ES2299211T3 - Procedimiento y aparato de preimpregnacion con resina. - Google Patents
Procedimiento y aparato de preimpregnacion con resina. Download PDFInfo
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Abstract
Un proceso para impregnar un material de fibra continua (9) que es un producto fibroso que tiene fibras que son suficientemente largas para proporcionar a la mecha una resistencia suficiente para soportar una tensión de al menos 1, 1 N sin romperse, comprendiendo el proceso las etapas de: (a) alimentar el material de fibra continua (9) con una tensión de al menos 1, 1 N; (b) calentar el material de fibra (9) a una primera temperatura; y (c) arrastrar dicho material de fibra (9) calentado a través de un baño de composición de resina fundida a una segunda temperatura, caracterizado porque se aplica una fuerza de cizallamiento al material de fibra (9) en el momento en el que el material de fibra (9) está en contacto con la composición de resina fundida, la primera temperatura, medida cuando el material de fibra (9) se pone en contacto con la resina fundida, es mayor que la segunda temperatura, y el tiempo de residencia del material de fibra (9) en el baño es menor de aproximadamente10 segundos, produciendo un material de fibra impregnado que no tiene sustancialmente huecos.
Description
Procedimiento y aparato de preimpregnación con
resina.
Esta invención se refiere a composiciones y
artículos reforzados con fibra y a procedimientos para producir
dichas composiciones y artículos.
Particularmente, la presente invención
proporciona un aparato y un procedimiento de preimpregnación de
materiales reforzantes tales como fibras con materiales resinosos o
poliméricos, especialmente composiciones de resina o polímero
termoplástico, y los preimpregnados producidos mediante dicho
aparato o procedimiento. La invención proporciona adicionalmente un
procedimiento de uso de dichos preimpregnados para conformar
artículos que tienen propiedades altamente deseables y los
artículos producidos mediante el mismo.
Los materiales termoplásticos y
termoendurecibles reforzados tienen una amplia aplicación, por
ejemplo, en la industria aeroespacial, automovilística, química y
de bienes deportivos. Las resinas termoendurecibles se impregnan en
el material reforzante antes de curar, mientras los materiales
resinosos tienen baja viscosidad. Las composiciones termoplásticas,
en contraposición, son más difíciles de impregnar en el material
reforzante debido a las viscosidades comparativamente elevadas. Por
otro lado, las composiciones termoplásticas ofrecen una serie de
beneficios frente a las composiciones termoendurecibles. Por
ejemplo, con los preimpregnados termoplásticos es más fácil
fabricar artículos. Otra ventaja es que los artículos termoplásticos
conformados a partir de dichos preimpregnados pueden reciclarse.
Además, puede conseguirse una amplia variedad de propiedades
mediante la selección apropiada de la matriz termoplástica.
Los materiales plásticos reforzados con fibra
pueden fabricarse impregnando en primer lugar el refuerzo de fibra
con resina conformando un preimpregnado, consolidando después dos o
más preimpregnados en un laminado, opcionalmente con etapas de
conformación adicionales. La consolidación es típicamente necesaria
para eliminar los huecos que resultan de la incapacidad de la
resina de desplazar totalmente el aire del haz de fibras, estopa o
mecha durante los procesos que se han utilizado para impregnar las
fibras con resina. Los hilos de mechas, estopas, láminas o capas de
preimpregnados impregnados individualmente se consolidan
habitualmente mediante calor y presión, o con calor y vacío como
mediante moldeo con bolsa de vacío y compactando en un autoclave.
La etapa de condensación ha requerido generalmente la aplicación de
muy altas presiones o vacíos a alta temperatura y durante tiempos
relativamente largos. Como alternativa, el haz de fibras
preimpregnado se tritura o granula y se utiliza después en un
proceso de moldeo o extrusión, con o sin otros materiales o
refuerzos poliméricos, produciendo artículos moldeados o
extruidos.
extruidos.
En el pasado, típicamente una composición
termoplástica se ha calentado, suspendido, mezclado o diluido con
disolventes, plastificantes u otros materiales de bajo peso
molecular para reducir la viscosidad de la composición antes de
utilizarla para impregnar el material reforzante. Estos
procedimientos han sufrido graves inconvenientes. En el caso de
utilizar disolvente para reducir la viscosidad, el disolvente debe
eliminarse después de la etapa de impregnación, dando como
resultado una etapa adicional en el proceso, así como emisiones
indeseadas. Además, la composición termoplástica deseada puede ser
insoluble en o incompatible con el diluyente deseado.
En el caso de calentar la composición de matriz
termoplástica a una temperatura a la que su viscosidad sea
suficientemente baja para una impregnación satisfactoria de la
fibra, el tiempo de residencia de la resina en la zona calentada
puede dar como resultado la degradación de la resina con la
reducción acompañante de las propiedades mecánicas deseadas.
Además, el peso molecular de la resina puede tener que mantenerse
menor de lo que sería deseable para las propiedades del producto
final para facilitar la etapa de impregnación. Finalmente, como se
observó anteriormente, los procesos conocidos para impregnar resina
termoplástica en materiales reforzantes han requerido una larga
consolidación de los materiales preimpregnados a altas temperaturas
y presiones para desarrollar la mejor resistencia física y otras
propiedades y para minimizar o eliminar la desgasificación durante
la consolidación o en etapas posteriores, por ejemplo, procesos de
apresto. La desgasificación durante la consolidación da como
resultado huecos dentro del material compuesto que pueden causar
microfisuras o deslaminación prematura, que pueden afectar
adversamente a las propiedades mecánicas; la desgasificación
durante las etapas de recubrimiento tiende a causar la formación de
orificios o vesículas en el sustrato o recubrimiento, dando como
resultado superficies o aprestos indeseablemente rugosos y
defectuosos.
Cogswell et al., patentes de EE.UU. nº
5.213.889, 5.019.450, 4.559.262 y 4.549.920 enseñan que la
impregnación de fibras con polímeros termoplásticos requiere (1) un
polímero de peso molecular relativamente bajo para proporcionar una
viscosidad en estado fundido suficientemente baja (menos de 30
Ns/m^{2}, la tabla 1 muestra una humectación cada vez peor de
fibra a medida que se aproxima el límite de 30 Ns/m^{2}), (2)
tener dentro del baño de polímero fundido un dispersor con una
entrada de calor externa para calentar el polímero en la inmediata
vecindad del dispersor a una temperatura relativamente alta, (3)
velocidades de salida lentas (la tabla 2 muestra una humectación de
fibra significativamente reducida a 60 cm/min, en comparación con 36
cm/min), y (4) tiempos de residencia largos de las fibras en el
baño de polímero fundido (el tiempo de residencia mostrado en los
ejemplos 1 y 5 es de 30 segundos). Los calidades convencionales de
material termoplástico (concretamente, que tienen los pesos
moleculares utilizados generalmente en la conformación de artículos
a partir de materiales termoplásticos) no pueden humedecer
satisfactoriamente las fibras en el proceso de Cogswell, como se
muestra en el ejemplo 4 del titular de patente.
