ES2230737T3 - Procedimiento y dispositivo para la impregnacion de fibras. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la impregnacion de fibras.Info
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Abstract
Procedimiento para la impregnación de material de fibras, tal como, por ejemplo, haces de fibras, cuerdas de fibras, tejidos o esteras de fibras, en el cual se introduce un agente de impregnación en los espacios intermedios del material de fibras y se rodean y/o embeben las fibras individuales, efectuándose la aportación del agente de impregnación a través de aberturas en un cuerpo alimentador, caracterizado porque la aportación tiene lugar sobre un gran superficie a través de una cantidad muy grande de pequeñas aberturas, utilizándose para el cuerpo alimentador un material esencialmente homogéneo, poroso o permeable, y poniendo en contacto durante la impregnación el material de fibras con el cuerpo alimentador.
Description
Procedimiento y dispositivo para la impregnación
de fibras.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para la impregnación de un material
de fibras, entendiéndose por "material de fibras" los haces o
cuerdas o de fibras tejidos, o también las esteras de fibras,
estando en este último caso las fibras o filamentos individuales
presentes en una orientación aleatoria. El material de fibras puede
consistir en diversos materiales; pueden utilizarse fibras de
vidrio, carbono o aramida, o fibras naturales tales como, por
ejemplo, de lino, yute, cáñamo o algodón, o fibras metálicas tales
como fibras de acero, cobre o aluminio, o fibras de materiales
sintéticos tales como, por ejemplo, fibras de polietileno,
polipropileno o poliamida o poli(tereftalato de etileno). La
imbibición, o impregnación, de materiales de fibras de estos tipos
es un paso esencial en la producción de materiales compuestos
reforzados con fibras, en los cuales lo importante es una buena
unión mutua entre un material matriz y las fibras. Esta buena unión
mutua se posibilita sólo gracias a una humectación lo más completa
posible de las superficies de las fibras individuales.
La presente invención se refiere en especial a un
procedimiento para la impregnación de un material de fibras, en el
cual se introduce un agente de impregnación en los espacios
intermedios del material de fibras y se rodean y/o embeben las
fibras individuales, siendo el agente de impregnación introducido
por medio de un cuerpo alimentador previsto de una o varias
aberturas y en el cual el material de fibras avanza mientras se
halla en contacto con el cuerpo alimentador, o también a cierta
distancia del mismo.
El dispositivo correspondiente para la
impregnación de material de fibras, base de la presente invención,
presenta un cuerpo alimentador provisto de una o varias aberturas
para el material de impregnación, como también dispositivos de
transporte para el material de fibras, a través de los cuales el
material de fibras se desplaza a través del dispositivo, junto a
las aberturas de alimentación o junto al cuerpo alimentador.
Un procedimiento de este tipo y un dispositivo
correspondiente son conocidos por el documento DE 38 35 574;
describiéndose en dicho documento un dispositivo de impregnación en
el cual se conduce un haz de fibras por una boquilla, precisándose
a elevada presión una masa fundida de material sintético en
dirección transversal con respecto a la dirección del movimiento de
las fibras, a través del haz de fibras, con lo cual se embebe dicho
haz. En este caso, la impregnación se lleva a cabo de manera
esencialmente local gracias a la confluencia del material de fibras
y de una boquilla en un lugar en el cual, debido a la presión del
material de impregnación que sale de la boquilla, el agente de
impregnación atraviesa el haz de fibras, o el material de fibras,
con una velocidad relativamente elevada.
También se conocen un procedimiento y un
dispositivo en los cuales la aportación tiene lugar a través de una
superficie portadora permeable que acompaña el material de fibras
con la misma velocidad. La superficie portadora que ha de acompañar
el movimiento y al ajuste de las velocidades del material de fibras
y de la superficie portadora, hacen que un procedimiento de este
tipo y un dispositivo correspondiente sean relativamente
costosos.
Los procedimientos y dispositivos con una
aportación local, aún cuando se repita la aportación local con
material de impregnación varias veces en posiciones sucesivas,
tienen la desventaja que la imbibición del material de fibras tiene
frecuentemente lugar solamente de una manera irregular, además de
ser incompleta. Por ejemplo, en el caso de haces de fibras puede
suceder que los haces de fibras, vistos en una dirección
transversal con respecto a su dirección longitudinal, tiene un
espesor variable, con lo cual el flujo del material de impregnación
que lo atraviesa en dicha dirección del espesor, se encontrará con
una resistencia muy variable a su paso. El material de impregnación
fluye entonces preferentemente a través de zonas que presentan una
baja resistencia al flujo, por lo cual llegará eventualmente a
separar las fibras del haz, y la imbibición de las zonas más gruesas
del haz será pobre.
El documento WO 95/25000 muestra un dispositivo
con un cuerpo base en forma de cilindro hueco con una sección o
tramo que presenta hendiduras provistas en la dirección
longitudinal y a través de las cuales se introduce un agente de
impregnación.
El documento JP 5984615 muestra un dispositivo
con un cuerpo base tubular. En este cuerpo base tubular se halla
dispuesta una hendidura que se extiende en dirección longitudinal.
En dicha hendidura se ha incorporado un cuerpo sinterizado, a
través del cual se aporta el agente de impregnación a las
fibras.
Con respecto a este estado conocido de la técnica
la presente invención tiene por misión crear un procedimiento y un
dispositivo que permitan obtener una imbibición más completa y más
uniforme del material de fibras.
En lo que al procedimiento se refiere, este
problema se resuelve por que para la alimentación del agente de
impregnación se utiliza un cuerpo alimentador de un material
permeable o poroso, y durante la impregnación el material de fibras
se pone en contacto con el cuerpo alimentador.
Es preferible que el cuerpo alimentador permeable
o poroso presente, visto en la dirección del flujo del agente de
impregnación, una resistencia al flujo mayor que la del material de
fibras. Se da por entendido que también debe tenerse en cuenta la
resistencia al flujo presentada por el material de fibras en la
misma dirección en la cual el agente de impregnación se introduce a
presión a través del material de fibras, es decir en una dirección
perpendicular con respecto a la superficie de contacto del cuerpo
alimentador permeable o poroso.
Se prefiere que el procedimiento tenga una
configuración en la cual la aportación del agente de impregnación
tenga lugar bajo una presión moderada, por ejemplo por lo menos 10
y a lo sumo 500 bar en el caso de los agentes de impregnación
termoplásticos, y de 1 a 50 bar en el caso de los agentes de
impregnación durómeros, presión ésta medida en el lado del cuerpo
alimentador poroso alejado del material de fibras.
