ES2239502A1 - Tela multicapa para el armado de laminados plasticos. - Google Patents

Tela multicapa para el armado de laminados plasticos.

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ES2239502A1 ES200300589A ES200300589A ES2239502A1 ES 2239502 A1 ES2239502 A1 ES 2239502A1 ES 200300589 A ES200300589 A ES 200300589A ES 200300589 A ES200300589 A ES 200300589A ES 2239502 A1 ES2239502 A1 ES 2239502A1
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    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/081Combinations of fibres of continuous or substantial length and short fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H5/00Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length

Abstract

Tela multicapa para el armado de laminados plásticos caracterizada por constar de un número, que puede ser la unidad, de capas interiores de fibras sin tejer (2a, 2, 2b) a base de fibras minerales largas (21), otro número, que puede ser un mínimo de dos, de capas de tela sin tejer (3a, 3c, 3b, 3d) a base de fibras orgánicas (31, 32), y sendas capas exteriores de tela sin tejer (1a, 1b) a base de fibra mineral (11) de longitud igual o inferior a 100 mm.

Description

Tela multicapa para el armado de laminados plásticos.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una tela multicapa de fibras cortadas sin tejer, del tipo de las empleadas para el armado de laminados plásticos, que proporciona al laminado plástico, una vez polimerizado y solidificado, una mayor resistencia mecánica sin que por ello pierda calidad estética...
Antecedentes de la invención.
Actualmente son ampliamente conocidas las piezas de laminado plástico que incluyen interiormente un armado compuesto por un conjunto de fibras minerales destinada a proporcionarles una mayor resistencia mecánica.
Estos laminados de material plástico tienen diferentes aplicaciones industriales, utilizándose en la fabricación de productos diversos tales como cascos de embarcaciones, antenas parabólicas o parachoques de vehículos.
La fabricación de estos laminados de material plástico se realiza habitualmente mediante moldeo, introduciendo en el molde la tela reforzante constitutiva del armado y rellenando posteriormente el molde con un monómero o resina en estado líquido, de forma que, una vez polimerizado y solidificado, la tela reforzante queda integrada en el laminado plástico, proporcionándole una mayor resistencia mecánica.
No obstante, el problema que se plantea es la obtención de un refuerzo que permita, de una parte, una penetración total de la resina líquida entre las fibras constitutivas del refuerzo con el fin de eliminar la definición de huecos que determinen zonas de menor resistencia mecánica y, de otra parte, que las fibras del refuerzo proporcionen una elevada resistencia mecánica.
En la patente FR 2125408 se describe una tela no tejida a base de fibras orgánicas no tejidas, llamada napa, compuesta para reforzar las zonas marginales de artículos o estructuras en materias plásticas celulares; comprendiendo una primera capa de tela no tejida de fibras de poliamida sintética rizadas de una finura de, al menos, 40 dtex (unidad de finura correspondiente al peso en gramos de una fibra de 100 metros de longitud), y una segunda capa, sin tejer, de fibras orgánicas texturizadas o filamentos sintéticos de una finura de 2 a 10 dtex, estando firmemente unida la capa segunda a una de las superficies de la primera capa de fibras de poliamida. La utilización en la segunda capa de filamentos muy finos (2 a 10 dtex) impide una buena penetración del monómero o resina en estado líquido.
En la patente FR 2078176 se reivindica un cuerpo poroso a enlazar en materia sintética, en el que la materia fibrosa se compone, al menos en parte, de fibras rizadas y en el que las cavidades existentes entre dichas fibras son llenadas parcialmente de producto. En esta patente se presenta, por tanto la problemática expuesta anteriormente, y consistente en la formación de huecos o vacíos que disminuyen la resistencia del producto obtenido y no proporcionan una resistencia uniforme en toda su extensión.
La patente FR 2276917 se refiere a un procedimiento de fabricación de piezas comportando un aglomerante reforzado por una carga fibrosa; tratándose el aglomerante de una resina y la carga de una tela de fibras minerales o textiles o de una rejilla metálica. Esta patente se refiere por tanto al procedimiento de fabricación y no a una tela especifica como ocurre en la presente invención.
En la patente EP 0694643 se describe una armadura textil utilizada para la realización de materiales compuestos, del tipo de las constituidas por al menos una capa central de material poroso que proporciona espesor a dicha armadura, y dos capas exteriores de fibra de mineral que son las que proporcionan la resistencia mecánica. En dicha patente se incluye una característica referente a la unión de las distintas capas por medio de un velo de fibras sintéticas de una finura de 1 a 7 dtex, unido por pegado al exterior del complejo formado por las diferentes capas de la armadura textil.
