ES2293696T3 - Composicion de ensimaje para hilos de vidrio, procedimiento que utiliza esta composicion y productos resultantes. - Google Patents
Composicion de ensimaje para hilos de vidrio, procedimiento que utiliza esta composicion y productos resultantes. Download PDFInfo
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Abstract
Tubo (1) de ventilación, en particular para aparatos médicos, que comprende: un conducto (2) de plástico alargado y flexible; un resalte (3) de plástico helicoidal formado sobre el diámetro exterior del mencionado conducto; por lo menos un filamento (4, 5) en el mencionado resalte (3) para formar una resistencia eléctrica para calentar un gas que fluye, en funcionamiento, por el interior del tubo (1); y en el que el mencionado conducto (2) de plástico flexible está formado con el mencionado resalte (3), caracterizado porque el mencionado filamento (4, 5) está empotrado directamente en el mencionado resalte, el cual se ha formado con el mencionado conducto de plástico flexible como una extrusión simple.
Description
Composición de ensimaje para hilos de vidrio,
procedimiento que utiliza esta composición y productos
resultantes.
En el campo de las fibras de refuerzo y de los
materiales compuestos, la presente invención se refiere a hilos de
vidrio revestidos con una nueva composición de ensimaje así como a
la composición en cuestión, el procedimiento de producción de los
hilos que utiliza esta composición y los materiales compuestos
realizados a partir de los hilos.
La fabricación de los hilos de vidrio de
refuerzo se hace de forma conocida a partir de corrientes de vidrio
fundido que fluyen a través de los orificios de hileras. Estas
corrientes se estiran en forma de filamentos continuos y luego
estos filamentos se agrupan en forma de hilos de base, que después
se recogen.
Antes de agruparlos en forma de hilos, los
filamentos se revisten con una composición de ensimaje mediante el
paso por un distribuidor de ensimaje. Este depósito es necesario
para la obtención de los hilos y les permite ser utilizados de
forma eficaz en la preparación de materiales compuestos. En efecto,
el ensimaje tiene las siguientes funciones habituales: protege los
hilos de la abrasión y evita de esta forma su rotura durante la
fabricación y eventualmente durante su utilización; permite además
la asociación de los hilos preparados con materiales orgánicos y/o
inorgánicos para reforzar, facilitando, principalmente, la
mojabilidad y/o la impregnación de los hilos con estos materiales.
En la mayoría de los casos, el ensimaje favorece también la
adhesión entre el vidrio y el material que se va a reforzar y
permite la obtención de materiales compuestos que presenten
propiedades mecánicas mejoradas.
El ensimaje también puede asegurar la integridad
de los hilos, es decir, la unión de los filamentos entre sí dentro
de los hilos. Esta integridad es deseable principalmente en las
aplicaciones textiles donde los hilos se someten a fuertes
esfuerzos mecánicos. En efecto, si los filamentos son poco
solidarios los unos con los otros, se rompen más fácilmente y
perturban el funcionamiento de las máquinas textiles. Los hilos no
íntegros se consideran, además, como difíciles de manipular.
Las composiciones de ensimaje se eligen de forma
que cumplan las funciones anteriormente citadas y de forma que
resistan al cizallamiento inducido por el paso de los filamentos a
las velocidades de estiramiento (varias decenas de metros por
segundo) y para que mojen la superficie de los filamentos a dichas
velocidades. De forma general, también se eligen de forma que no
sufran reacciones químicas que provoquen un aumento grande de la
viscosidad a temperatura ambiente (durante su almacenamiento) y en
la hilera (una polimerización del ensimaje, por ejemplo, hace que
el depósito de éste sea imposible).
La mayoría de los ensimajes actualmente
utilizados son ensimajes acuosos fáciles de manipular, pero que se
tienen que depositar en grandes cantidades sobre los filamentos para
resultar eficaces. El agua representa generalmente 90% en peso de
estos ensimajes (principalmente por razones de viscosidad), lo que
obliga a secar los hilos antes de su utilización como refuerzos,
pudiendo perjudicar el agua a la buena adherencia entre los hilos y
los materiales para reforzar. Estos secados son largos y costosos,
se deben adaptar a las condiciones de fabricación de los hilos y su
eficacia no siempre es óptima. También pueden provocar riesgos de
migración irregular y/o selectiva de los componentes del ensimaje
cuando se preparan en un dispositivo de enrollamiento y/o fenómenos
de coloración o de deformación de los enrollamientos. Esta
deformación también se observa, en ausencia de secado, en los
enrollamientos de bordes rectos (mechas) de hilos finos (es decir
que presentan un "título" o "masa lineal" de
300-600 tex (g/km) o menos) revestidos con ensimajes
acuosos.
Algunas patentes describen composiciones que no
necesitan operaciones de secado, tales como las composiciones
anhidras. El número de estas composiciones adaptadas al
revestimiento de los hilos de vidrio resulta sin embargo pequeño en
comparación con el número de composiciones acuosas existentes y por
lo tanto la elección entre estas composiciones en función de la
aplicación deseada resulta limitada. En particular, no existe en la
actualidad, entre las composiciones que no necesitan operaciones de
secado, composiciones que permitan obtener los hilos deseados para
aplicaciones tales como la fabricación de mallas de refuerzo de
fachada, tejidos para vehículos o piezas huecas para enrollamiento
(es decir por depósito en un molde en rotación de hilos de refuerzo
impregnados con resina), debiendo presentar estos hilos una aptitud
para la impregnación bastante más alta que la de los hilos de
refuerzo más comunes que se emplean en otras aplicaciones.
La presente invención tiene como objetivo una
nueva composición de ensimaje apta para revestir hilos de vidrio de
forma ventajosa y que no necesite secado de los hilos después del
depósito, permitiendo esta composición obtener hilos
particularmente aptos para ser impregnados con materiales para
reforzar y que no obstante presentan una integridad suficiente para
poder ser manipulados, permitiendo esta composición así ampliar el
campo de los ensimajes y abrir la vía a nuevos productos y a nuevas
aplicaciones.
La presente invención también tiene como
objetivo nuevos hilos de vidrio ensimados que presentan las
propiedades definidas en el párrafo anterior, siendo los hilos
mencionados aptos para reforzar eficazmente materiales orgánicos
y/o inorgánicos para la preparación de materiales compuestos y
estando, principalmente, de forma particular adaptados para la
fabricación de mallas de refuerzo de fachadas, piezas huecas para
enrollamiento y tejidos para vehículos.
La composición de ensimaje según la invención
está constituida por una disolución cuyo contenido en disolvente es
inferior al 5% en peso, comprendiendo esta disolución al menos 60%
en peso de componentes susceptibles de polimerizar, siendo al menos
60% en peso de entre estos componentes polimerizables, componentes
de peso molecular inferior a 750 y comprendiendo estos componentes
polimerizables al menos una mezcla susceptible de polimerizar:
- \bullet
- de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva acrílica y/o al menos una función reactiva metacrílica,
- \bullet
- y de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva amina primaria y/o al menos una función reactiva amina secundaria,
presentando menos 20% de los componentes
polimerizables al menos dos funciones reactivas elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina secundaria,
tal como se ha definido en la reivindicación 10.