Además, se prefiere una configuración del
procedimiento de acuerdo con la invención en la cual las
dimensiones del cuerpo alimentador, es decir en especial las de su
superficie porosa, sobre la cual se hace circular el material de
fibras, y la velocidad del movimiento del material de fibras a
embeber, son ajustadas entre sí de manera que un punto dado del
material de fibras, que se halle en contacto con la superficie de
contacto del cuerpo alimentador, se mantenga en contacto con esta
superficie de contacto durante por lo menos 50 milisegundos (ms),
es decir concretamente necesita por lo menos 50 ms para desplazarse
a lo largo de la longitud, medida en la dirección del movimiento del
material de fibras, de la superficie de contacto. Dicho con otras
palabras, cuando el material de fibras se mueve con una velocidad
de 50 mm por segundo con respecto al cuerpo alimentador, entonces
la longitud de la superficie de contacto del cuerpo alimentador
poroso debería también tener una longitud de por lo menos 2,5 mm;
si la velocidad del material de fibras es de 500 mm por segundo, el
cuerpo alimentador debería tener una longitud acorde de 25 mm.
Con ayuda del procedimiento de acuerdo con la
invención es posible aplicar sin problemas agentes de impregnación
durómeros sobre fibras, agentes que se endurecen después de la
impregnación de las fibras. Sin embargo, se ha comprobado con
cierta sorpresa que materiales termoplásticos que, en comparación
con los durómeros presentan una viscosidad esencialmente mayor,
también pueden aplicarse muy bien a las fibras que han de
impregnarse mediante el procedimiento de acuerdo con la invención
por medio de cuerpos alimentadores permeables o porosos, cuyas
aberturas de alimentación presentan secciones transversales libres
efectivas relativamente pequeñas, y que también pueden tener canales
de alimentación relativamente largos. Además, se ha comprobado en
este caso que la velocidad con la cual el material de fibras puede
moverse con respecto al cuerpo alimentador, puede incrementarse más
aún, de manera considerable, con respecto a los números
anteriormente mencionados, ya que en muchos casos ya es suficiente
un tiempo de contacto de 10 milisegundos para que se humedezca
suficientemente el material de fibras que ha de impregnarse o
embeberse. Es posible acortar de forma correspondiente el cuerpo
alimentador, pero también es posible elevar de forma
correspondiente la velocidad de aportación del material de fibras,
por ejemplo a 1 - 5 m por segundo.
Una aplicación especial del procedimiento de
acuerdo con la invención, es la que se presenta en relación con la
aplicación de las fibras impregnadas sobre preformas. Dichas
preformas pueden tener, por ejemplo, formas de varillas o tubos, y
es posible aplicar las fibras sobre una preforma de este tipo en la
dirección longitudinal de las preformas, sea arrollarlas sobre
éstas, con un ángulo que en principio puede seleccionarse entre un
valor de 0º (correspondiente a la dirección longitudinal) y 90º
(correspondiente a un arrollamiento en un plano perpendicular a la
dirección de avance de la preforma). En este caso es posible hacer
girar la preforma, o bien hacer girar alrededor de la preforma la
instalación alimentadora de fibras conjuntamente con una
correspondiente instalación de impregnación, ello en función de cuál
es la variante que demuestre ser la más práctica. Así, es
frecuentemente conveniente, en especial en el caso en que las
preformas son de una longitud muy grande - por ejemplo tiene la
forma de conductos tubulares relativamente largos -, disponer las
instalaciones de impregnación y las instalaciones alimentadoras de
fibras, de manera que puedan girar alrededor de la preforma, cuando
la misma deba arrollarse con material de fibras impregnado. En el
caso de las preformas más cortas, tales como por ejemplo tramos de
tubos cortos o en forma de paralelepípedos, tal vez sea más
conveniente la modalidad inversa: hacer girar la preforma.
En otras variantes del procedimiento de acuerdo
con la invención el material de fibras se conduce a través del
interior de un cuerpo hueco que se puede cargar desde fuera con el
agente de impregnación, estando el cuerpo hueco hecho del material
poroso o permeable mencionado.
En este caso es posible hacer pasar las fibras en
múltiples etapas a través de varios cuerpos huecos sucesivos,
siendo también posible aplicar e introducir en cada uno de los
cuerpos huecos otra capa nueva de fibras sobre la capa de fibras
impregnada ya existente, capa nueva que se impregna durante su paso
a través del correspondiente cuerpo hueco siguiente.
En particular, durante el arrollamiento es
también posible arrollar varios grupos de fibras diferentes
simultáneamente sobre una preforma; lográndose mediante esta
modalidad operativa una mayor anchura de arrollamiento, de manera
que es posible aumentar la velocidad de avance de la preforma, o es
posible arrollar consecutivamente varias capas de fibras
directamente la una sobre la otra. Se da por entendido que en este
caso los grupos de fibras también pueden presentar, cada uno de
ellos, diversos materiales de fibra.
Es conveniente que un dispositivo de
arrollamiento o de aplicación sea seguido por una instalación
correspondiente que, en el caso de un agente de impregnación
durómero, puede ser en términos generales una instalación de
calentamiento, una instalación de irradiación o similar para el
endurecimiento del material durómero, mientras que en el caso de un
material termoplástico solamente tiene lugar un enrasado para
quitar el exceso de material, una conformación de terminación y un
enfriamiento.
En lo que al dispositivo se refiere, se logra el
objetivo señalado por la invención debido a que el cuerpo
alimentador consiste en un cuerpo esencialmente homogéneo, poroso o
permeable, estando el cuerpo poroso previsto para entrar en contacto
con el material de fibras durante la impregnación. Es preferible
que la resistencia al flujo del material de impregnación,
presentada por el cuerpo alimentador, sea mayor que la resistencia
al flujo presentada por el material de fibras en la dirección
perpendicular a la superficie de contacto del cuerpo alimentador.
Por un "cuerpo esencialmente homogéneo, poroso o permeable" se
entiende en este caso un cuerpo alimentador cuyo material es
continuamente isótropo, es decir, que tiene las mismas propiedades
físicas y químicas, es decir, en cada caso se tienen en cuenta las
zonas que son manifiestamente mayores que los poros o aberturas del
material. Es conveniente que las aberturas o los tamaños de los
poros en el material del cuerpo alimentador estén también
distribuidas lo más homogéneamente posible y sean de igual
magnitud, es decir, la distribución de los tamaños de los poros
individuales debería presentar sólo un reducido margen de
dispersión. Además, es evidente que un material poroso de este tipo
ha de ser de poros abiertos, a efectos de asegurar la permeabilidad
deseada. Por ejemplo, el cuerpo alimentador puede consistir en un
material sinterizado, preparado mediante la sinterización conjunta
de un material granulado, preferentemente con una granulometría
inferior a 1 mm. Es preferible que el tamaño medio de las aberturas
de los poros individuales no supere 0,2 mm de diámetro, lo cual
eventualmente requiere también la utilización de un material
sinterizado correspondientemente de granos más finos.
