ES2297930T3 - Procedimiento de fabricacion de un mat y productos obtenidos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de un mat según el cual se deposita sobre por lo menos un transportador en movimiento por lo menos una primera capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos y por lo menos una segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos, caracterizado porque se abre por lo menos una parte del (de los) hilo(s) de la primera capa o serie de capas antes de la superposición de la primera capa o serie de capas y de la segunda capa o serie de capas.
Description
Procedimiento de fabricación de un mat y
productos obtenidos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de mats mejorados para la realización,
en particular, de productos compuestos y/o de productos moldeados,
en particular a un procedimiento de fabricación de mats de hilos de
vidrio continuos mejorados para la realización de productos
compuestos mediante unos procedimientos de moldeo por inyección, y
se refiere a un dispositivo que permite obtener dichos mats así como
a los mats
obtenidos.
obtenidos.
Los productos conocidos con el nombre de
"mats" son esencialmente unos productos utilizados en la
industria de los refuerzos y comprenden muy a menudo unos hilos de
vidrio formados por filamentos. Se distinguen generalmente dos
tipos de mats: los mats de hilos cortados y los mats de hilos
continuos. Los mats de hilos de vidrio continuos son unos productos
bien conocidos en la industria de los refuerzos y son generalmente
utilizados para realizar unos productos compuestos por moldeo, en
particular por moldeo por compresión o por moldeo por inyección. Se
obtienen habitualmente distribuyendo y superponiendo en continuo
unas capas de hilos continuos sobre un transportador, siendo cada
capa obtenida a partir de una hilera estirando unos hilos de vidrio
en forma de filamentos continuos, y después reuniendo los
filamentos en hilos proyectando estos hilos sobre el transportador
(con un movimiento de batido o vaivén para que los hilos barran la
totalidad o parte de la anchura del transportador) que se desplaza
transversalmente a la dirección de los hilos proyectados, estando la
cohesión de los hilos en el seno del mat generalmente asegurada por
un ligante depositado sobre los hilos y después tratado en
estufa.
Según las aplicaciones previstas, se buscan unas
propiedades más o menos diferentes en los mats de hilos de vidrio
continuos; por ejemplo, cuando estos mats están destinados a la
realización de compuestos por pultrusión o están destinados a unas
aplicaciones eléctricas o para el aislamiento, es deseable utilizar
unos mats planos, constituidos por hilos fuertemente ligados entre
sí y que sólo ofrecen pequeños intersticios entre los hilos, y
cuando estos mats están destinados a la realización de compuestos
por inyección, es deseable utilizar unos mats suficientemente
aireados (o porosos) y en particular que presentan o conservan
suficiente volumen para un peso de hilos dado.
Es conocido mejorar el aspecto de superficie de
los compuestos obtenidos a partir de los mats de hilos de vidrio
continuos revistiendo estos últimos con velos de filamentos de
vidrio retenidos por un ligante. Dicha operación adolece sin
embargo de ciertos inconvenientes; además del hecho de que puede
ralentizar la productividad y aumentar el coste de fabricación de
los mats, la misma plantea generalmente problemas de compatibilidad
o de solidarización de los velos y de los mats. Tratar el mat para
mejorar su aspecto de superficie puede presentar asimismo problemas
de pérdida total o parcial de ciertas propiedades de los mats (tales
como el volumen las propiedades mecánicas...). No existe así en el
momento actual ningún procedimiento que permita obtener, con una
buena productividad unos mats a la vez suficientemente voluminosos y
porosos para poder ser utilizados de forma satisfactoria en la
fabricación de compuestos mediante unos procedimientos de moldeo por
inyección, y que permitan al mismo tiempo la realización de
compuestos que presentan un aspecto de superficie particularmente
satisfactorio.
La presente invención tiene por objetivo
proporcionar unos mats mejorados, en particular unos mats de hilos
continuos (que comprenden preferentemente unos hilos de vidrio) que
permiten en particular la realización de compuestos y/o de
productos moldeados que presentan un aspecto de superficie
particularmente satisfactorio y que pueden ser utilizados de forma
satisfactoria en la fabricación de compuestos y/o de productos
moldeados por unos procedimientos de moldeo por inyección, y tiene
por objeto proporcionar un procedimiento ventajoso de realización
de estos
mats.
mats.
Este objetivo se alcanza gracias al
procedimiento de fabricación de un mat según la invención según el
cual se deposita sobre por lo menos un transportador en movimiento
por lo menos una primera capa o serie de capas de
hilo(s) formado(s) por filamentos y por lo menos una segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos, caracterizado porque se abre por lo menos una parte del (de los) hilo(s) de la primera capa o serie de capas antes de superposición de la primera capa o serie de capas y de la segunda capa o serie de capas.
hilo(s) formado(s) por filamentos y por lo menos una segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos, caracterizado porque se abre por lo menos una parte del (de los) hilo(s) de la primera capa o serie de capas antes de superposición de la primera capa o serie de capas y de la segunda capa o serie de capas.
Preferentemente, se trata de un mat de hilos
continuos, siendo las capas de hilo(s) mencionadas
anteriormente unas capas de hilo(s) continuo(s).
La presente invención se refiere asimismo a un
dispositivo de realización del procedimiento, comprendiendo este
dispositivo por lo menos:
- -
- un primer dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación de una primera capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos,
- -
- un segundo dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación de una segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos,
- -
- por lo menos un transportador destinado a recibir la primera capa o serie de capas y la segunda capa o serie de capas de hilo(s), y
- -
- por lo menos un dispositivo de apertura de hilos situado corriente abajo del primer dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación y corriente arriba del punto del transportador donde se superponen la primera capa o serie de capas y la segunda capa o serie de capas.