A continuación, se entiende por "componente
(met)acrílico" y por "componente amina primaria y/o
secundaria", respectivamente, un "componente que presenta al
menos una función reactiva acrílica y/o al menos una función
reactiva metacrílica" y un "componente que presenta al menos
una función reactiva amina primaria y/o al menos una función
reactiva amina secundaria". Del mismo modo, por "función
reactiva" se entiende una función susceptible de intervenir en
la reacción de polimerización de la mezcla y por
"polimerización" y "polimerizar", se entiende
respectivamente "polimerización y/o reticulación",
"polimerizar y/o reticular", pudiendo realizarse la
polimerización a temperatura ambiente o térmicamente. Finalmente,
por "composición que comprende..." se entiende según la
invención una "composición cuyos constituyentes iniciales
son...", o también "composición formada a partir
de...".
En la composición según la invención, el (los)
disolvente(s) eventual(es) es (son) esencialmente
un(os) disolven-
te(s) orgánico(s) necesario(s) para realizar la disolución de ciertos compuestos polimerizables. La presencia de disolventes en cantidad limitada no requiere tratamientos particulares para eliminarlos; en la mayor parte de los casos, los ensimajes según la invención están, además, totalmente desprovistos de disolventes, es decir de compuestos que desempeñan únicamente un papel de disolvente en la disolución.
te(s) orgánico(s) necesario(s) para realizar la disolución de ciertos compuestos polimerizables. La presencia de disolventes en cantidad limitada no requiere tratamientos particulares para eliminarlos; en la mayor parte de los casos, los ensimajes según la invención están, además, totalmente desprovistos de disolventes, es decir de compuestos que desempeñan únicamente un papel de disolvente en la disolución.
Los componentes polimerizables, siendo estos
componentes indispensables para el ensimaje y que participan en la
estructura del ensimaje polimerizado, representan entre 60 y 100% en
peso de la composición de ensimaje según la invención,
principalmente entre 70 y 99,5% en peso de la composición y, en la
mayoría de los casos, entre 75 y 90% en peso de la composición. El
conjunto de estos componentes polimerizables se llamará en adelante
por mayor comodidad "sistema de base".
Preferentemente, el sistema de base está
constituido mayoritariamente (es decir en más del 50%,
preferentemente en al menos 75% en peso y hasta 100% en peso en la
mayoría de los casos) por componente(s)
(met)acrílico(s) y componente(s) amina
primaria y/o secundaria, permitiendo la utilización de esta mezcla
de componentes la obtención, después de polimerización, de
copolímeros que participan principalmente en la estructura del
ensimaje polimerizado, y confiriendo propiedades particulares a los
hilos de vidrio ensimados preparados.
Además, el sistema de base comprende una mayoría
(más del 50%, preferentemente al menos 70% y hasta 100% en peso) de
componente(s) de peso molecular inferior a 750.
Principalmente, la mayoría (más del 50%, preferentemente al menos
70% y hasta 100% en peso) de los componente(s)
(met)acrílico y componente(s) amina primaria y/o
secundaria de la composición presentan generalmente un peso
molecular inferior a 750. A este respecto conviene precisar que las
diferentes tasas indicadas en la definición de la invención se
evalúan independientemente las unas de las otras, pudiendo cumplir
un mismo componente varias de las condiciones indicadas en la
definición de la invención y pudiendo de esta forma ser tomado en
consideración para la evaluación de varias tasas.
Preferentemente y en general según la invención,
los componentes de peso molecular inferior a 750 anteriormente
mencionados son de peso molecular inferior a 500. Así mismo, en la
mayoría de los casos según la invención y de forma preferida, estos
componentes son monómeros (mono o polifuncionales como se explicará
posteriormente); pero el sistema de base también puede comprender
componentes de peso molecular inferior a 750 en forma de oligómeros
o de polímeros con funciones parcialmente polimerizadas.
Según algunos modos de realización, el sistema
de base según la invención puede opcionalmente comprender una
pequeña proporción de componente(s) que forman parte de la
estructura del ensimaje polimerizado pero sin presentar una función
(met)acrílica o amina tal como se ha definido anteriormente
(por ejemplo uno o algunos componentes que presentan al menos una
función epoxi) y/o que presentan un peso molecular más elevado.
Según el modo de realización preferido de la
invención que permite obtener resultados particularmente
satisfactorios, el sistema de base está únicamente constituido por
componente(s) (met)acrílico(s) y
componente(s) amina y/u, opcionalmente, está constituido
únicamente por componentes de peso molecular inferior a 750.
Los componentes polimerizables de la composición
según la invención pueden presentar una o varias funciones
reactivas. Por "componente polifuncional (met)acrílico",
se entiende en adelante un "componente que presenta al menos dos
funciones reactivas elegidas entre las funciones acrílica y
metacrílica". Así mismo, por "componente polifuncional amina
primaria y/o secundaria", se entiende en adelante un
"componente que presenta al menos dos funciones reactivas
elegidas entre las funciones amina primaria y amina secundaria "y
por" componente polifuncional (met)acrílico y/o amina
primaria y/o secundaria", se entiende en adelante "un
componente que presenta al menos dos funciones reactivas elegidas
entre las funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina
secundaria". Según la invención, el sistema de base comprende al
menos 20% de componente(s) polifuncional(es)
(met)acrílico y/o amina primaria y/o secundaria.
Preferentemente, comprende entre 30 y 100% en peso, de forma
particularmente preferida entre 35 y 95% en peso, de
componente(s) polifuncional(es) (met)acrílico
y/o amina primaria y/o secundaria, siendo elegido(s) este
(estos) componente(s) polifuncional(es) entre los
siguientes componentes: componentes que presentan al menos dos
funciones reactivas acrílica, componentes que presentan al menos
dos funciones reactivas metacrílica, componentes que presentan al
menos dos funciones reactivas amina primaria, componentes que
presentan al menos dos funciones reactivas amina secundaria,
componentes que presentan al menos una función reactiva acrílica y
al menos una función reactiva metacrílica, componentes que presentan
al menos una función reactiva amina primaria y al menos una función
reactiva amina secundaria.
De forma particularmente preferida, el sistema
de base comprende al menos un componente polifuncional
(met)acrílico. En modos de realización ventajosos de la
presente invención, la tasa de componente(s)
polifuncional(es) (met)acrílico(s) es de al
menos 20% en peso del sistema de base.
Preferentemente también según la invención, el
sistema de base de la composición comprende al menos un componente
monofuncional acrílico o metacrílico o amina primaria o secundaria,
es decir un componente cuyo número de funciones elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina secundaria
es igual a uno.