La presente invención proporciona la capacidad
de conformar preimpregnados utilizando polímeros de peso molecular
elevado para conseguir la mayor resistencia posible y para optimizar
otras propiedades físicas en artículos formados a partir de los
mismos. Además, el presente proceso inventivo es de menor coste y
más eficaz que los procesos anteriores porque el presente proceso
permite una velocidad de salida más rápida y un tiempo de
residencia más corto en el baño de polímero fundido, produciendo al
mismo tiempo un preimpregnado en el que las fibras están
sustancialmente humedecidas del todo.
En otro proceso anteriormente conocido, Cogswell
et al., patentes de EE.UU. nº 4.783.349, 4.735.828 y
4.624.886, utilizan un plastificante de bajo peso molecular para
reducir la viscosidad en estado fundido de una resina de
impregnación termoplástica. Los filamentos del haz de fibras se
prehumedecen con el plastificante antes de entrar en el baño de
polímero fundido, que puede incluir un plastificante metálico
adicional. El plastificante se elimina mediante volatilización
cuando no se desea en el producto final. Por tanto, la producción
de materiales con alta resistencia y otras propiedades físicas para
las que la plastificación es indeseable requiere no sólo la etapa
de prehumectación, sino también una etapa de evaporación o
extracción de otro modo del plastificante después de la
impregnación. El proceso se ilustra también para tejido de fibras
reforzantes, y los titulares de patente enseñan que el proceso no
requiere una aportación de trabajo mecánico significativa en forma
de tensionado de la fibra. Cogswell et al., en la patente de
EE.UU. nº 4.541.884, enseñan un proceso en el que se incorpora un
plastificante al baño de polímero termoplástico fundido para
reducir
la viscosidad del baño fundido. El plastificante se volatiliza del preimpregnado en una etapa de proceso adicional.
la viscosidad del baño fundido. El plastificante se volatiliza del preimpregnado en una etapa de proceso adicional.
Es indeseable plastificar el polímero en muchas
aplicaciones, por ejemplo, cuando es importante una resistencia a
la tracción elevada. Además, las etapas adicionales de impregnación
de una estopa o haz de fibras con un plastificante y volatilización
o extracción del plastificante después de la etapa de impregnación
añaden costes y hacen al proceso engorroso.
Cochran et al., patente de EE.UU. nº
5.236.646, da a conocer que un proceso que utiliza un vacío de
hasta
94,8 kPa por debajo de la presión atmosférica y temperaturas por encima del punto de fusión de la resina requiere un tiempo de consolidación más corto en comparación con un proceso que utiliza altas presiones de consolidación de aproximadamente 690 a 2.070 kPa. Sin embargo, la etapa de consolidación sigue requiriendo un tiempo de residencia a vacío de hasta 60 minutos o más. Debido a que el intervalo de tiempo necesario típicamente para consolidar apropiadamente las láminas preimpregnadas determina la velocidad de producción para la pieza, sería deseable conseguir la mejor consolidación en el intervalo más corto de tiempo. Además, presiones o temperaturas de consolidación más bajas y tiempos de consolidación más cortos darán como resultado un proceso de producción menos caro debido a un consumo reducido de energía por pieza para moldeo y otros beneficios de fabricación.
94,8 kPa por debajo de la presión atmosférica y temperaturas por encima del punto de fusión de la resina requiere un tiempo de consolidación más corto en comparación con un proceso que utiliza altas presiones de consolidación de aproximadamente 690 a 2.070 kPa. Sin embargo, la etapa de consolidación sigue requiriendo un tiempo de residencia a vacío de hasta 60 minutos o más. Debido a que el intervalo de tiempo necesario típicamente para consolidar apropiadamente las láminas preimpregnadas determina la velocidad de producción para la pieza, sería deseable conseguir la mejor consolidación en el intervalo más corto de tiempo. Además, presiones o temperaturas de consolidación más bajas y tiempos de consolidación más cortos darán como resultado un proceso de producción menos caro debido a un consumo reducido de energía por pieza para moldeo y otros beneficios de fabricación.
El documento EP-0.393.536, sobre
el que se basa la forma en dos partes de las reivindicaciones, da a
conocer un proceso para impregnar un material de fibra continua que
comprende las etapas de (a) alimentar un material de fibra
continua, (b) calentar el material de fibra a una primera
temperatura, y (c) poner en contacto dicho material de fibra
calentado con una composición de resina fundida a una segunda
temperatura. Se afirma que el calentamiento elimina las sustancias
volátiles, por ejemplo, humedad, agentes de empaquetamiento, agentes
engrasantes y agentes ligantes, dañinas para el procedimiento de
conformación.
Según la presente invención, se proporciona un
proceso para impregnar un material de fibra continua que es un
producto fibroso que tiene fibras que son suficientemente largas
para proporcionar a la estopa suficiente resistencia para soportar
una tensión de al menos 1,1 N sin romperse, comprendiendo el proceso
las etapas de:
(a) alimentar el material de fibra continua con
una tensión de al menos 1,1 N;
(b) calentar el material de fibra a una primera
temperatura; y
(c) arrastrar dicho material de fibra calentado
a través de un baño de composición de resina fundida a una segunda
temperatura,
caracterizado porque
se aplica una fuerza de cizallamiento al
material de fibra en el momento en el que el material de fibra está
en contacto con la composición de resina fundida, la primera
temperatura, medida cuando el material de fibra se pone en contacto
con la resina fundida, es mayor que la segunda temperatura, y el
tiempo de residencia del material de fibra en el baño es menor de
aproximadamente 10 segundos, produciendo un material de fibra
impregnado que no tiene sustancialmente huecos.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato para impregnar un material de
fibra continua que es un producto fibroso que tiene fibras que son
suficientemente largas para proporcionar a la estopa suficiente
resistencia para soportar una tensión de al menos 1,1 N sin
romperse, comprendiendo el aparato:
un calentador operativo para calentar el
material de fibra de modo que esté a una primera temperatura; y
un recipiente de composición de resina fundida a
una segunda temperatura, teniendo el recipiente una entrada y una
salida para la fibra calentada;
un medio operativo para arrastrar el material de
fibra a través del recipiente a una velocidad predeterminada, de
modo que el material de fibra se ponga en contacto con la
composición de resina fundida en el recipiente,
caracterizado porque
el recipiente incluye en el mismo un mecanismo
de cizallamiento dispuesto para cizallar el material de fibra, la
primera temperatura, medida cuando el material de fibra se pone en
contacto con la resina fundida, es suficientemente mayor que la
segunda temperatura, y la longitud del recipiente entre la entrada y
la salida es tal que el tiempo de residencia en el recipiente del
material de fibra arrastrado a dicha velocidad predeterminada es
menor de aproximadamente 10 segundos, produciendo un material de
fibra impregnado que no tiene sustancialmente huecos.