La presente invención se refiere asimismo a un
mat de hilos mejorado, preferentemente un mat de hilos continuos,
comprendiendo este mat una o varias capa(s) de hilo(s)
íntegro(s) y una varias o varias capa(s) de
hilo(s) abierto(s) por lo menos en parte en forma de
filamentos, siendo este mat obtenido o siendo susceptible de ser
obtenido según el procedimiento de la invención. En particular, la
presente invención se refiere a un mat, preferentemente un mat de
hilos continuos, que comprende una o varias capa(s) de
hilo(s) íntegro(s) y una o varias capa(s) de
hilo(s) abierto(s) por lo menos en parte en forma de
filamentos, presentando esta última capa o estas últimas capas un
gradiente de dispersión de los filamentos.
El procedimiento y los mats según la invención
presentan numerosas ventajas con respecto a los procedimientos y
mats tradicionales, ventajas que se pondrán de manifiesto en el
curso de la descripción siguiente.
En el procedimiento según la invención tal como
se ha definido anteriormente, se forma un mat que comprende varias
capas de hilo(s) formado(s) por filamentos depositando
en continuo varias capas de hilo(s) formado(s) por
filamentos sobre por lo menos un transportador en movimiento (las
capas se superponen unas a las otras) y abriendo por lo menos en
parte el (los) hilo(s) de una o varias capas de
hilo(s) antes de superposición con una o varias otras capas
de hilo(s). Más precisamente, se deposita sobre por lo menos
un transportador en movimiento por lo menos una primera capa o
serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos y
por lo menos una segunda capa o serie de capas de hilo(s)
formado(s) por filamentos ("primera" y "segunda" no
definen un orden cronológico en la presente invención sino que
permiten diferenciar las capas; la primera capa puede así ser
depositada en el tiempo después de la segunda capa), superponiéndose
las capas (de hecho cada capa depositada sobre un transportador se
superpone a la o a las capas depositada(s) anteriormente
sobre este mismo transportador) y, antes de la superposición de la
primera capa o serie de capas y de la segunda capa o serie de
capas, se abre por lo menos una parte del (de los) hilo(s) de
la primera capa o serie de capas y se dispersan por lo menos en
parte los filamentos que las constituyen.
Es muy importante en la presente invención que
la apertura de los hilos se realice en una parte de las capas
depositadas antes de la superposición con la otra parte de las capas
(y no por ejemplo sobre el conjunto de las capas depositadas),
permitiendo esto la obtención de varias ventajas; en particular, en
el caso de la fabricación de un mat de hilos continuos, esto
permite obtener a la vez el aspecto de superficie y el volumen del
mat buscados.
De forma más general, esta forma de proceder
favorece también la obtención de mats que presentan una mejor
cohesión en todo su espesor y que necesitan menos ligante para su
cohesión, como aparecerá ulteriormente en la descripción.
Cada capa depositada sobre el transportador
comprende uno o varios hilos, y preferentemente comprende varios
hilos (generalmente entre una y algunas decenas de hilos). Cada hilo
utilizado para formar el mat comprende varios filamentos (por
ejemplo del orden de 10 a 150 filamentos), presentado estos
filamentos generalmente un diámetro de algunos micrones a algunas
decenas de micrones (por ejemplo del orden de 5 a 24 micrones en el
caso de los filamentos de vidrio). Los filamentos son en caso
necesario mantenidos inicialmente solidarios en el seno del hilo
gracias a un ensimado apropiado depositado (de forma conocida) sobre
los filamentos cuando tiene lugar la fabricación de los hilos
(generalmente después de la formación de los filamentos y antes de
su reunión en hilo(s). Los hilos presentan generalmente cada
uno una masa lineal comprendida entre 2 g/km y 100 g/km.
Cada hilo está formado en la mayor parte de los
casos por filamentos de un solo material pero puede estar formado
eventualmente por una mezcla de filamentos de diferentes materiales
(hilo compuesto). Las características (diámetro, masa lineal...)
iniciales (es decir antes del depósito sobre el transportador y
estallido de algunos hilos) o la constitución de los hilos
utilizados pueden ser diferentes de una capa a otra mientras que los
hilos en el seno de una misma capa son generalmente similares y
están formados por el o por los mismos materiales. Los hilos están
preferentemente formados (por filamentos) por uno o varios
materiales seleccionados de entre los materiales termoplásticos y/o
de refuerzo, por ejemplo seleccionados de entre las materias
orgánicas termoplásticas, tales como el polietilentereftalato o un
polímero acrílico, y los materiales de refuerzo tales como el
vidrio. Preferentemente, los mats según la invención están formados
en parte por hilos de refuerzo (es decir que contienen unos
filamentos de un material de refuerzo por lo menos), ventajosamente
por hilos de vidrio, estando estos hilos formados por filamentos de
vidrio únicamente (caso más frecuente) o estando formados por
filamentos de vidrio mezclados con unos filamentos de materia
orgánica (hilos compuestos). De forma particularmente preferida,
los hilos que forman los mats según la invención son esencialmente
(con más de 20% en peso, preferentemente con más de 50% en peso de
los hilos) incluso únicamente, unos hilos de vidrio y/o los mats
comprenden como capa(s) de hilo(s) íntegro(s)
una(s) capa(s) de hilo(s) de vidrio y, como
capa(s) de hilo(s) abierto(s), una(s)
capa(s) de hilo(s) de materia orgánica termoplástica
(tal como por ejemplo el polietilentereftalato o un polímero
acrílico).
