Tejido de infusión para el moldeo de grandes estructuras compuestas.

Tejido (10) de infusión, que comprende:

una estera (12) seleccionada de un grupo que consiste en estera de filamentos continuos,

estera cortada directa, estera continua directa y combinaciones de las mismas; y

una capa (14) de refuerzo ligada o de mecha tejida,

caracterizado porque dicha capa de refuerzo ligada o de mecha tejida incluye múltiples cintas (18, 20) de filamentos continuos paralelas, en el que una primera cinta (18) de filamentos continuos más pequeña tiene un rendimiento, que es mayor que el rendimiento de una segunda cinta (20) de filamentos continuos más grande, en el que una o más primeras cintas (18) de filamentos continuos más pequeñas se proporcionan entre dos segundas cintas (20) de filamentos continuos más grandes de modo que se forman canales (21) separados.

Tejido de infusión para el moldeo de grandes estructuras compuestas Sector de la técnica

Esta invención se refiere en general a un tejido de infusión que puede moldearse para dar grandes estructuras compuestas así como a una estera de filamentos continuos novedosa y a un aglutinante novedoso.

Estado de la técnica

Los tejidos de refuerzo compuestos por materiales fibrosos formados en material tejido, tricotado y no tejido, se conocen bien en la técnica. Los hilos de vidrio, carbono y aramida se forman normalmente en tejidos, y una pluralidad de capas de tejido se apilan y se cortan para dar preformas o kits de tejidos. Las preformas se infunden o se impregnan entonces con un aglutinante de resina y se curan para formar un material compuesto rígido.

Normalmente, se preforma una estera fibrosa reforzada con vidrio y luego se coloca en un molde para el moldeo para dar un artículo reforzado con fibra. Las esteras reforzadas con fibra de vidrio se usan en situaciones en las que es necesaria una resistencia deseada, tal como en guardabarros de camiones, componentes de autobuses o bastidor de automóviles y similares. Por ejemplo, se fabrican por separado capas de la estera de hebras continuas y capas de material de refuerzo unidireccional o multidireccional. Estas capas se colocan individualmente en un conjunto de pantallas preformadas, que consisten generalmente en una pantalla superior y una pantalla inferior. Las pantallas superior e inferior se mueven juntas para conformar las capas a la forma de las pantallas preformadas. Las capas se conforman, por tanto, para dar lo que se conoce como preforma. La preforma se coloca entonces en un molde y se inyecta un material resinoso adecuado para producir el artículo reforzado con fibra.

La publicación de patente estadounidense n.2 25-7182, publicada el 31 de marzo de 25, titularidad del cesionario de la presente invención, da a conocer un tejido de refuerzo infundible libre de rizado. El tejido unidireccional tiene cintas de filamentos continuos de pequeño tamaño separadas entre cintas de filamentos continuos de gran tamaño. Los "canales" que se forman a partir de las cintas de filamentos continuos pequeñas entre las cintas de filamentos continuos más grandes permiten una infusión de resina más rápida y un aumento de la productividad.

La presente invención se refiere a un tejido de infusión mejorado que optimiza mejor el tricotado, el preformado, la adaptabilidad a herramientas, la tasa de infusión de resina, el grosor de consolidación, la estética de superficie y el rendimiento estructural del material compuesto en una variedad de procedimientos de moldeo cerrado incluyendo los procedimientos VIP, RTM y RTM Lite o VARTM. Esto representa toda la variedad de procedimientos de moldeo cerrado de materiales compuestos usados por los clientes para aplicaciones marinas, eólicas, de construcción, transporte e industriales. Además, la presente invención se refiere a una estera de filamentos continuos novedosa y a un aglutinante útil en la producción de esa estera de tejido de infusión mejorada.

Objeto de la invención

El tejido de infusión comprende una estera seleccionada de un grupo que consiste en estera de filamentos continuos, estera cortada directa, estera continua directa y combinaciones de las mismas junto con una capa de refuerzo tejida o ligada. En una posible realización, la estera y la capa de refuerzo ligada o de mecha tejida se cosen entre sí.

Describiendo más específicamente la invención, la estera se construye de un material seleccionado de un grupo que consiste en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vitreo, fibras de carbono distinto a grafito, fibras de grafito monolítico con boro, fibras de carbono distinto a grafito monolítico con boro, silicona, fibras de aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoplástico y mezclas de las mismas. También pueden usarse fibras naturales tales como, por ejemplo, algodón, cáñamo de la India, sisal y yute, solas o en combinación con cualquiera de las anteriores. La capa de refuerzo de mecha tejida también puede construirse de la misma lista de materiales.

