BRPI0516993B1 - tecido de infusão para moldagem de estruturas de compósitos grandes - Google Patents
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Abstract
tecido de infusao para moldagem de estruturas de compositos grandes. a presente invenção se refere a um tecido de infusão (10) que inclui uma matriz (12) selecionada de um grupo consistindo em matriz de filamento contínuo, matriz cortada direta, matriz contínua direta e combinações das mesmas e uma camada de reforço unida ou trançada em mecha (14) . a matriz e a camada de reforço trançada em mecha são costuradas juntas. a matriz de filamento contínuo inclui fibras de vidro-ecr ou vidro-e, um aglutinante e um enchimento.
Description
"TECIDO DE IMFUSÃO PARA KOLDAGEK DE ESTRUTURAS DE COMPÔSITOS GRANDES" CAMPO TÉCNICO E APLICABILIDADE INDUSTRIAL DA INVENÇÃO
Esta invenção se refere geralmente a um tecido de infusão que pode ser moldado em estruturas de compôsitos grandes assim como a novas mantas de fios contínuos e novos aglutinantes, CAMPO DA INVENÇÃO
Tecidos de reforço feitos de materiais fibrosos formados dentro materiais de tecido, entrelaçados e não-tecidos, sio bem conhecidos na técnica. Fios de vidro, carbono e aramida sào tipicamente formados dentro dos tecidos, e uma variedade de camadas de tecidos sào empilhadas e cortadas dentro de kits ou pré-formas do tecido seco. As pré-formas sio então infundidas ou impregnadas com uma. resina aglutinante e curadas para formar um compósito rígido.
Tipicamente uma manta fibrosa reforçada com vidro é pré-formada e então colocada em um molde para a moldagem dentro de um artigo reforçado de fibra. As mantas reforçadas de fibra de vidro são usadas em, situações onde uma desejada resistência é necessária, tais como em proteções de caminhões, chassis de automóveis ou componentes de ônibus e se- melhantes. Por exemplo, camadas de manta de fio continuo e camadas de material de reforço unidirecionais ou muitidiracionais sào fabricadas separadamente. Estas camadas são individualmente colocadas em um conjunto de telas pré- fornadas, que geralmer.te consistem em uma tela superior e uma tela inferior. As telas superiores e inferiores slo movidas juntas para conformar as camadas á forma das telas pré-formadas. As camadas slo assim formadas dentro do que é conhecido como uma pré-forma. A prè-forma ê então colocada em um molde e injetada com um material resinoso adequado para fazer o artigo reforçado de fibra. A publicação de patente U.S. 2005-0070192, publicada em 31 de março de 2005, possuída pelo requerente da presente invenção-, revela um tecido livre de enrugamento in-fusivel. 0 tecido unidírecional tem estopas de tamanho pequeno espaçados entre as estopas de tamanho grande. Os "canais" que são formados das estopas pequenas entre as estopas maiores permitem uma in.fu.sIo mais rápida da resina e aumento da produtividade. A presente invenção se refere a um tecido de infusão aperfeiçoado que melhor otimiza a formação do kit, pré-formação, conformidade a usinagexn, taxa dé infusão da resina, consolidação da espessura, estética de superfície, e desempenho estrutural do compâsíto em uma faixa de processos de mol-dagem fechada incluindo processos VIP, RTM e ATM Lite ou VARTM. Isto representa a ampla faixa de compósitos de processos de moldagem fechada usados pelos clientes marinhos, do- vento, de construção, de transporte e industrial. Adieíonalmente, a presente invenção se refere a uma nova manta de fio contínuo- e aglutínante úteis na preparação de manta de tecido de infusão melhorada.
SUMÁRIO DA INVENiÇAO 0 tecido de infusão compreende uma manta selecionada de um grupo consistindo em manta de fio continuo, manta picada direta, manta contínua direta e combinações das mesmas com uma camada de reforço tecida em mecha ou aglutinada. Em uma modalidade possível a manta e a camada de reforço aglutinada ou tecida em mecha são· costuradas juntas.
Descrevendo a invenção mais especificsmente, a mar.tâ é construída de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fibras dó carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono não-grafite, fibras de grafite monolítico de boro, fibras de carbono não-grafite monolítico de boro, silicone, fibras de aramida, fibras cerâmicas, fibras de polímeros texmoplásti-cos e misturas dos mesmos. Fibras naturais tais como, por exemplo, algodão, kenaf, sisal e juta também podem ser usados sozinhas ou em combinação com qualquer dos acima. A camada de reforço tecida em mecha também pode ser construída da mesma lista de materiais.