En lugar de consistir en un material poroso o en
un material sinterizado, el cuerpo alimentador permeable o poroso
podría consistir también, por ejemplo, en varias capas de un tejido
o malla suficientemente denso, preferentemente hecho de filamentos
individuales, siendo conveniente que los mismos sean sólo poco
humectables por el material de impregnación. También podría
preverse una placa perforada o similar. Una placa perforada de este
tipo podría prepararse mediante muchas perforaciones finas en un
material tal como metal, cerámica o material sintético. A tal
efecto es preferible que el diámetro de la perforación sea entre 1
y 5.000 \mum - más preferentemente entre 10 y 1.000 \mum -, y
que la distancia entre dichas perforaciones sea de 1 a 1.000
\mum. La relación preferida entre longitud y diámetro de las
perforaciones se halla entre 0,05 y 2.000, preferentemente entre 0,1
y 1.000, en especial entre 0,5 y 100.
Además, es preferible que el cuerpo alimentador
consista en un material con respecto al cual el agente de
impregnación presente una adherencia pobre o que presente una
resistencia química adecuada contra los disolventes utilizados para
el material de impregnación.
También puede ser conveniente que la superficie
de contacto del cuerpo alimentador sea intencionalmente configurada
como superficie de reducida resistencia de rozamiento contra el
deslizamiento del material de fibras. Por ejemplo, la superficie del
cuerpo poroso, que entra en contacto con el material de fibras,
puede haberse pulido. Si se desea, esta superficie podría también
haberse recubierto con un material de deslizamiento adecuado, y
haberse por ejemplo galvanizado, a efectos de reducir el rozamiento
entre el material de fibras y la superficie del cuerpo alimentador
poroso. Sin embargo, en muchos casos los materiales de fibras, de
por si abrasivos en mayor o menor grado, también aseguran que una
superficie, inicialmente rugosa, de un cuerpo sinterizado o de
algún otro cuerpo permeable, se "esmerile" o pula al cabo de un
tiempo de uso relativamente breve.
El espesor del cuerpo alimentador poroso debería
ser grande en comparación con el grosor del material de fibras a
impregnarse y debería representar por lo menos el doble de este
último grosor, en cada caso medido en la dirección del flujo del
material de impregnación, para que la caída de presión esencial se
presente a lo largo del cuerpo poroso y para que el frente de
humectación avance con la mayor uniformidad posible a través del
grosor del material de fibras, aún en el caso en que las fibras en
el material de fibras se hayan dispuesto con densidades
variables.
En particular, el dispositivo correspondiente
presenta las instalaciones que son necesarias para la realización
de las etapas de procedimiento anteriormente mencionadas. Una de
las variantes del dispositivo de acuerdo con la invención consiste
en configurar un cuerpo alimentador, poroso o permeable, como
cuerpo hueco, con lo cual las fibras son conducidas a través del
interior de este cuerpo hueco, y el cuerpo hueco se carga desde
fuera con material de impregnación que atraviesa la pared del
cuerpo hueco hacia su interior. Es conveniente que la zona de
ingreso de un cuerpo hueco de este tipo, esencialmente cilíndrico o
provisto de algún otro perfil, se haya configurado con una zona de
ingreso convexa en la dirección del flujo de las fibras, es decir
que tenga una forma que se asemeje en mayor o menor grado a un
embudo o trompeta.
En una variante preferida de la invención, para
la aplicación del material de fibras sobre una preforma se ha
previsto un soporte para la preforma, el cual es móvil con respecto
a una instalación de impregnación a lo largo de un eje. Con ello las
fibras impregnadas pueden aplicarse en la dirección longitudinal
sobre la preforma. Si al mismo tiempo se hace girar la preforma,
para lo cual, en una forma de realización correspondiente, se ha
previsto una correspondiente instalación de giro, las fibras se
arrollan sobre la preforma, específicamente con un ángulo con
respecto a la dirección de avance de la preforma, ángulo éste cuya
tangente corresponde a la relación entre la velocidad de rotación
perimetral de la preforma y la velocidad de avance, y que por ello
puede esencialmente regularse entre 0º y 90º. En lugar de hacer
girar la preforma, lo cual podría eventualmente presentar
dificultades en el caso de las preformas muy largas que en
principio son producidas como material continuo, es también posible
prever un dispositivo de arrollamiento, en el cual se dispone una
instalación alimentadora de fibras de manera que pueda girar
alrededor de la preforma, junto con la correspondiente instalación
de impregnación.
Es también posible prever varias instalaciones
alimentadoras de fibras de manera tal que puedan girar alrededor de
la preforma, independientemente entre sí o en conjunto. Las
instalaciones alimentadoras de fibras independientemente giratorias,
permiten aplicar diferentes capas de fibras sobre la preforma, bajo
diversos ángulos con respecto a la dirección de avance. Puede darse
el caso de varias instalaciones alimentadoras de fibras, cada una de
las cuales podría estar asociada con su propia instalación de
impregnación que puede girar junto con la instalación alimentadora;
pero, eventualmente también puede preverse una instalación de
impregnación común cuando las instalaciones alimentadoras de fibras
rotan conjuntamente y también el dispositivo de impregnación
correspondiente se ha dispuesto de manera de poder rotar.
En la forma de realización preferida, el cuerpo
poroso o permeable es un material sinterizado producido a partir de
un polvo de sinterización con tamaños de granos en el intervalo
entre 0,1 y 1.000 \mum, preferentemente en el intervalo entre 10 y
500 \mu. En la forma de realización preferida de la invención el
grosor de un cuerpo de sinterización de este tipo debería ser de
por lo menos 1 mm, mejor de 2 mm, prefiriéndose especialmente que
sea superior a 5 mm. De ello resultan canales de alimentación
efectivos a través del cuerpo sinterizado poroso, cuya relación:
longitud/diámetro (referido a un diámetro medio de los canales) se
halla en un orden de magnitud de 10 a 1.000. La relación exacta
entre longitud y diámetro, y también del diámetro medio absoluto de
los canales de alimentación, dependen de manera muy considerable
del agente de impregnación utilizado; tendiendo los materiales muy
viscosos o espesos a formar una mayor sección transversal libre
para la alimentación a través de los canales individuales. En
particular, sería también posible producir, por ejemplo, un cuerpo
permeable, proveyendo con ayuda de un láser, una correspondiente
placa metálica o cuerpos alimentadores conformados de otro modo,
con orificios muy pequeños, de un diámetro inferior a 1 mm, por
ejemplo orificios con un diámetro de 0,2 a 0,5 mm. Como cuerpos
alimentadores permeables y porosos, también podrían utilizarse
diversas redes, rejillas o tejidos de metal o de otros
materiales.
