BR0012472B1 - aparelhagem para a produÇço de pellets de fibra de vidro, processo para a formaÇço de pellets de fibra de vidro, e pellet de fibra de vidro substancialmente encapsulada em um revestimento polimÉrico. - Google Patents

Description

"APARELHAGEM PARA A PRODUÇÃO DE PELLETS DE FIBRADE VIDRO, PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE PELLETS DE FIBRA DEVIDRO, E PELLET DE FIBRA DE VIDRO SUBSTANCIALMENTEENCAPSULADA EM UM REVESTIMENTO POLIMÉRICO"

Campo Técnico e Aplicabilidade Industrial da Invenção

A presente invenção refere-se à fabricação de pel-lets de fibra de vidro. Em particular, a presente invençãoprovê uma aparelhagem e processo para fabricação de pelletsde fibra de vidro revestidas com polímero através da combi-nação de segmentos múltiplos de uma tira de vidro multi-fibras cortada em pellets e encapsulação das pellets em umrevestimento polimérico. Tais pellets provêm uma forma con-veniente para a estocagem e manuseio de fibras de vidro cor-tadas usadas como materiais de reforço em estruturas compósitos.

Antecedentes da Invenção

Fibras de vidro cortadas são comumente usadas comomateriais de reforço em artigos termoplásticos. Tipicamente,tais fibras são formadas por estiramento de vidro fundido emfilamentos através de um embuchamento ou placa de orifício,aplicação de uma composição de cola contendo lubrificantes,agentes de acoplamento e resinas ligantes formadoras de fil-me aos filamentos, reunindo os filamentos em tiras, cortandoas tiras de fibras em segmentos do desejado comprimento, esecando a composição de cola. Estes segmentos de tira corta-dos são a seguir misturados com uma resina polimérica, e amistura suprida para uma máquina de moldagem por compressãoou injeção para ser formada em artigos plásticos reforçadoscom fibra de vidro. Tipicamente, as tiras cortadas são mis-turadas com pellets de um polímero termoplástico, e a mistu-ra suprida para um extrusor onde a resina é fundida, a inte-gridade das tiras de fibra de vidro é destruída e as fibrassão dispersas por toda a resina fundida, e a dispersão defibra / resina é formada em pellets. Estas pellets são entãoalimentadas para a máquina de moldagem e formadas em artigosmoldados tendo uma dispersão substancialmente homogenea dasfibras de vidro através dos mesmos.

Infelizmente, entretanto, fibras de vidro cortadasfabricadas via tais processos são tipicamente volumosas enão escoam bem. Conseqüentemente, tais fibras são difíceisde manusear e têm sido problemáticas em equipamento de pro-cessamento automático.

Uma tentativa para resolver este problema tem sidocompactar as tiras cortadas em feixes com forma de bastãomais densos ou pellets para aperfeiçoar a escoabilidade dastiras cortadas, e permitir o uso de equipamento automatizadopara pesar e transportar as fibras de vidro para mistura comas resinas termoplásticas. Um tal processo é mostrado na pa-tente US 4.840.755, onde tiras cortadas úmidas são lamina-das, preferivelmente sobre um carreador vibratório, para ar-redondar as tiras e compactar as mesmas em pellets de formacilíndrica, mais densas. Embora tais processos e aparelha-gens tenham tendência a prover pellets conformadas mais ci-lindricamente, mais densas, exibindo melhor escoamento, elassão indesejavelmente limitadas em certos aspectos.Por exemplo, o tamanho de pellet e teor de fibrasão genericamente limitados pelo tamanho e número de fibrasna tira cortada, em que o processo é designado para evitarque múltiplos segmentos de tira cortada sejam aderidos jun-tos para formação de pellets contendo mais fibras do que es-tão presentes em uma única tira cortada. Conseqüentemente,para obter-se pellets tendo uma desejável densidade de volu-me e uma razão suficiente de diâmetro para comprimento paraexibir bom escoamento, a tira a partir da qual os segmentossão cortados usualmente tem de ser formada de um grande nú-mero de filamentos. Entretanto, aumento do número de fila-mentos requeridos serem formados e combinados em uma únicatira complica a operação de formação.

Em uma tentativa para superar estas desvantagens,patente US 5.578.535 mostra pellets de fibra de vidro quesão a partir de cerca de 20 a 30 porcento mais densas que astiras de vidro individuais a partir das quais elas são fa-bricadas, e de cerca de 5 a 15 vezes maiores em diâmetro.

Estas pellets são preparadas por hidratação de segmentos detira cortados a um nivel suficiente para prevenir filamenti-zação mas insuficiente para fazer com que os segmentos detira se aglomerem em um bloco, e misturando os segmentos detira hidratados por um tempo suficiente para formar pellets.Mistura apropriada inclui um processo que manterá as fibrasmovendo-se sobre e ao redor umas das outras, tal como deca-pagem, agitação, combinação, mistura, agitação e entremistura.Embora as pellets mostradas possam ser fabricadasatravés de tais diversos processos de mistura, foi verifica-do que muitos tais processos são muito ineficientes para se-rem usados comercialmente, ou não podem ser adequadamentecontrolados para produção de um produto pellet uniforme queprovê o resultante artigo compósito com características deresistência comparáveis àquele fabricado a partir de fibrasde tira cortada não-pelotizadas. Por exemplo, o uso de umpelotizador de disco modificado freqüentemente resulta emexcessivo tempo de residência das pellets formadas dentro domisturador, o que por sua vez resulta em degradação das pel-Iets devido à natureza abrasiva das pellets de fibra de vi-dro esfregando-se umas às outras. Tal degradação de pelletpor último reduz as características de resistência dos arti-gos moldados com a mesma.

Entretanto, um processo e aparelhagem formadoresde pellet eficientes que rendam controlavelmente um produtode fibra de vidro uniforme que provê características de re-sistência iguais a fibras de tira cortada não-pelotizada fo-ram anteriormente mostrados em patentes US 5.945.134 e5.868.982. Em tais aparelhagem e processo, tiras de fibra devidro compreendidas por uma multiplicidade de fibras de vi-dro substancialmente contínuas são cortadas em segmentos dodesejado comprimento e hidratadas para um teor de umidadesuficiente para fazer com que os segmentos de tira coalesçamem pellets com decapagem. A seguir, os segmentos de tira sãosubmetidos a uma primeira ação de decapagem para distribuira solução hidratante substancialmente uniformemente sobre ossegmentos de tira e para fazer com que os segmentos dè tiracombinem-se para formação de pellets. A densidade das pel-lets é então aumentada por compactação das pellets atravésde uma segunda ação de decapagem. Este processo pode ser re-alizado por uma aparelhagem compreendendo: (a) meios paracortar as tiras de fibra de vidro para formar segmentos detira cortados; (b) meios para transporte de segmentos de ti-ra cortados para um primeiro meio de decapagem; (c) meiospara aplicação de uma solução hidratante aos segmentos detira cortados; (d) um primeiro dispositivo de decapagem paraproporcionar uma ação de decapagem aos segmentos de tiracortados para dispersar a solução hidratante e fazer com queos segmentos de tira cortados alinhem-se e coalesçam em pel-lets; (e) meios para transporte de pellets para um segundodispositivo de decapagem; (f) um segundo dispositivo paradecapagem de pellets para compactá-las e aumentar sua densi-dade; (g) meios para transportar as pellets densificadas pa-ra um secador; e (h) um dispositivo de secagem adaptado parareceber e secar as pellets.

Embora um tal processo e aparelhagem proporcionemnumerosas vantagens na preparação de pellets de fibra de vi-dro cortadas para uso como reforço em composições de políme-ro moldadas, tais pellets ainda podem experimentar degrada-ção durante processamento, estocagem e manuseio antes dacomposição. Tal degradação pode resultar em pellets partin-do-se prematuramente, resultando na liberação de filamentosou flocos que podem se acumular e bloquear ou impedir o flu-xo de pellets através de equipamento transportador ou deprocessamento. Além disso, tal degradação pode resultar emreal rompimento de fibras causando uma redução no comprimen-to médio das fibras no artigo compósito, e uma conseqüenteredução nas propriedades físicas do artigo compósito.

