ES2261401T3 - Elemento de carpinteria estrudido, reforzado con fibras continuas, procedimiento y dispositivo. - Google Patents
Elemento de carpinteria estrudido, reforzado con fibras continuas, procedimiento y dispositivo.Info
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Abstract
Elemento de carpintería que comprende, al menos, un perfil (400) extruido en un segundo material orgánico extruible reforzado por, al menos, una cinta (401) de refuerzo constituida por filamentos de vidrio continuos y por un primer material orgánico termoplástico, caracterizado porque la cinta (401) está constituida a partir de filamentos continuos (11) a base de filamentos de vidrio continuos y del primer material orgánico termoplástico sensiblemente paralelos entre sí, siendo el citado primer material orgánico a base de poliéster, especialmente politereftalato de etileno o de butileno, estando los filamentos mezclados entre sí.
Description
Elemento de carpintería extrudido, reforzado con
fibras continuas, procedimiento y dispositivo.
La presente invención se refiere a los elementos
de carpintería que comprenden un perfil extruido de material
orgánico extruible reforzado por, al menos, una cinta de refuerzo
constituida por filamentos de vidrio continuos y por un material
orgánico termoplástico.
Los elementos de carpintería habituales están
constituidos, esencialmente, de madera o de material orgánico
extruible, especialmente, a base de material orgánico termoplástico,
por ejemplo, policloruro de vinilo (PVC).
Los elementos de carpintería a base de material
orgánico termoplástico se fabrican, generalmente, a partir de
perfiles de material orgánico termoplástico recortados y ensamblados
para constituir, por ejemplo, montantes y/o traviesas de marcos y/o
de batientes.
Los elementos de carpintería habituales son,
especialmente, ventanas o elementos de ventana, tales como cercos,
marcos, montantes, traviesas, contraventanas, puertas, puertas de
fachada o elementos correspondientes.
Los perfiles de material orgánico termoplástico
utilizados son, generalmente, huecos con el fin de, por una parte,
ahorrar material y, por otra, crear cámaras que tienen una función
de aislamiento térmico.
Un problema planteado por los perfiles de
material termoplástico es el relativo a su bajo módulo elástico. En
efecto, cuando estos tienen dimensiones significativas, pueden
temerse deformaciones importantes de los elementos de carpintería
que les comprenden.
Para resolver este problema, se utilizan,
habitualmente, barras metálicas que se insertan en una cámara del
perfil y permiten, así, rigidizar los elementos de carpintería.
Esta técnica, aunque ha dado prueba de sus
aptitudes, plantea, no obstante, varios problemas: necesita
operaciones de ensamblaje suplementario con respecto al ensamblaje
directo de perfiles; conduce, por tanto, a sobrescostes importantes
asociados, por una parte, al material de refuerzo y, por otra, a la
mano de obra necesaria para las operaciones de ensamblaje; conduce
a un aumento significativo del peso del elemento de carpintería, lo
que perjudica la manipulación. Finalmente, las barras metálicas que
están insertadas en una cámara de perfil crean puentes térmicos y
la cámara en la que la barra metálica ha sido insertada tiene
solamente una función menor de aislamiento térmico; se prefiere,
entonces, utilizar perfiles de forma compleja con, al menos, dos
cámaras.
Una solución para obtener perfiles huecos,
especialmente de ventana, en los que los refuerzos metálicos no son
necesarios, ha sido descrita en la patente US 4 492 063 de Sckock y
otros. Este documento describe un perfil de material termoplástico
reforzado con filamentos de vidrio continuos. Estos filamentos de
vidrio, en un primer tiempo, son unidos entre sí por una resina
termoplástica o termoelástica para formar junquillos.
Estos junquillos son introducidos a continuación
en un dispositivo de extrusión en el que se introduce otro material
orgánico termoplástico para coextruir el citado material orgánico
termoplástico y los junquillos con el fin de formar el perfil
reforzado.
Los junquillos descritos son de formas
cilíndricas, o de bandas cuya anchura es mayor que el espesor.
Esta solución presenta varios
inconvenientes:
ésta necesita una etapa previa de fabricación de
junquillos que a continuación son introducidos en el dispositivo de
extrusión. De acuerdo con la descripción, el procedimiento
correspondiente es discontinuo y, por tanto, caro, porque necesita
etapas intermedias, especialmente de almacenamiento y de
manipulación de los junquillos fabricados en un primer tiempo.
Además, en este documento, estos junquillos se
fabrican por impregnación de fibras de refuerzo en un baño de
resina. Esta técnica conduce, generalmente, a una repartición
heterogénea de las fibras en el material orgánico termoplástico, lo
que puede perjudicar a las propiedades mecánicas del refuerzo.
La presente invención tiene, pues, por objeto
facilitar un elemento de carpintería reforzado como se describe en
la reivindicación 1, mejorado desde el punto de vista del refuerzo
obtenido y que, además, pueda ser fabricado industrialmente de modo
fácil, especialmente por un procedimiento conocido.
Este objeto se consigue de acuerdo con la
invención por un procedimiento de fabricación, como se describe en
la reivindicación 11, de un elemento de carpintería a base de
material orgánico extruible reforzado por fibras de refuerzo que
comprende las etapas que consisten en poner una multiplicidad de
hilos continuos de refuerzo en presencia de un material orgánico
termoplástico y en conformar el material compuesto; éste comprende,
al menos, las etapas siguientes:
- -
- se agrupan de manera paralela hilos continuos a base de fibras de vidrio continuas y de un primer material termoplástico, y calentando se forma, al menos, una cinta consolidada en la cual las fibras de refuerzo están impregnadas del primer material termoplástico, y
- -
- se introduce, al menos, una cinta en una hilera calibrada a la sección del perfil y simultáneamente se introduce en la citada hilera al menos, un segundo material orgánico extruible fundido en contacto con la cinta o las cintas, de manera que se obtenga un perfil, constituido, al menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado por, al menos, una cinta.
Por material orgánico extruible se entiende un
material orgánico susceptible de ser acondicionado en un dispositivo
de extrusión, especialmente un material orgánico termoplástico.
Se ha observado que una cinta de refuerzo
obtenida a partir de filamentos continuos, filamentos de vidrio y
de material orgánico termoplástico incorporado a los hilos
continuos, presenta una aptitud notable para el refuerzo, que,
entre otras cosas, se puede atribuir a la estructura muy homogénea e
íntegra de la cinta.
De acuerdo con una característica, la cinta se
forma a partir de hilos continuos que comprenden filamentos de
vidrio y fibras orgánicas del citado material termoplástico, estando
los filamentos continuos de vidrio y del primer material
termoplástico mezclados entre sí.
Los filamentos del material orgánico
termoplástico utilizado para constituir la cinta son de un
poliéster, especialmente, politereftalato de etileno o de butileno.
De acuerdo con una realización particularmente ventajosa, el
material orgánico extruible es policloruro de vinilo con adición o
no de plastificantes, cargas, pigmentos, colorantes.