Tipicamente a camada de reforço tecida em mecha tem um peso superficial de entre cerca de 8 a cerca de 60 oz/sq.yd. (cerca de 0,2? a cerca de 2,03 Kq/m2. Adicionalmente, a camada de reforço tecida em mecha é selecionada de um grupo consistindo em estilo liso, sarja e cetim. A camada de reforço tecida em mecha podem incluir estopas paralelas múltiplas, selo menos duas estopas que tenham rendimentos diferentes a fim de formar canais espaçados. Tipicamente uma primeira estopa das duas estopas tem um rendimento A de entre cerca de 750 a cerca de 2500 yds/lb (cerca de 1511,9 a cerca de 5039,7 m/Kg) e uma segunda das referidas duas esto-pas tem um rendimento B de entre cerca de 52 a cerca de 450 yds/lb {cerca, de 104,8 a cerca de 907,2 m/Kg) .
De acordo ainda com outra modalidade possível da presente invenção o tecido de infusão pode incluir uma manta de revestimento. A manta é imprensada entre a manta de revestimento e a camada de reforço tecida em mectia.
De acordo com uma modalidade particular da presente invenção, a manta do tecido de infusão é uma manta de fio contínuo incluindo fibras de vidro E e/ou fibras de vidro ECR, um aglutinante e uma goma. Mais especifieamente, esta manta de fio contínuo pode incluir entre cerca de 80 a cerca de 99 porcento em peso de fibras de vidro, entre cerca de 1 a cerca de 20 porcento em peso de aglutinante e entre cerca de C, 01 a cerca de 1 porcento em peso de goma na fibra. As fibras de vidro sâo fornecidas como feixes de filamento de vidro. Os feixes de filamento de vidro incluem entre cerca de 20 a cerca de 140 filamentos por feixe. Cada filamento tem um diâmetro médio de entre cerca de 11 a cerca de 26 nni-crons. 0 diâmetro do feixe está entre cerca de 0,127 a cerca de 3,175 mm. A taxa de formação do arco varia dó cerca de 2,0 a cerca de 8,0. 0 aglutinante é um poliéster ou um compatível com epóxi aglutinante faís como resina de epôxi e novolak epóxi. o aglutinante de poliéster é moido até um tamanho de partícula entre cerca de 25 a cerca de 2QÓ mm. 0 aglutinante também inclui talco e peróxido de ber.zoíla. Mais específieamente, o aglutinante inclui entre cerca de 92,5 a cerca de 99,9 porcento em peso de poliéster, entre cerca de 0,01 a cerca de 5 porcento em peso· de talco e entre cerca de 0,1 a cerca de 2,5 porcento em peso de peróxido de benzoíla.
Adicionalmente, a manta de fio continuo tem um grau de cura expressa como acetona extraiveis de entre cerca de 50 a cerca de 100 porcento. Mais tipicamente, a manta de fio contínuo tem um grau dó cura expresso como acetona extra ível de entre cerca de 60 a cerca de 90 porcento·.
De acordo ainda com outro aspecto da presente invenção, uma manta de fio continuo· ê fornecida. A manta de fio continuo compreende fibras de vidro Ê e/ou fibras de vidro ECR, ura aglutinante e uma goma. A manta de fio continuo inclui entre cerca de 90 a cerca de 98 porcento em peso de fibras de vidro E ou ECR, entre cerca de 2 e cerca de 10 porcento em peso de aglutinante e entre cerca de 0,1 e 1,0 porcento em peso de goma na fibra. As fibras de vidro são fornecidas como feixes de filamento de vidro. Os feixes de filamento de vidro incluem entre cerca de 20 a cerca de 140 filamentos por feixe. Cada filamento tem um diâmetro médio· de entre cerca de 11 a cerca de 26 mlcrons. 0 diâmetro do feixe está entre cerca de 0,127 a cerca de 3,175 mm. A razão de formação do arco varia de cerca de 2,0 a cerca de 8,0. A cura, medida como acetina extraiveis, está entre cerca de 50 à cerca de 100 porcento e mais tipicamente entre cerca de 60 a cerca de 90 porcento.