Da mesma maneira, permanece uma necessidade de umdispositivo para proporcionar maior resistência a impacto erigidez às pellets resultantes para reduzir a degradação quetais pellets experimentam durante estocagem e manuseio antesde composição e moldagem. Uma tal necessidade é satisfeitapela invenção descrita em detalhes abaixo.

Resumo da Invenção

De acordo com a presente invenção, a superfícieexterior das pellets de fibra de vidro são revestidas comuma composição ligante polimérica, que, com deposição, endu-recimento ou cura (daqui por diante referida coletivamentecomo "cura"), proporciona aumentada integridade estrutural erigidez às pellets resultantes. A substancial encapsulaçãodas pellets no ligante curado aperfeiçoa a habilidade daspellets serem estocadas e transportadas com reduzida degra-dação de pellet. Adicionalmente, a presença do revestimentoligante sobre a superfície de pellet permite que as pelletsviagem através do extrusor durante composição antes de dis-persão do feixe ocorrer. Isto tipicamente resulta em um au-mento no comprimento médio das fibras de reforço no compósi-to, o que usualmente resulta em melhores propriedades físi-cas. Ainda, devido à presença deste revestimento exterior,as pellets podem ser formadas a partir de tiras com reduzi-das cargas de ligante e correspondentemente menor inte-gridade de tira, o que proporciona rápida dispersão das fi-bras uma vez o revestimento exterior seja partido. Além dis-so, devido ao fato de o ligante estar sendo aplicado ao ex-terior das pellets formadas, a quantidade de ligante reque-rida para prover a desejada integridade é tipicamente menorque aquela que pode ser requerida se o ligante foi aplicadoàs tiras individuais antes de ou durante formação de pellet.Conseqüentemente, aplicação de ligante à superfície de pel-let pode reduzir a porcentagem total de ligante nas pellets,o que provê óbvios benefícios econômicos.

No processo da. invenção, as pellets são revestidascom uma composição ligante curável após sua formação, que,após cura, provê uma pellet de fibra de vidro que está subs-tancialmente encapsulada em um filme fino ou revestimento deligante polimérico. Tais pellets exibem aperfeiçoada rigideze habilidade para suportar manuseio com reduzida degradação,ainda dispersam rapidamente durante composição uma vez o re-vestimento seja partido. Se as pellets são secadas em forno,pode ser vantajoso aplicar-se o ligante às pellets quandoelas deixam o forno de secagem. Aplicação de ligante destamaneira permite o uso do calor contido dentro das pelletsdeixando o forno para evaporar quaisquer solventes ou carre-adores líquidos na composição ligante, o que elimina a ne-cessidade de um processo de secagem secundário para secar oligante, e auxilia a resfriar as pellets para estocagem ouembalagem. Adicionalmente, se o ligante é termo - curável, ocalor contido dentro das pellets pode curar o ligante. Al-ternativamente, um ligante fotocurável pode ser aplicado àspellets após elas serem secadas o qual pode ser curado porpassagem das pellets revestidas com ligante através de umacâmara de luz apropriada para curar a composição ligante an-tes de estocagem ou embalagem.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura Ia é a ilustração de um sistema de pelo-tização de tambor rotatório útil na invenção; e Figura Ib éuma vista frontal de uma realização preferida de um sistemade densificação de pellet útil na invenção.

A Figura 2 é uma vista frontal de uma realizaçãopreferida de uma aparelhagem combinadora para realização deetapas de pelotização e densificação.

A Figura 3 é um diagrama de uma aparelhagem prefe-rida da invenção para formação de fibras e processamento dasmesmas em pellets densificadas substancialmente encapsuladasem um revestimento polimérico.

A Figura 4(a) é uma vista em seção transversa lon-gitudinal de um defletor que pode ser usado no tambor rota-tório da invenção; a Figura 4 (b) é uma vista de extremidadeo defletor mostrado na Figura 4(a) tomada ao longo da linhaA-A; Figura 4(c) é uma vista de extremidade do defletor mos-trado na Figura 4 (a) tomada ao longo da linha B-B; Figura4(d) é uma vista em seção transversa longitudinal de um tam-bor rotatório da invenção com o defletor da Figura 4 (a) aliinstalado; e Figura 4 (e) é uma vista isométrica cortada dotambor rotatório e defletor instalado da Figura 4(d) .

A Figura 5 (a) é uma vista de borda lateral de umdefletor alternativo que pode ser usado no tambor rotatórioda invenção; Figura 5(b) é uma vista em seção transversa ra-dial de um tambor rotatório da invenção com o defletor daFigura 5 (a) ali instalado; e Figura 5(c) é uma vista isomé-trica cortada do tambor rotatório e defletor instalado daFigura 5(b).

A Figura 6 é um diagrama de uma aparelhagem paraaplicação de um revestimento de um ligante polimérico àspellets que é útil na invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA E REALIZAÇÕES PREFERIDAS DA INVENÇÃO

No processo da invenção, uma tira de fibras de vi-dro substancialmente continuas é formada através de técnicasconvencionais tal como estiramento de vidro fundido atravésde um embuchamento aquecido para formação de uma multiplici-dade de fibras de vidro substancialmente continuas e cole-tando as fibras em uma tira. Qualquer aparelhagem apropriadapara produção de tais fibras e coleta das mesmas em uma tirapode ser usada na presente invenção.

Fibras apropriadas são fibras tendo um diâmetro decerca de 3 micrometros a cerca de 90 micrometros, e tirasapropriadas contêm de cerca de 50 fibras a cerca de 2000 fi-bras. Preferivelmente, as tiras formadas no processo da in-venção contêm de cerca de 400 fibras a cerca de 800 fibrastendo um diâmetro de cerca de 3 micrometros a cerca de 23micrometros.

Após as fibras serem formadas, e antes de sua co-leta em uma tira, as fibras podem ser revestidas com umacomposição de cola aquosa apropriada, tal como uma conhecidana técnica. Preferivelmente, a composição de cola consisteessencialmente em água, um ou mais agentes de acoplamento, eopcionalmente, um ou mais lubrificantes, e ajustadores de pH.

Agentes de acoplamento apropriados incluem silanosorgano funcionais, tais como aqueles disponíveis de Witcosob as seguintes designações:

A-154 metil tricloro silano MeSiCl3

A-163 metil trimetoxi silano MeSi(OCH3)3

A-189 mercapto propil trimetoxi silanoHS (CH2) 3Si (OCH3) 3

A-143 cloro propil trimetoxi SilanoCl(CH2)3Si(OMe)3

A-151 vinil trietoxi silano CH2=CHSi(OC2H5)3

A-172 vinil tris-(2-metoxi etoxi) silanoCH2=CHSi (OCH2CH2OCH3) 3

A-188 vinil triacetoxi silano CH2=CHSi(OOCCH3)3

A-1100 -(amino)-propil-trietoxi-silanoH2N(CH2)3Si(OC2H5)3A-1120 n-(trimetoxi - silil - propil - etileno - diamina)

H2N (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3A—174 -(metacriloxi)-propil-trietoxi-silano

CH3 O

CH2 = C - CO(CH2)3Si(OCH3)3

A-187 -glicidoxi-propil-trimetoxi-silano

CH,-CH-CH, O(CH^)3Si(OCH3)3Agentes de acoplamento preferidos para uso na in-venção são 3-amino propil trietoxi silano e gama glicidoxipropil trimetoxi silano comercialmente disponível de Osi deWitco sob as designações A-IlOO e A-187, respectivamente.

Preferivelmente, os silanos organo funcionais são usados emuma quantidade de cerca de 0,1 porcento a cerca de 1,0 por-cento da composição de cola.