En la patente EP 0395548 se describe una armadura textil similar a la anterior, constituida por dos capas de refuerzo exterior y una capa central encargada de proporcionar espesor al material; siendo una de las características de esta patente que la capa central está compuesta por una tela sin tejer de fibras sintéticas con una finura de al menos 30 dtex, estando unidas las diferentes capas entre sí por costura/punción. En esta patente también se incluye una característica referente a la longitud de las fibras de poliéster constitutivas de la capa central, situando dicha longitud entre 40 y 70 milímetros.
En esta armadura textil, la longitud de las fibras de vidrio en las capas exteriores es de 50 mm, que es el máximo de longitud que la experiencia aconseja para hacer aceptable la estética de las superficies del laminado reforzado, y se utiliza una napa central de fibras cardadas, todas ellas del mismo grosor, es decir, todas ellas con el mismo valor de dtex. Esta particularidad da como resultado indeseado, cuando se utiliza un dtex elevado, que durante el cardado de las fibras se empeore la regularidad en el gramaje, lo que a su vez conlleva el que no se garantice un llenado uniforme de los espacios interiores.
En las napas utilizadas para estos fines, conviene que el valor del dtex sea tan elevado como 90, pues ello proporciona a refuerzo una compresibilidad necesaria para la manejabilidad industrial del proceso de embebido con monómero o resina cuando se prepara el laminado mediante técnicas de molde cerrado. Pero el dtex tan elevado proporciona una napa frágil que rompe durante su propia fabricación (el llamado napeado), y que tiene el grave inconveniente adicional de que también se romperá durante la fabricación de la tela reforzante, a menos de que el grosor de la napa sea tal que haya un peso de fibras por metro cuadrado superior a 150 gramos. Este grosor limita las posibilidades en el espesor que haya de tener el laminado final.
En la patente EP 0403403 se describe un refuerzo multicapa de los que comprenden al menos dos capas fibrosas no tejidas y superpuestas, estando compuestas una de ellas por fibras sintéticas, no rígidas, de poliéster, poliamida o polipropileno, y la otra por fibras minerales, relativamente rígidas y quebradizas, de vidrio o amianto. En dicha patente se reivindica que las fibras minerales están orientadas sensiblemente paralelas a la superficie formando un conjunto relativamente denso; estando sometida dicha capa, previamente a su asociación con la capa de fibras sintéticas, a un tratamiento que permite producir en su espesor finas perforaciones en las que son implantadas unas fibras sintéticas que establecen la unión entre las dos capas. En esta patente también se contempla la posibilidad de posicionar una capa interna de refuerzo, mencionándose en el ejemplo de realización que las fibras sintéticas tienen una longitud de corte de 50 milímetros.
En todas las realizaciones de esta técnica, las fibras minerales tienen que ser cortas, longitud máxima de 50 mm, porque quedarán en las superficies exteriores del laminado reforzado, y las fibras minerales de mayor longitud, aunque proporcionan mejor resistencia mecánica, proporcionan una superficie desagradable al laminado. Además, las fibras orgánicas utilizadas en la napa, o tela sin tejer intermedia, tienen un dtex igual o superior a 30 por razones de simplificación de la fabricación de la propia napa, cuando que la experiencia está indicando que el dtex alto y uniforme introduce heterogeneidades en el cardado, hace la napa frágil o le exige demasiado grosor, y no asegura el llenado uniforme de resina, afectando esto último a la uniformidad de la resistencia mecánica del laminado final, uniformidad ésta que a su vez es necesaria en determinadas aplicaciones como en la fabricación de parachoques de vehículos o de antenas parabólicas de grandes dimensiones.
Descripción de la invención
De acuerdo con la invención, la tela multicapa objeto de la invención incorpora en su interior una o varias capas de fibras cortadas sin tejer de fibra mineral de gran longitud, típicamente de 350 mm, cada una de ellas puesta entre sendas capas de napa a cada uno de sus lados, pudiendo una napa separar dos de estas capas interiores de fibra mineral muy larga. Las capas exteriores de fibra mineral están constituidas por fibras minerales de la longitud máxima recomendada de 50 mm, a fin de proveer la superficie de laminado estéticamente aceptada.
La incorporación en la tela multicapa de al menos una de las mencionadas capas intermedias de fibras de mineral largas asegura que el laminado armado con esta tela multicapa disponga de una resistencia mecánica muy superior a aquellos otros laminados armados que el estado actual de la técnica ofrece al mercado.
En esta invención, a diferencia de los antecedentes mencionados, se ha descubierto y se utiliza una tela reforzante que incorpora:
1.
napas más delgadas que, a igualdad de fibra mineral, pueden generar laminados de menor espesor pero con el mismo refuerzo que las napas gruesas del estado actual de la técnica,
2.
