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