Em uma modalidade partícularmente útil, a manta de fio continuo inclui feixes de fibras de vidro E ou ECR tendo entre cérCá de 44 a cerca de 50 filamentos por feixe ou arco trançado. C diâmetro médio do feixe é de cerca de 0,3048 mm, e varia de cerca de 0,127 a cerca de 1,27 ma. 0 fio para arquitetara da manta ou razão de formação do· arco está entre cerca, de 6,0 e 6,6.
Ainda, de acordo coa outro aspecto da presente invenção, uir aglutinante é fornecido para a preparação de uma manta, de fibra de vidro. O aglutinante compreende entre cerca de 95 e cerca de 99,8 porcento em peso de poliéster, entre cerca de 0,05 e cerca de 3 porcento em peso· de talco e entre cerca de 0,2 a. cerca de 2 porcento em peso de peróxido de benzoila. O aglutinante de poliéster é moído a um tamanho de partícula de entre cerca de 25 a cerca de 200 mm. O poliéster é baseado em etiienogiicol e ácido fumárico.
Na. descrição seguinte são mostradas e descritas várias modalidades diferentes desta invenção simplesmente por meio de ilustração de alguns dos modos melhor adequados para realizar a invenção. Como será realizada, a invenção é capaz de outras modalidades diferentes, e seus vários detalhes são capazes de modificação em vários aspectos óbvios, todos sem se afastar da invenção. Consequentemente, os desenhos e descrições serio considerados como ilustrativos em natureza, e não como restritivos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O acompanhamento dos desenhos incorporados e formando uma parte do relatório descritivo, ilustram, vários aspectos da presente invenção, e juntamente com a descrição servem para explicar certos princípios da invenção. Nos desenhos : FIG.l ê uma vista de perspectiva secional parcial de uma possível modalidade do tecido de infusão da presente invenção·; FIG la. é uma vista secional transversal completa do tecido de infusão ilustrado na FIG- 1; FIG 2. é uma vista de perspectiva secional parcial de outra possível modalidade do tecido de infusão da presente invenção; e FIG 2a. é uma vista secional transversal completa do tecido de infusão ilustrado na FIG. 2.
Referência será feita agora em detalhe à presente modalidade preferida da invenção, um exemplo do qual está ilustrado nos desenhos acompanhantes.
DESCRIÇÃO DETALHADA E MODALIDADES PREFERIDAS DA
INVENÇÃO
Uma primeira modalidade do tecido de infusão 10- da presente invenção é ilustrada nas PIGS 1 e la. Como ilustrado o tecido de infusão 10 inclui uma manta 12 e uma camada de reforço tecida em mecha ou aglutinada 14. Ambas a manta 12 e a camada de reforço tecida em mecha 14 podem ser construídas de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono r.ão-graf ite, fibras de grafite monolítico de boro, fibras de carbono nâo-grafite monolítico· de boro, silicone, aramida, fibras cerâmicas, fibras de polímeros termcpiásticos, fibras naturais (por exemplo, algodão, kenaf, sisal e juta) e misturas dos mesmos. Naturalmente, a manta 12 e a camada de reforço e te- cido em mecha podem ser construídos do mesmo, ou de diferentes materiais desta lista como· desejado. A camada de reforço e tecida em mecha 14 tem um peso superficial de entre cerca de 8 a cerca de 6C oz/sq.yd (cerca de 0,27 a cerca de 2,03 Kg/mz) . A camada de reforço e tecida em mecha 14 è selecionada de um grupo consistindo em estilo liso, sarja e cetim. A camada de reforço tecida em mecha ou aglutinada 14 também inclui estopas paralelas múltiplas 18,20 pelo menos duas das quais tem rendimentos diferentes a fim de formar canais espaçados 21. A primeira esto-pa 18 das duas estopas tem um rendimento A de entre cerca de 750 a cerca de 2500 yds/lb {cerca de 1511,9 a cerca de 5039,7 m/Kg). A segunda estopa 20 das duas estopas tem um rendimento· B de entre cerca de 52 a cerca de 4 50 yds/lb (cerca de 104,8 a cerca de 907,2 m/Kg). Colocando-se uma ou mais das primeiras estopas menores IS entre duas ou mais das segundas estopas maiores 20, um canal 21, ê fornecido. Uir.a camada típica tecida em mecha 14 inclui um grupo destes canais 21 que permitem a rápida Infusão da resina para o outro lado do tecido de infusão 10 durante 0 processo· de moldâgem. 0 espaçamento das estopas 18,20 ê tipicamente determinado pela resina utilizada no processo de moldagem. Mais especificamente, uma resina mais viscosa necessita de um número maior de canais por área superficial para realçar melhor o escoamento da resina durante o processo de molda-gem, Al ternativamente, uma resina menos viscosa escoa mais facilmente e necessita de menos canais por área superficial.