Se ha comprobado, con cierta sorpresa, que los
cuerpos sinterizados porosos, producidos a partir de granos de
sinterización con un diámetro medio inferior a 500 \mum, son
extraordinariamente adecuados para la impregnación con materiales
termoplásticos, aun cuando los canales de alimentación efectivos
tienen una relación longitud/diámetro en el orden de magnitud de
100. Ello podría atribuirse, entre otros, a que por lo general estos
materiales termoplásticos, altamente viscosos, forman parte, por
norma general de los denominados fluidos
no-newtonianos, es decir que su viscosidad se
modifica en función de las respectivas condiciones de flujo y puede
también decaer en el caso de elevadas velocidades relativas.
De acuerdo con el principio básico de la
invención, se conduce un material de fibras, es decir uno o más
haces de fibras o un tejido o también una estera de fibras, por
encima de un material permeable o poroso, o de un cuerpo permeable o
poroso. Las fibras y el cuerpo poroso se hallan en contacto
reciproco, lo cual puede lograrse por adosamiento de un
contracuerpo, por ejemplo un rodillo de presión o una zapata de
presión, pero también mediante la generación de una correspondiente
tensión en el material de fibras y mediante la adecuada
conformación del cuerpo poroso y una conducción adecuada del
material de fibras. A través del cuerpo poroso se hace circular un
fluido o una masa fundida. En el lado de salida de la masa fundida o
del fluido, donde el material de fibras se halla en contacto con el
cuerpo poroso, penetra la masa fundido, o el fluido, directamente
en el material de fibras y tiene lugar una imbibición. En
contraposición con el estado conocido de la técnica en este caso la
imbibición, o impregnación, tiene lugar de manera continua durante
la totalidad del tiempo de circulación del material sobre la
superficie del cuerpo poroso. Simultáneamente tiene también lugar
un movimiento relativo entre el material de fibras y el cuerpo
poroso. El procedimiento de acuerdo con la invención y el
dispositivo correspondiente son adecuados no solamente para fluidos
o masas fundidas de baja viscosidad, sino que también pueden
adaptarse para materiales de mayor viscosidad, para lo cual se
recurre, por ejemplo, a la elevación de la presión de alimentación
y/o se incrementa la permeabilidad y, en caso necesario, el tamaño
de los poros del cuerpo poroso o permeable. En la modalidad de
funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la invención, parece
que tiene un efecto favorable especialmente el prolongado tiempo de
contacto entre el fluido o masa fundida - el cual sale de manera
continua bajo una pequeña presión y el material de fibras - lo cual
permite que el material de fibras pueda embeberse de manera muy
uniforme.
Se da por entendido que diversas características
de las formas de realización anteriormente descritas y de las
formas de realización que se describirán en lo que sigue son
independientes entre sí y que también pueden aplicarse en
procedimientos y dispositivos en los que no se utiliza un cuerpo
alimentador con una gran cantidad de aberturas pequeñas. Esto rige,
por ejemplo, para los dispositivos de arrollamiento, a describirse
con mayor detenimiento más adelante, la alimentación de agente de
impregnación en un cuerpo hueco desde fuera hacia dentro, y otras
características, acerca de las cuales el experto en la materia podrá
reconocer que son independientes del cuerpo alimentador
especial.
Se pondrán de manifiesto otras ventajas,
características y posibilidades de aplicación de la presente
invención con ayuda de la siguiente descripción de una forma de
realización preferida y de las Figuras adjuntas. Muestran:
la Figura 1, la representación esquemática de un
corte longitudinal a través de un cuerpo poroso y de un material de
fibras que se hace pasar por encima del mismo;
la Figura 2, una vista en sección transversal del
cuerpo poroso de acuerdo con la invención;
la Figura 3, una vista en corte a través de un
tambor de alimentación cilíndrico sobre el cual se hace pasar
material de fibras;
la Figura 4, una configuración alternativa de un
dispositivo de acuerdo con la invención provisto de elementos de
presión;
las Figuras 5 a 7, otra forma de realización de
un cuerpo alimentador esencialmente cilíndrico en diferentes
vistas;
la Figura 8, un dispositivo de impregnación dual
con un dispositivo de arrollamiento adjunto;
la Figura 9, una forma de realización similar a
la de la Figura 8, pero equipado con una instalación de
impregnación sencilla y con una instalación de irradiación 8;
la Figura 10, esquemáticamente el procedimiento
de producción en el caso de la denominada "Pultrusión" -
estirado + extrusión;
la Figura 11, una sección de un dispositivo de
impregnación similar al de la Figura 7;
la Figura 12, un corte a través de la herramienta
de estirado + extrusión designada en la Figura 10 con el número de
referencia 16;
la Figura 13, una herramienta de estirado +
extrusión similar, vista en corte longitudinal;
la Figura 14, un dispositivo de arrollamiento en
una vista lateral con tres grupos de fibras e instalaciones de
impregnación separadas; y
la Figura 15, un dispositivo de arrollamiento en
sección transversal con tres grupos de fibras e instalaciones de
impregnación separadas; y
la Figura 16, una forma de realización similar a
la de las Figuras 14 y 15, pero con una instalación de impregnación
común para la totalidad de los tres grupos de fibras.
En la Figura 1 puede reconocerse esquemáticamente
en un corte longitudinal un cuerpo de impregnación poroso 1 y un
material de fibras 2 que se hace pasar por encima del cuerpo poroso
1. En este caso el material de fibras 2 se desliza sobre la
superficie de contacto 3 a lo largo del cuerpo básico poroso. Esta
superficie de contacto 3 puede configurarse especialmente para las
fibras que se deslizan sobre ella, es decir puede ser objeto
especialmente de un pulido o revestimiento, a efectos de evitar un
desgarramiento o atascamiento de las fibras individuales en las
aberturas o poros individuales. Sin embargo, la superficie de
contacto también puede permanecer sin tratamiento, en especial
cuando se utilicen fibras abrasivas relativamente duras, que ya al
cabo de un paso deslizante muy breve sobre una correspondiente
superficie de contacto terminan por esmerilar y alisar la misma. Es
preferible que el cuerpo poroso 1 sea un cuerpo sinterizado, es
decir es preferible que se haya sinterizado para formar una sola
masa a partir de un material granulado de granos finos.
Las flechas negras señalan la dirección de flujo
de un fluido, por ejemplo de una masa fundida polimérica, que
atraviesa el cuerpo poroso 1 desde abajo y seguidamente penetra en
el material de fibras 2 a lo largo de la superficie de contacto 3.