A modo de ejemplos no limitativos, el (los)
componente(s) (met)acrílico(s) de la
composición puede(n) ser uno (varios) de los siguientes
componentes: alquil (met)acrilato de cadena alifática
C_{4}-C_{20}, ciclohexil- o
2(2-etoxietoxi)etil- o
2-fenoxietil- o isobornil- o tetrahidrofurfuril- o
glicidil- etc. (met)acrilato, (met)acrilato de
2-hidroxietil carbamato de isopropilo;
(met)acrilato de 2-hidroxietiloxazolidona;
1,4 butanodiol- o neopentilglicol- o polietilenglicol- o
polipropilenglicol- o 1,6 hexanodiol- o bisfenol (A o F)- o
dietilcarbonato- etc. di(met)acrilato;
trimetilolpropano- o pentaeritritol- o glicerilpropoxi-; etc.
tri(met)acrilato;
pentaeritritol-tetra(met)acrilato;
etc.
Como regla general según la invención, la
proporción de componente(s) (met)acrílico(s) en
la composición de ensimaje está comprendida entre 25 y 80%,
preferentemente entre 35 y 75% en peso de dicha composición. En la
mayoría de los casos, está comprendida entre 40 y 70% en peso de la
composición de ensimaje. Preferentemente, el (los)
componente(s) polifuncional(es) (met)acrílico
representa(n) al menos 25% de este (estos)
componente(s) (met)acrílico(s). Como
componente(s) polifuncional(es)
(met)acrílico(s), se utiliza(n) preferentemente
un(os) componen-
te(s) que presentan dos funciones elegidas entre las funciones acrílica y metacrílica (componente(s) difuncional(es)) y/o un(os) componente(s) que presenta(n) tres funciones elegidas entre las funciones acrílica y metacrílica (componente(s) trifuncional(es)) y/o opcionalmente un(os) componente(s) que presentan cuatro funciones elegidas entre las funciones acrílica y metracrílica (componente(s) tetrafuncional(es)). También preferentemente, el sistema de base comprende al menos un componente monofuncional acrílico o metacrílico.
te(s) que presentan dos funciones elegidas entre las funciones acrílica y metacrílica (componente(s) difuncional(es)) y/o un(os) componente(s) que presenta(n) tres funciones elegidas entre las funciones acrílica y metacrílica (componente(s) trifuncional(es)) y/o opcionalmente un(os) componente(s) que presentan cuatro funciones elegidas entre las funciones acrílica y metracrílica (componente(s) tetrafuncional(es)). También preferentemente, el sistema de base comprende al menos un componente monofuncional acrílico o metacrílico.
A modo de ejemplos no limitativos, el (los)
componente(s) amina primaria y/o secundaria de la composición
pue-
de(n) ser uno o varios de los siguientes componentes: isoforonadiamina, mentanodiamina, N-aminoetilpiperazina, o también para o meta-fenilenodianilina, oxidianilina, dietiltoluenodiamina, 4,4'-diaminodifenil metano, amina secundaria de cadena alifática C_{4}-C_{20}, di-isopentilamina, N-etilmetalilamina, 1-(2-hidroxietil)-2-imidazolidinona, 2,6-dimetilmorfolina, 2-propilimidazol, 2,6-diaminopiridina, poliamidoamina, derivado de polietilenpoliamina, N'-(3-aminopropil)-N-N'-dimetil-1,3-propano-diamina, 2-butil-2-etil-1,5-pentanodiamina, hexa-metilenodiamina, m-xilenodiamina, aminoalcohol, amidoamina (bases de Mannich), etc.
de(n) ser uno o varios de los siguientes componentes: isoforonadiamina, mentanodiamina, N-aminoetilpiperazina, o también para o meta-fenilenodianilina, oxidianilina, dietiltoluenodiamina, 4,4'-diaminodifenil metano, amina secundaria de cadena alifática C_{4}-C_{20}, di-isopentilamina, N-etilmetalilamina, 1-(2-hidroxietil)-2-imidazolidinona, 2,6-dimetilmorfolina, 2-propilimidazol, 2,6-diaminopiridina, poliamidoamina, derivado de polietilenpoliamina, N'-(3-aminopropil)-N-N'-dimetil-1,3-propano-diamina, 2-butil-2-etil-1,5-pentanodiamina, hexa-metilenodiamina, m-xilenodiamina, aminoalcohol, amidoamina (bases de Mannich), etc.
Como regla general según la invención, la
proporción de componente(s) amina primaria y/o secundaria en
la composición de ensimaje está comprendida entre 5 y 55%,
preferentemente entre 10 y 45% en peso de dicha composición. En la
mayoría de los casos, está comprendida entre 15 y 35% en peso de la
composición de ensimaje. El sistema de base comprende al menos un
componente polifuncional amina primaria y/o secundaria
(preferentemente al menos un componente difuncional es decir que
presenta dos funciones elegidas entre las funciones amina primaria
y amina secundaria) y/o al menos un componente que comprende una
función amina primaria. También preferentemente, las funciones
amina de los componentes amina primaria y/o secundaria están unidas
a cadenas alifáticas o cicloalifáticas (es decir no forman parte de
ciclos aromáticos).
Los componente(s) metacrílico(s) y
el (los) componente(s) amina primaria y/o secundaria y sus
tasas se eligen de forma que la relación r correspondiente al
número de sitios reactivos (met)acrílico(s) dividido
entre el número de sitios reactivos amina primaria y/o secundaria
presente esté comprendida entre 0,2 y 3 (una función acrílica
cuenta como un sitio reactivo (met)acrílico, una función
metacrílica cuenta como un sitio reactivo (met)acrílico, una
función amina primaria cuenta por dos sitios reactivos amina
primaria y/o secundaria y una función amina secundaria cuenta como
un sitio reactivo amina primaria y/o secundaria) para permitir una
polimerización suficiente de la composición de ensimaje. En la
mayoría de los casos, esta relación r está comprendida entre 0,3 y
2 y, preferentemente, está comprendida entre 0,4 y 1,8.
La composición de ensimaje comprende, además del
sistema de base, al menos un catalizador específico que favorezca
la polimerización del ensimaje. Este catalizador se elige entre las
aminas terciarias, derivados de aminas terciarias y ácidos de Lewis
(por ejemplo entre las aminas alifáticas de BF_{3}, tal como el
complejo trifluoruro de boro/etilamina, estando los ácidos de Lewis
opcionalmente asociados a dadores de hidrógeno tal como el
carbonato de propileno).
La tasa de componente(s)
específico(s) anteriormente definido(s) que
desempeña(n) únicamente el papel de catalizador(es)
en la composición de ensimaje generalmente es inferior al 8% en peso
de la composición, en la mayoría de los casos inferior al 6% en
peso y, preferentemente, es inferior o igual al 4,5% en peso de la
composición de ensimaje.
