Pieza textil (10) según la reivindicación 2 o 3, caracterizada por que los puntos de cruce entre el hilo de urdimbre de tierra (36b) y el hilo de urdimbre de vuelta (36a) se encuentran en el punto de unión (35) con el hilo de trama de unión (26).

5. Pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los hilos de urdimbre de unión (26) y los hilos de trama de unión (27) del sistema de unión (25) están dispuestos en la primera sección (20) en un lado común del sistema de refuerzo (15).

6. Pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en la primera sección (20) y/o en la segunda sección (21) transcurren respectivamente varios hilos de urdimbre de refuerzo (17) y varios hilos de trama de refuerzo (16).

7. Pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la cantidad de los puntos de cruce (22) del sistema de refuerzo (15) en la segunda sección (21) es igual o mayor que la cantidad de los puntos de unión (35) en el sistema de unión (25).

8. Pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los hilos de urdimbre de refuerzo (17) y los hilos de trama de refuerzo (16) están dispuestos en la segunda sección (21) de manera extendida.

9. Pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el sistema de refuerzo (15) está producido a partir de una fibra de refuerzo (18) y el sistema de unión (25) a partir de una fibra de unión (28), donde la fibra de unión (28) es más pequeña en la sección transversal o presenta una masa lineal inferior que la fibra de refuerzo (18).

10. Pieza textil (10) según la reivindicación 9, caracterizada por que la fibra de unión (28) presenta un núcleo (29) y un revestimiento (30) que rodea el núcleo (29), donde el núcleo (29) tiene una temperatura de fusión más alta que el revestimiento (30).

11. Elemento de material compuesto (11), con una capa textil (13), que presenta una pieza textil (10) según una de las reivindicaciones anteriores, y con una matriz de material plástico, que está conectada con la capa textil (13).

12. Procedimiento para la producción de una pieza textil (10) para la utilización en materiales compuestos con los siguientes pasos:

- dotar una máquina de tejer (40) con hilos de urdimbre de refuerzo (17) e hilos de urdimbre de unión (27), así como con hilos de trama de refuerzo (16) e hilos de trama de unión (26),

- insertar los hilos de trama de refuerzo (16) y los hilos de trama de unión (26) en un orden predeterminado,

donde durante una introducción de trama con un hilo de trama de refuerzo (26), en correspondencia con el tipo de unión, una parte de los hilos de urdimbre de refuerzo (17) que transcurren por una primera sección (20), se encuentran en el compartimento superior, y la otra parte en el compartimento inferior, y donde durante una introducción de trama con un hilo de trama de refuerzo (16), todos los hilos de urdimbre de refuerzo (17) que transcurren por una segunda sección (21), siempre se encuentran en el mismo compartimento superior o compartimento inferior, donde durante una introducción de trama con un hilo de trama de unión (26), los hilos de urdimbre de refuerzo (17) que transcurren por la primera sección (20), se encuentran respectivamente en el mismo compartimento superior o compartimento inferior, y donde durante una introducción de trama con un hilo de trama de unión (26), los hilos de urdimbre de refuerzo (17) que transcurren por la segunda sección (21) se encuentran respectivamente en el mismo compartimento superior o compartimento inferior, y en correspondencia con el tipo de unión, al menos una parte de los hilos de urdimbre de unión (27) que transcurren por esta segunda sección (21), se encuentra respectivamente en el otro compartimento, con lo que se forma un sistema de refuerzo (15) de hilos de trama de refuerzo (16) e hilos de urdimbre de refuerzo (17), que están tejidos entre sí en la primera sección (20), y con lo que en la segunda sección (21) los hilos de trama de refuerzo (16) están colocados junto a los hilos de urdimbre de refuerzo (17) sin conexión directa, y están comprendidos por un sistema de unión (25) de hilos de trama de unión (26) e hilos de urdimbre de unión (27).

13. Procedimiento para la producción de un elemento de material compuesto con los siguientes pasos:

- proporcionar una pieza textil (10) según una de las reivindicaciones 1 a 11,

- proporcionar una materia de material plástico (52),

- unir la pieza textil (10) con la materia de material plástico (52) para dar lugar a un elemento de material compuesto (11) en forma de placa.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que el elemento de material compuesto (11) plano se calienta, se transforma en el estado calentado en un cuerpo de material compuesto tridimensional (12) y a continuación se enfría.

15. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la pieza textil (10) se coloca en un molde y se drapea, y a continuación se inyecta materia de material plástico en el molde.