Los hilos de vidrio utilizados en caso necesario
para formar el mat según la invención son generalmente unos hilos de
vidrio E, siendo estos los hilos más corrientemente utilizados en el
campo del refuerzo. Otros tipos de hilos de vidrio pueden ser
también utilizados para la formación del mat, tal como unos hilos de
vidrio A, en particular para la formación de la primera capa o serie
de capas (capa(s) de hilo(s) abierto(s) según
la invención). Preferentemente, la segunda capa, o serie de capas de
hilo(s) (capa(s) de hilo(s) íntegros) está
formada por hilo(s) de vidrio E, y en la mayor parte de los
casos según la invención, el mat comprende como hilos únicamente
unos hilos de
vidrio E.
vidrio E.
Preferentemente, el procedimiento según la
invención es un procedimiento directo en el cual se forman unos
filamentos a partir de dispositivos de alimentación, tales como por
ejemplo una hileras y/o unos dispositivos de extrusión, y después
se agrupan los filamentos en hilo(s) que se distribuyen con
la ayuda de dispositivos de proyección sobre por lo menos un
transportador en movimiento a fin de formar las caras de
hilo(s) según la invención, formando cada conjunto de
hilo(s) proyectado a partir de un dispositivo de proyección
una capa de hilo(s).
Por ejemplo, según un modo de realización
preferido de la invención, el o los hilos de cada capa del mat se
obtienen a partir de por lo menos una hilera estirando una
multiplicidad de filetes de vidrio fundido, que fluyen de una
multiplicidad de orificios dispuestos en la base de la hilera en
forma de una o varias capas de filamentos continuos y después
reuniendo los filamentos en forma del o de los hilos. En este modo
de realización de la invención, el estirado y el arrastre de los
hilos de cada capa se realiza por medio de un sistema de estirado o
"rueda de estirado" en rotación alrededor de un eje fijo y
provisto de un órgano de proyección o "rueda de aletas"
animado por un movimiento de batido con respecto a este eje,
asegurando este órgano de proyección la proyección y la repartición
de los hilos sobre el transportador que se desplaza transversalmente
con respecto a la dirección de los hilos proyectados.
En un modo de realización de la invención, el o
los hilos de por lo menos una capa pueden también ser obtenidos
extruyendo y arrastrando un material orgánico termoplástico al mismo
tiempo que se estiran unos filetes de vidrio en forma de
filamentos, convergiendo los trayectos seguidos por los filamentos
de vidrio y los filamentos orgánicos termoplásticos uno hacia el
otro antes de que dichos filamentos sean reunidos en uno o varios
hilos compuestos que se arrastran por el sistema de estirado
mencionado anteriormente. Este modo de realización de la invención
permite obtener un mat que presenta por lo menos una capa de hilos
compuestos.
En otro modo de realización ventajoso, el o los
hilos de la segunda capa o serie de capas del mat se obtienen a
partir de hilera(s) como se ha descrito anteriormente y el o
los hilos de la primera capa del mat se obtienen extruyendo y
arrastrando a partir de dispositivo(s) de extrusión un
material orgánico termoplástico en forma de filamentos que se
agrupan en el o dichos hilos.
Preferentemente según la invención, en
particular cuando los dispositivos de alimentación tienen todos unos
caudales próximos o idénticos, la primera capa o serie de capas
proviene de uno a cuatro dispositivos de alimentación, por ejemplo
de una a cuatro hileras o de uno a cuatro dispositivos de extrusión,
proviniendo la segunda capa o serie de capas generalmente de un
número de dispositivos de alimentación mucho más elevado (de forma
por ejemplo que la primera capa o serie de capas forme solamente
del orden de 5 a 20% en peso del mat obtenido, presentando este mat
así a la vez un buen aspecto de superficie, buenas propiedades
mecánicas, y el volumen buscado en el caso de los hilos
continuos).
La apertura de los hilos se realiza generalmente
según la invención por uno o unos medios mecánicos (o en parte
mecánicos) que actúan sobre los hilos de la primera capa o serie de
capas dispuestos sobre el transportador. Preferentemente, los hilos
son abierto mecánicamente bajo la acción de una cascada y/o de
chorros de fluido (por ejemplo una cascada o unos chorros de agua o
una cascada o unos chorros del ligante líquido como se ha
mencionado anteriormente) que llega transversalmente sobre el (los)
hilo(s) de la primera capa o serie de capas dispuestos sobre
el transportador. Los hilos, en el caso de los hilos continuos, son
preferentemente abiertos bajo la acción de una cascada de líquido
que se vierte sobre el (los) hilo(s) de la primera capa o
serie de capas dispuestos sobre el transportador, siendo la
utilización de chorros por el contrario preferida en el caso de los
hilos cortados.
Según la invención, el o los hilos de la primera
capa o serie de capas son abiertos por lo menos en parte, es decir
que los filamentos que constituyen el (los) hilo(s) o los
filamentos de por lo menos una parte de los hilos están separados
en una o varias porciones del (de los) hilo(s) y ocupan (o se
expanden sobre) una superficie (o sección) más importante que la
ocupada inicialmente por el hilo (por ejemplo una sección del orden
de algunos milímetros mientras que el hilo presenta inicialmente una
sección inferior al milímetro), quedando estos filamentos muy a
menudo también juntos (o conservando el hilo aproximadamente su
sección inicial) en otros puntos del (de los) hilo(s).