La asociación de estos dos materiales permite
obtener un perfil reforzado con buenas características mecánicas,
incluso a temperatura elevada.
El modo de refuerzo de acuerdo con la invención
se aplica, pues, ventajosamente, a cuerpos perfilados de material
plástico coloreado, al menos en una parte de su superficie, que
absorben relativamente más calor que los materiales claros.
De acuerdo con una realización, éste comprende
las etapas siguientes:
- -
- se arrastran y se agrupan de manera paralela hilos a base de un primer material termoplástico y de fibras de refuerzo, en forma de, al menos, una tela;
- -
- se hace penetrar, al menos, una tela en una zona en la que ésta es calentada a una temperatura que llega, al menos, a la temperatura de fusión del primer material termoplástico, sin llegar a la temperatura de reblandecimiento de las fibras de refuerzo;
- -
- se hace pasar, al menos, una tela a un dispositivo de impregnación, manteniendo al mismo tiempo su temperatura a una temperatura de maleabilidad del primer material termoplástico, para repartir de manera homogénea el primer material termoplástico fundido e impregnar las fibras de refuerzo por éste.
Se realizan, así, elementos de carpintería
susceptibles de asegurar, igualmente, una función.
De acuerdo con otra realización, se introduce,
al menos, una tela en un primer dispositivo de conformación,
manteniendo al mismo tiempo su temperatura a una temperatura de
maleabilidad del primer material termoplástico, de manera que se
obtiene, al menos, una cinta constituida por la aproximación de modo
contiguo de los hilos formando una continuidad transversal.
De acuerdo con los modos de realización, la
cinta puede afectar formas variadas, especialmente estos consisten
en desbobinar bobinas de un hilo continuo de filamentos de refuerzo
y del primer material termoplástico, y durante el agrupamiento de
los hilos en forma de tela, en regular la tensión de los hilos, o
los hilos son desprovistos de cualquier electricidad estática antes
del paso de la tela a la zona de calentamiento.
Una forma compleja permite reforzar varias
paredes de modo continuo por, al menos, una misma cinta.
El elemento de carpintería de acuerdo con la
invención puede constituir, especialmente, un elemento de marco de
carpintería, especialmente, de marco y/o de batiente de ventana y/o
de contraventana, y/o de puerta y/o de puerta de fachada.
La invención, por otra parte, tiene por objeto
un procedimiento de fabricación de un elemento de carpintería tal
como el descrito anteriormente.
La utilización de acuerdo con la invención de un
material orgánico termoplástico incorporado a los hilos continuos
de refuerzo permite fabricar la cinta de refuerzo por vía seca, de
manera simplificada con respecto a los procedimientos
habituales.
A este respecto, la invención tiene por objeto
un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 20 de puesta en
práctica del procedimiento, que comprende:
- -
- medios para agrupar de manera paralela hilos continuos a base de fibras de vidrio continuas y de un primer material termoplástico, y medios, especialmente, de calentamiento, para formar, al menos, una cinta consolidada en la cual las fibras de vidrio están impregnadas del primer material termoplástico, y
- -
- una hilera calibrada a la sección del perfil y medios para introducir simultáneamente en la citada hilera, al menos, una cinta y, al menos, un segundo material orgánico extruible fundido en contacto con la cinta o las cintas, de manera que se obtiene un perfil constituido, al menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado con, al menos, una cinta.
De acuerdo con la invención, el procedimiento de
fabricación de la cinta está caracterizado porque comprende, al
menos, las etapas siguientes:
- -
- se agrupan de manera paralela hilos continuos a base de fibras de vidrio continuas y de un primer material termoplástico, y calentando se forma, al menos, una cinta consolidada en la cual las fibras de refuerzo están impregnadas del primer material termoplástico, y
- -
- se introduce, al menos, una cinta en una hilera calibrada a la sección del perfil y simultáneamente se introduce en la citada hilera, al menos, un segundo material orgánico extruible fundido en contacto con la cinta o las cintas, de manera que se obtiene un perfil constituido, al menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado por, al menos, una cinta.
Como se detallará, también, en lo que sigue, en
el sentido de la presente descripción se entiende por cinta un
material en banda, que, esencialmente, puede ser plano, o afectar
una forma de sección más compleja en la que cada porción es
asimilable a una banda.
La cinta puede ser flexible, especialmente,
susceptible de ser enrollada cuando la cinta es sensiblemente plana,
o más o menos rígida.
Por otra parte, se entiende por consolidado el
hecho de que las fibras de refuerzo estén impregnadas del primer
material termoplástico de modo que la cinta presente una cierta
cohesión y una integridad que permitan manipularla sin daño.
De acuerdo con la invención, la fabricación
preliminar de un refuerzo consolidado garantiza la integración del
refuerzo en la forma deseada y con la geometría deseada en el
perfil, y la impregnación por el primer material termoplástico
garantiza, por otra parte, una verdadera unión del refuerzo al
material o a los materiales que constituyen el cuerpo del
perfil.
De acuerdo con la invención, la cinta se forma a
partir de hilos continuos que comprenden filamentos de vidrio y
fibras orgánicas del citado primer material termoplástico, estando
los filamentos continuos de vidrio y de material termoplástico
mezclados entre sí. La estructura íntima de estos hilos facilita la
impregnación de las fibras de vidrio por el material termoplástico,
en particular, mejora la homogeneidad de la impregnación para
formar una cinta consolidada a su vez muy homogénea.
El citado primer material termoplástico puede
elegirse entre los poliésteres, especialmente el politereftalato de
etileno, el politereftalato de butileno.
De acuerdo con una realización particular, para
la formación de la cinta:
- -
- se arrastran y se agrupan de manera paralela hilos a base del primer material termoplástico y de fibras de vidrio, en forma de, al menos, una tela;
- -
- se hace penetrar, al menos, una tela en una zona en la que ésta es calentada a una temperatura que llega, al menos, a la temperatura de fusión del primer material termoplástico sin llegar a la temperatura de reblandecimiento de las fibras de refuerzo;
- -
- se hace pasar, al menos, una tela a un dispositivo de impregnación, manteniendo al mismo tiempo su temperatura a una temperatura de maleabilidad del primer material termoplástico, para repartir de manera homogénea el primer material termoplástico fundido e impregnar las fibras de vidrio por éste.
De acuerdo con otra característica, se
introduce, al menos, una tela en un primer dispositivo de
conformación, manteniendo al mismo tiempo su temperatura a una
temperatura de maleabilidad del primer material termoplástico, de
manera que se obtiene, al menos, una cinta constituida por la
aproximación de modo contiguo de los hilos formando una continuidad
transversal.
\newpage
De acuerdo con otra característica, el
procedimiento comprende una etapa consistente en desbobinar bobinas
de un hilo continuo de filamentos de vidrio y de material
termoplástico y, durante el agrupamiento de los hilos en forma de
tela, en regular la tensión de los hilos.
Ventajosamente, los hilos son desprovistos de
cualquier electricidad antes del paso de la tela a la zona de
calentamiento.
