ES2230737T3 - Procedimiento y dispositivo para la impregnacion de fibras. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la impregnacion de fibras.

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ES2230737T3 ES98962268T ES98962268T ES2230737T3 ES 2230737 T3 ES2230737 T3 ES 2230737T3 ES 98962268 T ES98962268 T ES 98962268T ES 98962268 T ES98962268 T ES 98962268T ES 2230737 T3 ES2230737 T3 ES 2230737T3
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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.
Lista de números de referencia
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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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024754C2 (de) * 2000-05-19 2002-04-25 Aloys Wobben Vorrichtung zum Tränken von auf einer Rolle aufgewickeltem Kunststoffgewebe
US20040076753A1 (en) * 2002-09-25 2004-04-22 Ballard Power Systems Inc. Impregnation of porous substrates
US7461438B2 (en) 2004-03-03 2008-12-09 Reifenhaeuser Gmbh & Co. Maschinenfabrik Apparatus and method for applying finishing agents onto a nonwoven web
DE102004010245A1 (de) 2004-03-03 2005-09-22 REIFENHäUSER GMBH & CO. MASCHINENFABRIK Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von flüssigen Substanzen, insbesondere von Avivagen auf eine Vliesbahn
DE102005040620A1 (de) * 2004-10-11 2006-04-13 Bayer Materialscience Ag Glasfaserverstärkte Polymer-Zusammensetzungen
EP1790448A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-30 LATI Industria Termoplastici S.p.A. Device for manufacturing a long-fiber polymeric compound
US7809230B2 (en) * 2007-09-25 2010-10-05 Ksaria Corporation Apparatus for shaping the end of an optical fiber
US20110117231A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-19 General Electric Company Fiber placement system and method with inline infusion and cooling
DE102010008100A1 (de) 2010-02-15 2011-08-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Verfahren und Vorrichtung zur Imprägnierung von Fasern
US8254738B2 (en) 2010-08-27 2012-08-28 Ksaria Corporation Methods and systems for efficient installation of cables in watercraft
US9239428B2 (en) 2011-09-28 2016-01-19 Ksaria Corporation Epoxy dispensing system and dispensing tip used therewith
DE102014104869A1 (de) * 2014-04-04 2015-10-29 Hans-Peter Meyerhoff Biomaterialverbundwerkstoff
DE102016219289A1 (de) 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rovingimprägnierverfahren für Nasswickeltechnik
TWI816723B (zh) * 2017-12-14 2023-10-01 德商巴斯夫歐洲公司 浸漬個別纖維、個別紗線或個別粗紗的裝置及方法
LU102248B1 (en) * 2020-11-30 2022-05-31 Gradel S A R L Impregnation unit for fiber roving
DE102022116096A1 (de) * 2022-06-28 2023-12-28 Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzimprägnierung von Fasern mit thermoplastischer Matrix
CN115570708B (zh) * 2022-09-30 2023-07-18 江苏亨博复合材料有限公司 一种低面密度热塑预浸料生产设备及其生产工艺

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US189828A (en) * 1877-04-17 Improvement in damping-rollers for lithographic printing
DE214869C (es) *
US637565A (en) * 1894-11-28 1899-11-21 Edward Hett Device for distributing water.
US989685A (en) * 1909-07-10 1911-04-18 Orion L Zittle Envelop-moistener.
US1009922A (en) * 1911-08-02 1911-11-28 Eugene W Moch Apparatus for coloring plume-stems.
US1570857A (en) * 1924-08-06 1926-01-26 James F Perkins Inking roller
US1902429A (en) * 1930-06-02 1933-03-21 Gessner Ernst Ag Moistening cloth
US2333369A (en) * 1941-01-03 1943-11-02 Jesse L Glickman Coating machine
US2428965A (en) * 1944-01-13 1947-10-14 Western Electric Co Apparatus for painting surfaces
US2464040A (en) * 1945-01-23 1949-03-08 William C Huebner Dampening or moistening roller
US2622313A (en) * 1948-12-04 1952-12-23 Patent & Licensing Corp Apparatus for applying an aqueous bituminous emulsion to a fibrous web
US2623496A (en) * 1949-06-02 1952-12-30 Max Pollack & Company Inc Machine for processing synthetic threads
US2551804A (en) * 1951-01-31 1951-05-08 Harold E Marasco Sole-conditioning machine
US2728972A (en) * 1951-04-10 1956-01-03 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for coating fibers
GB1152043A (en) * 1965-06-24 1969-05-14 Singer Cobble Ltd Yarn Dyeing Means
DE6608985U (de) * 1966-11-21 1972-01-20 Zimmer Peter Vorrichtung zum faerben von flaechenartigen gebilden.
US3393661A (en) * 1967-04-06 1968-07-23 Du Pont Apparatus for applying liquid to moving sheets of fiber
US3421926A (en) * 1967-08-04 1969-01-14 British Nylon Spinners Ltd Device for applying liquid to travelling filaments
FR106318A (es) * 1970-11-19
US3741489A (en) * 1971-03-18 1973-06-26 Toray Eng Co Ltd Bobbin winder, method and yarn package produced thereby
US3924028A (en) * 1971-08-12 1975-12-02 Owens Corning Fiberglass Corp Method for impregnating and coating fibrous strands
JPS5328780A (en) 1976-08-23 1978-03-17 Shikibo Ltd Method of giving treatment liquid to textile processed goods
DE3034691A1 (de) * 1980-09-15 1982-03-25 Drabert Söhne Minden (Westf.), 4950 Minden Verfahren zum kontinuierlichen dekatieren und fixieren von warenbahnen und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
JPS59184615A (ja) * 1983-04-04 1984-10-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd プリプレグの製法
DE3377422D1 (en) * 1983-10-07 1988-08-25 Triatex International Device and process for applying metered bath quantities on an absorptive material web
CH669227A5 (en) * 1986-03-21 1989-02-28 Mettler Soehne Maschf Fluid treatment of thread in motion - by passing over grooved wheel dipping in the fluid
US4894105A (en) * 1986-11-07 1990-01-16 Basf Aktiengesellschaft Production of improved preimpregnated material comprising a particulate thermoplastic polymer suitable for use in the formation of substantially void-free fiber-reinforced composite article
DE68909319T2 (de) * 1988-06-16 1994-02-03 Dow Chemical Co Verfahren für das Laminieren von Schichten.
JP3095765B2 (ja) * 1990-10-01 2000-10-10 ジャパンゴアテックス株式会社 複写機用オイル塗布ロール
US5267004A (en) * 1991-12-18 1993-11-30 Eastman Kodak Company Rotating wick for fusing apparatus having improved oil laydown
DE4201057C2 (de) * 1992-01-17 1995-11-23 Voith Gmbh J M Auftrags- bzw. Dosiereinrichtung
MY112441A (en) * 1994-03-17 2001-06-30 Shell Int Research A process of melt impregnation

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