Según el tipo de dispositivo de apertura
empleado, este dispositivo puede también dispersar más o menos los
filamentos. En el modo de realización de la invención que utiliza
una cascada o unos chorros de líquido, esta cascada o estos chorros
pueden así ser regulados (a nivel de por ejemplo su caudal) para
permitir a la vez abrir el (los)
hilo(s) y favorecer la dispersión de los filamentos que los constituyen. Por ejemplo, en el caso en particular de los hilos continuos, la utilización de una cascada que presenta un caudal del orden de 1 a algunos metros cúbicos por hora por metro de anchura de cascada, para un transportador que progresa a unas velocidades del orden de algunos metros a algunas de decenas de metros por minuto, permite una buena apertura de los hilos y una buena dispersión de los filamentos. Se puede prever también la utilización de un dispositivo de dispersión suplementario distinto del o de los dispositivos de apertura del (de los) hilo(s); por ejemplo, el o los hilos de la primera capa o serie de capas, durante o después de su apertura, pueden pasar por un baño que favorece la dispersión de los filamentos que los constituyen. Este baño puede estar por ejemplo constituido por el excedente de líquido que cae de la cascada o de los chorros y no retenido por las capas de hilo(s) o puede ser independiente de la cascada o de los chorros. Puede estar contenido en una porción del transportador (en el caso en particular en que éste se presenta en forma de una banda de tejido no estanca), corriente abajo en particular del o de los dispositivos de apertura, por medio de una placa dispuesta bajo el transportador y, eventualmente por medio de paredes laterales que bordean el transportador. La presencia de la placa inferior que contiene el baño puede permitir en caso necesario una mejor apertura de los hilos y dispersión de los filamentos.
hilo(s) y favorecer la dispersión de los filamentos que los constituyen. Por ejemplo, en el caso en particular de los hilos continuos, la utilización de una cascada que presenta un caudal del orden de 1 a algunos metros cúbicos por hora por metro de anchura de cascada, para un transportador que progresa a unas velocidades del orden de algunos metros a algunas de decenas de metros por minuto, permite una buena apertura de los hilos y una buena dispersión de los filamentos. Se puede prever también la utilización de un dispositivo de dispersión suplementario distinto del o de los dispositivos de apertura del (de los) hilo(s); por ejemplo, el o los hilos de la primera capa o serie de capas, durante o después de su apertura, pueden pasar por un baño que favorece la dispersión de los filamentos que los constituyen. Este baño puede estar por ejemplo constituido por el excedente de líquido que cae de la cascada o de los chorros y no retenido por las capas de hilo(s) o puede ser independiente de la cascada o de los chorros. Puede estar contenido en una porción del transportador (en el caso en particular en que éste se presenta en forma de una banda de tejido no estanca), corriente abajo en particular del o de los dispositivos de apertura, por medio de una placa dispuesta bajo el transportador y, eventualmente por medio de paredes laterales que bordean el transportador. La presencia de la placa inferior que contiene el baño puede permitir en caso necesario una mejor apertura de los hilos y dispersión de los filamentos.
La capa o primera serie de capas obtenida
después de apertura del (de los) hilo(s) y dispersión de los
filamentos presenta generalmente un gradiente de dispersión de los
filamentos, ejerciéndose la acción de los dispositivos de apertura
de tipo cascada o chorros principalmente en la superficie de la o de
las capas que reciben la cascada o los chorros y después se ejercen
de forma decreciente hasta la superficie opuesta, generalmente la
que está en contacto con el transportador, de la o de las capas. En
otros términos, la dispersión de los filamentos que constituyen el
(los) hilo(s) de la primera capa o serie de capas disminuye
(los filamentos se extienden sobre una superficie cada vez menos
importante y/o razón los hilos son abiertos en una longitud cada
vez menos importante con respecto a la longitud total de los hilos)
a medida que se aleja de la cara (de la o de las capas) que ha
recibido la cascada o los chorros.
Según la invención, el o los hilos de la primera
capa o serie de capas son abiertos mientras se encuentran sobre un
transportador y después se superponen con el (los) hilo(s) de
la segunda capa o serie de capas, es decir que pueden pasar a
recubrir el (los) hilo(s) de la segunda capa o serie de capas
o ser recubiertos por el (los) hilo(s) de la segunda capa o
serie de capas (por regla general y preferentemente, son recubiertos
por el (los) hilo(s) de la segunda capa o serie de capas y
se encuentran en contacto con el transportador).
Los hilos de las diferentes capas pueden ser
depositados sucesivamente sobre un mismo transportador o sobre
varios transportadores, realizándose la superposición final de todas
las capas sobre un transportador sobre el cual llegan (y son
entonces depositadas) todas las capas (algunas capas provienen
eventualmente de otros transportadores sobre los cuales han sido
inicialmente depositadas). En particular, el o los hilos de la
primera capa o serie de capas pueden ser abiertos sobre un primer
transportador y después ser introducidos sobre un segundo
transportador antes de recubrir o ser recubiertos sobre este segundo
transportador por el (los) hilo(s) de la segunda capa o
serie de capas. Este modo de realización presenta en particular la
ventaja de permitir la utilización para cada capa o serie de capas,
de transportadores apropiados según los tratamientos sufridos por
estas capas.
Según un modo de realización ventajoso de la
presente invención, el o los hilos de la primera capa o serie de
capas son posicionados o reposicionados sobre el transportador antes
de recubrir o ser recubiertos por el (los) hilo(s) de la
segunda capa o serie de capas de manera que la dispersión más
importante de los filamentos se observa sobre una cara exterior de
la estructura fibrosa (o del mat) así formada. Por ejemplo, el o los
hilos de la primera capa o serie de capas son depositados y después
abiertos por una cascada o unos chorros de fluido sobre un primer
transportador y después pasan a recubrir el (los) hilos de la
segunda capa o serie de capas sobre un segundo transportador de
manera que el (los) hilo(s) más abierto(s) se
encuentra(n) en la cara superior de la estructura fibrosa
obtenida, o bien el o los hilos de la primera capa o serie de capas
son depositados y después abiertos por una cascada o unos chorros de
fluido sobre un primer transportador y después son introducidos
sobre un segundo transportador girando la capa o serie de capas de
manera que los hilos de la cara superior de la capa o serie de
capas se encuentren de nuevo en la cara inferior y viceversa, antes
del recubrimiento de la capa o serie de capas por el (los)
hilo(s) de la segunda capa o serie de capas de manera que el
(los) hilo(s) más abierto(s) se encuentra(n) en
la cara inferior de la estructura fibrosa obtenida. Estos
modos
de realización permiten mejorar aún el aspecto de superficie (en por lo menos una cara) de los productos obtenidos.
de realización permiten mejorar aún el aspecto de superficie (en por lo menos una cara) de los productos obtenidos.