Em tal situação, um número menor de pequenas estopas é exigido entre um número maior de grandes estopas 20. A camada de reforço aglutinada ou tecida em aecha 14 tipicamente inclui orientação de fibra unidirecional. vários métodos poderr. ser utilizados para manter as fibras primárias em posição na camada unidirecional. Aqueles métodos incluem tecimento, costura e amarração como é conhecido na técnica. Em uma modalidade particularmente útil a camada 14 é Construída de tecido entrelaçado arqueado isento de enru-gamento de outro modo conhecido como tecido costuratio-smarrado. Na modalidade ilustrada, as estopas 16 e 20 da camada de reforço aglutinada ou tecida em mecha 14 slo mantidas no lugar por um filamento de costura não-estrutural, secundário 22. Este pode ser um filamento de poliéster ou qualquer outro filamento convencionaImente usado na técnica A manta 12 e a camada de reforço aglutinada ou tecida em meeha 14 são conectados juntos por quaisquer meios apropriados. Na modalidade ilustrada a conexão é completada por costura-âmarraçãõ usando técnicas e estilos convencionais de costura-amarração tais como corrente, tricô, tricô modificado ou pró-manta. Máquinas convencionais conhecidas na técnica tais como máquinas de eostura-amarração Liba podem ser usadas para esta finalidade.
Como ilustrado nas Figs. 1 e la, o tecido de infusão 10 também pode incluir uma segunda camada de reforço aglutinada ou tecida em mecha 24. A segunda camada de reforço unida ou de trançado em mecha 24 tem uma estrutura similar à primeira camada de reforço aglutinada ou tecida era mecha 14: que é: a. segur.da camada de reforço aglutinada ou tecida em mecha inclui estopas paralelas múltiplas 26, 28 pelo menos duas estopas das quais tem rendimentos diferentes a fim de formar canais espaçados para a infusão da resina. As estopas 26, 28 não tem que ter rendimentos idênticos aos das estopas 18, 20 na primeira camada de reforço tecida em mecha 14, Deve ser apreciado, no entanto, que as estopas 18, 20 da primeira camada de reforço tecida em mecha 14 se estendem em uma primeira direção enquanto as estopas 26, 28 da segunda camada de reforço tecida em mecha 24 se estendem em uma segunda direção em um desvio ã primeira direção. Tipicamente aquele desvio é um de aproximadamente 90 graus, Este arranjo estrutural adiciona resistência adicional ao tecido de infusão 10.
Uma modalidade alternativa para o tecido de infusão 10 ê ilustrada nas Figs. 2 e 2a, Esta modalidade inclui uma manta 12 e uma camada de reforço aglutinada ou tecida em mecha 14 substancialmente idêntica àquela descrita acima com relação á modalidade da Fig. 1. Adicionalmente, o tecido de infusão 10 inclui uma manta de revestimento 30. A manta de revestimento 30 está conectada à face da manta 12 oposta a camada de reforço tecida em mecha 14 de modo· que a manta 12 está imprensada entre a manta de revestimento 30 e a camada de reforço tecida em mecha 14, A manta de revestimento 30 ê formada de um, meio de bloqueio de impressão tais como outra manta de fibra continua ou uma capa incorporando fibras de vidro, fibras de poliéster, fibras naturais (por exemplo, algodão, kenaf, sisal, juta), partículas de polímero e agiu- tinante. A manta de revestimento pode, por exemplo, ser conectada à manta 12 por aglutinação giratória, aglutinação úmida, aglutinação seca e perfuração por agulha.
Como previamenie registrado, a manta 12 pode ser uma manta de fio contínuo. Para as finalidades deste documento, "fio contínuo" é definido como uma montagem alinhada de fibras individuais tratadas, dimensionadas ou finalizadas, apropriadamente, para resina ou polímero de aderência e umedecímer.to sobre consolidação do compósito.
Também para as finalidades deste documento, uma "manta de fio contínuo" é definida como uma colocação espiral aleatória de fibras em feixe contínuas que tem orientação definida pela razio de formação do arco no processo de criação de uma manta com isotropia plar.ar. Uma manta de fio continuo· útil é feita utilizando uma razio de formação do arco de entre cerca de 2,0 a cerca de 8,0, e, tipicamente entre cerca de 6,0 e 6,6 (razio de formação do arco é a velocidade do fio ou feixe/taxa de oscilação).