Además de los componentes que participan
esencialmente en la estructura del ensimaje polimerizado y
opcionalmente el (los) catalizador(es) específico(s),
la composición según la invención puede comprender uno o varios
componentes (designados en adelante como aditivos) que dan unas
propiedades particulares a la composición de ensimaje.
La composición según la invención puede
comprender al menos un agente de acoplamiento que permita que se
adhiera el ensimaje al vidrio, a modo de componente(s) del
sistema de base para el (los) agente(s) de acoplamiento que
interviene(n) en la reacción de polimerización y/o a modo
solamente de aditivo(s) para el (los) agente(s) de
acoplamiento que no interviene(n) en la reacción de
polimerización. La proporción de agente(s) de acoplamiento
está preferentemente comprendida entre 0 y 30% en peso de dicha
composición de ensimaje y es superior en la mayoría de los casos al
5% en peso de la composición. Preferentemente, está comprendida
entre 8 y 25% en peso de la composición de ensimaje. El (los)
agente(s) de acoplamiento se elige(n) generalmente
entre los silanos tales como el
gamma-glicidoxipropil trimetoxisilano,
gamma-metacriloxipropil trimetoxisilano,
trimetoxisilano polietoxilado propoxilado,
gamma-acriloxipropil trimetoxisilano, vinil
trimetoxisilano, fenilaminopropil trimetoxisilano,
estirilaminoetilaminopropil trimetoxisilano,
terc-butilcarbamoil propil trimetoxisilano, etc. Se
puede(n) elegir opcionalmente también entre los titanatos,
zirconatos, siloxanos, etc.
La composición según la invención también puede
comprender, generalmente a modo de aditivo que no interviene en la
reacción de polimeriazación, al menos un agente de procesado textil
que desempeña principalmente una función de lubrificante, en
proporciones comprendidas entre 0 y 25% en peso y, preferentemente,
en proporciones superiores al 1% (y preferentemente inferiores al
20%), y de forma particularmente preferida en proporciones
superiores al 5% en peso. El (los) agente(s)
textil(es) se puede(n) elegir entre los siguientes
componentes: ésteres grasos, derivados de glicoles (principalmente
etilen o propilenglicol), mezclas a base de aceites minerales,...
por ejemplo entre los palmitatos de isopropilo o de cetilo,
estearatos de isobutilo, laureatos de decilo, adipatos de
etilenglicol, polietilenglicoles o polipropilenglicoles de peso
molecular inferior a 2000, estearatos de isopropilo, etc.
La composición según la invención también puede
comprender, generalmente a modos de aditivos que no intervienen en
la reacción de polimerización, al menos un agente filmógeno que
desempeña únicamente el papel de agente de deslizamiento y que
facilita el fibrado, en proporciones inferiores al 10% en peso y,
preferentemente, inferiores o iguales al 5% en peso. La presencia
de este (estos) agente(s) impide una fricción grande de los
filamentos con el dispositivo ensimador cuando los filamentos se
estiran a gran velocidad (más de 40 m/s) y/o cuando son muy finos,
sin embargo estos agentes son costosos y pueden provocar una
reducción de las características mecánicas de los materiales
compuestos. El (los) agente(s) de fibrado se puede(n)
elegir entre los siguientes componentes: siliconas, siloxanos o
polisiloxanos tales como el glidicil(n)polidimetil
siloxano, alfa-omega acriloxipolidimetil siloxano,
etc., derivados de siliconas tales como aceites de silicona,
etc.
El ensimaje también puede comprender, a modo de
aditivo, al menos un agente de adaptación a los materiales para
reforzar, principalmente en el caso de los materiales
cementantes.
De forma general, los hilos de vidrio se
revisten con la composición de ensimaje anteriormente definida según
el siguiente procedimiento: se estira una multiplicidad de
corrientes de vidrio fundido, que fluyen por una multiplicidad de
orificios dispuestos en la base de una o varias hileras, en forma de
una o varias mantas de filamentos continuos, luego se agrupan los
filamentos en uno o varios hilos que se recogen en un soporte en
movimiento, consistiendo dicho procedimiento en depositar al menos
una parte de la composición de ensimaje anteriormente definida en
la superficie de los filamentos durante el estiramiento, estando
revestido(s) el (los) hilo(s) con la composición
completa lo más tarde durante la recogida del (de los)
hilo(s).
La composición de ensimaje según la invención se
puede depositar en una o varias etapas. En el caso de que esta
composición se polimerice bajo el efecto de un tratamiento térmico
superior a 80ºC, se puede depositar en una etapa en la superficie
de los filamentos durante el estiramiento y antes de agrupar los
filamentos en hilos. En el caso de que esta composición se
polimerice a temperatura ambiente, se deposita preferentemente
sobre los filamentos y/o el (los) hilo(s) en forma de al
menos dos composiciones diferentes estables, mezclándose estas
composiciones diferentes en el (los) hilo(s) o lo más pronto
justo antes de su depósito conjunto y formando así la composición
de ensimaje.
La composición de ensimaje (si se deposita por
ejemplo en una sola etapa) o las composiciones que tienen que
formar la composición de ensimaje (si se deposita en varias etapas)
presenta(n) ventajosamente, en el momento del depósito sobre
los filamentos, una viscosidad inferior o igual a 0,4 Pa.s (400 cP)
y, preferentemente, inferior o igual a 0,2 Pa.s (200 cP), de forma
que sea(n) compatible(s) con las condiciones de
obtención de los hilos de vidrio impuestas por el procedimiento
directo, eligiéndose la viscosidad de la o de las composiciones en
función de la velocidad de estiramiento y del diámetro de los
filamentos que la(s) van a atravesar. Dicha o dichas
composiciones presenta(n) también una velocidad de
mojabilidad sobre los filamentos o hilo(s) compatible con la
velocidad de estiramiento. Cuando esta(s) composición
(composiciones) se deposita(n) sobre los filamentos, se
reparte(n) rápidamente por toda la superficie y
forma(n) una película de protección, principalmente contra
la abrasión, para cada uno de ellos. El (los) hilo(s)
obtenido(s) al agrupar los filamentos está (están) así
constituido(s) por filamentos enfundados que se pueden
deslizar los unos sobre los otros. Este (estos) hilo(s) es
(son) fácilmente manipulable(s) y, cuando se bobina(n)
en forma de enrollamientos, se puede(n) extraer fácilmente
de los enrollamientos.