Qualquer lubrificante apropriado pode ser usado nacomposição de cola, tal como estearatos de -etileno glicolsolúveis em água, oleatos de etileno glicol, aminas graxasetoxiladas, glicerina, óleo mineral emulsifiçado, e emulsõesde poli(organossiloxano). Lubrificantes preferidos incluem:monoestearato de poli(etileno glicol); mono oleato de po-li (etileno glicol); estearato de butoxi etila; etanol" amidaesteárica (Lubsize K12, disponível de Alpha/Owens Corning);um lubrificante mostrado na patente ITS 3 597 265, a exposi-ção da qual é aqui incorporada por referência (disponível deEmery Corp. sob a marca registrada Emerlube 6760); e umacombinação de óleo branco 30%, mono pelargonato de po-li (etileno glicol 400) 30%, álcool mirístico de polioxieti-Ieno (3) 30%, e alquil maina etoxilada 10% (Parastat S-2)(Emerlube 7 607, disponível de Emery Corp.). Preferivelmen-te, o lubrificante está presente na composição de cola emuma quantidade de cerca de 0,05 porcento a cerca de 0,10porcento em peso.

Adi cionalmente, pequenas quantidades de ácidosfracos, tais como ácido acético, podem ser adicionadas àcomposição de cola para diminuir o pH da composição para decerca de 3,5 a cerca de 8. Preferivelmente tais ácidos estãopresentes na composição era uma quantidade de cerca de 0,15 aporcento a cerca de 0,3 porcento em peso, e o pH da composi-ção é de cerca de 6 a cerca de 8.

Composições de cola apropriadas para a invençãoincluem:

1. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,5%Água deionizada balanço

2. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,5%Lubsize K12 (Alpha / Owens Corning) 0,07%Ácido acético glacial para pH de 6 a 8Água deionizada balanço

3. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,5%Emerlube 7607 (Emery Corp.) 0,1%Água deionizada balanço

4. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,5%Monoestearato de poli(etileno glicol 400) 0,1%Água deionizada balanço

5. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,5%Emerlube 6760U (Emery Corp.) 0,01%Água deionizada balanço

6. silano organo funcional A-1100 (teor ativo 58%) 0,38%silano organo funcional A-187 0,12%Água deionizada balanço

A composição de cola aquosa pode ser aplicada a-través de meios convencionais, usando-se qualquer um de vá-rios aplicadores de revestimento. Aplicadores de revestimen-to apropriados para uso na invenção incluem aplicadores derolo, banhos de imersão, pincéis e pulverizadores. Preferi-velmente, a composição de cola é aplicada- pela passagem defibras sobre um aplicador de rolo de beijo (kiss roll). Alémdisso, a cola é preferivelmente aplicada às fibras em umaquantidade suficiente para prover as fibras com um teor deumidade de cerca de 8 porcento a cerca de 13 porcento, maispreferivelmente cerca de 11% (à menos que de outro modo in-dicado, todas as porcentagens aqui são em peso).

Uma vez formadas e revestidas com a cola, as tirascontinuas são cortadas em comprimentos de cerca de 3,175mm(um-oitavo de polegada) a 31,75mm (1 polegadas) e formadasem pellets. Quaisquer meios apropriados conhecidos na técni-ca para corte de tiras de fibra de vidro em tais comprimen-tos e formação de pellets a partir dos segmentos de tiracortados podem ser usados no processo.

Preferivelmente, o teor de umidade dos segmentosde tira cortados é ajustado para um nivel apropriado para aformação de pellets quando os segmentos de tira cortados sãomovidos sobre e ao redor uns dos outros, e os segmentos detira cortados são introduzidos em um decapador ou pelotiza-dor, que proporciona tal movimento aos segmentos de tira.Embora o teor de umidade dos segmentos de tira possa ser a-justado antes de sua introdução no pelotizador, é preferidoque as fibras de vidro sejam hidratadas para um teor de umi-dade apropriado para formação de pellet no pelotizador. Pre-ferivelmente, o teor de umidade das fibras no pelotizador éde cerca de 12 porcento a cerca de 16 porcento, mais prefe-rivelmente de cerca de 13 porcento a cerca de 14 porcento.Se o teor de umidade é muito baixo, as tiras tendem a não secombinar em pellets e permanecerão em uma típica formação detira. Ao contrário, se o teor de umidade é muito alto, astiras tendem a se aglomerar ou formarem grumos ou formarempellets de um diâmetro muito grande e um formato não-cilíndrico, irregular.

Um segundo fluido ou solução é aplicado às fibrasapós elas serem cortadas nos comprimentos desejados e antesdelas serem formadas em pellets. Este fluido é um fluido hi-dratante que preferivelmente também contem um ligante ou se-gunda composição de cola. 0 fluido hidratante assim podeconter componentes apropriados, tais como aqueles tipicamen-te incluídos em composições de cola de fibra de vidro, porexemplo, formadores de filme, agentes umectantes, agentesantiestáticos, e adicionais agentes de acoplamento e lubri-ficantes. Através da aplicação deste fluido contendo ingre-dientes tipo cola no pelotizador, uma eficiência de aplica-ção de 100% pode ser obtida. Além disso, aplicação de fluidohidratante for a do ambiente de formação de fibra permite ainclusão de materiais que não são desejavelmente aplicadosdurante o processo de formação devido a toxidez, falta delimpeza, odor, alto custo, ou sensibilidade ao cisalhamento.

Exemplos de composições ligantes apropriadas quepodem ser incorporadas no fluido hidratante incluem as se-guintes composições (à menos que indicado de outro modo, to-das as porcentagens são em peso):1. EpiRez 3544 - dispersão aquosa epoxi em 53% de sólidos deresina 12,58% Witco 290H - dispersão aquosa de poliuretano em 62% de sólidos de resina (Witco Co.) 0,99%Silano organo funcional A-IlOO em 58% sólidos ativos (WitcoCo.) °<10%

Água deionizada balanço

2. Composições de cola descritas na patente US 5 236 982, aexposição da qual é aqui incorporada por referência.

3. Ácido tereftálico 3,21%Hidróxido de amônio em 28% de teor ativo 3,89%Gen-Flo 559 dispersão aquosa em 50% de sólidos de resina(General Tire and Rubber Co.) 4,06%ChemCor 43N40 dispersão aquosa de polipropileno em 40% desólidos de resina (Chemical Corporation of America) 8,12%Água deionizada balanço

4. Z6020 - silano organofuncional(Dow Corning Corp.) 2,65%Pluronic 10R5 - copolimero de bloco de óxido de etileno eóxido de propileno (BASF Corp.) 1.8%

Água deionizada balanço

5. Z6020 0,89%Maldene 28 6 - copolimero de anidrido maléico e butadieno(Lindau Chemicals, Inc.) 13,3%Hidróxido de amônio em 28% teor ativo 1,6%

Água deionizada balanço

Os anteriores são exemplos de formulações ligantesque foram avaliadas e verificadas úteis no processo da in-venção. 0 técnico pode selecionar outras formulações ligan-tes apropriadas ou outros componentes que podem ser usados.Realmente, uma vantagem da invenção é que quase todas asformulações de cola aquosas usadas em tecnologia de formaçãode fibra de vidro devem ser úteis como ligantes para pulve-rização sobre as fibras na aparelhagem de decapagem de acor-do com o processo da invenção.