De acuerdo con realizaciones particulares, en la
primera etapa se forma una cinta esencialmente plana o, por el
contrario, conformada con un perfil particular.
De acuerdo con una característica, la cinta se
deforma durante su introducción en la hilera que, entonces, hace la
función de un segundo dispositivo de conformación.
De acuerdo con otra característica, se introduce
en la hilera, al menos, un segundo material extruible que ha sido
acondicionado por un dispositivo de extrusión. Un material extruible
de este tipo puede ser, especialmente, una poliolefina o
policloruro de vinilo.
De acuerdo con otra característica, se enfría el
perfil para fijar sus características dimensionales y su aspecto, y
proporcionar el perfil acabado.
De acuerdo con otra característica, el perfil es
recortado al final de la línea de fabricación para su
almacenamiento.
En cuanto al dispositivo de puesta en práctica
del procedimiento, éste está caracterizado, esencialmente, porque
comprende:
- -
- medios para agrupar de manera paralela hilos continuos a base de fibras de vidrio continuas y de un primer material termoplástico, y medios, especialmente de calentamiento, para formar, al menos, una cinta consolidada en la cual las fibras de vidrio están impregnadas del primer material termoplástico, y
- -
- una hilera calibrada a la sección del perfil y medios para introducir simultáneamente en la citada hilera, al menos, una cinta y, al menos, un segundo material orgánico extruible fundido al contacto con la cinta o las cintas, de manera que se obtiene un perfil constituido, al menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado por, al menos, una cinta.
De acuerdo con una realización, el dispositivo
comprende:
- -
- medios para arrastrar y medios para agrupar en forma de, al menos, una tela los hilos continuos constituidos por filamentos continuos de vidrio y de un primer material termoplástico;
- -
- medios para calentar, al menos, una tela a una temperatura que llega al menos a la temperatura de fusión del primer material termoplástico, pero no a la de reblandecimiento de los filamentos de vidrio;
- -
- un dispositivo de impregnación de, al menos, una tela calentada de modo que se reparte de manera homogénea el primer material termoplástico fundido y se permite la impregnación de los filamentos de vidrio por éste.
De acuerdo con una característica, el
dispositivo comprende medios de calentamiento por hornos.
De acuerdo con otra característica, los medios
de agrupamiento del dispositivo consisten en un peine cuyos dientes
permiten un alineamiento paralelo de los hilos según espacios
regulares.
De acuerdo con otra característica, aguas arriba
de los medios de agrupamiento están previstos medios de regulación
de tensión de los hilos.
De acuerdo con una variante ventajosa, aguas
arriba de los medios de calentamiento está previsto un dispositivo
antiestático.
De acuerdo con otra característica, el
dispositivo de impregnación comprende tres órganos que están
dispuestos en triángulo y entre los cuales pasa la tela, estando
adaptada la altura de separación de los órganos para establecer una
presión apropiada sobre la superficie de la tela. Los órganos pueden
ser cilindros calentadores y rotatorios, o barras calentadoras y
fijas.
Ventajosamente, cada cilindro comprende una
cuchilla para rascar el material termoplástico fundido depositado
sobre el cilindro después del paso de la tela.
De acuerdo con otra característica, el
dispositivo comprende un primer dispositivo de conformación de, al
menos, una tela para transformarla en, al menos, una cinta. De
acuerdo con otra característica, el dispositivo de conformación
comprende una hilera, ventajosamente calentadora, y/o rodillos entre
los cuales circula la tela de hilos.
Un dispositivo de conformación particular
asegura, igualmente, el centrado de la tela y comprende un rodillo
inferior y un rodillo superior desplazados uno por encima del otro y
girando en sentidos opuestos, siendo el rodillo superior de forma
hiperboloide, siendo concentrada la tela alrededor del eje central
de paso durante su paso entre los dos rodillos para proporcionar
una cinta que presenta una asociación contigua de los hilos uno
contra otro.
De acuerdo con otra característica, el
dispositivo de acuerdo con la invención comprende aguas arriba la
hilera por la cual se forman el segundo o los segundos materiales
extruibles o esta hilera comprende a su vez medios de
posicionamiento y/o de conformación de, al menos, una cinta para la
puesta en contacto con, al menos, un segundo material
extruible.
De acuerdo con una realización, la hilera
comprende medios para aportar el segundo material extruible fundido
en contacto con la cinta aplicándole una sobrepresión.
De acuerdo con otra característica, una
extrusora aporta a la citada hilera, al menos, un segundo material
extruible fundido.
De acuerdo todavía con otra característica, el
dispositivo comprende un dispositivo de enfriamiento del perfil,
especialmente por exposición al aire o a un fluido de enfriamiento,
y/o por contacto con órganos con las superficies frías o enfriadas,
que permite fijar el segundo o los segundos materiales extruibles
y/o el primer material termoplástico y solidarizar los hilos entre
sí y formar el perfil definitivo.
En particular, el dispositivo comprende una
calandra de enfriamiento, constituida, especialmente, por dos
cilindros rotatorios de enfriamiento que están dispuestos uno encima
del otro y están desprovistos de bordes de guía, confiriendo, así,
la calandra su forma definitiva al perfil.
Ventajosamente, el dispositivo puede comprender
una hilera fría o enfriada, generalmente del mismo perfil y de la
misma dimensión que la primera hilera que recibe la cinta y el
segundo o los segundos materiales termoplásticos.
De acuerdo con una característica ventajosa, el
dispositivo puede comprender medios de proyección de líquido que
permiten enfriar el perfil durante el paso.
Se describirán ahora otras ventajas y
características en relación con los dibujos anejos, en los
cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática
en alzado del dispositivo de fabricación de una cinta de acuerdo
con la invención;
- las figuras 2 a 6 son vistas de
perfil de ciertas partes del dispositivo de la figura 1,
respectivamente, de un dispositivo de regulación de tensión de los
hilos, del dispositivo rotatorio de impregnación, de dos variantes
del primer dispositivo de conformación y del segundo dispositivo de
conformación;
- la figura 7 representa la evolución
de las propiedades mecánicas en función de la temperatura de un
perfil obtenido de acuerdo con la invención;
- la figura 8 es una vista en corte de
un elemento de carpintería de acuerdo con la invención.
El dispositivo 1 visible en la figura 1 permite
la fabricación de un perfil 10 de acuerdo con la invención que está
constituido, por una parte, al menos, por una cinta de hilos
continuos de refuerzo dispuestos de manera paralela y contigua uno
contra otro y solidarizados entre sí por un primer material
termoplástico y, por otra, al menos, por un segundo material
termoplástico en contacto íntimo con la citada o las citadas
cintas.
Cada hilo, comercializado por la sociedad
VETROTEX con la denominación comercial TWINTEX® y fabricado de
acuerdo con el procedimiento descrito en la patente EP 0 599 695,
está constituido por filamentos de vidrio y filamentos de un
material orgánico termoplástico, de tipo poliolefina o poliéster,
íntimamente mezclados entre sí.