Las realizaciones de la presente invención
descritas en adelante en la presente memoria proporcionan un nuevo
proceso para preparar preimpregnados, los preimpregnados novedosos
producidos mediante dicho proceso y artículos de materiales
reforzados que ofrecen ventajas significativas frente a los procesos
descritos anteriormente. En el proceso, el material reforzante se
calienta antes de impregnarse con la composición de matriz resinosa
o polimérica. La temperatura a la que se calienta el material
reforzante es significativamente mayor que la temperatura de la
composición de matriz resinosa a la que tiene lugar la impregnación.
La alta temperatura de la fibra reforzante permite que el tiempo de
residencia en el baño de resina sea mucho más corto y que la
velocidad de producción del material preimpregnado sea mucho más
rápida, en comparación con procedimientos conocidos anteriormente.
La mecha o estopa impregnada que se produce según el presente
proceso inventivo no tiene sustancialmente huecos y, por lo tanto,
puede conformarse rápida y fácilmente en un artículo deseado que no
tiene huecos o esencialmente ningún hueco sin los largos procesos de
consolidación necesarios para los preimpregnados formados mediante
otros procesos. En otras palabras, el haz de mechas está
sustancialmente humedecido por completo en el preimpregnado de la
invención. El único proceso que debe tener lugar para conformar un
artículo es la fusión entre haces impregnados, y es posible utilizar
temperaturas, presiones y/o tiempos durante dichas operaciones de
conformación que están significativamente reducidos frente a
procesos de la técnica anterior.
Las realizaciones de la presente invención se
describirán ahora mediante un ejemplo no limitante con referencia a
los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un
aparato preferido de la invención utilizado en un procedimiento de
la invención que se demuestra mediante los ejemplos 1 y 2.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un
aparato preferido de la invención utilizado en un procedimiento de
la invención que se demuestra mediante el ejemplo 3.
El proceso de la invención incluye calentar una
fibra u otro material reforzante a una primera temperatura, poner
en contacto el material reforzante calentado con una composición de
resina fundida, durante cuyo contacto la fibra o material
reforzante está bajo un cizallamiento aplicado, formando un
preimpregnado; y, opcionalmente, conformar adicionalmente el
preimpregnado en una forma deseada. La invención proporciona
adicionalmente un preimpregnado que tiene excepcionalmente pocos
huecos o sustancialmente ningún hueco que puede conformarse en un
producto deseado más rápida y fácilmente que los preimpregnados que
son ahora conocidos en la técnica. La presencia de huecos puede
determinarse o medirse midiendo la densidad del preimpregnado o
artículo en comparación con la densidad esperada para un
preimpregnado en el que la fibra esté completamente humedecida, o
mediante observación visual con la ayuda de un microscopio. La
fibra en los preimpregnados de la invención está por tanto
sustancial o completamente humedecida. Al decir que el material
reforzante está "sustancialmente humedecido" o que el
preimpregnado "no tiene sustancialmente huecos", se quiere
indicar que el grado de humectación de la fibra se aproxima a 100%
y, preferiblemente, es de al menos aproximadamente 95%, más
preferiblemente de al menos aproximadamente 98%, y aún más
preferiblemente de al menos aproximadamente 99%. El grado de
humectación para los preimpregnados preparados según la invención
es habitualmente de 100%.
El término "preimpregnado" como se utiliza
en la presente memoria designa preferiblemente un material compuesto
en forma de barra, cuerda, fibra, mecha, hebra, estopa, lámina u
otra que comprende una fibra reforzante u otro de dichos sustratos
impregnados con una composición de resina. El presente proceso es
especialmente útil cuando la resina es una resina termoplástica,
particularmente para polímeros termoplásticos de pesos moleculares
elevados y/o viscosidades en estado fundido elevadas que se desean
para conformar artículos de mayor resistencia y tenacidad que los
disponibles a partir de polímeros de menor peso molecular. El
procedimiento de la invención puede utilizarse también para resinas
termoendurecibles no curadas o parcialmente curadas. La presente
invención es particularmente ventajosa para una composición
termoendurecible cuando la viscosidad de la composición a la
temperatura de procesamiento deseada haría de otro modo el
procesamiento difícil o daría como resultado la degradación de la
resina. Por ejemplo, los presentes procedimientos son
particularmente adecuados para los denominados materiales
"pseudotermoplásticos" que exhiben comportamientos durante la
preimpregnación similares a los de materiales termoplásticos
verdaderos. Los presentes procesos inventivos son también ventajosos
para calentar el material reforzante a una temperatura que causará
una curación parcial del material termoendurecible cuando se desea
dicha curación parcial antes de conformar el artículo final.
Finalmente, la invención incluye un procedimiento de
preimpregnación termoendurecible para composiciones
termoendurecibles que tienen una corta "vida útil de
aplicación" a la temperatura necesaria para producir una
viscosidad de resina adecuada para otros procesos de
preimpregnación. "Vida útil de aplicación" es un término de la
técnica que describe el intervalo de tiempo después de mezclar
durante el que puede utilizarse una composición termoendurecible
antes de que se endurezca (concretamente, antes de que la
viscosidad creada debido a la reticulación haga inmanejable la
composición).
Pueden utilizarse en los procesos de la
invención todos los tipos de material de fibra continua u otros
materiales reforzantes utilizados normalmente para estas
aplicaciones. También es posible conformar un haz de mechas o
estopa antes de impregnarse, por ejemplo, aplanarse a una cinta. Las
fibras útiles incluyen, sin limitación, fibras de vidrio, fibras de
carbono y grafito, yuta, fibras poliméricas, incluyendo fibras de
aramida, filamentos de boro, fibras cerámicas, fibras metálicas,
fibras de asbestos, fibras de berilio, fibras de sílice, fibras de
carburo de silicio y demás. Las fibras pueden ser conductoras y
dichas fibras conductoras, por ejemplo, fibras de carbono o fibras
metálicas conductoras, pueden utilizarse para producir artículos
para aplicaciones conductoras o disipativas de carga estática o de
protección electromagnética. Por "material de fibra continua"
se quiere indicar un producto fibroso en el que las fibras o
filamentos son suficientemente largos para proporcionar a la mecha
o estopa suficiente resistencia para soportar una tensión de al
menos aproximadamente 1,1 N sin romperse, y preferiblemente se
impregnan según el proceso de la invención sin romperse tan
frecuentemente como para volver al proceso inmanejable. Para tener
una resistencia suficiente para arrastrar la mecha o estopa a
través del sistema de impregnación sin romperse, la mayoría de las
fibras continuas del haz deberían encontrarse sustancialmente en la
dirección en que se está estirando la fibra. En el caso de
materiales reforzantes que pueden incluir también fibras orientadas
aleatoriamente, tales como ciertos fieltros, habitualmente
aproximadamente un 50% en volumen de los filamentos deberían estar
alineados en la dirección del estiraje.