En el caso de que la composición de ensimaje
según la invención se polimerice a temperatura ambiente, se procede
preferentemente según el modelo del procedimiento descrito en la
solicitud de patente depositada en Francia el 14 de mayo de 1997
con el número 97/05926 (solicitud FR 2763328), es decir, de la
siguiente forma: se deposita una primera composición estable, que
presenta una viscosidad comprendida entre 0,5.10^{-3} Pa.s (0,5
cP) y 0,25 Pa.s (250 cP), en la superficie de los filamentos, y se
deposita al menos una segunda composición estable que se realiza de
forma separada de la primera y que presenta una viscosidad
comprendida entre 0,5.10^{-3} Pa.s (0,5 cP) y 0,3 Pa.s (300 cP)
en la superficie de los filamentos o del (de los) hilo(s), lo
más pronto durante el depósito de la primera composición y lo más
tarde durante la recogida del o de los hilos, siendo la diferencia
de viscosidad entre las composiciones depositadas inferior a 0,15
Pa.s (150 cP), formando la mezcla de las composiciones depositadas
la composición de ensimaje según la invención y siendo apta para
polimerizarse a temperatura ambiente. Opcionalmente, la reacción de
polimerización se puede acelerar mediante un tratamiento térmico
posterior.
Por "composición estable" en el
procedimiento descrito en el párrafo anterior, se entiende
principalmente "composición que no polimeriza sin el aporte de al
menos otro componente", pudiendo conservarse esta composición en
muchos casos durante varios días, a temperaturas de almacenamiento
que pueden alcanzar hasta 40 ó 50ºC, y por "temperatura
ambiente", se entiende "sin aporte de energía
suplementaria", cubriendo esta expresión un rango de
temperaturas inferiores a 60ºC, generalmente de 15 a 45ºC.
Además, por "hilos de vidrio" en la
presente invención, se entienden hilos a base de vidrio, es decir no
solamente hilos formados únicamente por filamentos de vidrio sino
también hilos formados por filamentos de vidrio y filamentos
orgánicos, principalmente filamentos termoplásticos. En este último
caso, durante el estiramiento de los filamentos de vidrio, se
extruyen y se arrastran simultáneamente los filamentos orgánicos (o
se llevan simultáneamente los hilos orgánicos que salen por ejemplo
del enrollamiento), convergiendo los trayectos seguidos por los
filamentos de vidrio y los filamentos (o hilos) orgánicos que
convergen el uno hacia el otro antes de que dichos filamentos se
agrupen en al menos un hilo de material compuesto preparado
mecánicamente.
Los hilos obtenidos según la invención pueden
presentar opcionalmente un revestimiento no polimerizado hasta su
utilización en la fabricación de materiales compuestos o pueden
presentar un revestimiento polimerizado parcial o totalmente. En el
caso de que la composición de ensimaje que reviste los hilos se
polimerice térmicamente, se someten generalmente estos hilos a un
tratamiento térmico, realizándose este tratamiento a más o menos
largo plazo después del depósito de ensimaje. También es posible
efectuar un tratamiento térmico de los hilos ensimados en el caso
en que la composición se polimerice a temperatura ambiente, si se
desea por ejemplo acelerar la reacción de polimerización de la
composición. En general, el tratamiento térmico se hace
independientemente de la operación de fibrado (no siendo necesarios
por tanto dispositivos debajo de cada hilera), pudiendo este
tratamiento efectuarse en diferentes etapas del procedimiento de
fibrado.
En el caso en que los hilos obtenidos se recojan
en forma de enrollamientos, el tratamiento térmico se puede hacer
principalmente sobre dichos enrollamientos antes del desbobinado de
los hilos. Es deseable en este caso que las espiras de
hilo(s) que constituyen dichos enrollamientos presenten un
ángulo de cruzamiento al menos igual a 1,5º para evitar adherencias
entre espiras por medio del ensimaje polimerizado, haciendo estas
adherencias que el devanado de los hilos sea difícil.
Los hilos se pueden recoger también en soportes
receptores en traslación, en cuyo caso el tratamiento térmico
opcional se puede hacer, eventualmente, en los hilos repartidos en
la superficie de recogida. Por ejemplo, los hilos se pueden
proyectar sobre un dispositivo que sirva también para estirarlos,
hacia la superficie de recogida desplazándose transversalmente a la
dirección de los hilos proyectados con el objetivo de obtener una
manta de hilos continuos entremezclados llamada "fieltro".
Eventualmente, un aglomerante (pudiendo este aglomerante,
opcionalmente, comprender y aportar al ensimaje un(os)
catalizador(es) específico(s) tal como se ha
mencionado anteriormente) puede haber sido proyectado sobre el
fieltro y el tratamiento térmico eventual puede permitir
polimerizar a la vez el aglomerante y el ensimaje.
Los hilos también se pueden cortados antes de
ser recogidos mediante un dispositivo que sirve también para
estirarlos, recogiéndose los hilos cortados en soportes receptores
en traslación, en cuyo caso el tratamiento térmico opcional se
puede hacer a nivel de los hilos cortados repartidos en los soportes
receptores.
Los hilos ensimados también se pueden recoger
sin haber sido sometidos a un tratamiento térmico y ser
posteriormente tratados térmicamente. Principalmente, los hilos
también se pueden recoger en forma de enrollamientos, y luego
extraerse de dichos enrollamientos para someterse a tratamientos
suplementarios (por ejemplo para ser cortados mediante un
dispositivo que también sirva para arrastrarles mecánicamente),
pudiendo realizarse el tratamiento térmico sobre los hilos antes,
durante o después del o de los tratamientos suplementarios.
En último lugar, los hilos ensimados se pueden
tratar térmicamente después de asociarse con un material orgánico
durante la preparación de un material compuesto, comprendiendo dicho
material orgánico opcionalmente al menos un catalizador específico
tal como se ha mencionado anteriormente. Según el material orgánico
utilizado, el tratamiento térmico se puede acompañar de un
tratamiento con rayos ultravioleta, un tratamiento con haz de
electrones, etc.
Los hilos de vidrio revestidos con el ensimaje
según la invención presentan una pérdida al fuego ventajosamente
inferior al 3% en peso de los hilos ensimados y, preferentemente,
inferior al 1,5%. La baja cantidad de ensimaje depositada sobre el
hilo permite reducir considerablemente los problemas de adherencia
entre los hilos, principalmente cuando se recogen en forma de
enrollamientos, también permite una mejor apertura del hilo durante
su impregnación con un material para reforzar y es económicamente
ventajosa.
La composición de ensimaje según la invención
está particularmente adaptada para la producción de hilos continuos
recogidos en forma mechas (rovings), bobinas, cops,
fieltros..., o para la producción de hilos cortados, estando
compuestos estos diferentes hilos por filamentos con un diámetro que
va de 5 a aproximadamente 24 micras. La composición de ensimaje
según la invención está principalmente adaptada a la producción de
hilos finos (de título inferior a 600 tex) recogidos en forma de
mechas y utilizados por ejemplo en fabricación de tejidos. Los
hilos obtenidos según la invención también pueden se pueden
presentar en forma trenzas, cintas, fieltros o redes, tejidos o
no... después de uno o varios tratamientos (ensamblaje, tejido,
torsión...) de los hilos obtenidos por agrupación de los
fila-
mentos.
mentos.