Preferentemente, en el procedimiento según la
invención, se prevé también recubrir las capas de hilos con por lo
menos un ligante que asegura, después de un tratamiento apropiado,
por ejemplo después de su fusión y/o su polimerización y/o su
reticulación, la cohesión de los hilos y filamentos que constituyen
el mat. Preferentemente, se utiliza por lo menos un ligante en
forma líquida y de forma particularmente preferida, se utiliza
también por lo menos un ligante en forma de polvo como complemento
del ligante líquido, siendo estos dos ligantes o estas dos partes
de ligante ventajosamente depositados separadamente.
El ligante líquido es preferentemente depositado
(vertido, pulverizado) sobre la primera capa o serie de capas de
hilos después de la apertura de los hilos y/o la dispersión de los
filamentos que los constituyen o simultáneamente con la apertura
y/o la dispersión, y antes de superposición con la segunda capa o
serie de capas, y permite ligar previamente los hilos de la primera
capa o serie de capas. En el modo de realización de la invención
que utiliza una cascada o unos chorros de líquido como dispositivo
de apertura de los hilos, este ligante corresponde preferentemente
al líquido vertido por la cascada o los chorros de líquido(o
está presente en este líquido). El ligante en forma de polvo es
preferentemente vertido sobre la segunda capa o series de capas
después de superposición de las diferentes capas. La o las capas
previamente ligadas por el ligante líquido son preferentemente
puestas en la cara inferior del mat formado sobre el transportador
para evitar eventualmente la insuficiencia de ligante en polvo que
alcanza la primera capa o serie de capas o para retener el polvo
ligante en el mat y permitir así ligar el mat en todo su espesor
utilizando unas cantidades mínimas de ligante líquido y de ligante
en polvo. La utilización de pequeñas cantidades de ligante, en
particular de polvo, permite también evitar la formación de masas
de ligante o de polvo que pueden perjudicar el aspecto de superficie
del producto obtenido. El mat así obtenido presenta un ligado
suficiente, y no excesivo o importante, en todo su espesor y sobre
sus dos caras, realizando una economía de ligante.
La utilización combinada de un ligante líquido y
de un ligante en forma de polvo, tal como se ha descrito
anteriormente en el procedimiento según la invención presenta así
varias ventajas: permite en particular obtener una repartición
particularmente homogénea del ligante en el seno del mat, en
particular en todo su espesor, utilizando pequeñas cantidades de
ligante, contrariamente a la utilización de un ligante solamente en
forma de polvo, eventualmente en dispersión en un liquido no
pegajoso, o solamente en forma de una solución, repartiéndose estos
últimos ligantes en efecto de forma más selectiva en el mat, siendo
utilizados en mayores cantidades para obtener un encolado en el
espesor del mat y provocando unos pegados demasiado importantes de
los hilos en ciertos puntos del mat.
El ligante (o la parte del ligante) en forma
líquida está en forma de una disolución o emulsión o suspensión y
comprende generalmente un disolvente o (en el caso de una emulsión o
suspensión) un medio o vehículo, por ejemplo el agua, un agente
pegajoso en forma de polímero(s) por ejemplo un acetato de
polivinilo o una resina acrílica o poliéster, un agente de
acoplamiento, por ejemplo un silano, y un agente dispersante, por
ejemplo un tensioactivo no iónico o catiónico. El ligante (o la
parte del ligante) en forma de polvo se presenta generalmente en
forma de
polímero(s) termoplástico(s) o termoendurecible(s) por ejemplo en forma de poliéster(es) insaturado(s).
polímero(s) termoplástico(s) o termoendurecible(s) por ejemplo en forma de poliéster(es) insaturado(s).
El porcentaje de materias "secas" que
provienen del ligante líquido (es decir que quedan después de
evaporación del disolvente o medio) que se busca depositar en caso
necesario sobre la primera capa o serie de capas representa
preferentemente de 0 a 5% en peso del peso de la primera capa o
serie de capas (representando el extracto seco del ligante líquido
por ejemplo del orden de 3 a 12% de ligante líquido) y el porcentaje
de ligante en forma de polvo depositado en caso necesario sobre la
segunda capa o serie de capas representa preferentemente de 2 a 6%
en peso del peso del conjunto de las capas depositadas.
El ligante, en particular el ligante en forma
líquida, no retenido por el mat puede ser reciclado y reutilizado
en el procedimiento según la invención, siendo su composición
ajustada por la adición de un complemento líquido o sólido antes
del depósito sobre nuevos hilos o nuevas porciones de hilos en el
procedimiento según la invención.