Las fibras de vidrio, particularmente, están
disponibles en una serie de clases diferentes, incluyendo vidrio E,
vidrio ECR (un vidrio E modificado que es químicamente resistente),
vidrio R, vidrio S y vidrio S-2, vidrio C y fibras
de vidrio huecas. Para muchas aplicaciones, se preferirán las fibras
de vidrio de módulo elevado; por tanto, el orden de preferencia
entre las fibras de vidrio de más preferido a menos preferido es
S-2, C, R, después E. Las fibras comercialmente
disponibles incluyen fibra cerámica Nenxtel^{TM} (de 3M),
Vectran^{TM} (de Hoëchst-Celanese) y
Hollow-X^{TM} (de
Owens-Corning).
Los filamentos de fibra se conforman
habitualmente en un haz, denominado una mecha o estopa, de una
dimensión de corte transversal uniforme dada. Las fibras del haz
son habitualmente todas del mismo tipo, aunque no es esencial para
el presente procedimiento. Las fibras son suficientemente largas
para conformar una mecha o estopa continua con suficiente
integridad para emplearse en el presente procedimiento sin una
frecuencia de rotura que volvería al procedimiento inmanejable. El
número de filamentos en la mecha o estopa puede ser variado y están
incluidos un amplio intervalo de filamentos en las mechas conocidas
en la técnica. Las mechas de vidrio comercialmente disponibles
pueden incluir 8.000 o más filamentos de vidrio continuos. Las
cintas de fibra de carbono pueden contener 6.000 o más filamentos.
Las mechas pueden formarse utilizando diferentes grosores de
filamento también tales como, sin limitación, grosores de filamento
de aproximadamente 5 micrómetros a aproximadamente 30 micrómetros.
Los materiales de vidrio estándar disponibles, por ejemplo, que
pueden emplearse en el procedimiento de la invención incluyen, sin
limitación, haces de hilado 125 a 3.250. (El hilado se refiere a
las yardas de vidrio por libra). Es un material de reforzamiento
preferido una mecha de vidrio de hilado 675.
Para una composición de matriz de impregnación
particular, debería elegirse un reforzamiento que pueda soportar
las temperaturas y cizallamiento adecuados para producir el
preimpregnado deseado. En particular, si una fibra se recubre con
un material de ensimaje o apresto, el material debería ser estable y
permanecer sobre la fibra a la temperatura de procesamiento
seleccionada. El material de ensimaje o apresto, si se emplea, puede
seleccionarse y aplicarse según medios convencionales. Las fibras
no ensimadas tales como de carbono se emplean ventajosamente en
algunas aplicaciones para optimizar las propiedades mecánicas. En
una realización preferida, los filamentos de fibra de vidrio se
impregnan con una resina termoplástica. Los filamentos de fibra de
vidrio se recubren típicamente con un material de ensimaje y/o
apresto. El material de ensimaje o material de apresto utilizado se
selecciona para ser capaz de soportar las temperaturas a las que se
calienta la fibra de vidrio durante el proceso. Es un ensimaje
preferido el Owens Corning 193/933.
En un procedimiento preferido de la invención,
se calienta una alimentación continua de un material reforzante
fibroso continuo y se introduce en una composición fundida de
polímero de matriz o material de resina. El aparato de la invención
incluye por tanto un calentador para calentar el material reforzante
fibroso y un recipiente en el que se dispone la composición de
resina de impregnación fundida. En una realización preferida, el
recipiente tiene una entrada a través de la cual el material
reforzante fibroso entra en el recipiente y una salida a través de
la cual el material reforzante fibroso sale del recipiente. El
calentador está localizado de modo que pueda proporcionar el
material reforzante fibroso a la entrada del recipiente, estando el
material reforzante fibroso a una temperatura que sea suficiente
para producir un preimpregnado que no tenga huecos o
sustancialmente ningún hueco. La temperatura a la que se calienta el
material reforzante fibroso es por tanto suficiente para causar que
la resina de impregnación humedezca total o sustancialmente el
material reforzante fibroso. Particularmente, el calentador es uno
capaz de calentar el material reforzante fibroso a una temperatura
por encima de la temperatura de la resina de matriz fundida y,
preferiblemente, el calentador es uno capaz de calentar el material
reforzante a una temperatura superior a aproximadamente 177ºC y
hasta aproximadamente 427ºC, medida a la entrada del recipiente.
Preferiblemente, el material reforzante se calienta al menos
aproximadamente a 200ºC, más preferiblemente al menos
aproximadamente a 220ºC, aún más preferiblemente al menos
aproximadamente a 230ºC, todavía más preferiblemente al menos
aproximadamente a 245ºC, y pueden preferirse temperaturas de o por
encima de aproximadamente 260ºC o incluso de o por encima de
aproximadamente 280ºC, dependiendo del polímero de
impregnación.
El material de fibra debería estar a una
temperatura que sea suficientemente mayor que la temperatura de la
resina o composición polimérica fundida, de modo que proporcione una
viscosidad de la resina o polímero en la interfase con el haz de
fibras que sea suficientemente baja para humedecer totalmente la
fibra. En una realización preferida, el material de fibra se
calienta a una temperatura que es de al menos aproximadamente 42ºC
mayor que la temperatura de la composición de resina fundida. Son
aún más preferidas realizaciones en las que el material de fibra es
al menos aproximadamente 56ºC, aún más preferiblemente
aproximadamente 83ºC y todavía más preferiblemente aproximadamente
111ºC más caliente que la composición de resina fundida. Se ha
encontrado que el material de fibra puede ser hasta aproximadamente
278ºC o más más caliente que la composición de resina fundida en la
práctica de la presente invención. Se prefiere también que la
temperatura de fibra sea de aproximadamente 42ºC a aproximadamente
111ºC superior a la temperatura del baño de polímero fundido.
"Temperatura de fibra" en términos de la invención designa la
temperatura real de la fibra después de salir de la estufa, y no la
temperatura de la estufa. La temperatura real de la fibra será
habitualmente significativamente menor que la temperatura de la
estufa. Por tanto, la estufa puede ser corta y mucho más caliente
que la temperatura de fibra deseada, o puede ser más larga y más
cercana a la temperatura de fibra deseada. En una realización
preferida, la temperatura de estufa es de aproximadamente 56ºC a
aproximadamente 556ºC más caliente que la temperatura deseada de la
fibra, y la longitud de la estufa proporciona un tiempo de
residencia de al menos aproximadamente 0,5 segundos,
preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10
segundos, más preferiblemente de aproximadamente 1 segundo a
aproximadamente 3 segundos.