Para assegurar boa cobertura das tiras de fibra, épreferido que o fluido hidratante seja aplicado aos segmen-tos de tira quando eles entram no pelotizador e antes delescomeçarem a coalescer em pellets. Se o fluido hidratante éaplicado em outras localizações dentro do pelotizador, exis-te uma tendência para formação de pellets antes das tirascortadas serem completamente revestidas com o fluido hidra-tante, o que resulta em pellets formadas de fibras que nãosão todas revestidas com o fluido hidratante. Quando taispellets são usadas na fabricação de artigos de plástico re-forçados com fibra, as fibras não revestidas carecem de re-vestimento interfacial requerido para prover boas caracte-rísticas de reforço, e o artigo resultante terá menos pro-priedades ótimas. O fluido hidratante pode ser aplicado u-sando-se aplicadores designados para revestimento de espar-gimento, revestimento de aerosol, ou revestimento de solu-ção. Preferivelmente, o pelotizador é equipado com um oumais bocais de espargimento localizados adjacentes à entradade segmento de tira para espargimento de fluido hidratantesobre os segmentos de tira quando eles entram no pelotizador.O pelotizador usado na presente invenção pode serqualquer aparelhagem capaz de decapar os segmentos de tirade modo que: (1) eles, substancialmente, se tornam uniforme-mente revestidos com o fluido hidratante compreendendo acomposição ligante / cola aquosa, e (2) segmentos de tiracortados múltiplos alinham-se e coalescem em pellets do ta-manho desejado. Uma tal aparelhagem de decapagem deve ter umtempo de residência médio suficiente para assegurar que to-dos os segmentos de tira tornam-se substancialmente revesti-dos com o fluido hidratante e formam pellets, mas insufici-ente para que as pellets sejam danificadas ou degradadas a-través de abrasão por atrito umas contra as outras. Preferi-velmente, o tempo de residência na aparelhagem de decapagemé de cerca de 1 minuto a cerca de 10 minutos. Mais preferi-velmente, o tempo de residência na aparelhagem de decapagemé de cerca de 1 minuto a cerca de 3 minutos.

Um pelotizador preferido é um tambor rotatório,tal como tambor 41 mostrado na Fig. Ia. 0 pelotizador 41 re-cebe segmentos de tira cortados 24, que podem ser preparadosusando-se um embuchamento de formação de fibra 11, aplicadorde cola 13, sapata coletora 14, e dispositivo de corte 20.

Em uma realização preferida, a aparelhagem é pro-vida com um sistema para monitoração e /ou ajuste de váriosparâmetros, que podem ser automaticamente controlados via umpainel de controle 70, tal como sistema Allen Bradley PLC-5/40 PLC. Se desejado, o teor de umidade dos segmentos detira 24 entrando pode ser medido usando-se meios apropriados71. Um dispositivo de pesagem com tiras 72 pode ser providoe apropriadamente localizado, por exemplo, antes, após, ouem associação com transportador de tira 30. Um dispositivode pesagem similar pode ser usado para monitorar o peso daspellets sobre o transportador 31. Medição de ligante e águapode ser realizada através de bombas de controle 33 e 34.

O tambor 41 é adaptado para acomodar um cabeçotede espargimento para aplicação de fluido hidratante aos seg-mentos de tira 24 quando eles entram no tambor. Preferivel-mente, um bocal de mistura-ar externo 47 é montado no tamborpróximo de sua entrada para mistura de uma composição ligan-te aquosa, que pode ser fornecida via uma bomba Masterflex33 a partir de um suprimento de ligante 35, com qualquer á-gua adicional, que possa ser fornecida via uma bomba Master-flex 34 a partir de um suprimento de água 36, requerido paralevar o teor de umidade dos segmentos de tira cortados parao desejado nivel e aplicar a umidade aos segmentos de tiracortados no tambor.

A composição ligante e água são combina-das em uma corrente de fluido através do orifício de bocal,que é então feita colidir com dois jatos de ar posicionados180 graus separados e em um ângulo de 60 graus à direção dofluxo de corrente. Isto efetivamente cria uma névoa que éimpelida sobre a superfície dos segmentos de tira em decapa-gem no tambor. Rotação do tambor faz com que os segmentos detira úmidos caiam uns sobre os outros enquanto a tensão su-perficial criada pela cola úmida ou revestimento faz com quesegmentos de tira contactando uns aos outros sobre uma por-ção substancial de seu comprimento alinhem-se uns com os ou-tros e coalesçam em uma pellet de forma cilíndrica. Atravésde tal ação, quaisquer finos ou fibras simples criadas du-rante a operação de corte são recombinados com e incorpora-dos na formação de pellets para essencialmente eliminar fi-bras finas individuais a partir das pellets resultantes.

Preferivelmente, o tambor é levemente inclinado de modo queuma extremidade do tambor a partir da qual a pellet sai émais baixa que a extremidade na qual elas entram para asse-gurar que as pellets formadas no tambor não permanecem notambor por um excessivo período de tempo. Em uma realizaçãopreferida, o tambor é inclinado de modo que seu eixo de ro-tação está em um angulo (Θ) de cerca de 1 grau a cerca de 3graus a partir da horizontal. O ângulo de inclinação podeser ajustado manualmente ou automaticamente usando-se apro-priados dispositivos de ajuste 43a.

O tamanho das pellets formadas no tambor é princi-palmente controlado pelo teor de umidade dos segmentos detira. Se o teor de umidade é mantido em um alto nível, ummaior número de segmentos de tira coalescerá em um pellet ea pellet assim será de um maior diâmetro. Ao contrário, se aumidade é mantida em um nível inferior, menos segmentos coa-lescerão em uma pellet e a pellet assim terá um menor diâme-tro.

Preferivelmente as pellets formadas pelo processoda invenção têm um diâmetro de cerca de 20% a cerca de 65%de seu comprimento. Tais pellets são tipicamente formadaspor combinação de cerca de 7 0 segmentos de tira a cerca de175 segmentos de tira, cada um contendo de cerca de 500 fi-lamentos individuais a cerca de 2000 filamentos individuaispor tira.

O tamanho das pellets é também afetado pela produ-tividade do tambor. Se a produtividade do tambor é alta, ossegmentos de tira têm um menor tempo de residência no tam-bor. 0 menor tempo de residência tende a resultar na forma-ção de pellets menores porque a aplicação de fluido não dis-persa sobre as tiras e as tiras não coalescerão em uma pel-let. Entretanto, porque as pellets que são formadas estão notambor por um período de tempo mais curto, menos compactaçãodas pellets ocorre.

Embora alguma compactação das pellets formadas in-variavelmente ocorra no pelotizador , ela é tipicamente in-suficiente para aumentar a densidade de pellet para um nívelprovendo ótima escoabilidade. Por esta razão, é genericamen-te preferido que, após sua formação no pelotizador 41, aspellets são alimentadas em um segundo tambor ou densificador42 onde as pellets são ainda compactadas e densifiçadas.

Qualquer aparelhagem de decapagem de baixo impacto que com-pactará as pellets sem degradá-las através de abrasão ou deoutro modo danificar as pellets pode ser usada. Preferivel-mente, o densificador tem uma ação de decapagem menos vigo-rosa, mais suave, que aquela do pelotizador para minimizartal degradação das pellets. Além disso, o densificador pre-ferivelmente tem um tempo de residência médio de menos quecerca de 5 minutos, para assegurar que as pellets não sãodegradadas através de abrasão. Mais preferivelmente, o tempode residência médio no densificador é de cerca de 1 minuto acerca de 2 minutos.

Um densificador preferido é um tubo zig-zag adap-tado para ser girado ao redor de seu eixo longitudinal (x)como mostrado na Figura Ib. 0 tubo zig-zag 42 é rotatoria-mente montado sobre uma armação 43 via montagens de roletes44 e rotatoriamente acionado via motor de acionamento 45.

Quando o tubo é girado, pellets no tubo são gentilmente de-capadas pela rotação do tubo quando elas são puxadas atravésdo tubo pela gravidade. Como com o tambor rotatório acima, odensificador de tubo zig-zag é preferivelmente inclinado emum leve ângulo para assegurar que as pellets fluam atravésda aparelhagem sem excessivos tempos de residência. Preferi-velmente o eixo longitudinal do tubo está em um ângulo decerca de 1 grau a cerca de 3 graus a partir da horizontal,com a entrada do tubo 39 sendo mais alta que a saida do tubo 49.