Suponiendo que el material de fibras 2 en la Figura 1 se desplace
de izquierda a derecha, en la zona izquierda de la Figura 1, que se
corresponde por ejemplo al comienzo del cuerpo poroso 1, el agente
de impregnación contactará y embeberá en primera instancia
solamente la capa más inferior de las fibras del material de
fibras, 2, con lo que el frente de penetración de la masa fundida o
de cualquier otro fluido de impregnación seguirá progresando con el
paso del tiempo en la dirección de las flechas, moviéndose el
material de fibras también hacia la derecha, de modo que como
resultado de ello el frente de penetración progresa de izquierda a
derecha y finalmente se habrá extendido a la totalidad del material
de fibras 2.
La Figura 2 muestra una sección transversal a
través de un material de fibras 2 consistente en fibras más o menos
paralelas entre sí, conducido sobre un cuerpo poroso 1. Tal como
puede reconocerse, las fibras en la zona B son más altas y se han
compactado para formar una capa más gruesa que en la zona A. Sin
embargo, la penetración del material de fibras 2 por el agente de
impregnación que penetra desde abajo a través del cuerpo poroso
tiene lugar de una manera muy uniforme, en especial cuando la
resistencia al flujo ejercida por el cuerpo poroso 1 es
manifiestamente superior a la resistencia flujo ofrecida por el haz
de fibras, y también en especial por su zona más gruesa, B.
La Figura 3 muestra una forma de realización
preferida de la presente invención con un cuerpo poroso cilíndrico
1 que presenta un espacio hueco cilíndrico lleno de una masa
fundida o de algún otro líquido de impregnación 4, sometido a una
sobrepresión.
Mediante el guiado de un material de fibras 2 con
ayuda de elementos de guiado en forma de un rodillo o cilindro 7
por encima de un tramo de la superficie cilíndrica del cuerpo
poroso 1, se obtiene por una parte un tramo de adosamiento
relativamente largo, un tiempo de permanencia correspondientemente
prolongado del material de fibras en contacto con el agente de
impregnación suministrado a continuación, y un adosamiento del
material de fibras en la superficie del cuerpo poroso 1, bajo un
tensado, preferentemente regulable, del material de fibras.
Gracias al movimiento relativo y el flujo
subsiguiente del fluido distribuido uniformemente sobre una gran
superficie, se distribuye este material de manera muy uniforme y
homogénea entre las fibras, tanto en dirección longitudinal como
transversal, y con ello las fibras se humedecen por completo.
Opcionalmente puede preverse que el cuerpo
cilíndrico hueco 1 también sea giratorio alrededor de su eje
central, también en contra de la dirección de movimiento de las
fibras, con el fin de poder regular independientemente la velocidad
relativa entre la superficie del cuerpo poroso cilíndrico 1 y el
material de fibras 2, a efectos de lograr una penetración óptima,
ello, independientemente del tiempo de permanencia del material de
fibras 2 sobre el arco cilíndrico que se extiende en un ángulo de
180º.
La Figura 4 muestra esquemáticamente alternativas
o complementos de la forma de realización de acuerdo con la Figura
3. Mientras que en la Figura 3 el material de fibras se adosa
firmemente a la superficie del cuerpo poroso cilíndrico 1 en virtud
de su tensión propia o de una tensión aplicada, para lo cual
también sería posible prever el rodillo o cilindro 7 y
eventualmente un dispositivo de arrollamiento en uno de los extremos
y una instalación de frenado para el material de fibras 2 en el
otro extremo, que sin embargo no se representan en la Figura 3, la
forma de realización de acuerdo con la Figura 4 prevé
alternativamente una zapata de presión 5 y/o un rodillo de presión
6. Es preferible que la zapata de presión 5 y el rodillo de presión
6 presionen elásticamente y que se apoyen de manera de ejercer un
pretensado sobre el material de fibras 2. De esta manera se evita
que debido a la elevación (separación) del material de fibras 2
desde la superficie del cuerpo poroso 1 se expulse lateralmente una
parte considerable del agente de impregnación y la misma quede sin
utilizar. El cuerpo poroso 1, aquí representado tan sólo en forma
esquemática, puede presentar tanto una superficie plana como también
una superficie de curvatura cilíndrica, como en el ejemplo de
realización de la Figura 3, caso éste en el cual eventualmente
habría que adaptar una zapata de presión 5 con respecto a la
curvatura correspondiente de la superficie del cilindro,
eventualmente con un radio ligeramente mayor.
En la Figura 5 puede reconocerse nuevamente en
vista lateral un cuerpo alimentador esencialmente cilíndrico 51, al
cual se aporta una cuerda de material de fibras 2. En este caso, se
ha de observar que el material de fibras 2 se mueve por
deslizamiento sobre la superficie del cuerpo alimentador cilíndrico
51, el cual, visto en corte, tiene un diseño que puede apreciarse
en la Figura 6. En términos concretos el cuerpo alimentador 51
consiste en un anillo 23 de un material poroso o permeable en el
presente caso un material sinterizado, estando este anillo provisto
de dos bridas extremas 27 que lo delimitan y también rodean el
contorno del anillo 23 en la vecindad de sus lados frontales. En la
Figura 7 se ha representado una sección de la Figura 6, también en
detalle. Puede reconocerse que el anillo 23 también tiene una ranura
de guía perimetral 28 para la recepción y el guiado de un material
de fibras 2. Tal como también se observa en la Figura 7, el agente
de impregnación 4 se bombea centralmente a través de una de las
bridas 27 y hacia el interior del espacio hueco delimitado por el
anillo 23 y la brida 27, específicamente bajo una presión que, en
función del agente de impregnación utilizado, puede variar en un
amplio intervalo entre unos pocos bar y varios centenares de bar. El
agente de impregnación procedente del espacio hueco atraviesa el
cuerpo poroso 23 y, en virtud del movimiento relativo entre el
material de fibras 2 y la superficie del anillo 23, se retira en
forma directa de las aberturas de salida sobre la superficie
exterior del anillo 23, y de esta manera humedece a fondo y de
manera muy efectiva el material de fibras 2. Se ha comprobado al
respecto que en caso de utilizarse un material sinterizado para el
anillo poroso 23, sin tratamiento superficial, y si bien su
superficie presenta inicialmente una relativa rugosidad y
eventualmente daña el material de fibras 2, dicha superficie del
cuerpo sinterizado poroso 23 terminará por alisarse al cabo de un
tiempo relativamente breve gracias al material de fibras 2
solamente, en especial cuando dicho material de fibras consiste en
un material duro, relativamente abrasivo, tal como por ejemplo
fibras de vidrio o también fibras de carbono. En este caso, la
superficie del anillo 23, en la medida en que entre en contacto con
el material de fibras 2, se pule en un tiempo breve de manera tal
que ya no se originan daños en las fibras, las cuales pueden ser
bien humedecidas como antes de manera muy efectiva también en el
caso de tiempos de contacto relativamente breves y de elevadas
velocidades relativas entre las fibras y el anillo 23.