napas más delgadas en cuyo seno se difunde más uniformemente el monómero o resina, mejorando la uniformidad en la resistencia mecánica del laminado, y
3.
fibras minerales de longitud considerablemente mayor, sin más límite que la longitud de la fibra en la propia bobina de fibra o la propia longitud de la pieza de tela.
La napa más delgada según la presente invención proporciona la difusión más uniforme del monómero o resina por estar cardada con una mezcla de fibras de diferente valor de dtex, posibilidad no obvia y no contemplada hasta ahora en el estado de la técnica. En un ejemplo típico, la napa se forma por cardado de una mezcla de 80% de fibras de dtex igual a 90, y 20% de fibras de dtex igual a 3. Ese 20% de fibras tan delgadas asegura la homogeneización del cardado de las fibras más gruesas y la homogeneidad en la porosidad resultante. Para según que napas se puede utilizar una mezcla con más de dos grupos de fibras, cada uno con un valor diferente de dtex. Una napa de estas características suele ser hasta un 30% más delgada que las utilizadas en la industria actual.
La utilización de las napas según esta invención reduce a menos de la mitad la posible presencia de inconvenientes por difusión deficiente del monómero o resina en la tela reforzante.
El refuerzo que la tela proporciona al laminado final guarda una relación directa con la longitud de las fibras minerales en dicho refuerzo. Por las razones estéticas mencionadas anteriormente se utilizan habitualmente fibras minerales de 50 mm de longitud, pues esta medida proporciona el mejor compromiso entre el refuerzo y la estética. Según la presente invención, se pueden fabricar telas reforzantes con fibras minerales de longitud sin más límite que la longitud de la fibra en la propia bobina de fibra o la propia longitud de la pieza de tela. La mejora en el reforzamiento proporcionado es obviamente considerable.
Según sea la deformabilidad o el reforzamiento deseados para la tela reforzante, se prevé que, de forma típica, las capas exteriores de fibra de mineral tengan un peso de entre 150 y 600 gramos por metro cuadrado y las capas de fibras de mineral largas un peso de entre 25 y 1000 gramos por metro cuadrado.
La incorporación en la tela de las capas de fibras de mineral largas, y su disposición entre las napas reivindicadas, proporciona a la tela multicapa objeto de la invención unas claras ventajas respecto a las empleadas actualmente, siendo de destacar:
1.
Mantiene una alta deformabilidad que permite una excelente adaptación de la tela a las particularidades del molde.
2.
La aportación de un incremento importante de resistencia mecánica al laminado plástico armado con dicha tela, debido a la utilización de fibras de mineral mucho más largas.
3.
Proporciona un muy buen acabado superficial ya que las fibras largas están dispuestas en el interior del material
4.
Una mejorada difusión del monómero o resina líquida por toda la tela multicapa, conseguida por la mejor uniformidad en la porosidad de las napas.
5.
La obtención de una resistencia uniforme en la totalidad de la superficie del laminado armado con la tela multicapa descrita.
Descripción de las figuras
- La figura 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de un ejemplo de realización de la tela multicapa de la invención, con una capa central de fibras de mineral largas, dos capas intermedias de napa y dos capas exteriores de fibras de mineral cortas.
- La figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de una variante de realización de la tela multicapa en el que se han incrementado el número de capas de fibras de mineral largas y de napa dispuestas entre la capa central y las capas exteriores.
Realización preferente de la invención
En el ejemplo de realización de la figura 1, la tela multicapa para el armado de laminados plásticos comprende:
- una capa central (2) formada por un conjunto de fibras de mineral largas (21), de una longitud aproximada de unos 100 a 350 milímetros,
- dos capas exteriores (1a, 1b) formadas por sendos conjuntos de fibras de mineral cortas (11) de una longitud de 50 mm, y
- dos capas intermedias de napa (3a, 3b) cada una con fibras de 90 dtex en un 80% y 3 dtex en un 20% (31, 32), encontrándose dispuestas las dos capas intermedias (3a y 3b) entre la capa central (2) y las dos capas exteriores (1a y 1b).
En el ejemplo de realización mostrado en la figura 2, la tela multicapa incorpora entre las capas exteriores (1a, 1b) un juego de capas de napa (3c, 3a, 3b, 3d) alternadas con capas de fibra mineral larga (2a, 2, 2b).
Como se puede observar en las dos realizaciones mostradas, las capas (1a, 1b) formadas por las fibras de mineral cortas (11) siempre conforman las capas o superficies exteriores de la tela multicapa, mientras que las capas (2a, 2, 2b) formadas por fibras de mineral largas (21) se disponen de forma alterna y entre las capas (3c, 3a, 3b, 3d) formadas por fibras sintéticas (31, 32) de distinta finura, con lo que se asegura que las fibras largas (21), encargadas de proporcionarle una mayor resistencia al laminado plástico armado con la tela multicapa, no afeen el aspecto superficial del laminado.