Normalmente, la capa de refuerzo de mecha tejida tiene un peso por unidad de superficie de entre aproximadamente 8 y aproximadamente 6 onzas/yarda cuadrada (de aproximadamente ,27 a aproximadamente 2,3 kg/m2). Además, la capa de refuerzo de mecha tejida se selecciona de un grupo que consiste en estilo tafetán, sarga y satén. La capa de refuerzo de mecha tejida puede incluir múltiples cintas de filamentos continuos paralelas, de las que al menos dos cintas de filamentos continuos tienen distintos rendimientos de modo que se forman canales separados. Normalmente, una primera cinta de filamentos continuos de las dos cintas de filamentos continuos tiene un rendimiento A de entre aproximadamente 75 y aproximadamente 25 yardas/libra (de aproximadamente 1511,9 a aproximadamente 539,7 m/kg) y una segunda cinta de filamentos continuos de dichas dos cintas de filamentos continuos tiene un rendimiento B de entre aproximadamente 52 y aproximadamente 45 yardas/libra (de aproximadamente 14,8 a aproximadamente 97,2 m/kg).

Según todavía otra posible realización de la presente invención, el tejido de infusión puede incluir una estera de revestimiento. La estera se intercala entre la estera de revestimiento y la capa de refuerzo de mecha tejida.

Según una realización particular de la presente invención, la estera del tejido de infusión es una estera de filamentos continuos que incluye fibras de vidrio E y/o fibras de vidrio ECR, un aglutinante y un apresto. Más específicamente, esta estera de filamentos continuos incluye entre aproximadamente el 8 y aproximadamente el 99 por ciento en peso de fibras de vidrio, entre aproximadamente el 1 y aproximadamente el 2 por ciento en peso de aglutinante y entre aproximadamente el ,1 y aproximadamente el 1 por ciento en peso de apresto en la fibra. Las fibras de vidrio se proporcionan como haces de filamentos de vidrio. Los haces de filamentos de vidrio incluyen entre aproximadamente 2 y aproximadamente 14 filamentos por haz. Cada filamento tiene un diámetro medio de entre aproximadamente 11 y aproximadamente 26 micrómetros. El diámetro de haz es de entre aproximadamente ,127 y aproximadamente 3,175 mm. La razón de formación de bucles oscila entre aproximadamente 2, y aproximadamente 8,.

El aglutinante es un aglutinante compatible de poliéster o resina epoxídica tal como resina epoxídica y epoxi- novolaca. El aglutinante de poliéster se muele hasta un tamaño de partícula de entre aproximadamente 25 y aproximadamente 2 mm. El aglutinante también incluye talco y peróxido de benzoílo. Más específicamente, el aglutinante incluye entre aproximadamente el 92,5 y aproximadamente el 99,9 por ciento en peso de poliéster, entre aproximadamente el ,1 y aproximadamente el 5 por ciento en peso de talco y entre aproximadamente el ,1 y aproximadamente el 2,5 por ciento en peso de peróxido de benzoílo.

Todavía adicionalmente, la estera de filamentos continuos tiene un grado de curado expresado como componentes extraíbles con acetona de entre aproximadamente el 5 y aproximadamente el 1 por ciento. Más normalmente, la estera de filamentos continuos tiene un grado de curado expresado como componentes extraíbles con acetona de entre aproximadamente el 6 y aproximadamente el 9 por ciento.

Según aún otro aspecto de la presente invención, se proporciona una estera de filamentos continuos. La estera de filamentos continuos comprende fibras de vidrio E y/o fibras de vidrio ECR, un aglutinante y un apresto. La estera de filamentos continuos incluye entre aproximadamente el 9 y aproximadamente el 98 por ciento en peso de fibras de vidrio E o vidrio ECR, entre aproximadamente el 2 y aproximadamente el 1 por ciento en peso de aglutinante y entre aproximadamente el ,1 y aproximadamente el 1, por ciento en peso de apresto en la fibra. Las fibras de vidrio se proporcionan como haces de filamentos de vidrio. Los haces de filamentos de vidrio incluyen entre aproximadamente 2 y aproximadamente 14 filamentos por haz. Cada filamento tiene un diámetro medio de entre aproximadamente 11 y aproximadamente 26 micrómetros. El diámetro de haz es de entre aproximadamente ,127 y aproximadamente 3,175 mm. La razón de formación de bucles oscila entre aproximadamente 2, y aproximadamente 8,. El curado, medido como componentes extraíbles con acetona, es de entre aproximadamente el 5 y aproximadamente el 1 por ciento y más normalmente de entre aproximadamente el 6 y aproximadamente el 9 por ciento.