El dispositivo de fabricación 1, comprende, en
forma de una línea, y de aguas arriba a aguas abajo, una fileta 20
provista de varias bobinas 2 constituidas por enrollamientos de hilo
11, una placa con ojales 30, un dispositivo de regulación de
tensión de los hilos 40, un peine 50, un dispositivo
antielectricidad estática 60, un horno 70, un dispositivo de
impregnación 80, un primer dispositivo de conformación 100,
especialmente una hilera, un segundo dispositivo de conformación,
especialmente una hilera 200, una extrusora 300, una calandra 110,
un recipiente de enfriamiento 120 y un banco de desbobinado de
orugas 130.
La fileta 20 tiene por objeto desbobinar el hilo
11 de cada bobina 2. Ésta puede ser del tipo de desenrollamiento y
estar compuesta por un bastidor provisto de ejes rotatorios
horizontales 21 que soportan, cada uno, una bobina 2.
En variante, puede utilizarse una fileta de
desbobinado, pero ésta induce una torsión en el hilo que no es
constante yendo de una vuelta para 50 cm hasta una vuelta para 1 m,
que tiene por efecto limitar el espesor mínimo de la cinta acabada,
que, especialmente, no puede descender por debajo de 0,3 mm para
bobinas de hilo de 982 tex. Además, esta torsión puede favorecer el
enmarañamiento de la cinta, lo que provocaría nudos y/o hilos 11 no
paralelos y no tensados en la cinta una vez formada.
Por consiguiente, puede preferirse la
utilización de una fileta de desenrollamiento, en particular para
realizar un espesor fino de cinta (inferior a 0,2 mm). Sin embargo,
en este caso se considera necesario prever un dispositivo de
regulación, indicado por 40 en las figuras 1 y 2, que permita
ajustar el nivel de tensión global de la tela de hilos.
La placa con ojales 30, visible también en la
figura 2, está situada en un plano vertical y paralelo a los ejes
rotatorios 21 de la fileta. Ésta permite reagrupar los hilos 11, que
atraviesan, cada uno, un ojal 31 para ser guiados hacia el
dispositivo de regulación de tensión 40 con un ángulo adaptado a la
tensión deseada. Los ojales 31 son, de manera conocida, de material
cerámico para evitar dañar los hilos durante su paso a través de
estos.
El dispositivo de regulación de tensión 40 que
está ilustrado en la figura 2 está asociado a la placa con ojales
30. Éste comprende una serie de barras cilíndricas 41 dispuestas en
zigzag una por encima de otra y, por encima y por debajo de las
cuales pasan los hilos 11 que provienen de la placa con ojales 30 de
manera que dibujan sinusoides idénticas cuya amplitud influye en la
tensión de los hilos. Las barras son regulables en altura con el
fin de poder modificar la amplitud de las sinusoides, que, por su
aumento, impone una tensión suplementaria a los hilos.
Las barras son, ventajosamente, de latón o de
material cerámico para limitar los fenómenos de electricidad
estática inducidos por el frotamiento de los hilos.
A la salida del dispositivo 40 está dispuesto un
peine 50 cuyos dientes 51 reagrupan y alinean paralelamente los
hilos 11 según un espacio regular para obtener una tela 12 a la
manera de haces de hilos.
Entre el peine 50 y la entrada del primer horno
70 está implantado un dispositivo eléctrico 60 que sirve para
eliminar cualquier electricidad estática de la que pudieran estar
cargados los hilos 11 de modo que se evite el esponjamiento de los
citados hilos, que, si no, podría generar su degradación dentro del
horno 70.
El horno 70 funciona por convección de aire
caliente. Podría tratarse, también, de horno de infrarrojos.
El calentamiento de la tela 12 por su paso por
el horno 70 se efectúa a una temperatura tal que a su salida del
horno la tela tenga una temperatura suficiente para llegar a la
temperatura de fusión del material termoplástico de los hilos 11
para que este último, fundido, se pegue y se introduzca en los
filamentos de vidrio del conjunto de la tela 12.
El horno 70 puede estar constituido por dos
hornos sucesivos. Un primer horno aguas arriba del segundo con
respecto al sentido de paso. El primer horno tiene la función de
calentar la tela 12 como se describió anteriormente, el segundo
horno tiene la función de acondicionar la tela a una temperatura
inferior adaptada a la introducción de la tela en el dispositivo de
conformación 100.
Después del horno 70 está situado un dispositivo
rotatorio de impregnación 80 que aplana la tela 12 de modo que
extrae el aire contenido entre los hilos, reparte en la anchura de
la tela de manera homogénea el material termoplástico fundido, y
garantiza la total impregnación de los filamentos de vidrio por el
material termoplástico.
El dispositivo de impregnación 80 está
constituido por tres órganos dispuestos en triángulo entre los
cuales circula la tela 12. En un primer modo de realización, los
órganos pueden estar constituidos por barras fijas cuya separación
se ajusta para regular la presión necesaria para la impregnación.
Las barras pueden ser calentadoras para mantener el material
termoplástico a una temperatura de maleabilidad sin pegarse a la
superficie de las barras. Con este objeto, la superficie puede ser
de un material adaptado o bien ser tratado específicamente.
En una variante, visible en la figura 3, el
dispositivo 80 está constituido por tres cilindros 81 paralelos
entre sí y dispuestos en triángulo de modo que presentan dos
cilindros inferiores y un cilindro superior. Los cilindros son
calentadores y llegan a una temperatura suficiente para mantener el
material termoplástico de la tela en un estado maleable.
Los cilindros 81 son rotatorios, girando los
cilindros inferiores en el sentido positivo de la dirección de paso
F de la tela 12, mientras que el cilindro superior gira en el
sentido opuesto, siendo las velocidades de rotación idénticas y
correspondientes a la velocidad de paso de la tela.
El cilindro superior es regulable en altura para
establecer una presión suficiente sobre la tela 12 de modo que se
asegure la impregnación del vidrio por el material
termoplástico.
Los cilindros 81 que están en contacto con la
tela presentan rápidamente en su superficie el depósito de una
película de material termoplástico. Ventajosamente, los citados
cilindros comprenden, cada uno, una cuchilla 82 que hace la función
de raspador con respecto a su superficie y cuya función es, a la
vez, evitar la formación de enrollamientos parásitos de los
filamentos de vidrio y ayudar a la repartición homogénea en la
longitud de la cinta del material termoplástico fundido. Así, en
caso de exceso de espesor de la película en cada cilindro, este
exceso permite completar el recubrimiento de los filamentos de
vidrio, que, eventualmente, estuvieran insuficientemente
revestidos.
Las cuchillas 82 son regulables en inclinación
con el fin de optimizar su eficacia.
En variante, con un mismo objeto de regulación
de la repartición del material termoplástico, en lugar de utilizar
las cuchillas 82, los tres cilindros son arrastrados a una velocidad
de rotación ligeramente inferior a la velocidad de paso de la tela.