Tal como se pretendía según la invención, la
composición de ensimaje no necesita recurrir a una operación de
secado y hace que los hilos sean particularmente aptos para ser
impregnados por los materiales de refuerzo (como se ilustra
posteriormente en los ejemplos), pudiendo servir estos hilos también
para fabricar productos de tipo mallas de refuerzo para fachadas,
tejidos para vehículos o piezas huecas por enrollamiento u
opcionalmente otros tipos de productos. Los hilos obtenidos según
la invención presentan también buenas propiedades de resistencia a
la
tracción.
tracción.
Los hilos obtenidos según la invención se pueden
asociar ventajosamente a diferentes materiales para reforzar para
la preparación de piezas de materiales compuestos que presenten
buenas propiedades mecánicas. La composición según la invención
hace que los hilos sean particularmente compatibles con los
materiales para reforzar, principalmente con los materiales
orgánicos y en particular los materiales epoxi o poliéster, pero
también con los materiales minerales tales como los materiales
cementantes.
Los materiales compuestos según la invención se
obtienen ventajosamente por asociación de al menos hilos de vidrio
según la invención y de al menos un material orgánico y/o
inorgánico, estando comprendida generalmente la tasa de vidrio en
estos materiales compuestos entre 30 y 70% en peso.
Otras ventajas y características de la invención
aparecerán con los ejemplos siguientes dan, a modo ilustrativo pero
no exhaustivo, composiciones de ensimaje según la invención y
características de los hilos revestidos con estas composiciones o
características de los materiales compuestos de dichos hilos.
Ejemplo
1
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados en forma de mechas presentando una masa de 9,1 kg
(diámetro exterior del enrollamiento de 230 mm), de forma que se
obtengan hilos revestidos con un ensimaje, formado por la mezcla de
dos composiciones A y B, que presentan la siguiente composición
expresada en porcentajes ponderales:
\global\parskip0.900000\baselineskip
La composición A presenta una viscosidad (medida
en un aparato de tipo SOFRASER Mivi 4000 comercializado por la
sociedad SOFRASER) de 7,8.10^{-3} Pa.s (7,8 cP) a 20ºC y la
composición B presenta una viscosidad de 82,4.10^{-3} Pa.s (82,4
cP) a 20ºC.
La composición de ensimaje según el ejemplo
actual está desprovista de disolvente y comprende 82% de componentes
polimerizables, presentando 87% aproximadamente de dichos
componentes polimerizables un peso molecular inferior a 750.
Además, aproximadamente 51% de los componentes polimerizables
presentan al menos dos funciones reactivas elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina secundaria.
La relación r de esta composición es además de 0,64.
Los hilos obtenidos presentan un título de 300
tex y una pérdida al fuego de 0,65%.
Los hilos se extraen a continuación de los
enrollamientos para medir su resistencia a la ruptura por tracción
en las condiciones definidas por la norma ISO 3341. La resistencia a
la ruptura por tracción medida en 8 a 10 probetas es de
aproximadamente 41 g/tex (desviación estándar de 2 g/tex).
La resistencia a la abrasión de los hilos
también es evaluada pesando la cantidad de borra formada después
del paso de los hilos por una serie de dispositivos tensores
cilíndricos de cerámica. Para diferentes hilos revestidos del
ensimaje descrito en el presente ejemplo, la cantidad de borra al
final del ensayo es del orden de 32 mg por kg de hilo ensayado.
A modo de comparación, unos hilos revestidos con
un ensimaje acuoso a base de una emulsión de resina epoxi, de
silanos y de tensioactivos, secándose estos hilos según métodos
ordinarios, pueden formar 200 incluso 500 mg de borra por kg de
hilo.
Finalmente, la rigidez o tensión de los hilos se
mide según el modelo de la norma ISO 3375. La rigidez de los hilos,
medida en 5 probetas es de 60 mm antes del paso por los rodillos de
tensión (principalmente los utilizados para devanar los hilos), y
es de 60 mm después del paso por seis rodillos de tensión. Los
valores medidos, y muy particularmente el valor medido después del
paso por los rodillos, permiten deducir la aptitud para la
impregnación de los hilos y por lo tanto su aptitud para la
fabricación de artículos tales como mallas de refuerzo para
fachadas, tejidos para vehículos y piezas huecas por enrollamiento.
En general, un hilo de vidrio ensimado presenta una aptitud para la
impregnación suficiente para permitir su utilización en la
fabricación de los artículos mencionados antes si el valor medido
después del paso por los rodillos es inferior a 100 mm. Además,
cuanto más bajos sean los valores de rigidez (siendo el valor más
bajo que se puede obtener del orden de 60 mm), mejor será la
aptitud del hilo para la impregnación y para la fabricación de los
artículos mencionados anteriormente. Los valores próximos a
120-130 mm o inferiores a 120 mm para la rigidez
medida antes del paso por los rodillos y los valores próximos a 60
mm para la rigidez medida después del paso de los rodillos son en
general valores particularmente satisfactorios.
Ejemplo
2
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados en forma de bobinas presentando una masa de 9,4 kg
(diámetro exterior 330 mm), de forma que se obtengan hilos
revestidos con un ensimaje, formado por la mezcla de dos
composiciones A y B, que presentan la siguiente composición
expresada en porcentajes ponderales:
\global\parskip1.000000\baselineskip
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo está desprovista de disolvente y comprende 81% de
componentes polimerizables, presentando todos estos componentes
polimerizables un peso molecular inferior a 750; además, más de 70%
de los componentes polimerizables presentan al menos dos funciones
reactivas elegidas entre las funciones acrílica, metacrílica, amina
primaria y amina secundaria. La relación r de esta composición es
además de
1,45.
1,45.
Los hilos obtenidos presentan un título de 136
tex y una pérdida al fuego de 0,40%. La resistencia a la ruptura
por tracción de los hilos, medida como en el ejemplo 1, es de
aproximadamente 51 g/tex (desviación estándar de 2
g/tex).
g/tex).
La resistencia a la abrasión de los hilos
también se evalúa como en el ejemplo 1. Para los hilos según el
presente ejemplo, la cantidad de borra al final del ensayo es
inferior a 1 mg por kg de hilo ensayado.
Por otra parte, la rigidez de los hilos, medida
como en el ejemplo 1, es de 90 mm antes del paso por los rodillos y
de 60 mm después del paso por los rodillos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
(Comparativo)
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de las corrientes de vidrio fundido se revisten
con el ensimaje de la siguiente composición expresada en porcentajes
ponderales:
Los filamentos se agrupan a continuación en
hilos, que son bobinados en forma de bobinas presentando una masa
de 9,4 kg (diámetro exterior de 330 mm), y luego las mechas se
calientan a 110ºC durante 8 horas. Los hilos obtenidos presentan un
título de 136 tex y una pérdida al fuego de 0,64%.