En una realización particularmente útil, la estera de filamentos continuos incluye haces de fibra de vidrio E o vidrio ECR que tienen entre aproximadamente... [Seguir leyendo]

Tejido (1) de infusión, que comprende:

una estera (12) seleccionada de un grupo que consiste en estera de filamentos continuos, estera cortada directa, estera continua directa y combinaciones de las mismas; y

una capa (14) de refuerzo ligada o de mecha tejida,

caracterizado porque dicha capa de refuerzo ligada o de mecha tejida incluye múltiples cintas (18, 2) de filamentos continuos paralelas, en el que una primera cinta (18) de filamentos continuos más pequeña tiene un rendimiento, que es mayor que el rendimiento de una segunda cinta (2) de filamentos continuos más grande, en el que una o más primeras cintas (18) de filamentos continuos más pequeñas se proporcionan entre dos segundas cintas (2) de filamentos continuos más grandes de modo que se forman canales (21) separados.

Tejido de infusión según la reivindicación 1, en el que la estera (12) es una estera de filamentos continuos.

Tejido de infusión según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha estera (12) y dicha capa (14) de refuerzo de mecha tejida se cosen entre sí.

Tejido de infusión según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha estera (12) se construye de un material seleccionado de un grupo que consiste en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vitreo, fibras de carbono distinto a grafito, fibras de grafito monolítico con boro, fibras de carbono distinto a grafito monolítico con boro, silicona, aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoplástico, fibras naturales y mezclas de las mismas.

Tejido de infusión según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha capa de refuerzo de mecha tejida o capa de refuerzo ligada se construye de un material seleccionado de un grupo que consiste en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de carbono vitreo, fibras de carbono distinto a grafito, fibras de grafito monolítico con boro, fibras de carbono distinto a grafito monolítico con boro, silicona, aramida, fibras de cerámica, fibras de polímero termoplástico, fibras naturales y mezclas de las mismas.

Tejido de infusión según la reivindicación 5, en el que dicha capa de refuerzo de mecha tejida tiene un peso por unidad de superficie de entre ,27 y 2,3 kilogramos por metro cuadrado.

Tejido de infusión según la reivindicación 6, en el que dicha capa de refuerzo de mecha tejida se selecciona de un grupo que consiste en estilo tafetán, sarga y satén.

Tejido de infusión según la reivindicación 1, en el que una primera cinta (18) de filamentos continuos tiene un rendimiento de entre 1511,9 y 539,7 metros/kilogramos y una segunda cinta (2) de filamentos continuos tiene un rendimiento de entre 14,8 y 97,2 metros/kilogramos.

Tejido de infusión según las reivindicaciones 1 ó 2, que incluye además una estera (3) de revestimiento.

Tejido de infusión según la reivindicación 9, en el que dicha estera (12) se intercala entre dicha estera (3) de revestimiento y dicha capa (14) de refuerzo de mecha tejida.

Tejido de infusión según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha estera (12) de filamentos continuos incluye fibras de vidrio seleccionadas de un grupo que consiste en fibras de vidrio E, fibras de vidrio ECR y mezclas de las mismas, un aglutinante y un apresto.

Tejido de infusión según la reivindicación 11, en el que dicha estera (12) de filamentos continuos incluye entre el 9 y el 98 por ciento en peso de fibras de vidrio, entre el 2 y el 1 por ciento en peso de aglutinante y entre el ,1 y el 1 por ciento en peso de apresto.

Tejido de infusión según la reivindicación 11, en el que dicha estera (12) de filamentos continuos incluye entre el 8 y el 99 por ciento en peso de fibras de vidrio, entre el 1 y el 2 por ciento en peso de aglutinante y entre el ,1 y el 2 por ciento en peso de apresto.

Tejido de infusión según las reivindicaciones 12 ó 13, en el que dichas fibras de vidrio se proporcionan como haces de filamentos de vidrio.

Tejido de infusión según la reivindicación 14, en el que dichos haces de filamentos de vidrio incluyen entre aproximadamente 2 y aproximadamente 14 filamentos de vidrio por haz.