La estructura fibrosa obtenida después de
depósito de la segunda capa o serie de capas y después de depósito
del ligante que permite el ligado de las capas entre sí, es
generalmente introducida en un dispositivo que permite o favorece
la fusión y/o la polimerización y/o la reticulación del ligante, por
ejemplo un dispositivo de tratamiento térmico tal como una estufa o
por ejemplo, según la elección del ligante, un dispositivo de
irradiación tal como una fuente de radiaciones ultravioleta. En caso
necesario, la capa de hilos obtenida después del depósito de la
segunda capa o serie de capas puede haber sido tratada previamente
para extraer el excedente de agua que se encuentra sobre los hilos,
por ejemplo puede haber sido secada mediante el paso por una
primera estufa, antes de depósito, en caso necesario, del ligante en
forma de polvo antes del paso, por ejemplo, por una segunda estufa
para la fusión y/o polimerización y/o reticulación del ligante. Este
secado permite en caso necesario fijar los componentes activos del
ligante líquido depositado y/o permite una mejor introducción del
ligante en forma de polvo en el interior de las capas de hilos.
También es posible pulverizar un fluido tal como agua sobre la capa
de hilos (es decir humedecer de nuevo ligeramente los hilos) justo
antes y/o después del depósito de ligante en forma de polvo para
permitir una mejor fijación de éste sobre los hilos.
El mat según la invención presenta en general
una masa superficial global de por lo menos de 150 g/m^{2}.
Comprende generalmente (o está constituido por) una o varias capas
(que corresponden aproximadamente a la segunda capa o serie de
capas) que presenta(n) una masa superficial de por lo menos
120 g/m^{2} (y preferentemente de por lo menos
170 g/m^{2}, pudiendo esta masa superficial alcanzar hasta 900 o incluso 1.800 g/m^{2}) y una o varias capas (que corresponden aproximadamente a la primera capa o serie de capas) que presenta(n) una masa superficial de por lo menos 20 a 30 g/m^{2} (y preferentemente de por lo menos 70 g/m^{2}), siendo esta masa generalmente inferior a la de la o de las otras capas citada(s) y siendo, en la mayor parte de los casos, inferior a 150 g/m^{2}.
170 g/m^{2}, pudiendo esta masa superficial alcanzar hasta 900 o incluso 1.800 g/m^{2}) y una o varias capas (que corresponden aproximadamente a la primera capa o serie de capas) que presenta(n) una masa superficial de por lo menos 20 a 30 g/m^{2} (y preferentemente de por lo menos 70 g/m^{2}), siendo esta masa generalmente inferior a la de la o de las otras capas citada(s) y siendo, en la mayor parte de los casos, inferior a 150 g/m^{2}.
El mat según la invención consiste muy a menudo
en una estructura fibrosa, generalmente recubierta con un ligante
tratado como se ha descrito anteriormente, obtenida según el
procedimiento de la invención. La (o esta estructura fibrosa)
comprende por lo menos una capa de hilo(s) de vidrio
abierto(s) por lo menos en parte en forma de filamentos y
que presenta un gradiente de dispersión de los filamentos (o también
un gradiente de superficie su ocupada por los hilos abiertos) y por
lo menos una capa de hilo(s) de vidrio íntegro(s) es
decir de hilo(s) constituido(s) por filamentos
solidarios unos de los otros, presentando este (estos)
hilo(s) generalmente una sección aproximadamente redonda,
estando esta última capa ligada a la o a las otras capas por medio
de uno (o de) ligante(s) y conservando (en particular en el
caso de que se trate de una capa de hilos continuos) su volumen
inicial y una buena porosidad debido a que no ha sufrido ninguna
fuerza de compresión o de troceado en el curso del procedimiento.
La presencia de esta última capa permite obtener también unos
compuestos que presentan buenas propiedades mecánicas. En general,
la (las) capa(s) de hilo(s) abierto(s)
representa(n) de 5 a 50% en peso de la estructura fibrosa
obtenida según la invención (o del mat) y preferentemente
representa(n) de 5 a 20% (incluso, en la mayor parte de los
casos, de 8 a 20%) de esta estructura (o del mat).
Eventualmente, el mat según la invención puede
ser formado ensamblando, dorso con dorso, dos estructuras fibrosas
obtenidas según el procedimiento de la invención y ligándolas por
ejemplo por pegado, de manera que presente una o varias capas
centrales formada(s) por hilo(s) de vidrio
íntegros(s) y unas capas externas que presentan cada una un
gradiente de dispersión de los filamentos, presentado dicho mat la
ventaja de tener un buen aspecto de superficie en sus dos
caras.
Los mats según la invención presentan, en el
caso de los mats de hilos continuos, un volumen suficiente con
respecto a su peso de hilos para poder ser utilizados en moldeo por
inyección. Por ejemplo, para un gramaje (o masa superficial) del
orden de 450 g/m^{2} presentan un espesor (bajo una presión
inferior a 50 g/cm^{2} de por lo menos 1,5 mm, generalmente de
por lo menos 2 mm (contrariamente a los mats destinados por ejemplo
a las aplicaciones eléctricas o a la pultrusión que presentan con el
mismo gramaje un espesor inferior a 1 mm). Los mats de hilos
continuos según la invención permiten obtener fácilmente y
eficazmente unos compuestos y/o unos productos moldeados, en
particular por inyección, que presentan en particular un aspecto de
superficie particularmente satisfactorio. Los compuestos obtenidos
comprenden por lo menos un mat según la invención y por lo menos un
material orgánico y/o inorgánico, preferentemente por lo menos un
material orgánico termoplástico o termoendurecible o elastómero
(tal como un poliuretano).
Aunque el procedimiento y los mats según la
invención hayan sido descritos preferentemente en el caso de los
mats de hilos continuos, el procedimiento y los mats según la
invención son también particularmente ventajosos en el caso de los
mats de hilos cortados también cubierto por la presente invención.