Esta solución necesita, no solamente la motorización de los
cilindros 82, sino, también, la colocación de un mecanismo de
control de velocidad.
Hay que observar que sería posible imaginar un
horno en el cual estuviera alojado el dispositivo de impregnación
80 apto para resistir la temperatura del horno.
A la salida del horno está colocado un primer
dispositivo de conformación 100 que puede comprender una hilera de
sección calibrada apropiada para conformar la tela a la forma y a
las dimensiones deseadas para la cinta. De acuerdo con diferentes
modos de realización, el orificio de la hilera puede ser
sensiblemente rectangular para formar una cinta plana, que,
eventualmente, podrá ser deformada a continuación, o de forma más
compleja para formar una cinta conformada según un perfil
particular. El orificio de la hilera está realizado, ventajosamente,
en una pieza desmontable que se fija en un soporte fijo, lo que
permite una limpieza y un cambio fáciles.
La hilera es, ventajosamente, calentadora para
mantener las superficies de conformación a una temperatura próxima
al punto de fusión o a la temperatura de maleabilidad del material
termoplástico de la tela. Se utiliza, por ejemplo, un calentamiento
por uno o varios cinturones calentadores de resistencia eléctrica
que rodean una o varias zonas de la hilera.
La figura 4 representa un primer dispositivo de
conformación 100 constituido por una hilera. Esta última comprende
un cuerpo sensiblemente cilíndrico 105 que comprende, aguas arriba,
una abertura ancha 107 por la cual es introducida la tela 12, una
cavidad 106 cuya anchura es constante y cuya altura disminuye hasta
el espesor deseado de la cinta que hay que formar y, aguas abajo,
una salida 108 por la cual sale la cinta 13 formada. Una parte del
cuerpo sensiblemente cilíndrico 105 está dispuesta dentro de un
cuerpo de calentamiento 109. El calentamiento puede estar
asegurado, especialmente, por resistencias eléctricas en forma de
cinturones calefactores dispuestos alrededor del cuerpo de
calentamiento 109 y posiblemente alrededor de la parte del cuerpo
sensiblemente cilíndrico 105 que sobresale del cuerpo de
calentamiento 109.
En variante, el dispositivo de conformación 100
puede comprender rodillos de formas diversas entre los cuales
circula la tela de hilos. Aunque sea posible, igualmente, fabricar
una cinta conformada de acuerdo con esta variante, ésta está
destinada, de modo más particular, a la realización de una cinta
plana.
Así, un dispositivo de acuerdo con esta variante
comprende, como está ilustrado en la figura 5, un rodillo inferior
cilíndrico 101 y un rodillo superior hiperboloide 102 ligeramente
desplazado aguas arriba con respecto a la vertical del rodillo
inferior, ambos rotatorios y calentadores para mantener el material
termoplástico de la tela 12 a la temperatura de maleabilidad.
El dispositivo 100 tiene por objeto transformar
la tela 12 en una cinta 13 de espesor constante constituida por la
aproximación de modo contiguo de los hilos 11 para realizar una
continuidad transversal de la citada cinta. Así, el dispositivo 100
concentra la tela alrededor del eje central de la línea para
disminuir su anchura que había sido aumentada durante su paso por
el dispositivo de impregnación 80, y la recentra con respecto al
eje central de la línea de fabricación para guiar la cinta
convenientemente aguas abajo hacia la calandra 110.
El agrupamiento y el guiado hacia el centro se
obtiene por la forma hiperboloide del rodillo superior 102 que, por
otra parte, por su regulación en altura, permite aplicar una ligera
presión sobre la superficie superior de la tela para
concentrarla.
La rotación en sentido opuesto de los rodillos
101 y 102 evita, por una parte, el escurrido del material
termoplástico y, por otra, su acumulación, que podría perjudicar a
la regularidad de su repartición y, por consiguiente, al espesor de
la cinta.
Después del primer dispositivo de conformación
100 está situado un segundo dispositivo de conformación 200,
visible en la figura 6. El dispositivo de conformación 200 es una
hilera alimentada, por una parte, al menos, por una cinta 13
obtenida como se describió anteriormente y, por otra, por un medio
300, especialmente una extrusora conocida por el experto en la
materia, que aporta a presión al menos un segundo material orgánico
extruible fundido 30.
La figura 6 representa un corte parcialmente en
despiece del dispositivo de conformación 200, representado en
perspectiva. El corte está efectuado perpendicularmente al plano de
la cinta 13, y en el sentido del paso de la cinta 13. La parte en
despiece permite visualizar los medios 300 para aportar el material
extruible 30 y el recorrido de este último en el dispositivo de
conformación 200.
El dispositivo de conformación 200 está
constituido por una entrada 201 para una cinta 13, introducida en
el sentido de la flecha F1, una entrada 211 para el segundo material
extruible 30 introducido en el sentido de la flecha F2.
La cinta 13 pasa a una cavidad 202 para
desembocar en una cavidad 203.
El material extruible 30 recorre canales 212,
213 situados a distancia de la cavidad 202. Estos canales están
destinados a alimentar de material extruible 30 la cavidad 203 por
varios lados.
Los canales 212, 213 comprenden estrechamientos
214, 215 para desembocar en canales 216, 217 de sección inferior a
la sección de los canales 212, 213. Así, puede crearse una
sobrepresión en el material extruible fundido 30.
Los canales 216, 217 desembocan en la cavidad
203.
Esta última cavidad 203 está bordeada por
paredes 218, 219 constituidas por planos inclinados que desembocan
en una salida 204. Se obtiene, entonces, un sistema convergente que
permite llevar el material extruible 30 en contacto con la cinta
13. La sobrepresión P aplicada permite crear un contacto íntimo
entre el material extruible 30 y la cinta 13, evitando al mismo
tiempo un empuje hacia aguas arriba del material termoplástico.
La cavidad 203 puede estar diseñada de manera
que el material extruible 30 converja de manera homogénea en todas
las direcciones alrededor de la cinta 13. Para obtener esta función
puede utilizarse, especialmente, una guía troncocónica que
comprende paredes inclinadas 219, 220 situada alrededor de la
cavidad 202.
Se puede, así, dirigir el flujo de material
extruible 30 con el fin de situar una cinta 13 en una configuración
deseada y obtener, así, un perfil 14 en el que el refuerzo esté
colocado en una geometría definida en función de las aplicaciones
elegidas.
Hay que observar que la posición del dispositivo
de extrusión 300 representada aquí en cabeza de escuadra no es en
modo alguno limitativa: en efecto, éste puede estar situado en
cualquier posición alrededor del eje del recorrido de la cinta
13.
Además, se considera, igualmente, un dispositivo
de puesta en práctica del procedimiento en el que la extrusora está
dispuesta según la dirección de paso del perfil. En particular, se
considera que la extrusora 300 facilita el material extruible 30 en
el eje de paso del perfil 14, 10 y donde, al menos, una cinta 13 es
aportada, al menos, en una dirección cualquiera y converge en el
eje de paso del perfil 14, 10 después de haber penetrado en el
dispositivo de conformación 200.