Embora formação e densificação de pellet possamocorrer em aparelhagens separadas, tal como um tambor rota-tório separado 41 e um tubo zig-zag rotatório 42 com umtransportador 31 entre os mesmos como mostrado na Fig. Ia, oprocesso da presente invenção pode ser realizado usando-seoutros meios apropriados. Por exemplo, formação e densifica-ção de pellet pode ocorrer em regiões ou zonas de decapagemseparadas dentro de uma única aparelhagem. Um exemplo prefe-rido de uma tal aparelhagem é um combinador "Zig-Zag" comer-cialmente disponível de Patterson Kelly, que é ilustrado naFig. 2 e em 4 0 na Figura 3.O combinador 4 0 compreende um tambor rotatório 41conectado a um tubo zig-zag 42 em uma extremidade do tambor.Ambos, o tambor 41 e tubo 42 são montados rotatoriamente so-bre uma armação 43 via montagens de roletes 44 e rotatoria-mente acionados por um motor de velocidade variável 45. Otubo zig-zag é ligado ao tambor em uma localização distantedo centro rotacional do tambor e está em comunicação de flu-xo com o mesmo de modo que cada revolução do tambor, materi-al dentro do tambor escoará no tubo quando o local de Iiga-ção de tubo segue abaixo do nivel de material no tambor. Ossegmentos de tira cortados 24 entram no tambor de pelotiza-ção 41 através de entrada 46. Os segmentos de tira entrandosão espargidos com um fluido ou solução hidratante, preferi-velmente contendo ligantes, formadores de filme, lubrifican-tes, antiestáticos, e agentes de acoplamento, através de bo-cal de espargimento 47 localizada adjacente a entrada 46. Arotação de tambor de pelotização 41 faz com que os segmentosde tira dentro do tambor caiam sobre e ao redor uns dos ou-tros, o que distribui a solução hidratante sobre a superfí-cie dos segmentos de tira e faz com que os segmentos de tiraalinhem-se e coalesçam em pellets 48. As pellets encontradasno tambor passam no tubo zig-zag 42 através de uma abertura41a na extremidade de saida do tambor e são ainda densifica-das no tubo em zig-zag 42.

Em uma realização preferida, o tambor 41 tem umdefletor interior para reduzir a distância de queda livredas pellets de vidro e segmentos de tira durante rotação dotambor. Através da redução desta distância, menos deteriora-ção das fibras de vidro e pellets ocorre através de impactoe abrasão o que pode prover aperfeiçoadas propriedades físi-cas nos artigos moldados reforçados com fibra de vidro fa-bricados a partir das mesmas.

Embora defletores apropriados possam assumir vá-rias formas, configurações particularmente preferidas inclu-em defletores genericamente cilíndricos como ilustrado naFigura 4, e defletores de placa curvada como mostrado na Fi-gura 5. Tais defletores são preferivelmente ligados à paredede extremidade de saída de tambor 41 e projetam-se para den-tro a partir da mesma uma distância de cerca de 10 a cercade 50 porcento do comprimento de tambor. Os defletores podemser fabricados de qualquer material que suportará as condi-ções de operação dentro do tambor, por exemplo, aço inoxidá-vel, e pode ser ligado à parede de tambor por parafusos,ferrolhos, soldas ou outros meios apropriados. Onde utensí-lios de fixação tais como parafusos ou ferrolhos são usados,as bordas dos defletores adjacentes à parede do tambor pre-ferivelmente têm flanges 83 ali formadas para facilitar Iigação.

Como mostrado na Figura 4, o defletor genericamen-te cilíndrico 80 é preferivelmente oco com extremidades se-ladas que evitam entrada de vidro, e está montado sobre aparede de extremidade de saída de tambor 41 de modo que seueixo longitudinal central corresponde aproximadamente àqueledo tambor. Como aqui usado, "genericamente cilíndrico" épretendido incluir cilindros verdadeiros assim como membrospseudo cilíndricos tendo porções aplanadas, afiladas ou cor-tadas, ou raios variáveis sobre porções de seu comprimento.Preferivelmente tais defletores têm um diâmetro de cerca de20 a cerca de 35 porcento do diâmetro de tambor para proveruma redução suficiente na queda - livre das pellets para re-duzir deterioração das fibras. Ainda, o diâmetro do defletorpode vantajosamente diminuir ao longo de pelo menos uma por-ção do comprimento do defletor de modo que a extremidade dodefletor projetando-se internamente é de diâmetro menor quea extremidade ligada ao tambor. Provimento de defletor comum tal formato serve para minimizar sua impedância ao fluxolongitudinal de vidro através do tambor. Preferivelmente, aextremidade do tambor projetando-se internamente tem um diâ-metro de cerca de 25 a cerca de 60 porcento do diâmetro dotambor.

Adicionalmente, o defletor é preferivelmente mon-tado sobre a parede de extremidade de saida do tambor de mo-do que ele se sobrepõe parcialmente à abertura de saida 41ado tambor para reduzir contra fluxo de pellets a partir dodensificador de tubo.em zig-zag 42 no tambor quando a unida-de gira. Isto correspondentemente reduz o tempo de residên-cia médio das pellets no tambor e ajuda assegurar-se que aspellets não são danificadas ou degradadas por excessiva a-brasão. Preferivelmente, o defletor bloqueia de cerca de 20a cerca de 30 porcento da área da abertura de saida. Ainda,como mostrado na Figura 4, a porção do defletor sobrepondo-se à abertura de saida pode ser plana, afilada ou de outromodo modificada como desejado para aperfeiçoar sua reduçãode contra - fluxo de pellet enquanto minimizando sua obstru-ção para o fluxo de pellets no densificador de tubo em zigzag.

Como mostrado na Figura 5, defletores de placacurva preferidos genericamente têm uma porção curva 84 e umaporção linear 86 e são montados sobre a parede de saida dotambor perpendicular ao mesmo para projetar-se para dentrodo tambor. A porção curvada do defletor preferivelmente temum raio substancialmente constante o qual se ajustará aoraio da abertura de saida, e a porção linear é preferivel-mente de uma altura equivalente à abertura de saida.

Ainda, como mostrado na Figura 5, o defletor épreferivelmente montado sobre a parede do tambor com a por-ção linear sendo adjacente à borda viajando rotatoriamenteda abertura de saida 41a de modo que, quando a abertura desaida está no fundo de sua rotação, a porção linear estáverticalmente orientada e a porção curvada curva-se na dire-ção de eixo central de tambor acima da abertura de saida.

Orientando o defletor desta maneira, não somente reduz-se adistância de queda - livre das pellets durante a rotação detambor, mas também atua-se como pá ou guia para facilitarfluxo das pellets através da abertura de saida no densifica-dor de tubo em zig-zag através do aumento de cabeças aparen-tes de pellets de vidro disponíveis para escoar no densifi-cador com cada rotação do tambor. Como tal, isto também aju-da a reduzir o tempo de residência médio das pellets no tam-bor e prevenir excessiva abrasão das pellets.

Inclusão dos defletores mencionados anteriormenteno tambor do pelotizador foi verificada reduzir o tempo deresidência médio das pellets no tambor de cerca de 2 minutose 35 segundos sem um defletor, para cerca de 1 minuto e 40segundos para o defletor genericamente cilíndrico e 1 minutoe 20 segundos para o defletor de placa curvada. Ainda, a a—parente redução em degradação de fibra resultante da inclu-são de tais defletores é evidente a partir de um aumento naspropriedades físicas de artigos moldados a partir das pel-lets resultantes, incluindo aumentos médios em resistência àtração de cerca de 2 a cerca de 3 porcento, aumentos em re-sistência flexural de cerca de 1 a cerca de 2 porcento, eaumentos em resistência a impacto de cerca de 4 a cerca de 5porcento.