En la Figura 8 se han representado dos cuerpos de
impregnación 1 de este tipo, en forma de anillos 23, sobre los
cuales se hace pasar en forma de S el material de fibras 2 a
impregnarse, con el fin de obtener una humectación especialmente
efectiva de ambas caras de la cuerda de fibras. Una variante de
este tipo es especialmente conveniente cuando el material de fibras
2 es relativamente grueso y cabe la posibilidad que no pueda
embeberse con suficiente velocidad desde una sola cara. Después de
su impregnación se conduce el material de fibras 2 sobre un rodillo
o cilindro 7, desde donde se desvía hacia una preforma cilíndrica
giratoria 25. En este caso, el rodillo de guía 7, junto con el
cuerpo de impregnación o sin el mismo, puede ser móvil en dirección
axial, a efectos de recubrir diversas secciones de la preforma 25;
sin embargo, en lugar de ello también es posible hacer pasar la
preforma 25 en su dirección longitudinal junto al rodillo de
alimentación 7. La totalidad de la instalación se dispone en una
carcasa caldeable 10, con el fin de mantener el material de
alimentación termoplástico suficientemente fluido o plásticamente
deformable durante la impregnación y también durante el
arrollamiento sobre el molde.
En la Figura 9 se ha previsto un único cuerpo de
impregnación 1, por encima de cuya superficie se hace pasar un
material de fibras 2 que ha de impregnarse. Se da por entendido que
los cuerpos alimentadores que en las Figuras se representan con una
forma general cilíndrica, no han de tener necesariamente una
sección transversal cilíndrica, dado que en todos los casos sólo se
hace pasar el material de fibras sobre un tramo perimetral limitado
de dicho cilindro, por lo menos cuando se ha previsto que
especialmente los cilindros no han de ser giratorios. No obstante,
después del desgaste de algunos tramos de superficie se podría hacer
girar en cada caso los cilindros alimentadores en un grado tal que
una nueva superficie del cuerpo alimentador cilíndrico 1, aún no
desgastada, entre en contacto con el material de fibras 2.
En el caso de la forma de realización de acuerdo
con la Figura 9 se han previsto, además, dos irradiadores 8,
mediante los cuales se somete a irradiación la superficie de la
preforma arrollada; en este caso puede tratarse de una irradiación
de rayos UV, o también de una irradiación térmica, mediante la cual
se endurece por ejemplo un agente de impregnación durómero después
del arrollamiento sobre la preforma 25, o se mantiene fluido, o
plásticamente deformable, un agente de impregnación termoplástico.
Las instalaciones de calentamiento o de irradiación 8 pueden estar
desplazadas en dirección axial con respecto al tramo recién
arrollado de la cuerda.
En la Figura 10 se han representado
esquemáticamente un procedimiento y un dispositivo que en el campo
especializado reciben la denominación "Pultrusión" o
"dispositivo de Pultrusión". El dispositivo correspondiente
consiste en una instalación para la alimentación de fibras 21, una
instalación de impregnación 1, una reserva o depósito de agente de
impregnación 33, que es alimentado a través de una tubería 24 al
dispositivo de impregnación 1, una herramienta de consolidación y/o
conformación 16, también denominada "herramienta de
pultrusión", y un dispositivo de tracción 38 en forma de dos
rodillos o cilindros a través de los cuales se estira el material
de fibras 2, impregnado y conformado. Se da por supuesto que el
dispositivo de impregnación S1 también puede conectarse directamente
con la herramienta de conformación 16.
El dispositivo de impregnación 1 se ha
representado a título de ejemplo en la Figura 11. Un cuerpo
alimentador 23' puede estructurarse de manera similar de forma
anular con bridas 27' como, por ejemplo, en el caso de la variante
representada en las Figuras 5 a 9, pero también puede presentar una
forma que se aparta de las mencionadas.
El material de fibras 2 impregnado se conduce
seguidamente a través de la herramienta de pultrusión 16, cuya
sección transversal se representa a título de ejemplo en la Figura
12. Se da por supuesto que el núcleo 22 ha de presentar un soporte
que se ha de extraer del cilindro exterior 11, el cual soporte se
extiende axialmente a través de la totalidad del núcleo del
material 2 y también a través del dispositivo de impregnación 1, o
se extrae lateralmente desde el material 2, siendo posible prever
instalaciones de guía adicionales en la entrada de la herramienta
de pultrusión 16, las cuales conducen compulsivamente a las fibras
del material 2 a adoptar una distribución uniforme alrededor del
núcleo 22. Se da por entendido que ni la sección transversal
interior del cilindro 11 ni la sección transversal exterior del
núcleo 22 han de ser necesariamente circulares, y que de esta
manera es posible conferir al mismo tiempo al haz de fibras
impregnado que recorre el espacio intermedio 12 entre el núcleo 22 y
la envoltura 11, una sección transversal correspondiente. El
material de fibras 2, correspondiente conformado, se conduce a
través de una herramienta de tracción en forma de dos rodillos 38,
siendo evidente que las superficies exteriores de dichos rodillos
también pueden adaptarse a la sección transversal exterior del
material de fibras 2 conformado.
En la Figura 13 se reconoce en corte longitudinal
una herramienta de pultrusión 16' que presenta un cuerpo
alimentador anular hueco 31, cuya pared interior porosa 32 tiene un
abombado convexo en el lado de entrada y por consiguiente, tiene en
dicha zona de entrada una forma de embudo o de trompeta. Una pared
exterior 39 que en sección transversal tiene una forma de L, cierra
herméticamente con respecto al exterior un espacio hueco 34
destinado a recibir un agente de impregnación o una masa fundida.
Una tubería de alimentación o una extrusora 37 abastece el espacio
hueco 34 con el agente de impregnación bajo presión, el cual es
comprimido a través de los canales de alimentación configurados en
la pared porosa interior 32, en la dirección de la superficie
exterior 3 de esta pared 32, y que desde allí se incorpora en las
fibras de un material de fibras 2. El material de fibras 2 discurre
desde fuera en forma convergente en el lado de entrada del cuerpo
alimentador 31 y a lo largo de la superficie interior 3 del mismo,
que tiene un abombado convexo. Un núcleo o espina 22 se extiende a
través del interior del anillo de alimentación 31, de manera que el
material de fibras 2 entre su superficie exterior y la superficie
de la pared interior 32 del anillo 31 ha de circular en estrecho
contacto con esta superficie. Un anillo de calibrado 36 acoplado a
continuación del anillo de alimentación 31 alisa la superficie
exterior del material de fibras 2 embebido con masa fundida o agente
de impregnación, de manera que en el lado izquierdo más allá del
núcleo 22, el material de fibras embebido 2 forma un tubo 40.