Es, así, posible obtener perfiles 10 reforzados
por varias cintas 13.
Un dispositivo 110, está situado aguas abajo del
dispositivo 200 que guía el perfil 14, cuyo enfriamiento comienza
desde el momento de la salida de la hilera en contacto con el aire
ambiente, hacia medios de enfriamiento específicos con objeto de
fijar las características dimensionales del perfil y darle su
aspecto definitivo con el fin de disponer de un perfil acabado 10.
El dispositivo 110 enfría el perfil 14 para fijar el segundo
material extruible confiriéndole un aspecto de superficie lisa.
Este dispositivo 110 puede ser una calandra
constituida por cilindros, eventualmente enfriados por una
circulación interna de agua. De modo más ventajoso, éste será una
hilera fría del mismo perfil y de la misma dimensión que la hilera
caliente 100, pudiendo estar comprendida su temperatura, por
ejemplo, entre la temperatura ambiente y
200ºC.
200ºC.
El enfriamiento final de la cinta se realiza por
medio del recipiente de enfriamiento 120, especialmente con agua,
situado después de la calandra 110 y al cual pasa el perfil 14
durante su paso. El recipiente 120 puede comprender medios de
proyección del líquido de enfriamiento sobre el perfil 10.
En el transcurso de todos sus enfriamientos, se
fija toda la masa del segundo material extruible, así como el
primer material termoplástico, para obtener la solidarización de los
hilos entre sí y la unión de los refuerzos fibrosos a la matriz del
segundo material extruible.
Posteriormente al recipiente de enfriamiento
está implantado un banco de desbobinado de orugas 130 que
constituye, de manera conocida, un medio de arrastre de los hilos y
de la cinta, ejerciendo un esfuerzo de tracción a todo lo largo de
la línea. Éste impone la velocidad de desbobinado y de paso de la
tela y de la cinta.
Finalmente, el dispositivo 1 de fabricación
puede comprender al final de la línea una sierra destinada a
recortar el perfil de manera que se facilite su almacenamiento.
La puesta en práctica del procedimiento puede
efectuarse de la manera siguiente.
La puesta en funcionamiento del procedimiento se
efectúa, en primer lugar, tirando de cada hilo 11, y llevándole
manualmente, de las bobinas 2 hasta el banco de desbobinado 130 en
el que cada hilo es mantenido, entonces, pinzado, pasando el
conjunto de los hilos a través de los diversos dispositivos
descritos anteriormente. Se trata en este ejemplo de aplicación de
35 fibras paralelas de hilo de material compuesto comezclado con
vidrio-poliéster de la marca Twintex® cuyo título
global 860 tex comprende el 65% de vidrio en peso. El poliéster,
especialmente, politereftalato de etileno, constituye, entonces, el
primer material termoplástico.
El horno 70, así como los elementos calentadores
del dispositivo 1 son elevados en temperatura para llegar a una
temperatura netamente superior a la temperatura de fusión del
poliéster, o sea 254ºC en el caso del politereftalato de
etileno.
Los otros medios funcionan a las temperaturas
siguientes:
- -
- órganos del dispositivo de impregnación 80: 290ºC;
- -
- rodillos del dispositivo de conformación 100 de acuerdo con el modo de realización ilustrado en la figura 4: 270ºC a 300ºC;
- -
- dispositivo de conformación 100 de acuerdo con el modo de realización con una hilera: 310ºC;
- -
- segundo dispositivo de conformación 200: 190ºC a 200ºC en la zona en que se efectúa el contacto íntimo entre la cinta 13 y el segundo material extruible 30.
El banco de desbobinado 130 es puesto en
funcionamiento, el desbobinado de las bobinas 2 comienza.
Los hilos 11 pasan a través de los ojales 31,
después a caballo sobre las barras en el dispositivo 40, y son
agrupados a través de los dientes del peine 50 para formar a la
salida la tela 12 de hilos paralelos.
La tela 12 llega, entonces, al dispositivo 60
que elimina cualquier electricidad estática.
Ésta entra a continuación en el horno 70 de modo
que el primer material termoplástico llega a su temperatura de
fusión. A la salida, ésta pasa entre los cilindros calentadores del
dispositivo 80 que permiten laminarla extrayendo el aire, y
repartir uniformemente el primer material termoplástico que recubre
así los filamentos de vidrio. Se señala que no hay que dosificar la
cantidad de material termoplástico puesto que éste está integrado
directamente en la materia prima de la cinta por su comezclado con
los filamentos de vidrio. La temperatura de la tela llega, después
del paso por este dispositivo 80, a una temperatura de 260ºC a
270ºC.
Después, la tela 12 pasa entre los cilindros o a
través de la hilera del primer dispositivo de conformación 100 para
transformarse en una cinta 13, conformada apretando los hilos uno
contra otro y disponiéndoles de manera contigua. Después de la
conformación, la cinta presenta una temperatura de 270ºC a
280ºC.
Después, una cinta 13 penetra en el segundo
dispositivo de conformación 200 después de un recorrido que la
enfría algo, especialmente hasta, aproximadamente, 210ºC.
El citado dispositivo 200 es alimentado
simultáneamente por un segundo material extruible 30.
El contacto entre la cinta 13 y el segundo
material extruible 30 se efectúa, aproximadamente, de 190ºC a
200ºC.
El perfil 14 pasa a continuación entre los
cilindros de la calandra fría 110 que fija su forma definitiva
fijando la superficie del segundo material extruible y solidarizando
los hilos entre sí. Se obtiene el perfil 10 de la invención de
espesor constante y de aspecto liso. El perfil presenta una
temperatura de 100ºC a la salida de la calan-
dra.
dra.
Para facilitar y acelerar el enfriamiento del
conjunto del perfil 10, éste pasa al líquido de enfriamiento
retenido por el recipiente 120 y a la salida, siendo su temperatura
de 30ºC, pasa a ser un producto sólido y suficientemente rígido
para ser recortado, para facilidad de almacenamiento, de transporte
y de utilización.
Se obtienen, entonces, perfiles compuestos que
presentan una unión íntima entre la cinta de refuerzo y la matriz
constituida por el segundo material extruible. Cuando la
sobrepresión P aplicada es suficiente, el perfil obtenido está
desprovisto de porosidad.
La figura 8 ilustra un elemento de marco de
ventana obtenido de acuerdo con la invención.
Este elemento comprende un perfil 400 cuya
sección define dos paredes 402 esencialmente paralelas, destinadas
a formar las superficies exterior e interior de la ventana. Las dos
paredes 402 están separadas por un conjunto de cámaras 403, 404 que
confieren propiedades de aislamiento térmico al perfil.
Las paredes 402 están, cada una, reforzadas por
una cinta 401 que está incorporada en el material plástico del
perfil en las dos porciones paralelas de las paredes 402, así como
en las porciones 405, 406 que forman un doblez de ángulo,
respectivamente, obtuso y recto.