Através de variação de produtividade e teor de u-midade dos segmentos de tira de vidro, pellets de fibra devidro podem ser fabricadas as quais são de cerca de 13% acerca de 60% mais de que os correspondentes segmentos de ti-ra de vidro não-pelotizados, e de cerca de 10 vezes a cercade 65 vezes maiores em diâmetro. Por exemplo, segmentos cor-tados de 4mm (comprimento) de uma tira de 2000 filamentoscomposta por fibras de 14 micrometros (diâmetro) tipicamentetêm um densidade de volume de cerca de 528,66 kg/m3 (33lb/ft3) a 576, 72 kg/m3 (36 lb/ft3) . Após serem hidratadas pa-ra um teor de umidade de cerca de 13 a cerca de 14 porcentoe formadas em pellets densificadas de acordo com o processoda invenção, as resultantes pellets secas tipicamente têmuma densidade de volume de cerca de 640,8 kg/m3 (40 lb/ft3)a cerca de 881,1 kg/m3 (55 lb/ft3). Como um resultado de suaaumentada razão de diâmetro para comprimento e aumentadadensidade, as resultantes pellets exibem escoamento signifi-cantemente aperfeiçoado em comparação com o produto de tiracortada não-pelotizada.

Após densificação, as pellets podem ser liberadassobre uma tira transportadora 50 e secadas em uma aparelha-gem secadora apropriada. Por exemplo, as pellets podem serpassadas através de um forno com capela supridas com arquente 61 e ar de resfriamento 62 ou quaisquer meios de se-cagem apropriados 60. De modo a reduzir-se o tempo de seca-gem para um nivel aceitável para produção comercial em mas-sa, é preferido que as fibras sejam secadas em temperaturaselevadas de cerca de 121,1°C (250°F) a cerca de 293,3°C(560°F) em um forno de leito fluidizado. Após secagem, aspellets densificadas 48 são preferivelmente revestidas comuma camada fina de uma composição ligante formadora de polí-mero, curável. Composições ligantes apropriadas podem inclu-ir qualquer ligante convencional que: (1) proverá a desejadarigidez à pellet; (2) seja compatível com os constituintesdas pellets de fibra de vidro e o material matriz sendo re-forçado com as mesmas; e (3) pode ser curado a um estadonão-pegajoso através de um mecanismo que não degrada as pel-lets. Ligantes úteis podem incluir poli(álcool vinílico),poli(acetato de vinila), poli(vinil pirrolidona), polímerosde tetraflúor-etileno de flúor-carbono (por exemplo, Te-flon), acrílicos, acrilatos, vinil ésteres, epóxis, ami-dos, ceras, polímeros celulósicos, poliésteres, poliu-retanos, polímeros de silicone, poliéter-uretanos, polí-meros polianidrido / poliácido, polioxazolinas, polissacarí-deos, poliolefinas, polissulfonas e poli(etileno glicol).Preferivelmente, tais ligantes são termoplásticos ou podemser curados com calor ou exposição a radiação. Ligantes pre-feridos provêm um revestimento de alta resistência, baixafricção, e incluem poli(álcool vinilico), poli(vinil pirro-lidona), polímeros de silicone, poli(etileno glicol) e polí-meros de haleto de vinila, tais como Teflon.

Como alguém versado na técnica reconhecerá, o Ii-gante pode ser aplicado usando-se um aplicador de revesti-mento selecionado de uma variedade de dispositivos, tais co-mo aplicadores de espargimento eletrostático para pulveriza-dos, ou pulverizadores convencionais para soluções, suspen-sões ou emulsões ligantes líquidas. Dependendo da naturezado ligante selecionado, subseqüente aquecimento das pelletsrevestidas com ligante pode ser requerido para evaporar sol-ventes ou carreadores líquidos, faz com que o ligante escoee cubra a superfície de pellet, e/ou cure o ligante.

Genericamente, é preferido aplicar-se o ligante àspellets como uma solução, emulsão ou dispersão aquosa quandoas pellets deixam o forno de secagem, e enquanto as pelletsainda estão em uma temperatura suficiente para pelo menosparcialmente evaporar a água, fazer com que o ligante escoesobre a superfície da pellet, e/ou curar o ligante a um es-tado não-pegajoso. Preferivelmente, as pellets deixam o for-no em uma temperatura em excesso 126,7°C (260°F) . Da mesmamaneira, alguma modificação de fornos de secagem convencio-nais pode ser necessária para remover ou regular regiões deresfriamento para assegurar que as pellets deixam o forno nadesejada temperatura. Adicionalmente, ainda aquecimento daspellets revestidas com ligante pode ser provido, se requeri-do, através de passagem de pellets através de um segundoforno de secagem após aplicação de ligante.

Embora o ligante possa ser aplicado às pellets a-través de quaisquer meios que substancialmente revestirão asuperfície de pellet, as pellets são preferivelmente reves-tidas com um ligante por passagem através de uma câmara deespargimento apropriada como mostrado na Fig. 6. Quando aspellets caem através da câmara de espargimento 91, o materi-al ligante é espargido sobre a superfície das pellets atra-vés de um bocal de espargimento 92. O material ligante van-tajosamente pode ser aquecido usando-se um aquecedor em li-nha 93 para levar a temperatura de ligante até cerca de 35-38°C (95-100°F), ou mais quente, dependendo da sensibilidadede temperatura da química de ligante. O ligante é preferi-velmente medido a partir de um reservatório de suprimento 97para o aquecedor em - linha através de uma bomba de desloca-mento positivo 94 e forçado através de bocais de espargimen-to 92 para aplicação às pellets 48. Quando o ligante passaatravés do bocal, a composição é dispersa em uma névoa depequenas gotículas para aplicação à superfície de pellet devidro, e a súbita queda em pressão faz com que uma porção daágua presente nas gotículas de ligante troque instantanea-mente de fase para vapor. Esta vaporização por sua vez reduzo volume de água no espargimento e facilita secagem / curada composição ligante. Quando a névoa contendo ligante res-tante atinge a superfície de pellet, o restante da água éebulida, deixando o ligante sobre a superfície das pellets.A evaporação da água da composição também reduz vantajosa-mente a temperatura da pellet de vidro.

A câmara de espargimento 91 é preferivelmente e-quipada com um orifício de exaustão 98 conectado a um depu-rador apropriado 99 para coleta de super-espargimento de li-gante para minimizar desenvolvimento de ligante dentro dacâmara de pulverização. Após depuração, os vapores retiradosda câmara de espargimento podem ser ventilados a partir dodepurador através de abertura de ventilação 100.

Alternativamente, as pellets podem ser revestidascom uma composição ligante fotocurável que é curada pelapassagem de pellets revestidas com ligante através de umacâmara de fotocura apropriada. Ligantes fotocuráveis úteispodem incluir poliuretanos curáveis com UV, acrilatos e epó-xis. Quando tais ligantes são usados, a aparelhagem de es-pargimento é preferivelmente modificada como mostrado naFig. 6 para incluir uma câmara de luz UV ou outra apropriada95 através da qual as pellets revestidas com ligante sãopassadas para curar o ligante. A câmara de luz pode estarlocalizada adjacente à câmara de espargimento ou pode estarremovida da mesma. Entretanto, é genericamente preferido quea câmara de espargimento esteja diretamente acima da câmarade luz e em comunicação de fluxo com a mesma de modo que aspellets caiam livremente através da primeira câmara de es-pargimento e então através da câmara de luz como mostrado naFig. 6.Após cura do revestimento ligante, as pellets re-vestidas então podem cair em um tambor de decapagèm 96, quepode ser aquecido ou resfriado como requerido pelo processo.O tambor atua para separar quaisquer pellets que tenham gru-dado juntas e normaliza a temperatura do produto acabado. Aspellets então podem ser classificadas por tamanho, se dese-jado, usando-se um sintron, tela ou quaisquer outros dispo-sitivos apropriados 65.

Alternativamente, a câmara de espargimento 91 etambor de decapagem 96 podem ser combinados em uma unidadesimples de modo que o ligante seja espargido sobre as pel-let s quando elas entram no tambor ou enquanto dentro do tam-bor. Uma aparelhagem preferida para revestimento de pelletscom ligante enquanto decapando as pellets para prevenir a-glomeração durante cura de ligante é um combinador de Zig-Zag comercialmente disponível de Patterson Kelly que é ilus-trado em 40 na Figura 3 e descrito acima.