El haz de fibras, mecha, estopa, cinta u otro
material reforzante se calienta a una temperatura seleccionada por
encima del punto de fusión, punto de reblandecimiento o temperatura
de transición vítrea (Tg) de la composición de matriz de resina de
impregnación. (Cuál de estas, punto de fusión, punto de
reblandecimiento o Tg, tiene una composición particular depende de
las características particulares de la composición, de si la
composición comprende una resina de impregnación amorfa o
cristalina, pero no es crítico para la invención). La temperatura a
la que se calienta el material reforzante fibroso es suficiente para
producir un preimpregnado que no tiene huecos o sustancialmente
ningún hueco. La temperatura a la que se calienta el material
reforzante fibroso es por tanto suficiente para causar que la
resina de impregnación humedezca total o sustancialmente el material
reforzante fibroso. En una realización preferida de la invención,
se calienta el refuerzo al menos aproximadamente a 14ºC,
preferiblemente al menos aproximadamente a 28ºC, aún más
preferiblemente al menos aproximadamente a 42ºC, y todavía más
preferiblemente al menos aproximadamente a 56ºC por encima del punto
de fusión, punto de reblandecimiento o Tg de la composición de
matriz de resina; y hasta aproximadamente 278ºC, preferiblemente
hasta aproximadamente 222ºC, con particular preferencia hasta
aproximadamente 194ºC, y aún más preferiblemente hasta
aproximadamente 169ºC por encima del punto de fusión, punto de
reblandecimiento o Tg de la composición de matriz de resina. En una
realización preferida, se calienta el material reforzante a una
temperatura superior a aproximadamente 177ºC e inferior a
aproximadamente 427ºC. Algunas consideraciones en la elección de la
temperatura particular a la que calentar el refuerzo serán la
distancia que debe recorrer a través del baño de resina, la
velocidad con la que se arrastra a través del baño, la viscosidad de
la resina en el baño y el cizallamiento producido en la superficie
del refuerzo. Debido a que el intervalo de tiempo durante el que la
composición de resina matriz se expone a dicha temperatura es
relativamente corto, el haz de mechas o estopa puede calentarse
incluso a temperaturas que podrían causar de otro modo la
degradación térmica de la composición de resina matriz.
El medio para calentar la fibra generalmente no
es crítico, y puede elegirse de cualquier serie de medios
disponibles generalmente para calentar materiales. Los ejemplos
particulares de dichos medios incluyen, sin limitación, calor
radiante, calentamiento inductivo, túneles infrarrojos o
calentamiento en una estufa u horno, por ejemplo, una estufa
eléctrica o de gas de aire forzado. Un calentamiento insuficiente
puede dar como resultado una conglomeración de resina indeseable en
la superficie del haz de mechas, estopa u otro refuerzo. Por tanto,
la temperatura a la que se calienta el haz de mechas debería ser
suficiente para permitir que la resina fluya entre los filamentos o
fibras para impregnar la mecha o estopa de modo sustancialmente
uniforme. Los procedimientos de la invención permiten que la
composición de matriz de resina impregne el haz de fibras en lugar
de aglomerarse en la superficie del haz de fibras. La temperatura
particular elegida dependerá de factores que serán obvios para el
experto en la técnica, tales como el tipo particular de resina
utilizado, el denier de la fibra, y el perfil o tamaño del haz, y
puede optimizarse mediante ensayo directo según el procedimiento de
aplicación final. Preferiblemente, se calienta el material
reforzante por encima de la temperatura de la composición de matriz
de impregnación. En una realización preferida del presente proceso,
se calienta fibra de vidrio recubierta con ensimaje Owens Corning
193/933 por encima de aproximadamente 177ºC y por debajo de
aproximadamente 427ºC.
Las composiciones de matriz de resina utilizadas
en los procedimientos de la invención pueden ser termoendurecibles,
preferiblemente composiciones de resina termoplástica. Puede
emplearse en los procedimientos de la invención virtualmente
cualquier resina termoplástica adecuada para conformar artículos
mediante procesos térmicos, moldeo, extrusión u otros de dichos
procesos. Por ejemplo, y sin limitación, pueden utilizarse
ventajosamente los siguientes materiales termoplásticos: resinas de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS); resinas de acetal; compuestos acrílicos; acrilonitrilos
(AN); resinas alilo; compuestos celulósicos; epóxidos;
poliariletercetonas; polieteretercetonas (PEEK); polímeros de
cristal líquido tales como los comercializados con el nombre
comercial Xydar por Amoco Polymers Inc., Atlanta, GA; resina amino,
incluyendo melamina, resinas de
melamina-formaldehído, resinas de
urea-formaldehído, guanidinas y demás; compuestos
fenólicos; poliamidas tales como
poli(tetrametilen)adipamida y poliftalamida;
poliimidas; resinas de poliamida-imida; poliolefinas
tales como homopolímeros y copolímeros de polietileno,
polipropileno y polibutileno, incluyendo aquellos polímeros que
están modificados con otros materiales tales como anhídrido
maleico; policarbonatos; poliésteres tales como
polialquilentereftalatos, incluyendo, sin limitación,
polibutilentereftalato (PBT) y polietilentereftalato (PET);
poliimidas y polieterimidas; poli(óxido de fenileno);
poli(sulfitos de arileno) tales como poli(sulfito de
fenileno); poli(sulfuros de arileno) tales como
poli(sulfuro de fenileno); resinas polivinílicas, incluyendo,
sin limitación, poliestireno (PS) y copolímeros de estireno tales
como copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN),
poli(cloruro de vinilo) (PVC) y poli(cloruro de
vinilfenileno); poliuretanos y polisulfonas, incluyendo, sin
limitación, poliariletersulfonas, polietersulfonas y
polifenilsulfonas. Las resinas termoplásticas pueden tener puntos de
fusión, puntos de reblandecimiento o Tg en el intervalo de hasta
aproximadamente 399ºC. Pueden utilizarse también mezclas de dos o
más resinas. Las composiciones de resina termoendurecible preferidas
incluyen epóxidos que se curan con aminas, ácidos o anhídridos de
ácido y poliésteres que se curan mediante insaturación, así como
bismaleimidas, poliimidas y compuestos fenólicos.
Las composiciones de matriz pueden incluir uno o
más aditivos tales como modificadores de impacto, agentes de
desmoldeo, lubricantes, compuestos tixotrópicos, antioxidantes,
absorbentes de UV, termoestabilizadores, retardadores de la llama,
pigmentos, colorantes, refuerzos no fibrosos y cargas, modificadores
de impacto tales como ionómeros o elastómeros tratados con ácido
maleico y otros de dichos ingredientes y aditivos convencionales.