Claims (6)

1. Tela multicapa para el armado de laminados plásticos caracterizada por constar de un número, que puede ser la unidad, de capas interiores de fibras cortadas sin tejer (2a, 2, 2b) a base de fibras minerales largas (21), otro número, que puede ser un mínimo de dos, de capas de tela sin tejer (3a, 3c, 3b, 3d) a base de fibras orgánicas (31, 32), y sendas capas exteriores de tela sin tejer (la, 1b) a base de fibra mineral (11) de longitud igual o inferior a 100 mm.
2. Tela, según la reivindicación 1, caracterizada porque cada capa (2a, 2, 2b) de fibra mineral larga (21) está cubierta por sendas telas sin tejer (3a, 3c, 3b, 3d) a base de fibras orgánicas (31, 32).
3. Tela multicapa, según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque cada una de las telas intermedias (3a, 3c, 3b, 3d) está conformada por una mezcla de dos o más tipos de fibras orgánicas (31, 32) de distinta finura, siendo uno de los tipos de dtex superior a 70 y en proporción entre el 50% y el 90%, y habiendo uno o más tipos de fibra con dtex inferior 15 y en proporciones tales que su suma complemente el porcentaje de la fibra gruesa para llegar al 100%.
4. Tela multicapa, según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque las capas (2a, 2, 2b) de fibras de mineral largas (21) tienen un peso comprendido entre 25 y 1000 gramos por metro cuadrado.
5. Tela multicapa, según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la longitud de las fibras (21) en las capas (2a, 2, 2b) es superior a 50 mm sin más límite que la longitud de la tela o la longitud de la fibra en su bobina.
6. Tela multicapa, según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque las capas exteriores (1a, 1b) de fibras de mineral (11) tienen un peso comprendido entre 150 y 600 gramos por metro cuadrado y una longitud igual o inferior a 100 mm.
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