O processo da invenção é preferivelmente realizadocom uma aparelhagem como mostrada na Figura 3, onde tiras defibra são formadas em aparelhagem de formação de fibra 10,cortadas usando-se dispositivo de corte 20, e transportadaspor transportador 30 para aparelhagem de decapagem 40 ondeas tiras cortadas são pelotizadas e densifiçadas. As pelletsresultantes são transportadas por transportador 50 para dis-positivo de secagem 60, e então passadas através de aplica-dor de 1 igante 90 onde as pellets são revestidas com umacomposição ligante polimérica apropriada.A aparelhagem de formação de fibra 10 preferivel-mente inclui um forno de formação de fibra de vidro tendoembuchamentos formadores de fibra 11a, 11b, e Ilc a partirdos quais uma multiplicidade de filamentos 12a, 12b, e 12csão estirados ou atenuados, e aos quais é aplicada uma com-posição de cola aquosa contendo agentes de acoplamento e op-cionais lubrificantes e ajustadores de pH por meio de apli-cadores de cola tais como rolos 13a, 13b, e 13c. Os gruposde filamentos são então coletados em tiras independentes15a, 15b, e 15c por meio de sapatas (shoes) de reunião 14a,14b, e 14c, e então são introduzidas em dispositivo de corte 20.

Dispositivo de corte 20 inclui um rolo guia 21tendo ranhuras de um número correspondendo ao número das ti-ras, um rolo de alimentação de rotação livre 22 tendo umasuperfície fabricada de um material elástico tendo um grandecoeficiente de fricção com relação às fibras de vidro, porexemplo, borracha ou resina sintética, e um rolo cortador 23resilientemente prensado contra o rolo de alimentação 22 edirigido positivamente por um motor, o rolo cortador tendouma multiplicidade de lâminas projetando-se radialmente domesmo. As tiras umedecidas 15a, 15b, e 15c introduzidas nodispositivo de corte 20 são roladas ao redor do rolo de ali-mentação 22 depois de ranhura do rolo guia 21, e são corta-das no ponto de contato entre o rolo alimentador 22 e as lâ-minas do rolo cortador 23, em peças, ou seja, tiras cortadas24, de um comprimento que é determinado pelo passo circunfe-rencial das lâminas.As tiras cortadas 24 são jogadas sobre meiostransportadores apropriados tais como transportador 30, esão transportadas para a aparelhagem de decapagem 40. Otransportador preferido para transporte de segmentos de tiracortados é uma correia transportadora tendo uma superfícienão-pegajosa, com depressão, tal como comercialmente dispo-nível de Sparks sob a marca registrada Ultraline Food BeltMonoflex WU220M (poliuretano branco com cobertura superiorde mini diamante).

A aparelhagem de decapagem 40 compreende um tamborpelotizante 41 rigidamente seguro em uma extremidade a umtubo de densificação de pellet em zig-zag, oco 42 montadorotatoriamente sobre uma armação 43 via montagens de roletes44 e acionado rotatoriamente por motor de acionamento 45,por exemplo, um motor de velocidade variável de 30 amp. 0tubo de densificação 42 está ligado ao tambor 41 em uma lo-calização radialmente distante do centro de rotacional dotambor e está em comunicação de fluxo com o mesmo. Preferi-velmente, o volume de trabalho de segmentos de tira hidrata-dos e pellets dentro do tambor é de cerca de 20% a cerca de50% do volume de tambor, mais preferivelmente cerca de 50%do volume de tambor, para assegurar um tempo de retençãodentro do tambor para formar pellets mas insuficiente paradegradar as mesmas através de abrasão.

As pellets densificadas passam do tambor 41 atra-vés do tubo de densificação 42, e emergem do tubo de densi-ficação em sua saída 49. A densidade das pellets emitidas dotubo de densificação é preferivelmente de cerca de 736,92kg/m3 (46 lb/ft3) a cerca de 993,24 kg/m3 (62 lb/ft3) , queinclui cerca de 14% de teor de umidade em peso.

Armação de aparelhagem de decapagem 43 é preferi-velmente provida com dispositivos de ajuste-elevação 43a,para permitir a aparelhagem de decapagem ser mantida em umleve ângulo acima de cerca de 5 graus a partir da horizontalpara assegurar próprio escoamento de material através detambor zação preferida da invenção, o ângulo é de cerca de 1grau a cerca de 3 graus.

As pellets emergindo do tubo de densificação caemsobre transportador 50 e são transportadas para forno 60,onde a solução hidratante é secada. Preferivelmente, trans-portador 50 é um transportador de correia tendo uma superfí-cie não-pegajosa, ondulada, comercialmente disponível deSparks sob a marca registrada Ultraline Food Belt MonoflexWV220M (poliuretano branco com cobertura superior mini dia-mante).

As pellets secadas deixam o forno 60 e são intro-duzidas em câmara de espargimento 91 onde elas são revesti-das sobre sua superfície com uma composição ligante. A com-posição ligante é espargida sobre as pellets 48 a partir debocais de espargimento 92 quando elas passam através de câ-mara de espargimento 91. 0 ligante é preferivelmente retira-do de um reservatório apropriado 97 e é forçado através debocais de espargimento 92 por uma bomba de deslocamento po-sitivo 94 e tubulação apropriada. Um aquecedor em linha 93pode ser incluído entre a bomba e os bocais para regular atemperatura do ligante para facilitar sua cura e secagem. Seo ligante é fotocurável, as pellets passam de uma câmara deespargimento 91 em uma câmara de luz 95 onde elas são subme-tidas a radiação de um apropriado comprimento de onda paracurar a composição ligante.

Pellets revestidas com ligantes então podem serintroduzidas em um tambor de decapagem 96 ou outra aparelha-gem apropriada para separar quaisquer pellets que possam tergrudado umas às outras, e para normalizar a temperatura daspellets. A seguir, as pellets podem ser graduadas ou classi-ficadas por tamanho usando-se um sintron ou outro dispositi-vo apropriado 65,e embaladas ou estocadas em forma de volume.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhesem referência a características e realizações preferidas,várias modificações tornar-se-ão facilmente visíveis paratécnicos através de prática da invenção. Da mesma maneira, ainvenção não é pretendida ser limitada pela descrição ante-rior, mas ser definida pelas reivindicações apostas e seusequivalentes.

Claims (30)

1. Aparelhagem para a produção de pellets de fibrade vidro (48) substancialmente encapsuladas em um revesti-mento polimérico a partir de segmentos cortados (24) de tirade vidro multi-filamentos, compreendendo:a. um aplicador (47) para aplicação de uma soluçãohidratante aquosa a segmentos de vidro cortados formados apartir de uma tira de vidro multi-filamentos;b. um pelotizador (41) para proporcionar uma açãode decapagem aos ditos segmentos de tira cortados, o ditopelotizador propiciando um tempo de residência suficientepara assegurar que os segmentos de vidro cortados tornem-sesubstancialmente revestidos com o fluido hidratante;c. um secador (60); CARACTERIZADA pelo fato de a-presentar um aplicador de revestimento ligante (90) à jusan-te do dito pelotizador, sendo que o aplicador de revestimen-to (90) compreende uma câmara (91) tendo bocais de espargi-mento (92) ali montados em comunicação de fluxo com um re-servatório (97) contendo uma composição de revestimento Ii-gante.

2. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que a dita aparelhagem de induçãode fluxo é uma bomba de deslocamento positivo (94) dispostaentre o reservatório (97) e os bocais de espargimento (92).

3. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA por compreender ainda um aquecedor (93) dis-posto entre o dito reservatório (97) e os ditos bocais (92).

4. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA por compreender ainda um densificador (42).

5. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o dito secador (60) compreen-de um forno.

6. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA por compreender ainda uma câmara de cura (95) .

7. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADA pelo fato de que a dita câmara de cura (95)compreende uma câmara, tendo ali uma abertura através daqual a radiação ultravioleta de um comprimento de onda apro-priado para cura da composição ligante é introduzida, e umafonte de radiação.

8. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA por compreender ainda um segundo tambor (42),e uma correia transportadora (31) disposta entre o primeirotambor (41) e o segundo tambor.

9. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADA pelo fato de que o dito primeiro tambor (41)compreende um tambor rotatoriamente acionado ao redor de seueixo longitudinal, o dito tambor tendo uma primeira e segun-da extremidade, a dita primeira extremidade (46) tendo umaabertura de entrada para recepção das ditas pellets (48) e adita segunda extremidade (41a) tendo uma abertura de extre-midade para descarga das ditas pellets, o centro da dita a-bertura de saida sendo radialmente distante do eixo de rota-ção do dito tambor.

10. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADA pelo fato de que o dito segundo tambor (42)compreende um tubo oco em zig-zag rotatoriamente acionado aoredor de seu eixo longitudinal, o dito tubo tendo uma pri-meira e segunda extremidade de abertura, a dita primeira ex-tremidade de abertura (39) provendo uma entrada para recep-ção das ditas pellets (48) e a dita segunda extremidade deabertura (49) provendo uma saida para descarga das ditaspellets densifiçadas.

11. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADA pelo fato de que o dito segundo tambor (42)está conectado à abertura de saida do dito primeiro tambor(41) e está em comunicação de fluxo com o mesmo.

12. Aparelhagem para produção de pellets de fibrade vidro (48) substancialmente encapsuladas em um revesti-mento polimérico de segmentos cortados (24) de tira de vidrode multi-filamentos, compreendendo:a. um aplicador de solução hidratante (47);b. um tambor (41) rotatoriamente acionado ao redorde seu eixo longitudinal, o dito tambor tendo uma primeira esegunda extremidades, a dita primeira extremidade (46) tendouma abertura de entrada e a dita segunda extremidade (41a)tendo uma abertura de extremidade, o centro da dita aberturade extremidade sendo radialmente distante do eixo rotatóriodo dito tambor;c. um tubo oco em zig-zag (42) rotatoriamente a-cionado sobre um eixo longitudinal, o dito tubo tendo umaprimeira e segunda extremidade de abertura, a dita primeiraextremidade de abertura (39) sendo ligada à dita abertura desaida do dito tambor de modo que material dentro do ditotambor possa passar no dito tubo com rotação do dito tambore tubo, a dita segunda extremidade de abertura (49) provendouma saida de descarga;d. um forno (60) tendo uma entrada e uma saída;CARACTERIZADA pelo fato de apresentar uma câmara de espargi-mento (91) à jusante do dito forno, equipada com bocais deespargimento (92) ali montados em comunicação de fluxo comum reservatório (97) contendo uma composição de revestimentoligante.

13. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADA pelo fato de que a dita câmara de espargimento(91) compreende um segundo tambor (96) rotatoriamente acio-nado ao longo de seu eixo longitudinal, o dito segundo tam-bor tendo uma primeira e segunda extremidade, a dita primei-ra extremidade tendo uma abertura de entrada e a dita segun-da extremidade tendo uma abertura de saída.

14. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADA por compreender ainda um segundo tubo oco emzig-zag (42) tendo uma primeira e segunda extremidades deabertura, a dita primeira extremidade de abertura (39) es-tando em comunicação de fluxo com a dita abertura de saídado dito segundo tambor e provendo uma entrada receptora, e adita segunda extremidade de abertura (49) provendo uma saídade descarga.

15. Processo para a formação de pellets de fibrade vidro (48) substancialmente encapsuladas em um revesti-mento polimérico, conduzido em um aparelho como o descritonas reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO por compreender:a. formação de uma tira compreendida por uma mul-tiplicidade de fibras de vidro substancialmente contínuas;b. corte da dita tira em segmentos (24);c. aplicação aos ditos segmentos de tira de umasolução hidratante aquosa;d. decapagem dos ditos segmentos de tira em umaaparelhagem de decapagem (41) para distribuir a solução hi-dratante substancialmente uniformemente sobre os segmentosde tira e para fazer com que os ditos segmentos de tira com-binem-se para formação de pellets;e. redução de teor de umidade das ditas pellets;f. aplicação de uma composição ligante à superfí-cie das ditas pellets; eg. cura da dita composição ligante.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que o teor de umidade das ditaspellets (48) é reduzido por passagem das pellets através deum forno (60).

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição ligante éaplicada à superfície das ditas pellets (48) enquanto as di-tas pellets estão em uma temperatura maior que cerca de-126, 6°C (260°F).

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZTLDO pelo fato de que a dita composição ligante éaquecida a uma temperatura de cerca de 350C (95°F) a cercade 38°C (100°F) antes de ser aplicada às ditas pellets (48).

19. Processo, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição ligantecompreende um material formador de polímero selecionado dogrupo consistindo em poli(álcool vinílico), poli(acetato devinila), poli(vinil pirrolidona), polímeros de tetraflúor-etileno de flúor-carbono, acrílicos, acrilatos, vinil éste-res, epóxis, amidos, ceras, polímeros celulósicos, poliéste-res, poliuretanos, polímeros de silicone, poliéter-uretanos,polímeros de polianidrido/poliácido, polioxazolinas, polis-sacarídeos, poliolefinas, polissulfonas e poli(etileno gli-col .

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito material formador depolímero é selecionado do grupo consistindo em poli(álcoolvinílico), poli(vinil pirrolidona), polímeros de silicone,poli(etileno glicol) e polímeros de haleto de vinila.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição ligante cu-ra com contato das ditas pellets (48).

22. Processo, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição ligante écurada por exposição à luz UV.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 22,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita composição ligantecompreende um material formador de polímero selecionado dogrupo consistindo em acrilatos, epóxis e uretanos.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas pellets (48) são a-inda densificadas em uma segunda aparelhagem de decapagem(42) submetendo as ditas pellets a uma ação de decapagem su-ficiente para compactar as fibras das pellets e aumentar adensidade de pellet antes da dita redução de teor de umidadedas ditas pellets.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 24,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita primeira aparelhagemde decapagem (41) é um tambor rotatório.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 24,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita segunda aparelhagem dedecapagem (42) é um tubo zig-zag rotatório.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 24,CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas primeira (41) e se-gunda (42) aparelhagens de decapagem são regiões separadasdentro de uma única aparelhagem.

28. Pellet de fibra de vidro substancialmente en-capsulada em um revestimento polimérico, obtida por meio doprocesso descrito nas reivindicações 15 a 27, CARACTERIZADApor compreender:a. um segmento de tira compreendido por uma multi-plicidade de fibras de vidro substancialmente continuas ali-nhadas;b. um resíduo seco de uma composição ligante aquo-sa disposto dentro do dito segmento de tira ao redor das di-tas fibras; ec. um revestimento de uma composição poliméricacurada sobre a superfície exterior do dito segmento de tirasubstancialmente encapsulando o dito segmento de tira.

29. Pellet de fibra de vidro, de acordo com a rei-vindicação 28, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito resíduode uma composição ligante aquosa compreende um material Ii-gante selecionado do grupo consistindo em epóxis, poliureta-nos, acrílicos, polímeros de polialquileno, e suas misturas.

30. Pellet de fibra de vidro, de acordo com a rei-vindicação 28, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita compo-sição polimérica curada é selecionada do grupo consistindoem poli(álcool vinílico), poli(acetatos de vinila), po-li (vinil pirrolidona), polímero de tetraflúor-etileno deflúor-carbono, acrílicos, acrilatos, vinil ésteres, epóxis,amidos, ceras, polímeros celulósicos, poliésteres, poliure-tanos, polímeros de silicone, poliéter-uretanos, polímerosde polianidrido/poliácido, polioxazolinas, polissacarídeos,poliolefinas, polissulfonas e poli(etileno glicol).