Los mats de hilos cortados puede ser obtenidos procediendo como se
ha descrito anteriormente para los hilos continuos, siendo los hilos
obtenidos por reunión de los filamentos sin embargo cortados por un
dispositivo de corte antes de su depósito o conjuntamente con su
depósito en forma de capa(s) sobre el transportador en el
procedimiento según la invención, siendo estos hilos obtenidos
directamente de hileras y/o de extrusoras, o pudiendo también ser
obtenidos de arrollamientos. Los mats obtenidos presentan también
dos tipos de capa (s) como se ha definido según la invención,
siendo las ventajas obtenidas en particular una mejor cohesión en el
espesor del mat, una ganancia de material ligante (menos ligante
necesario para la cohesión y, en caso necesario, menos pérdidas de
ligante debido a que los hilos abiertos retienen mejor el ligante
en la parte inferior del mat) y un mejor aspecto de superficie. Los
mats según la invención pueden combinar también a la vez unos hilos
continuos y unos hilos cortados, y las capas de hilos utilizadas en
el procedimiento según la invención pueden ser en parte unas capas
de hilos continuos y en parte una capas de hilos cortados.
Otras ventajas y características de la invención
se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción
siguiente con referencia al plano que ilustra unos modos de
realización ventajosos de la presente invención, siendo estos modos
ilustrativos pero no limitativos.
La figura 1 representa esquemáticamente un
primer modo de realización de la invención.
La figura 2 representa esquemáticamente un
segundo modo de realización de la invención.
La figura 3 representa esquemáticamente un
tercer modo de realización de la invención.
En las figuras representadas, el sentido de paso
de cada transportador está indicado por una flecha encima del
transportador.
En el modo de realización ilustrado en la figura
1, una primera serie de capas 1, 2, 3, de hilos, que provienen de
tres hileras o de tres extrusoras (no representadas), comprendiendo
cada capa uno o varios hilos y pasando a recubrir el(los)
hilo(s) de la capa precedente, es depositada en continuo
sobre un transportador 4 en movimiento. El material que constituye
la banda de transporte del transportador puede ser por ejemplo un
tejido de hilos de acero. La primera serie de capas pasa bajo un
dispositivo 5 de apertura de los hilos, presentando este
dispositivo (en forma, por ejemplo, de un cilindro hueco provisto de
una pared vertical en su base) una abertura 6 en su parte superior
que permite el escape continuo de un ligante líquido 7 que alimenta
el dispositivo en continuo, fluyendo este ligante líquido a lo
largo de una pared vertical 8 en la parte inferior del dispositivo
de apertura y cayendo así en forma de una cortina (o cascada) de
líquido 9 sobre la primera serie de capas. El caudal de ligante
líquido se elige de forma que permita la apertura de los hilos y la
dispersión buscada de los hilos, permitiendo el ligante al mismo
tiempo ligar entre sí los hilos de la primera serie de capas.
El ligante excedente depositado sobre el mat y
no retenido por éste es eventualmente provisionalmente mantenido en
la superficie del transportador de manera que forme un baño en el
cual circula la primera serie de capas y de forma que permita una
mejor dispersión de los filamentos que constituyen los hilos después
de la apertura de estos últimos. Una placa rígida estanca 11 y
eventualmente unas paredes laterales (no representadas en las
figuras) pueden ser utilizadas a este fin para retener el ligante
líquido en exceso sobre una cierta porción del trayecto de las
capas de hilos, después el ligante en exceso es evacuado, por
ejemplo a través del transportador y eventualmente recuperado y
después reciclado con la ayuda de dispositivo(s)
apropiado(s) (esquemáticamente representado(s) en
10). Si es necesario, la composición del ligante es ajustada de
nuevo antes de la reintroducción en el dispositivo 5.
Después de la apertura de los hilos y de la
dispersión de los filamentos que los constituyen, la primera serie
de capas de hilos es recubierta en continuo con una segunda serie de
capas de hilos (cinco capas 12, 13, 14, 15, 16, están aquí
representadas por razones prácticas pero siendo el número de capas
de la segunda serie generalmente superior) que provienen de hileras
(no representadas). La capa o estructura fibrosa formada 17 es
eventualmente secada en una estufa 18 y después es revestida de
ligante en forma de polvo 19 con la ayuda de un o varios
dispositivo(s) apropiado (s) 20, siendo esta capa
eventualmente ligeramente humidificada de nuevo antes y/o después
del depósito del polvo para permitir una mejor de éste. El ligante
(líquido y en forma de polvo) es a continuación tratado por ejemplo
en una estufa 21 de manera que se obtenga un mat 22, pudiendo este
mat a continuación ser recogido y/o recortado y/o ensamblado con
otros mats similares (operaciones no representadas) a fin de
obtener el (los) mats definitivo(s). Eventualmente, es
posible prever un dispositivo de limpieza o lavado (no
representado) de la cinta transportadora del transportador
(generalmente sin fin) a fin de extraer el ligante eventualmente
pegado sobre el transportador, cuando tiene lugar el retorno de la
cinta hacia las primeras etapas del procedimiento. Se pueden
utilizar también varios transportadores sucesivos en lugar de un
solo transportador 4.
En el modo de realización representado en la
figura 2, una primera serie de capas 1, 2, 3, 23 de hilos, que
provienen de cuatro hileras o de cuatro extrusoras (no
representadas), comprendiendo cada capa uno o varios hilos y
pasando a recubrir el (los) hilo(s) de la capa precedente, es
depositada en continuo sobre un primer transportador 4 en
movimiento. La primera serie de capas pasa bajo un dispositivo 5 de
apertura de los hilos que vierte en cascada un ligante líquido
sobre la primera serie de capas.