Por lo demás, en lugar de un núcleo 22 podría
también extenderse una preforma a través del anillo de alimentación
31 y moverse junto con las fibras a través del anillo de
alimentación 31, que de esta manera podrían aplicarse sobre la
preforma. Se da por entendido que independientemente de esto,
también sería posible arrollar otras capas de fibras antes o
después sobre la preforma o sobre la preforma ya recubierta con
fibras.
En la Figura 14 se ha representado un dispositivo
de arrollamiento para la aplicación de un arrollamiento sobre una
preforma que tiene forma de varilla o de cilindro. La preforma 25
se mueve en correspondencia con la flecha A de izquierda a derecha a
través del dispositivo. En este caso, el material de fibras 2, que
se ha impregnado con el agente de impregnación a través de las
instalaciones de impregnación 51, se arrolla sobre la preforma 25.
El agente de impregnación se aporta desde un recipiente de reserva
o extrusora 43, a través de una boquilla de paso giratoria 13, a
las instalaciones de impregnación 51 individuales. Un accionamiento
giratorio 14, hace girar la boquilla de paso giratoria 13, que
simultáneamente sirve como soporte de los conductos de alimentación
1, suspendidos de manera giratoria, correspondientes al material de
fibras 2, alrededor del eje de la preforma 25, que puede estirarse a
través del anillo de calibrado 36. La calibración puede utilizarse
junto con una correspondiente calefacción para una calibración 36,
caso éste en el cual, mediante un correspondiente enfriamiento,
puede realizarse también un enfriamiento a temperatura ambiente.
Esto es válido especialmente para agentes de impregnación
termoplásticos. Para los agentes de impregnación duroplásticos puede
utilizarse la calibración 36 para el endurecimiento del agente de
impregnación por calor o radiación.
En la Figura 15 es posible reconocer la misma
instalación otra vez en un corte a través del dispositivo de
arrollamiento en la planta desde la derecha. Se reconoce en el
centro la preforma 25 en forma de un tubo, que se conduce
axialmente, es decir perpendicularmente con respecto al plano del
papel, a través de una boquilla de paso giratoria 13 en rotación. La
boquilla de paso giratoria 13, con la provisión de material de
fibras 2, y el dispositivo de impregnación 51 giran alrededor de la
preforma 25. Esta instalación puede colocarse en una cámara caldeada
10.
En este caso se distribuye el agente de
impregnación 4 a través de los conductos de alimentación 24 en los
dispositivos de impregnación 51. El material de fibras 2, que puede
frenarse mediante un dispositivo de tensado 15, a efectos de así
asegurar una aplicación del material de fibras 2 sobre la parte
porosa o permeable 1, del dispositivo de impregnación 51.
En la Figura 16 puede reconocerse otra vez el
dispositivo de arrollamiento en planta; en este caso, y a
diferencia de la representación de la Figura 15, hay un único
dispositivo de impregnación 51, siendo posible conducir a través de
un único dispositivo de impregnación 51 el material de fibras 2 que
se puede frenar mediante un dispositivo de tensado 15 y desviar a
través de los dispositivos de desvío 7. En este caso la carcasa
caldeada 10 puede cubrir solamente aquella zona en la cual el
material de fibras 2 impregnado entra en contacto con el cuerpo que
ha de arrollarse. Mediante la masa de compensación 18 es posible
garantizar una rotación rápida y uniforme del dispositivo de
arrollamiento.
- 1
- Cuerpo de impregnación poroso
- 2
- Material de fibras
- 3
- Superficie de contacto del cuerpo de impregnación
- 4
- Líquido de impregnación
- 5
- Rodillos de desvío
- 5
- Zapata de presión
- 6
- Rodillo de presión
- 1
- Cuerpo alimentador cilíndrico
- 2
- Cuerda de material de fibras
- 3
- Anillo de material poroso
- 7
- Brida extrema
- 1
- Anillo o cilindro de impregnación
- 7
- Rollo o cilindro, rodillo de guía
- 10
- Carcasa
- 1
- Cilindro de alimentación
- 3
- Cuerpo alimentador
- 8
- Irradiador
- 5
- Preforma
- 1
- Instalación alimentadora de fibras
- 12
- Instalación de impregnación
- 13
- Agente de impregnación (reserva)
- 14
- Conducto
- 16
- Herramienta de consolidación y/o de conformación
- 18
- Dispositivo de tracción
- 17
- Cuerda de fibras, consolidada o conformada
- 5
- Cuerda de fibras impregnada
- 6
- Herramienta de pultrusión
- 3
- Cuerpo alimentador
- 12
- Núcleo
- 11
- Cilindro exterior
- 15
- Cuerda
- 21
- Espacio intermedio
- 3
- Recipiente de reserva para agente de impregnación
- 13
- Boquilla de paso giratoria
- 14
- Accionamiento de giro
Claims (42)
1. Procedimiento para la impregnación de material
de fibras, tal como, por ejemplo, haces de fibras, cuerdas de
fibras, tejidos o esteras de fibras, en el cual se introduce un
agente de impregnación en los espacios intermedios del material de
fibras y se rodean y/o embeben las fibras individuales, efectuándose
la aportación del agente de impregnación a través de aberturas en
un cuerpo alimentador, caracterizado porque la aportación
tiene lugar sobre un gran superficie a través de una cantidad muy
grande de pequeñas aberturas, utilizándose para el cuerpo
alimentador un material esencialmente homogéneo, poroso o
permeable, y poniendo en contacto durante la impregnación el
material de fibras con el cuerpo alimentador.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la resistencia al paso del flujo del
agente de impregnación presentada por el cuerpo (1), poroso o
permeable, es mayor que la resistencia al paso del flujo presentada
por el material de fibras (2) en una dirección transversal a la
dirección del flujo del agente de impregnación.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque el agente de impregnación se
conduce sobre la cara del cuerpo alimentador alejada del material
de fibras, bajo una sobrepresión de por lo menos un bar.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se ajusta la
velocidad relativa entre el material de fibras (2) y el cuerpo
alimentador poroso (1) en función de longitud de la superficie de
contacto entre el material de fibras y el cuerpo alimentador, de
manera que durante el paso deslizante sobre el cuerpo poroso la
duración del contacto de un punto arbitrario del material de fibras
sobre la superficie o la zona de alimentación del cuerpo poroso es
de al menos 10 milisegundos.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agente de
impregnación que se adhiere en la cara del material de fibras
opuesta al cuerpo alimentador, se retira por enrasado después del
paso a través del cuerpo alimentador.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como agente de
impregnación se utiliza un material sintético durómero.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como agente de
impregnación se utiliza un material sintético termoplástico.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque después de la
impregnación el material de fibras se aplica sobre una
preforma.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
8, caracterizado porque como preforma se utiliza un elemento
tubular o en forma de varilla.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque las fibras se aplican
sobre el cuerpo tubular o en forma de varilla, en una dirección
esencialmente paralela a la dirección longitudinal de dicho
cuerpo.
11. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque las fibras se
arrollan sobre el cuerpo tubular o en forma de varilla bajo un
ángulo de > 0 y a lo sumo 90º con respecto al eje longitudinal de
dicho cuerpo.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el material de
fibras se hace pasar a través del cuerpo hueco cargado desde fuera
con el agente de impregnación, manteniéndose dicho material de
fibras en contacto con las paredes del cuerpo hueco.
13. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizado porque hay varias etapas de
impregnación dispuestas consecutivamente y las fibras ya
impregnadas se conducen en una primera etapa de impregnación, hacia
el interior de otras fibras que se conducen hacia una segunda etapa
de impregnación, o etapa de impregnación ulterior, a través de otro
cuerpo hueco, ulterior, donde se impregnan.
14. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8 o una de las reivindicaciones subordinadas a la
reivindicación 8, caracterizado porque la preforma consiste
por su parte en un material de fibras impregnado y eventualmente
consolidado.
15. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8 o una de las reivindicaciones subordinadas a la
reivindicación 8, caracterizado porque la preforma se hace
girar con respecto a un dispositivo de arrollamiento estacionario,
a través del cual se aportan fibras impregnadas.
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8 o una de las reivindicaciones subordinadas a la
reivindicación 8, caracterizado porque se utiliza un
dispositivo de arrollamiento dispuesto de manera giratoria alrededor
de la preforma.
17. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque a través del
dispositivo de arrollamiento se aportan por separado varios grupos
de fibras.
18. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque los grupos de fibras
separados recorren un dispositivo de impregnación común.
19. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque cada uno de los
grupos de fibras recorre una instalación de impregnación
especialmente asociada a él.
20. Dispositivo para la impregnación de material
de fibras, por ejemplo haces de fibras, cuerdas de fibras, tejidos
o esteras de fibras, presentando el dispositivo un cuerpo
alimentador con aberturas para la aportación de un agente de
impregnación, y también presenta una instalación de transporte
destinada a mover el material de fibras junto al dispositivo, o
junto al cuerpo de alimentación, y también presenta instalaciones
para la aportación del agente de impregnación en el cuerpo
alimentador, caracterizado porque el cuerpo alimentador
consiste en un cuerpo poroso esencialmente homogéneo que es
permeable al agente de impregnación, estando el cuerpo poroso
previsto para que durante la impregnación la superficie del cuerpo
poroso entre en contacto con el material de fibras.
21. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
20, caracterizado porque la resistencia al flujo del agente
de impregnación, presentada por el cuerpo alimentador (1), es mayor
que la resistencia al flujo presentada por el material de fibras
(2) en una dirección perpendicular a la superficie de contacto del
cuerpo alimentador.
22. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
20, caracterizado porque las aberturas de los poros tienen
un diámetro medio inferior a 0,2 mm.
23. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque la longitud
del cuerpo poroso en la dirección del movimiento del material de
fibras es de por lo menos 5 mm.
24. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 23, caracterizado porque la superficie
del cuerpo poroso se ha configurado como una superficie de reducido
roce para el material de fibras.
25. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
24, caracterizado porque está pulida la superficie de
contacto del cuerpo alimentador.
26. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
24 ó 25, caracterizado porque está recubierta la superficie
de contacto del cuerpo alimentador con un material de
deslizamiento; por ejemplo está galvanizada.
27. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 26, caracterizado porque el grosor del
material poroso es grande con respecto al grosor del material de
fibras, siendo preferible que sea por lo menos el doble del
mismo.
28. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 27, caracterizado porque está previsto
un cuerpo hueco que puede cargarse con fluido de impregnación desde
su lado exterior.
29. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
28, caracterizado porque en la dirección del recorrido de
las fibras el cuerpo hueco presenta una abertura de entrada que
tiene una curvatura convexa.
30. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 29, caracterizado porque la superficie
de contacto del cuerpo poroso tiene una curvatura convexa.
31. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
20, caracterizado porque la superficie de contacto del
cuerpo alimentador está configurada, por lo menos parcialmente,
como la superficie de un cilindro.
32. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20 a 31, caracterizado porque corriente
abajo del cuerpo alimentador se han previsto instalaciones de
enrasado en una o ambas caras del material de fibras.
33. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 32, caracterizado porque el cuerpo
alimentador, o su superficie de contacto, se han diseñado para
moverse en la dirección del material de fibras con una velocidad
que difiere de la velocidad del movimiento del material de
fibras.
34. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
20, caracterizado porque el cuerpo permeable consiste en un
material tejido de varias capas, siendo el diámetro de las
aberturas en las capas individuales del tejido, de hasta 3 mm.
35. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 34, caracterizado porque presenta un
dispositivo de avance para una preforma móvil en la dirección
longitudinal con respecto al dispositivo de impregnación, sobre la
cual preforma han de aplicarse fibras impregnadas.
36. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
35, caracterizado porque está previsto un dispositivo de
rotación para la preforma, que presenta un giro de la preforma con
respecto a la dirección de la impregnación de las fibras.
37. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
35, caracterizado porque está dispuesta una instalación de
impregnación de manera de poder hacerla girar alrededor de la
preforma junto con una instalación alimentadora de fibras.
38. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
37, caracterizado porque están previstas varias
instalaciones alimentadoras de fibras de manera que pueden girar,
independientemente entre sí o conjuntamente, alrededor de una
preforma.
39. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
38, caracterizado porque las instalaciones alimentadoras de
fibras presentan sendas instalaciones de impregnación separadas que
pueden girar junto con su respectiva instalación alimentadora de
fibras.
40. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
38, caracterizado porque las instalaciones alimentadoras de
fibras presentan una instalación de impregnación común.
41. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 38 a 40, caracterizado porque la(s)
instalaciones(es) de impregnación se carga(n) con el
fluido de impregnación a través de por lo menos una boquilla de paso
giratoria.
42. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 41, caracterizado porque el cuerpo
poroso o permeable presenta una relación de longitud a diámetro de
los canales de alimentación de fluido, que se halla en el intervalo
de 0,1 a 1.000, preferentemente de 1 a 1.000, y en especial en el
intervalo de 10 a 500.
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