En el caso de una composición de resina termoendurecible, puede
incluirse ventajosamente un catalizador o iniciador para la
reacción de curación. Las composiciones de polímero termoplástico
utilizadas en el proceso de la invención preferiblemente no
incluyen plastificantes.
El recipiente de baño puede ser, por ejemplo, un
tanque, un tubo, una boquilla de impregnación o cualquier otro
recipiente de tamaño adecuado para acomodar tanto la resina como el
material reforzante fibroso. Existe un mecanismo de cizallamiento a
través del cual pasa el haz de fibras para ayudar a humedecer los
filamentos individuales. Mientras está en el baño de polímero
fundido, el material reforzante fibroso pasa a través del mecanismo
de cizallamiento. Por ejemplo, el recipiente puede ser un tanque que
tiene como entrada una boquilla cónica, como salida una boquilla
calibradora, y como mecanismo de cizallamiento al menos un pasador
de cizallamiento, y preferiblemente al menos un par de pasadores de
cizallamiento. El recipiente puede comprender adicionalmente una
abertura a través de la cual se aplica presión a la resina fundida,
por ejemplo, mediante un pistón. En otro ejemplo, el recipiente
puede ser una boquilla de impregnación que tiene una entrada para
fibra, una entrada para resina, un par de pasadores de
cizallamiento de boquilla a través de los cuales se arrastra la
fibra, y una salida. Los pasadores de cizallamiento pueden tener un
radio de aproximadamente 0,25 cm a aproximadamente 2,5 cm,
preferiblemente de aproximadamente 0,51 cm a aproximadamente 1,3 cm,
aún más preferiblemente de aproximadamente 0,63 cm. Cualquiera de
los componentes individuales del aparato de baño puede calentarse o
puede utilizarse para transmitir calor a la composición de resina
fundida.
En un aspecto de la invención, se mueve el haz
de mechas calentado a través de un baño de composición de resina de
matriz de impregnación fundida, preferiblemente con un cizallamiento
suficiente para ayudar al flujo de la resina en el haz de mechas.
El cizallamiento puede crearse moviendo una mecha a través de dos
pasadores desplazados y en oposición localizados en el baño de
resina matriz. La fuerza de cizallamiento puede crearse aplicando
tensión a la fibra o haz de mechas mientras la fibra o haz de mechas
pasa por y alrededor de estos pasadores. Puede crearse mayor
cizallamiento aumentando la separación de los pasadores o aumentando
la tensión sobre la fileta, por ejemplo, con ayuda de un freno
magnético. Preferiblemente, los pasadores de cizallamiento se
desplazan tanto horizontal como verticalmente. El desplazamiento en
cada dirección puede ser de al menos aproximadamente 0,51 cm,
preferiblemente al menos aproximadamente 1,3 cm. Los desplazamientos
en cualquiera o ambas direcciones son preferiblemente de
aproximadamente 1,3 cm a aproximadamente 7,6 cm, y más
preferiblemente de aproximadamente 1,9 cm a aproximadamente 5,1 cm.
Las fibras se arrastran a través del aparato del proceso
(incluyendo estufa y baño de polímero fundido) con una tensión de
aproximadamente 1 N, una tensión menor de la que causaría que la
estopa o mecha se rompiera demasiado a menudo para ser manejable. Es
más preferido que la tensión sea de al menos 8,9 N y no más de
aproximadamente 35 N. Se prefieren particularmente tensiones de
aproximadamente 13 N a aproximadamente
22 N. En general, el cizallamiento deberá aumentarse cuando aumente la viscosidad de la resina. En una realización preferida, se calientan las fibras a una temperatura cercana a la temperatura de degradación de la resina. A temperaturas elevadas, se minimiza la viscosidad de la resina que entra en contacto con la fibra calentada y, en consecuencia, se minimiza el cizallamiento necesario para mover la fibra a través de la resina. En una realización preferida, el pasador o pasadores de cizallamiento se calientan a una temperatura superior a la temperatura de la composición de resina fundida. Calentar los pasadores de cizallamiento calentará la composición de resina en la vecindad inmediata de los pasadores de cizallamiento y reducirá así su viscosidad, ayudando a la impregnación del material de fibra. Calentar los pasadores de cizallamiento ayudará igualmente a mantener la fibra calentada a una temperatura elevada, promoviendo también sustancialmente la humectación completa de las fibras. Debido a las altas temperaturas del material de fibra utilizadas en el proceso de la invención, habitualmente no habrá un beneficio añadido por incluir más de un par de pasadores de cizallamiento, a menos que la composición de resina fundida sea de viscosidad excepcionalmente alta.
22 N. En general, el cizallamiento deberá aumentarse cuando aumente la viscosidad de la resina. En una realización preferida, se calientan las fibras a una temperatura cercana a la temperatura de degradación de la resina. A temperaturas elevadas, se minimiza la viscosidad de la resina que entra en contacto con la fibra calentada y, en consecuencia, se minimiza el cizallamiento necesario para mover la fibra a través de la resina. En una realización preferida, el pasador o pasadores de cizallamiento se calientan a una temperatura superior a la temperatura de la composición de resina fundida. Calentar los pasadores de cizallamiento calentará la composición de resina en la vecindad inmediata de los pasadores de cizallamiento y reducirá así su viscosidad, ayudando a la impregnación del material de fibra. Calentar los pasadores de cizallamiento ayudará igualmente a mantener la fibra calentada a una temperatura elevada, promoviendo también sustancialmente la humectación completa de las fibras. Debido a las altas temperaturas del material de fibra utilizadas en el proceso de la invención, habitualmente no habrá un beneficio añadido por incluir más de un par de pasadores de cizallamiento, a menos que la composición de resina fundida sea de viscosidad excepcionalmente alta.
La viscosidad de la composición de resina
fundida debería ser suficientemente baja para permitir la
penetración en el material de fibra sin la destrucción sustancial
de la fibra. Sin embargo, la viscosidad puede ser bastante alta, y
se contempla que el proceso puede llevarse a cabo con la mayoría de
los materiales termoplásticos, incluso aquellos que tienen altos
pesos moleculares. Por otro lado, la composición de polímero fundido
puede tener muy baja viscosidad, por ejemplo 2 Pa.s o menor. En una
realización preferida, sin embargo, debido a las propiedades
físicas generalmente mejores disponibles con materiales de mayor
peso molecular, la viscosidad de la composición de polímero fundido
es de al menos aproximadamente 125 Pa.s, más preferiblemente de al
menos aproximadamente 150 Pa.s, aún más preferiblemente de al menos
aproximadamente 175 Pa.s, y todavía más preferiblemente de al menos
aproximadamente 200 Pa.s. Preferiblemente, la viscosidad de la
composición de resina fundida utilizada para impregnar el material
de fibra calentado es de aproximadamente 10 Pa.s a aproximadamente
250 Pa.s, más preferiblemente de aproximadamente 100 Pa.s a
aproximadamente 250 Pa.s, y aún más preferiblemente de
aproximadamente 125 Pa.s a aproximadamente 250 Pa.s. Se prefieren
también viscosidades de aproximadamente 160 Pa.s a aproximadamente
220 Pa.s.
En otra realización de la invención, uno o más
pasadores de cizallamiento incluyen una abertura tal como un
orificio, ranura o hendidura a través del cual puede exudarse la
composición de resina de impregnación fundida. La hendidura se
localiza preferiblemente de modo que suministre la composición de
resina de impregnación fundida en un punto en el que entre en
contacto con el material de fibra calentado antes o durante el
momento en el que la fibra entra en contacto con el pasador de
cizallamiento. Por tanto, se contempla que la composición de resina
fundida se suministra a partir de una abertura al espacio formado
entre el material de fibra y el pasador de cizallamiento (el ángulo
de ataque) o en una zona en la que el material de fibra se ponga
realmente en contacto con el pasador de cizallamiento.