Esta configuración puede obtenerse conformando
la cinta con una sección angular o en L desde el puesto de
conformación 100 o solamente durante su introducción en la hilera
200.
El procedimiento de acuerdo con la invención
permite fabricar el perfil 400 de modo continuo con un dispositivo
tal como el de la figura 1, con, eventualmente, una modificación
consistente en prever la alimentación de la hilera 200 con otro
material extruible, especialmente un elastómero, para formar el
labio de estanqueidad 407 simultáneamente con el cuerpo del perfil
400 por coextrusión de materiales plásticos.
Para ilustrar el interés de los productos
obtenidos por el procedimiento descrito anteriormente se han
realizado pruebas de fabricación de perfiles y muestras de estos
perfiles han sido objeto de pruebas mecánicas.
Los perfiles fabricados para estas pruebas son
macizos.
Las muestras probadas tienen una sección
rectangular de 30 mm de anchura y de 7,5 mm de espesor.
La cinta de refuerzo mide, aproximadamente, 18
mm de anchura y 1 mm de espesor. Una cara ancha de la cinta está
situada a 1 mm de una primera cara ancha de la muestra. La cinta
está, por tanto, recubierta por un segundo material extruible en un
espesor de, aproximadamente, 5,5 mm en un lado y por 1 mm en el otro
lado.
La cinta está centrada en la anchura del perfil,
por tanto rodeada en su anchura en, aproximadamente, 11 mm, por el
segundo material extruible.
El segundo material extruible es un policloruro
de vinilo (PVC).
Pruebas mecánicas de resistencia a la flexión en
3 puntos de la muestra de sección 30x7,5 como se indicó
anteriormente con distancia entre apoyos igual a 20 veces el
espesor de la muestra, realizadas a temperatura ambiente de acuerdo
con la norma ISO 14125 a temperatura ambiente, han permitido
determinar el módulo elástico del perfil:
se obtiene:
E_{perfil} =
3600\ MPa \pm 200\
MPa.
En comparación, un perfil de PVC solo, de
iguales dimensiones, tiene un módulo elástico E_{pvc} = 2650
MPa.
El efecto de la cinta de refuerzo conduce a un
aumento del módulo elástico del orden del 40%.
Es posible optimizar el aumento del módulo del
perfil descrito desplazando el eje de la cinta de refuerzo con
respecto al eje de la fibra neutra del perfil.
Una segunda serie de pruebas efectuadas con
muestras de perfil de las mismas dimensiones en las cuales la cinta
de refuerzo ha sido alejada del eje de la fibra neutra del perfil,
ha permitido, así, obtener los resultados siguientes:
E_{perfil} = 4800 MPa \pm 100 MPa., o sea un
aumento del módulo elástico de, aproximadamente, un 80%.
Se realizó una tercera serie de pruebas con
muestras con un perfil de espesor doble del precedente, o sea 15
mm, en el que se han insertado dos cintas de refuerzo de 1 mm de
espesor y de 18 mm de anchura.
Las caras anchas externas de las dos cintas
están situadas a 1 mm del borde ancho del perfil. Se tiene, por
tanto, aproximadamente, 11 mm de segundo material plástico entre los
bordes internos de las dos cintas.
Para este perfil se obtiene, entonces, un módulo
elástico E_{perfil\ con\ dos\ cintas} = 7350 MPa \pm 200
MPa.
El aumento del módulo elástico es casi un factor
3 con respecto al PVC solo.
Con una cuarta serie de muestras se han
realizado otras pruebas mecánicas de resistencia a la flexión en 3
puntos, haciendo variar la temperatura de la muestra.
Las muestras probadas tienen una sección
rectangular de 13 mm de anchura y de 3,7 mm de espesor, estando
situada siempre la cinta de refuerzo de un espesor de 1 mm,
aproximadamente, a 1 mm de una primera cara de la muestra. La
distancia entre apoyos es, entonces, de 48 mm.
Las pruebas mecánicas realizadas en una gama de
temperaturas de 30ºC a 120ºC han permitido determinar el módulo
elástico del perfil a cada una de las temperaturas de prueba. La
variación del módulo está representada en la figura 7 por la curva
en trazo completo para un perfil reforzado de acuerdo con la
invención y por trazos interrumpidos para un perfil no reforzado.
La figura 7 presenta las variaciones relativas de módulo, por lo
que las dos curvas parten del mismo punto de origen a 30ºC.
Habida cuenta de la geometría relativamente poco
favorable del perfil con un refuerzo situado relativamente cerca
del eje de la fibra neutra del perfil, la diferencia de módulo a
temperatura ambiente es, sin embargo, relativamente menos marcada
que en las series de pruebas precedentes.
Para la muestra de PVC no reforzada, se observa
una disminución muy rápida del módulo elástico cuando la temperatura
aumenta, con una transición vidriosa para una temperatura del orden
de 100ºC. A título indicativo, el módulo es del orden de 1000 MPa a
80ºC y del orden de algunos MPa a 120ºC.
Para la muestra de PVC reforzada, se observa una
cierta estabilidad del módulo elástico cuando la temperatura
aumenta, al menos hasta 70ºC - 80ºC, con una caída menos rápida para
las temperatura superiores, con, además, una transición vidriosa
para una temperatura del orden de 90ºC. A título indicativo, el
módulo es superior a 2000 MPa a 80ºC y del orden de 500 MPa a
120ºC.
Se demuestra, así, que se obtiene una excelente
transferencia de carga entre la matriz termoplástica y el refuerzo
a temperatura ambiente, como a temperatura elevada.
Sin querer quedar comprometido por esta
explicación, se presume que la excelente cohesión aportada por las
diferentes etapas del procedimiento, y especialmente la constitución
de una cinta a partir de fibras de vidrio y de fibras orgánicas, es
la que confiere estas notables propiedades.
Los modos de realización descritos anteriormente
no son en modo alguno limitativos, y puede considerarse fabricar un
perfil en el cual la cinta de refuerzo adopte otras
configuraciones.
Claims (29)
1. Elemento de carpintería que comprende, al
menos, un perfil (400) extruido en un segundo material orgánico
extruible reforzado por, al menos, una cinta (401) de refuerzo
constituida por filamentos de vidrio continuos y por un primer
material orgánico termoplástico, caracterizado porque la
cinta (401) está constituida a partir de filamentos continuos (11)
a base de filamentos de vidrio continuos y del primer material
orgánico termoplástico sensiblemente paralelos entre sí, siendo el
citado primer material orgánico a base de poliéster, especialmente
politereftalato de etileno o de butileno, estando los filamentos
mezclados entre sí.
2. Elemento de carpintería de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la cinta (401) está
constituida por filamentos de vidrio impregnados íntimamente por el
primer material orgánico termoplástico de los citados filamentos
continuos del citado primer material orgánico termoplástico.
3. Elemento de carpintería de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque el segundo material orgánico extruible extruido es
policloruro de vinilo.