Como en el primer modo de realización, la
primera serie de capas circula en un baño formado por el ligante
excedente de manera que permita una mejor dispersión de los
filamentos que constituyen los hilos después de la apertura de
estos últimos, estando este baño delimitado por una placa 11 y
eventualmente unas paredes (no representadas), y después el ligante
en exceso es evacuado y eventualmente reciclado con ayuda de
dispositivo(s) apropiado(s) 10 como en el primer modo
de realización.
Después de la apertura de los hilos y de la
dispersión de los filamentos que los constituyen, la primera serie
de capas de hilos es transferida a un segundo transportador 24 donde
es recubierta en continuo con una segunda serie de capas de hilos
12, 13, 14, 15, 16. La capa formada 17 es a continuación tratada
como en el modo de realización ilustrado en la figura 1.
El modo de realización representado en la figura
3 es similar al modo de realización representado en la figura 2,
con excepción de que la primera serie de capas de hilos es
"girada" antes de introducción sobre el segundo transportador.
Así, los hilos que se encuentran en la cara superior de la primera
serie de capas sobre el primer transportador 4 se encuentran en la
cara inferior sobre el segundo transportador 24 y los hilos que se
encuentran en la cara inferior sobre el primer transportador 4 se
encuentran en la cara superior sobre el segundo transportador 24.
Los hilos más "abiertos" que dan un mejor aspecto de superficie
se encuentran así sobre una de las caras del mat formado.
Los mats obtenidos según la invención pueden ser
utilizados con ventajas en la realización de diversos artículos
compuestos, en particular en la fabricación de artículos moldeados
por inyección (por ejemplo unas piezas de automóviles tales como
unas cabinas de camión, etc...) o por embutición.
Claims (20)
1. Procedimiento de fabricación de un mat según
el cual se deposita sobre por lo menos un transportador en
movimiento por lo menos una primera capa o serie de capas de
hilo(s) formado(s) por filamentos y por lo menos una
segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s)
por filamentos, caracterizado porque se abre por lo menos
una parte del (de los) hilo(s) de la primera capa o serie de
capas antes de la superposición de la primera capa o serie de capas
y de la segunda capa o serie de capas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
según el cual los hilos son unos hilos continuos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
según el cual los hilos son, por lo menos para una parte de ellos,
unos hilos cortados.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, según el cual los hilos están formados por
filamentos de refuerzo, preferentemente por filamentos de vidrio,
y/o filamentos de material orgánico.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los hilos son
abiertos mecánicamente bajo la acción de una cascada y/o de chorros
de fluido que llegan transversalmente sobre el (los) hilo(s)
de la primera capa o serie de capas dispuestas sobre el
transportador.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el o los hilos
de la primera capa o serie de capas, durante o después de su
apertura, pasan por un baño que favorece la dispersión de los
filamentos que los constituyen.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el o los hilos
de la primera capa o serie de capas son abiertos por medio de un
fluido que comprende un ligante líquido
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque un ligante en
forma de polvo es vertido sobre las capas de hilo(s)
superpuestas.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque los hilos son humedecidos de nuevo justo
antes y/o después del depósito de ligante en forma de polvo.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque las capas de
hilo(s) superpuestas son introducidas en un dispositivo de
fusión y/o de polimerización y/o de reticulación del ligante.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque las capas de hilo(s) superpuestas
son secadas antes de ser introducidas en un dispositivo de fusión
y/o de polimerización y/o de reticulación del ligante.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el o los hilos
de la primera capa o serie de capas son abiertos sobre un primer
transportador y después son introducidos sobre el segundo
transportador sobre el cual son recubiertos por el (los)
hilo(s) de la segunda capa o serie de capas.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el o los hilos
de la primera capa o serie de capas son girados antes de ser
introducidos sobre el segundo transportador.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque cada capa de
hilo(s) proviene de una hilera y/o de una extrusora o de
arrollamiento(s).
15. Dispositivo para la realización del
procedimiento, comprendiendo este dispositivo:
- -
- un primer dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación de una primera capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos,
- -
- un segundo dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación de una segunda capa o serie de capas de hilo(s) formado(s) por filamentos,
- -
- por lo menos un transportador destinado a recibir la primera capa o serie de capas y la segunda capa o serie de capas, y
- -
- por lo menos un dispositivo de apertura de hilos situado corriente abajo del primer dispositivo o conjunto de dispositivos de alimentación y corriente arriba del punto del transportador donde se superponen la primera capa o serie de capas y la segunda capa o serie de capas, presentando este dispositivo de apertura de los hilos una abertura en su parte superior que permite el escape continuo de un fluido que alimenta el dispositivo en continuo, fluyendo este fluido a lo largo de una pared vertical en la base del dispositivo de apertura.
\newpage
16. Mat obtenido por el procedimiento definido
en una de las reivindicaciones 1 a 14, comprendiendo dicho mat una
varias o capa(s) de hilo(s) íntegro(s) y una o
varias capa(s) de hilo(s) abierto(s) por lo
menos en parte en forma de filamentos.
17. Mat según la reivindicación 16,
caracterizado porque la o las capa(s) de hilos
abierto(s) por lo menos en parte en forma de filamentos
presentan un gradiente de dispersión de los filamentos.
18. Mat según una de las reivindicaciones 16 ó
17, caracterizado porque los hilos están formados por
filamentos de refuerzo, preferentemente filamentos de vidrio, y/o
filamentos de material orgánico.
19. Mat según una de las reivindicaciones 16 a
18, caracterizado porque los hilos son unos hilos
continuos.
20. Compuesto que comprende por lo menos un
material orgánico y/o un material inorgánico y que comprende por lo
menos unos hilos de refuerzo, caracterizado porque comprende
por lo menos un mat según una de las reivindicaciones 16 a 19.
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