Una vez el preimpregnado sale del recipiente de
baño, la resina fundida aplicada empieza a enfriarse. El tiempo de
residencia de la fibra en el baño, el tiempo durante el que el
material de fibra se pone en contacto con la composición de resina
fundida antes de empezar el enfriamiento de la composición de resina
fundida, no es mayor de aproximadamente 10 segundos. Se prefieren
tiempos de residencia de no más de aproximadamente 5 segundos, y
son más preferidos de no más de aproximadamente 2 segundos. Son
completamente posibles en la práctica de la invención tiempos de
residencia de menos de 1 segundo, e incluso menos de medio segundo,
para conseguir sustancialmente ningún hueco en el preimpregnado, y
se prefieren frente a tiempos más largos. El tiempo de residencia
se controla mediante la longitud del baño y la velocidad a la que se
arrastra la fibra a través del baño en el proceso de pultrusión. Se
prefiere impregnar el material de fibra a una velocidad de al menos
aproximadamente 305 cm por minuto, más preferiblemente al menos
aproximadamente a 610 cm por minuto, aún más preferiblemente al
menos aproximadamente a 914 cm por minuto, y todavía más
preferiblemente al menos aproximadamente a 1.220 cm por minuto. En
una realización preferida, el haz de fibras se mueve a una velocidad
de aproximadamente 762 cm por minuto a aproximadamente 1.829 cm por
minuto, más preferiblemente de aproximadamente 1.067 cm por minuto
a aproximadamente 676 cm por minuto, y todavía más preferiblemente
de aproximadamente 1.220 cm por minuto a aproximadamente 1.676 cm
por minuto. Opcionalmente, el aparato de la invención incluye
adicionalmente equipamiento de moldeo para conformar el
preimpregnado en un artículo de una forma deseada.
En una realización particularmente preferida, se
impregna una mecha de vidrio con un material poliolefínico
modificado con ácido o anhídrido, particularmente con un material de
polietileno o polipropileno modificado con anhídrido maleico. La
modificación con anhídrido maleico es ventajosa cuando se desea una
pieza más rígida. Puede incluirse particularmente hasta
aproximadamente 10%, preferiblemente de aproximadamente 1% a
aproximadamente 10%, con particular preferencia de aproximadamente
2% a aproximadamente 7% de modificación con anhídrido maleico.
Impregnar mechas de vidrio con polietileno tratado con ácido maleico
o polipropileno tratado con ácido maleico según el procedimiento de
la invención proporciona materiales que tienen propiedades físicas
inesperadamente mejoradas. Sin desear quedar ligado a teoría
alguna, se cree que las propiedades inesperadamente buenas pueden
ser debidas a la cristalinidad que se forma en la interfase de
vidrio. Se teoriza que, debido al hecho de que la parte más
caliente del preimpregnado es la fibra, y por tanto que la resina de
impregnación es más caliente en la interfase de fibra, pueden
formarse los cristales de un polímero cristalizable más lentamente
en la interfase de filamento, creando una adhesión más fuerte entre
el polímero y el filamento de vidrio. Se teoriza adicionalmente que
debido a que la fibra está más caliente que la resina circundante,
los grupos anhídrido maleico tienden a volatilizarse y migrar en
concentración elevada a la superficie del filamento, donde reducen
la viscosidad y aumentan la humectación de la interfase, promoviendo
de nuevo una adhesión interfásica inesperadamente fuerte entre
filamento y polímero. Pueden emplearse también otros polímeros que
tienden a formar regiones cristalinas o que se modifican para
potenciar la adhesión.
Es una ventaja adicional disponible por tener la
fibra más caliente que la composición de resina que los aditivos
tienen un tiempo más largo para interaccionar con los filamentos o
que las composiciones termoendurecibles son capaces de reaccionar
más completamente, particularmente en la interfase crítica con el
material de fibra. El resultado es que el proceso de la invención
permite propiedades físicas mejoradas que no estaban disponibles
utilizando procesos anteriormente conocidos.
Uno de los aspectos distintivos de este proceso
es que las fibras, en virtud de su mayor temperatura, son los
últimos artículos en enfriarse tras la salida del baño, (a)
proporcionando así un tiempo más largo para el proceso de adhesión,
(b) cambiando el modo en que tiene lugar la cristalización en la
interfase, y (c) causando posiblemente que el anhídrido maleico
migre a la interfase, reduciendo la viscosidad y aumentando la
humectación. Es otra ventaja de las fibras calientes que permite el
uso de resinas de viscosidad sustancialmente elevada, por ejemplo,
de más de
200 Pa.s.
200 Pa.s.
Después de enfriar las fibras de la mecha o
estopa a aproximadamente la temperatura del baño de resina de
matriz, la cantidad de resina adherida al exterior del haz puede
aumentarse o reducirse para conseguir una relación de resina a
fibra deseada para el haz impregnado. Particularmente, el haz de
mechas impregnado puede alimentarse a través de un mecanismo de
cizallamiento a una velocidad que permitirá el flujo laminar de la
resina, y después a través de una boquilla calibradora, para
proporcionar a la mecha o estopa su forma y porcentaje de resina
deseados finales.
Cuando se forma un preimpregnado con un haz de
fibras, la boquilla calibradora puede utilizarse para aplanar el
haz de fibras impregnado a una cinta. La cinta puede tejerse después
conformando un fieltro o paño preimpregnado. Debido a que el haz de
fibras estaba total o sustancialmente humedecido, cada uno del haz,
la cinta y el paño o fieltro preparados a partir de la cinta es
plegable. Como beneficio añadido en el caso de una mecha de vidrio,
se prefiere tejer la mecha en un paño después de haber impregnado
totalmente a tejer el vidrio no impregnado debido a las
dificultades acompañantes a manejar el vidrio bruto.