4. Elemento de carpintería de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque, al menos, una parte de la superficie del perfil es un
material orgánico extruible coloreado.
5. Elemento de carpintería de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque el perfil (400) comprende, al menos, una cámara (404) y, al
menos, una pared (402) reforzada por, al menos, una cinta
(401).
6. Elemento de carpintería de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el perfil
(400) es macizo.
7. Elemento de carpintería de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque la sección de la cinta (401) es sensiblemente de forma
rectangular alargada.
8. Elemento de carpintería de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la sección
de la cinta (401) tiene una forma compleja, especialmente una L, una
T, una U, una I, una uve.
9. Elemento de carpintería de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque varias paredes (402)
están reforzadas por, al menos, una misma cinta (401).
10. Elemento de marco de carpintería,
especialmente de marco y/o de batiente de ventana y/o de
contraventana, y/o de puerta de fachada, que comprende un elemento
de carpintería de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
11. Procedimiento de fabricación de un elemento
de carpintería de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 10, caracterizado porque comprende, efectuadas en
secuencia continua, al menos, las etapas siguientes:
- se agrupan de manera paralela hilos continuos
(11) a base de fibras de vidrio continuas y de un primer material
termoplástico, y calentando se forma, al menos, una cinta (13)
consolidada en la cual las fibras de refuerzo están impregnadas del
primer material termoplástico, y
- se introduce, al menos, una cinta (13) en una
hilera (200) calibrada a la sección del perfil y simultáneamente se
introduce en la citada hilera (200), al menos, un segundo material
orgánico extruible (30) fundido en contacto con la cinta o las
cintas, de manera que se obtiene un perfil (10) constituido, al
menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado por, al
menos, una cinta.
12. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque la cinta (13) se
forma a partir de hilos continuos (11) que comprenden hilos de
vidrio y fibras orgánicas del citado primer material
termoplástico.
13. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque los hilos (11)
que se agrupan consisten en filamentos continuos de vidrio y
filamentos continuos del primer material termoplástico mezclados
entre sí.
14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque
comprende las etapas siguientes:
- se arrastran y se agrupan de manera paralela
hilos (11) a base de un primer material termoplástico y de fibras
de vidrio, en forma de, al menos, una tela (12);
- se hace penetrar, al menos, una tela (12) en
una zona en la que ésta es calentada a una temperatura que llega,
al menos, a la temperatura de fusión del primer material
termoplástico, sin llegar a la temperatura de reblandecimiento de
las fibras de refuerzo;
- se hace pasar, al menos, una tela (12) a un
dispositivo de impregnación (80), manteniendo al mismo tiempo su
temperatura a una temperatura de maleabilidad del primer material
termoplástico, para repartir de manera homogénea el primer material
termoplástico fundido e impregnar las fibras de refuerzo por
éste.
15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque se
introduce, al menos, una tela (12) en un primer dispositivo de
conformación (100), manteniendo al mismo tiempo su temperatura a
una temperatura de maleabilidad del primer material termoplástico,
de manera que se obtiene, al menos, una cinta (13) constituida por
la aproximación de modo contiguo de los hilos (11) formando una
continuidad transversal.
16. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque
consiste en desbobinar bobinas de un hilo continuo de filamentos de
vidrio y del primer material termoplástico, y durante la agrupación
de los hilos en forma de tela, en regular la tensión de los
hilos.
17. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque los
hilos (11) son desprovistos de cualquier electricidad estática antes
del paso de la tela (12) a la zona de calentamiento.
18. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
enfría el perfil (14) a la salida de la hilera (200) para fijar sus
características dimensionales y su aspecto para facilitar el citado
perfil final (10).
19. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
perfil (10) es recortado al final de la línea de fabricación para su
almacenamiento y/o el ensamblaje como elemento de carpintería.
20. Dispositivo de puesta en práctica del
procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
11 a 19, caracterizado porque comprende:
- medios (130, 50) para agrupar de manera
paralela hilos continuos a base de fibras de vidrio continuas y de
un primer material termoplástico, y medios (70, 80), especialmente
de calentamiento (70), para formar, al menos, una cinta consolidada
(13) en la cual las fibras de vidrio están impregnadas con el primer
material termoplástico, estando los hilos continuos a base de de
fibras de vidrio continuas y de un primer material termoplástico
mezclados entre sí,
- una hilera (200) calibrada a la sección del
perfil (10) y medios (300) para introducir simultáneamente en la
citada hilera (200), al menos, una cinta (14) y, al menos, un
segundo material orgánico extruible (30) fundido en contacto con la
cinta o las cintas, de manera que se obtiene un perfil constituido,
al menos, por un segundo material orgánico extruible reforzado por,
al menos, una cinta.
21. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
20, caracterizado porque comprende:
- medios (130) para arrastrar y medios (50) para
agrupar en forma de, al menos, una tela (12), los hilos continuos
(11) constituidos por filamentos de refuerzo y por un primer
material termoplástico;
- medios (70) para calentar, al menos, una tela
(12) a una temperatura que llega, al menos, a la temperatura de
fusión del primer material termoplástico, pero no a la temperatura
de reblandecimiento de los filamentos de vidrio;
- un dispositivo de impregnación (80) de, al
menos, una tela calentada de manera que se reparte de manera
homogénea el primer material termoplástico fundido y permite la
impregnación de los filamentos de vidrio por éste.
22. Dispositivo de acuerdo con las
reivindicaciones 20 o 21, caracterizado porque los medios de
agrupamiento (50) consisten en un peine cuyos dientes (51) permiten
una alineación paralela de los hilos (11) según espacios
regulares.
23. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque el dispositivo
de impregnación (80) comprende tres cilindros (81) calentadores y
rotatorios que están dispuestos en triángulo y entre los cuales
pasa la tela (12), estando adaptada la altura de separación de los
cilindros para establecer una presión apropiada sobre la superficie
de la tela.
24. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
23, caracterizado porque cada cilindro (81) comprende una
cuchilla (82) para rascar el material termoplástico fundido
depositado sobre el cilindro después del paso de la tela.
25. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20 a 24, caracterizado porque comprende
un primer dispositivo de conformación (100) de, al menos, una tela
(12) de manera que la transforma en, al menos, una cinta (13).
26. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
25, caracterizado porque el primer dispositivo de
conformación (100) comprende una hilera, preferentemente,
calentadora.
27. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20 a 26, caracterizado porque la hilera
(200) calibrada a la sección del perfil (10) comprende medios (214,
215) para aportar el segundo material extruible fundido en contacto
con la cinta (13) aplicando una sobrepresión (P).
28. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20 a 27, caracterizado porque una
extrusora (300) aporta el segundo material extruible fundido (30) a
la hilera (200) calibrada a la sección del perfil (10).
29. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 20 a 28, caracterizado porque comprende
un dispositivo de enfriamiento que comprende, al menos, un medio
elegido entre una calandra de enfriamiento (110), una hilera fría y
medios de pulverización de líquido.
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