Uma manta de fio continuo particulamente útil na presente invenção também inclui fibras de vidro-ECR e/ou ví-dro-E, um aglutinante e uma goma, As fibras de vidro são fornecidas como feixes de filamento de vidro. Os feixes de filamento de vidro incluem entre cerca de 20 a cerca de 140 filamentos por feixe. Cada filamento tem um diâmetro médio de entre cerca de 11 a cerca de 26 mícrons. O diâmetro do feixe está entre cerca de 0,127 e cerca de 3,175 mm.
Em uma modalidade particularmente útil, o diâmetro médio de filamento está entre cerca de 17,0 a cerca de 20,0 micronts. Adicionalmenté, existem entre cerca de 44 e cerca de 50 filamentos por feixe ou fio de arco. 0 diâmetro médio do feixe ou fio é cerca de 0,304Θ mm e o diâmetro do feixe cai em uma no total de entre cerca de 0,127 a cerca de 1,27 mm. O fio para a arquitetura da manta ou razão de formação do arco preferido está entre cerca de 6,0 e cerca de 6,5. 0 aglutinante é um ρο-liéster ou aglutinar.te compatível com epóxi tal como uma resina epóxi em pó ou urna novo-lak epóxi. Resinas epôxi incluem aquelas feitas de epiclo-roidrina. e bisfenol A. As novolaks epóxi incluem resinas feitas pela reação de epielcroidrina com uma resina novoiak (fenol-fomaldeídoS .
Em uma possível modalidade aquele aglutinante de poliéster está baseado e etilenoglicol e ácido fumáríeo. 0· aglutinaie também inclui talco e peróxido de benzolla. Para uma aplicação tipica o aglutinante é moldo a um tamanho de partícula de entre cerca de 25 a cerca de 200 mm. O talco é adicionado como um realçador de cristalização. O aglutinante é preparado moendo criogenicamente o polímero cristalino com um estearato de zinco pequeno a um tamanho de partícula desejado. 0 pó é então misturado seco com o peróxido de benzo-íla. Mais especifícamente descrevendo o aglutinante, o aglutinante incluí entre cerca de 35 a cerca de 39,8 porcento em peso de poliéster, entre cerca de 0,05 a cerca de 3 porcento em peso de talco e entre cerca de 6,2 a cerca de 2 porcento em peso de peróxido de benzoíla. 0 tamanho utilizado na manca de fio continuo 12 inclui uma ou mais formulações incorporando água, ácido acé- tico, süano, e um biocida. Os agentes de acoplamento úteis na presente invenção incluem, mas não estão limitados a si-lano A-187, A-171, A-174 e A-1100 disponíveis comercialmente da General Eletric Silanes. Os lubrificantes úteis na presente invenção incluem mas não estão limitados a Cirrosol 1Θ3ΑΕ e 18SAN, cada um produzido e vendido ICI América e omega 16407. Os biocidas úteis na presente invenção incluem mas não estão limitados a bis/tributiltínóxido contendo compostos de areònio quaternário. Um tal bíocida é vendido sob a marca registrada Bicrr.et 66 e está disponível pela Atoe hem. A manta de fic continuo 12 ê produzida pelo transporte de feixes de filamento de vidro através do processo de aplicação do aglutlnante em uma corrente transportadora. Uir.a porção da corrente transportadora está suportada dentro de um depósito de extremidade aberta denominado chamado de recipiente alagado. A finalidade do recipiente alagado é deixar que quantidade suficiente de lama acumule e submersa completamente o tecido nâo-tecido por algum período de tempo. A lama ê alimentada de um reservatório localizado acima e para a extremidade de entrada do recipiente alagado (que é, codificador de barragem). O reservatório descarta a lama através de toda a sua abertura na porção mais baixa do reservatório·. 0 reservatório e a abertura se estendem através da largura do recipiente alagado. Os eixos principais do· reservatório e abertura são orientados perpendiculares à direção da máquina (eixo principal) no transportador do processo. A lama é descartada vertiealmente para baixo da abertura do reservatório, em uma cortina continua, para a superfície superior do tecido nâo-tecido dos fios de vidro, A velocidade da cortina de lama ê uma função da velocidade de descarte da lama da abertura do reservatório, a distância vertical èntre a abertura e a superfície do tecido e a viscosidade da lama. O tecido nâc-tecido dos fios de vidro e a corrente do transportador são substanciaImenta permeáveis ao escoamento da lama, permitindo que a lama escoe facilmente ao redor de ambos os fios de vidro a os fios da corrente do transportador para o recipiente alagado impermeável. Quando o escoamento vertical da lama do reservatório se choca cora a superfície plana do reservatório alagado {perpendicular â superfície do recipiente alagado), o escoamento é .redirecionado a ura escoamento horizontal, 0 escoamento da lama para a ir.tereçio cora, o tecido, corrente do transportador e recipiente alagado, ê geralmente redirecionado para escoamento na mesma direção como o transportador e tecido. A taxa de remoção da lama dó reservatório alagado 6 uma função da taxa de fornecimento de lama dentro do recipiente alagado·, a espessura da corrente do transportador, o arraste da corrente e a lana, a viscosidade da lama, profundidade da lama no recipiente alagado e outros fatores. O escoamento volumétrico da lama fornecida pelo reservatório é, por projeto, suficiente para assegurar que o tecido está cómpletamente submerso como é carregado através da maior parte do comprimento do reservatório alagado. A lama escoa através de fios de vidro e deixa um depósito de aglutinante que é subsequentemente curado em um forno dentro da estrutura da manta limite.