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo está desprovista de disolvente y comprende 70% de
componentes polimerizables, presentando todos estos componentes
polimerizables un peso molecular inferior a 750; además, más de 46%
de los componentes polimerizables presentan al menos dos funciones
reactivas elegidas entre las funciones acrílica, metacrílica, amina
primaria y amina secundaria. La relación r de esta composición es
además de
1,61.
1,61.
La resistencia a la ruptura por tracción de los
hilos extraídos de los enrollamientos, medida como en el ejemplo 1,
es de aproximadamente 53 g/tex.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 130 mm antes del paso por los rodillos y de
70 mm después del paso por los rodillos.
\newpage
Ejemplo
4
(Comparativo)
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de las corrientes de vidrio fundido se revisten
con el ensimaje de la siguiente composición expresada en porcentajes
ponderales:
Los filamentos se agrupan a continuación en
hilos, que son bobinados en forma de bobinas que presentan una masa
de 9,4 kg (diámetro exterior de 330 mm), y luego las mechas se
calientan a 140ºC durante 8 horas. Los hilos obtenidos presentan un
título de 136 tex y una pérdida al fuego de 0,6%.
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo está desprovista de disolvente y comprende 90% de
componentes polimerizables, presentando todos estos componentes
polimerizables un peso molecular inferior a 750; además,
aproximadamente 94% de los componentes polimerizables presentan al
menos dos funciones reactivas elegidas entre las funciones
acrílica, metacrílica, amina primaria y amina secundaria.
La resistencia a la ruptura por tracción de los
hilos extraídos de los enrollamientos, medida como en el ejemplo 1,
es de aproximadamente 55 g/tex.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 120 mm antes del paso por los rodillos y de
65 mm después del paso por los rodillos.
Ejemplo
5
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados en forma de mechas presentando una masa de 9,6 kg, de
forma que se obtengan hilos revestidos con un ensimaje formado por
la mezcla de dos composiciones A y B, que presentan la siguiente
composición expresada en porcentajes ponderales:
La composición A presenta una viscosidad de
21,5.10^{-3} Pa.s (21,5 cP) a 20ºC y la composición B presenta
una viscosidad de 45.10^{-3} Pa.s (45 cP) a 20ºC.
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo está desprovista de disolvente y comprende 89% de
componentes polimerizables, presentando todos estos componentes
polimerizables un peso molecular inferior a 750; además, el 100% de
los componentes polimerizables presentan al menos dos funciones
reactivas elegidas entre las funciones acrílica, metacrílica, amina
primaria y amina secundaria. La relación r de esta composición es
además de 0,48.
Los hilos obtenidos presentan un título de 330
tex aproximadamente y una pérdida al fuego de 0,72%. La resistencia
a la ruptura por tracción de los hilos, medida como en el ejemplo 1,
es de aproximadamente 32 g/tex (desviación estándar de 2
g/tex).
La resistencia a la abrasión de los hilos
también se evalúa como en el ejemplo 1. Para los hilos según el
presente ejemplo, la cantidad de borra al final del ensayo es del
orden de 150 mg por kg de hilo ensayado.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 107 mm antes del paso por los rodillos y de
82 mm después del paso por los rodillos.
Ejemplo
6
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados en forma de mechas presentando una masa de 9,8 kg, de
forma que se obtengan hilos revestidos con un ensimaje, formado por
la mezcla de dos composiciones A y B, que presentan la siguiente
composición expresada en porcentajes ponderales:
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo está desprovista de disolvente y comprende 87% de
componentes polimerizables, presentando todos estos componentes
polimerizables un peso molecular inferior a 750; además, al menos
60% de los componentes polimerizables presentan al menos dos
funciones reactivas elegidas entre las funciones acrílica,
metacrílica, amina primaria y amina secundaria. La relación r de
esta composición es además de 1,1.
Los hilos obtenidos presentan un título de 300
tex y una pérdida al fuego de 0,47%. La resistencia a la ruptura
por tracción de los hilos, medida como en el ejemplo 1, es de
aproximadamente 58 g/tex (desviación estándar de 2 g/tex).
La resistencia a la abrasión de los hilos
también se evalúa como en el ejemplo 1. Para los hilos según el
presente ejemplo, la cantidad de borra al final del ensayo es
inferior a 1 mg por kg de hilo ensayado.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 135 mm antes del paso por los rodillos y de
68 mm después del paso por los rodillos.
Ejemplo comparativo
1
Filamentos de 10 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados en forma de bobinas presentando una masa de 12,5 kg, de
forma que se obtengan hilos revestidos con un ensimaje, formado por
la mezcla de dos composiciones A y B, que presentan la siguiente
composición expresada en porcentajes ponderales:
La composición A presenta una viscosidad de
16,2.10^{-3} Pa.s (16,2 cP) a 20ºC y la composición B presenta
una viscosidad de 27.10^{-3} Pa.s (27 cP) a 20ºC.
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo comprende únicamente como componentes polimerizables,
componentes que presentan una o varias funciones epoxi y componentes
amina primaria o secundaria.
Los hilos obtenidos presentan un título del
orden de 169 tex y una pérdida al fuego de 0,81%. La resistencia a
la ruptura por tracción de los hilos, medida como en el ejemplo 1,
es de aproximadamente 59,7 g/tex.
La resistencia a la abrasión de los hilos
también se evalúa como en el ejemplo 1. Para los hilos según el
presente ejemplo, la cantidad de borra al final del ensayo es del
orden de 8 mg por kg de hilo ensayado.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 180 mm antes del paso por los rodillos y de
145 mm después del paso por los rodillos.
Ejemplo comparativo
2
Filamentos de 14 micras de diámetro obtenidos
por estiramiento de corrientes de vidrio fundido se revisten con
una primera composición estable A y luego con una segunda
composición estable B antes de ser agrupados en hilos y de ser
bobinados, de forma que se obtengan hilos revestidos con un
ensimaje, formado por la mezcla de dos composiciones A y B, que
presentan la siguiente composición expresada en porcentajes
ponderales:
La composición A presenta una viscosidad de
17.10^{-3} Pa.s (17 cP) a 22ºC y la composición B presenta una
viscosidad de 32.10^{-3} Pa.s (32 cP) a 22ºC.
La composición de ensimaje según el presente
ejemplo comprende menos de 12% de componentes polimerizables
presentando al menos dos funciones reactivas elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina
secundaria.
Los hilos obtenidos presentan un título del
orden de 300 tex y una pérdida al fuego de 0,61%. La resistencia a
la ruptura por tracción de los hilos, medida como en el ejemplo 1,
es de aproximadamente 42 g/tex (desviación estándar de 0,8
g/tex).
La resistencia a la abrasión de los hilos
también se evalúa como en el ejemplo 1. Para los hilos según el
presente ejemplo, la cantidad de borra al final del ensayo es
inferior a 1 mg por kg de hilo ensayado.