Para que a manta de fio continuo 12 permita a ir-fusio de resina desejada, os feixes de fibra de vidro nlo devem ser tào grandes ou juntados muito perto. Anbos estes aspectos afetam, a abertura e a permeabilidade da construção da manta para finalidades de resina de infusão. As mantas de fio contínuo 12 úteis na presente invenção incluem, mas nlo estão limitadas a CFM 8610, CFM 8 620, CFK 8630, CFM 8635, CFM 8636 e CFM 8643, comereiaImente disponíveis do requerente da presente invenção.
Fatores que influenciam a infusão dá resina para processos RIM, RTM Lite ou VIP seguem a lei de Darcy na necessidade de reduzir a viscosidade da resina e aumentar a manta/tecido em, permeabilidade plana, A permeabilidade a manta de fio contínuo para balancear a infusão da resina com a conformabilidade do molde mostrou aumentar com reduzida filamentizaçio, sólidos corretos e cura do aglutinante. A espiral aleatória da manta de fibras continua e a química da dimensão/tamanho adequadas permitem bons compôsitos mecânicos e desempenho estrutural, Para as finalidades deste documento cura é medida como acetona extraiveis. & manta de fio contínuo tem uma cura de entre cerca de 50 a cerca de 100 porcento e mais tipicamente cerca de €0 a cerca de 50 porcento como medido por acetona extraiveis.
As várias modalidades do tecido de infusão 10 da presente invenção incluindo aquelas ilustradas nas Figs. 1 e 2 são parcicularmente úteis no processo de moldagem onde a resina deve se mover através de um tecido para criar um compôs ito consolidado. Um processo particular é a moldagem de transferência de resina ÍRIM}. A moldagem de transferência de resina {RTM} é um processo pela qual uma resina ê bombeada. a baixas viscosidades e baixas pressões dentro de um conjunto de mantas de molde fechado contendo uma pré-forma de tecido seco, que é, o tecido 10 para infundir a resina dentro da pré-forma e preparar uma parte do compósito reforçado com fibras. O processo RTM pode ser usado para produzir a um baixo custo partes de compósito que sâo complexos no formato. Estas partes tipicamente necessitam de reforço de fibra contínuo com linha de molde interna e linha de molde externa das superfícies de controle. A capacidade tie incluir e colocar um reforço de fibra continuo em. estruturas grandes e pequenas coloca o RTM além de outros processos de moldagem líquida. O tecido 10 também é útil em um sistema de moldagem de transferência de resina assistida a vácuo. (VARTM) . Em VARTM, a pré-forma ê coberta por uma lâmina ou forro flexível, tal como o tecido 10, A lâmina ou forro flexível ê apertada sobre o molde para lacrar a pré-forma em um envelope. Uma resina de manta catalisada é então introduzida dentro do envelope para umèdecer a pré-forma. Um vácuo é aplicado ao interior do envelope através de uma linha de vácuo para desmontar a lâmina flexivel contra a pré-forma. O vácuo move a resina através a pré-forma e ajuda a evitar a formação de bolhas de ar ou vazios no artigo acabado. A resina da manta cura enquanto está sendo sujeita ao vácuo. A aplicação do vácuo extrai qualquer fumaça produzida durante o processo de cura. O tecido· 10 da presente invenção é útil nos processos de moidagem de infusão à vácuo padrões assim como processos onde o tecido reforçado está sob vácuo.