Por otra parte, la rigidez del hilo, medida como
en el ejemplo 1, es de 160 mm antes del paso por los rodillos y de
127 mm después del paso por los rodillos.
Se observa en los ejemplos anteriores que los
hilos revestidos de ensimaje según la invención son fácilmente
manipulables y presentan buenas propiedades de resistencia a la
tracción.
Los hilos obtenidos según la invención presentan
además una baja pérdida al fuego, una buena resistencia a la
abrasión y permiten reforzar eficazmente materiales orgánicos y/o
inorgánicos.
Las pequeñas tasas de borra obtenida durante los
ensayos de resistencia a la abrasión de los hilos y las buenas
propiedades de resistencia a la tracción de estos hilos permiten
también decir que estos hilos según la invención presentan una
buena integridad. Los hilos obtenidos presentan además una aptitud
para la impregnación particularmente mejorada en relación con otras
composiciones anhidras, tales como composiciones esencialmente a
base de componentes con función(es) epoxi y componentes
amina.
Los hilos según la invención pueden servir para
diferentes aplicaciones, por ejemplo para fabricar piezas huecas
por enrollamiento, tejidos para vehículos, mallas de refuerzo para
fachada u otros tipos de productos de materiales compuestos.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (14)
1. Hilo de vidrio revestido con una composición
de ensimaje constituida por una disolución cuyo contenido en
disolvente es inferior a 5% en peso, comprendiendo esta disolución
al menos 60% en peso de componentes susceptibles de polimerizar,
siendo al menos 60% en peso de entre estos componentes
polimerizables componentes de peso molecular inferior a 750 y
comprendiendo estos componentes polimerizables al menos una mezcla
susceptible de polimerizar:
- \bullet
- de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva acrílica y/o al menos una función reactiva metacrílica,
- \bullet
- y de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva amina primaria y/o al menos una función reactiva amina secundaria,
presentando al menos 20% de los componentes
polimerizables al menos dos funciones reactivas elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina
secundaria,
comprendiendo los componentes polimerizables al
menos un componente polifuncional amina primaria y/o secundaria,
y
estando comprendida la relación r entre el
número de sitios reactivos (met)acrílico(s) y el
número de sitios reactivos amina primaria y/o secundaria presente
entre 0,2 y 3,
comprendiendo además la composición de ensimaje
al menos un catalizador elegido entre las aminas terciarias,
derivados de aminas terciarias y ácidos de Lewis.
2. Hilo de vidrio según la reivindicación 1,
caracterizado porque más de 50% de los componentes
polimerizables presentan al menos una función reactiva elegida
entre las funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina
secundaria.
3. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la mezcla
comprende al menos un componente que presenta al menos dos
funciones reactivas elegidas entre las funciones acrílica y
metacrílica.
4. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la proporción de
componente(s) que presenta(n) al menos una función
reactiva acrílica y/o al menos una función reactiva metacrílica está
comprendida entre 25 y 80% en peso de la composición de
ensimaje.
5. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la proporción de
componente(s) que presenta(n) al menos una función
reactiva amina primaria y/o al menos una función reactiva amina
secundaria está comprendida entre 5 y 55% en peso de la composición
de ensimaje.
6. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición
de ensimaje comprende al menos un catalizador en proporciones
inferiores a 8% en peso.
7. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la composición
comprende además al menos un agente de acoplamiento en proporciones
comprendidas entre 0 y 30% en peso.
8. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la composición
comprende además al menos un agente textil en proporciones
comprendidas entre 0 y 25% en peso.
9. Hilo de vidrio según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la composición
comprende además al menos un agente filmógeno en proporciones
inferiores a 10% en peso.
10. Composición de ensimaje para hilo de vidrio
constituida por una disolución cuyo contenido en disolvente es
inferior a 5% en peso, comprendiendo esta disolución al menos 60% en
peso de componentes susceptibles de polimerizar, siendo al menos
60% en peso de entre estos componentes polimerizables componentes de
peso molecular inferior a 750 y comprendiendo estos componentes
polimerizables al menos una mezcla susceptible de polimerizar:
- \bullet
- de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva acrílica y/o al menos una función reactiva metacrílica,
- \bullet
- y de componente(s) que presenta(n) al menos una función reactiva amina primaria y/o al menos una función reactiva amina secundaria,
presentando al menos 20% de los componentes
polimerizables al menos dos funciones reactivas elegidas entre las
funciones acrílica, metacrílica, amina primaria y amina
secundaria,
comprendiendo los componentes polimerizables al
menos un componente polifuncional amina primaria y/o secundaria,
y
estando comprendida la relación r entre el
número de sitios reactivos (met)acrílico(s) y el
número de sitios reactivos amina primaria y/o secundaria presente
entre 0,2 y 3,
comprendiendo además la composición de ensimaje
al menos un catalizador elegido entre las aminas terciarias,
derivados de aminas terciarias y ácidos de Lewis.
11. Procedimiento de producción de hilos de
vidrio ensimados según el cual se estira una multiplicidad de
corrientes de vidrio fundido, que fluyen por una multiplicidad de
orificios dispuestos en la base de una o varias hileras, en forma
de una o varias mantas de filamentos continuos, luego se agrupan los
filamentos en uno o varios hilos que se recogen en un soporte en
movimiento, consistiendo dicho procedimiento en depositar en la
superficie de los filamentos, durante el estiramiento y antes del
agrupamiento de los filamentos en hilos, al menos una parte de la
composición de ensimaje según la reivindicación 10, revistiéndose el
(los) hilo(s) con la composición completa lo más tarde
durante la recogida del (de los) hilo(s).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la composición de ensimaje se deposita
en una etapa en la superficie de los filamentos durante su
estiramiento y antes del agrupamiento de los filamentos en
hilos.
13. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque se deposita una primera composición
estable, que presenta una viscosidad comprendida entre
0,5.10^{-3} Pa.s y 0,25. Pa.s, en la superficie de los filamentos,
se deposita al menos una segunda composición estable realizada de
forma separada de la primera y que presenta una viscosidad
comprendida entre 0,5.10^{-3} Pa.s y 0,3 Pa.s en la superficie de
los filamentos o del (de los) hilo(s), lo más pronto durante
el depósito de la primera composición y lo más tarde durante la
recogida del o de los hilos, siendo la diferencia de viscosidad
entre las composiciones depositadas inferior a 0,15 Pa.s, formando
la mezcla de las composiciones depositadas la composición de
ensimaje según la reivindicación 10 y siendo apta para polimerizar
a temperatura ambiente.
14. Material compuesto que comprende al menos un
material orgánico y/o inorgánico e hilos de vidrio ensimados,
caracterizado porque comprende al menos en parte hilos de
vidrio ensimados según una de las reivindicaciones 1 a 9.
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