Em resumo, numerosos benefícios sâo fornecidos pelo tecido 10 da presente invenção. 0 tecido 10 é caracterizado pelas excelentes qualidades de manuseio, facilidade de uso e permeabilidade da resina nâo-ultrapassada. A taxa de escoamento mais rápida leva em conta produção maior ê retorno de molde, enquanto a potencialidade diminui o susto pela eliminação- dia média de distribuição· local da resina. Adiciona Imente, a perda de VOC para o ambiente é reduzida. Adiciona Imente, a massa de laminado pode ser construída com trabalho e custo mínimo. Ά descrição precedente das modalidades preferidas da inver.çio foi apresentada para finalidades de ilustração e descrição. Hão se pretende ser exaustivo ou limitar a invenção à forma precisa revelada. Modificações ou variações óbvias são possíveis à luz dos ensinamentos acima.
As modalidades foram escolhidas e descritas para fornecer a melhor ilustração dos princípios da invenção e sua aplicação prática para desse modo possibilitar um dos versados na técnica comuns utilizar a invenção em várias modalidades e com várias modificações como sâo adequados ao uso particular contemplado·. Todas as tais modificações e variações estão dentro do alcance da invenção como determinado pelas reivindicações apensas quando interpretadas de acordo com a amplitude para qual estas sâo completa, legal e eqüi- tativamente autorizadas. As figuras e modalidade preferida não estão e não pretendem limitar o significado comum das reivindicações e sua interpretação completa e ampla de qualquer medo.
REIVINDICAÇÕES
Claims (42)
1. Tecido de infusão (10) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma manta (12) selecionada de um grupo consistindo em manta de fio continuo, manta picada direta, manta continua direta e combinações destas; e uma camada de reforço unida ou trançada em mecha (14), em que a camada de reforço unida ou trançada em mecha inclui estopas paralelas múltiplas (18,20), em que pelo menos duas das referidas estopas têm rendimentos diferentes a fim de formar canais espaçados (21).
2. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta e a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha são costuradas juntas.
3. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta é construída de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vitreo, fibras de carbono não-grafite, fibras de grafite monolíticas de boro, fibras de carbono não-grafite monolíticas de boro, silicone, aramida, fibras cerâmicas, fibras de polímeros termoplásticos, fibras naturais e misturas destas.
4. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha é construída de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fi- bras de carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono não-grafite, fibras de grafite monolítico de boro, fibras de carbono não-grafite monolítico de boro, silicone, aramida, fibras de cerâmica, fibras de polímeros termoplásticos, fibras naturais e misturas destas.
5. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha tem um peso superficial de entre 8 a 60 oz/sq.yd (0,27 a 2,03 Kg/m2.
6. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha é selecionada de um grupo consistindo em estilo liso, sarja e cetim.
7. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma primeira estopa das referidas pelo menos duas estopas tem um rendimento A de entre 750 a 2500 yds/lb (1511,9 a 5039,7 m/Kg) e uma segunda das referidas pelo menos duas estopas tem um rendimento B de entre 52 a 450 yds/lb (104,8 a 907,2 m/Kg).
8. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ainda incluir uma manta formadora de superfície (30).
9. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta está en-sanduichada entre a dita manta de formação de superfície e a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha.
10. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta de fila- mento contínuo inclui fibras de vidro selecionadas de um grupo consistindo em fibras de vidro E, fibras de vidro ECR e misturas destas; um aglutinante e uma goma.
11. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de incluir entre 8 0 a 9 9 porcento em peso de fibras de vidro, entre 1 a 20 porcento em peso de aglutinante e entre 0,01 a 1 porcento em peso de goma.
12. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de vidro são fornecidas como feixes de filamento de vidro.
13. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos feixes de filamento de vidro incluem entre 20 a 140 filamentos por feixe.
14. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos filamentos de vidro dos ditos feixes de filamentos de vidro têm um diâmetro médio de entre 11 a 20 mícrons.
15. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos feixes de filamentos de vidro têm um diâmetro médio de 0,3048 mm e uma faixa de diâmetro de entre 0,127 e 1,27 mm.
16. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante é selecionado de um grupo consistindo em um grupo de materiais consistindo em um poliéster ou um aglutinante compatível com epóxi.
17. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante de poliéster é moido até um tamanho de partícula entre 25 a 200 mm.
18. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante também inclui talco.
19. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante também inclui peróxido de benzoila.
20. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante inclui: entre 95 e 99,8 porcento em peso de poliéster; entre 0,05 e 3 porcento em peso de talco; e entre 0,2 a 2 porcento em peso de peróxido de benzoila .
21. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta de filamento contínuo tem uma razão de formação de arco de entre 2,0 a 8,0 e uma cura de entre 50 a 100 porcento quando medida como extraiveis por acetona.
22. Tecido de infusão (10) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma manta de filamento contínuo (12); uma primeira camada de reforço unida ou trançada em mecha (14); e uma segunda camada de reforço unida ou trançada em mecha (24), em que a dita primeira camada de reforço unida ou trançada em mecha (14) inclui estopas paralelas múltiplas (18,20) que se estendem em uma primeira direção, a dita segunda camada de reforço unida ou trançada em mecha (24) inclui estopas paralelas múltiplas (26, 28) que se estendem em uma segunda direção, e em que pelo menos duas estopas das ditas múltiplas estopas paralelas de um dentre a dita primeira camada de reforço unida ou trançada em mecha e a dita segunda camada de reforço unida ou trançada em mecha têm rendimentos diferentes a fim de formar canais espaçados (21) .
23. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta e a dita camada de reforço unida ou trançada em mecha são costuradas juntas.
24. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta é construída de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vitreo, fibras de carbono não-grafite, fibras de grafite monolíticas de boro, fibras de carbono não-grafite monolíticas de boro, silicone, aramida, fibras cerâmicas, fibras de polímeros termoplásticos, fibras naturais e misturas destas.
25. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de re- forço unida ou trançada em mecha é construída de um material selecionado de um grupo consistindo em fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de grafite, fibras de carbono vítreo, fibras de carbono não-grafite, fibras de grafite monolítico de boro, fibras de carbono não-grafite monolítico de boro, silicone, aramida, fibras de cerâmica, fibras de polímeros termoplásticos, fibras naturais e destas.
26. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de reforço trançada em mecha tem um peso superficial de entre 8 a 60 oz/sq.yd (0,27 a 2,03 Kg/m2.
27. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita camada de reforço trançada em mecha é selecionada de um grupo consistindo em estilo liso, sarja e cetim.
28. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que uma primeira estopa das pelo menos duas estopas tem um rendimento A de entre 750 a 2500 yds/lb (1511,9 a 5039,7 m/Kg) e uma segunda estopa das referidas pelo menos duas estopas tem um rendimento B de entre 52 a 450 yds/lb (104,8 a 907,2 m/Kg).
29. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de ainda incluir uma manta formadora de superfície (30).
30. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta está en-sanduichada entre a dita manta de formação de superfície e a dita camada de reforço trançada em mecha.
31. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta de filamento continuo inclui fibras de vidro selecionadas de um grupo consistindo em fibras de vidro E, fibras de vidro ECR e misturas destas, um aglutinante e uma goma.
32. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de incluir entre 9 0 a 9 8 porcento em peso de fibras de vidro, entre 2 e 10 porcento em peso de aglutinante e entre 0,1 e 1 porcento em peso de goma.
33. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas fibras de vidro são fornecidas como feixes de filamento de vidro.
34. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 33, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos feixes de filamento de vidro incluem entre 20 e 140 filamentos de vidro por feixe.
35. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos filamentos de vidro dos ditos feixes de filamentos de vidro têm um diâmetro médio de entre 11 e 20 microns.
36. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 35, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos feixes de filamentos de vidro têm um diâmetro médio de 0,3048 mm e uma faixa de diâmetro de entre 0,127 e 1,27 mm.
37. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante é um poliéster.
38. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 37, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante de poliéster é moido até um tamanho de partícula entre 25 a 200 mm.
39. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante também inclui talco.
40. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante também inclui peróxido de benzoila.
41. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito aglutinante inclui: entre 95 e 99,8 porcento em peso de poliéster; entre 0,05 e porcento em peso de talco; e entre 0,2 a 2 porcento em peso de peróxido de benzoila .
42. Tecido de infusão, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita manta de filamento contínuo tem uma razão de formação de arco de entre 2,0 a 8,0 e uma cura de entre 50 e 100 porcento quando medida como extraíveis por acetona.
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