Aunque la composición de resina termoplástica
siga estando suficientemente caliente para ser suave, o aunque una
composición de resina termoendurecible no esté totalmente curada
todavía, el preimpregnado puede modificarse adicionalmente
añadiendo una capa externa ("revestimiento") de una composición
de resina diferente. Esto puede conseguirse arrastrando el producto
preimpregnado a través de un lecho de resina o polímero en polvo de
la composición deseada. Una mecha o estopa preimpregnada puede
revestirse también con una capa externa de una composición de
polímero diferente mediante un proceso de recubrimiento de hilos.
Como alternativa, el preimpregnado todavía no totalmente enfriado o
totalmente curado puede recubrirse con un segundo material
reforzante tal como un material reforzante pulvurulento (por
ejemplo, un material reforzante mineral) o fibras trituradas o
finamente trituradas. Si se recubre con un segundo material
reforzante, se pasa preferiblemente el preimpregnado entre
cilindros de compactación, preferiblemente calentados, para ayudar a
fijar firmemente el segundo material reforzante al preimpregnado.
Los preimpregnados recubiertos con un segundo material reforzante
podrían triturarse y utilizarse en moldeo por inyección. Si el
preimpregnado se recubre con carbono, podría utilizarse para formar
piezas que tienen propiedades de disipación electrostática.
El polímero del revestimiento puede elegirse
para conferir propiedades importantes al artículo para conformar a
partir del material preimpregnado. Por ejemplo, el revestimiento
puede ser una versión de mayor peso molecular del mismo polímero.
Como otro ejemplo, el material de fibra puede impregnarse con un
polímero de nailon y después revestirse con una composición de
polietileno o polipropileno. Un preimpregnado de policarbonato puede
recubrirse con un revestimiento de polietileno para proporcionar
mejor resistencia química. Un poli(sulfuro de fenilo) podría
recubrirse con una composición de polímero de nailon. Un
preimpregnado de polipropileno podría recubrirse con polietileno
para combinar las mejores propiedades mecánicas del polipropileno
con la tenacidad del polietileno. En muchos casos, los
preimpregnados revestidos se conforman ventajosamente en artículos
mediante moldeo por compresión manteniendo separados los diferentes
polímeros del preimpregnado y el revestimiento.
La mecha o estopa pueden bobinarse entonces en
filetas, triturarse en hebras de una longitud deseada, por ejemplo
de al menos aproximadamente 3 mm de longitud y hasta aproximadamente
76 mm de longitud, o utilizarse inmediatamente en una operación de
pultrusión o conformación. Una cinta o paño pueden bobinarse, por
ejemplo, en una fileta para uso en un proceso de conformación
posterior.
En general, los preimpregnados de la invención
pueden comprender desde al menos aproximadamente 1% en peso de
resina y hasta aproximadamente 150% en peso de resina, basado en el
peso de la fibra. Los intervalos preferidos de peso de la resina
incluida en el preimpregnado dependerán de la resina específica y
del material reforzante utilizado, así como de las propiedades
deseadas y del uso del artículo para conformar mediante el proceso.
Las relaciones óptimas de resina a fibra pueden determinarse según
procedimientos conocidos. En una realización preferida, la resina
es de al menos aproximadamente 25% en peso y hasta aproximadamente
75% en peso, basado en el peso de la fibra reforzante.
La mecha o estopa impregnada preferida producida
según los procedimientos de la invención puede describirse como una
mecha o estopa "totalmente impregnada", es decir, la interfase
entre las fibras y la resina está sustancialmente exenta de huecos.
Una mecha de fibra de vidrio impregnada tiene, por ejemplo, un
endurecimiento y dimensión uniformes con una cantidad dada de
matriz de resina termoplástica. Esta mecha impregnada puede
moldearse rápidamente en una pieza aprestada que no tiene
sustancialmente huecos y que tiene excelentes propiedades sin
necesidad de una larga o rigurosa etapa de consolidación. Las
matrices de material compuesto termoplástico se prefieren frente a
las matrices termoendurecibles cuando son necesarias propiedades de
tenacidad, capacidad de reciclado y/o reformado y/o
postconformación de la pieza, resistencia a la degradación UV u
otras propiedades específicas disponibles en medios
termoplásticos.
Es conocido en la técnica que las propiedades
desarrolladas en el artículo final dependen del proceso de
impregnación, la consolidación y otras etapas de fabricación
después de la impregnación. Esto es particularmente cierto para
termoplásticos de alta viscosidad que se impregnan puros (es decir,
sin incluir disolvente). Los preimpregnados producidos según los
procedimientos de la invención tienen dimensiones uniformes,
distribuciones homogéneas de la resina impregnada y están
preferiblemente exentos de huecos.
Las fibras impregnadas de la invención pueden
utilizarse como materiales tejidos unidireccionales (por ejemplo,
tejido) o aleatorios (triturados). Las fibras pueden utilizarse como
estopas unidireccionales tales como aquellas de 3.000, 6.000 y
12.000 filamentos por estopa que son habituales en la industria,
típicamente de longitudes de hasta aproximadamente 1.000 m. Las
fibras pueden conformarse también en cintas unidireccionales tales
como cintas que tienen las dimensiones típicas de anchuras de 150
mm o 300 mm y longitudes de hasta 50 m. Las cintas están
típicamente en el intervalo de 80 g/m^{2} a aproximadamente 190
g/m^{2}, y típicamente 0,125 mm de grosor. La estopa
unidireccional preimpregnada puede estar opcionalmente tejida en un
tejido.
El preimpregnado de la invención se corta o
desbarba a una forma deseada. Las láminas pueden desbarbarse a
partir de un rodillo preimpregnado a la forma, tamaño y orientación
deseados mediante cualquier dispositivo de corte conocido en la
técnica. Las láminas pueden apilarse a mano o a máquina en lo que es
conocido en la técnica como una operación de estratificación.
Los preimpregnados de la invención pueden
conformarse en artículos mediante moldeo por compresión, enrollado
de filamentos, moldeo con bolsa de vacío o combinaciones de estos
procesos. El moldeo por compresión se emplea habitualmente para
conformar formas complejas, y se utiliza en una realización
preferida de la invención.
Una pila de láminas unidas puede consolidarse
utilizando calor o una combinación de calor con presión o vacío
durante un periodo de tiempo suficiente para consolidar las láminas.
El tiempo de consolidación es preferiblemente de aproximadamente 1
minuto a aproximadamente 20 minutos a una temperatura
preferiblemente mayor del punto de fusión, punto de
reblandecimiento o Tg de la matriz de resina, preferiblemente al
menos a 20ºC por encima del punto de fusión, punto de
reblandecimiento o Tg de la resina, y en particular preferiblemente
por encima de aproximadamente 20ºC y por debajo de aproximadamente
100ºC por encima del punto de fusión, punto de reblandecimiento o
Tg de la resina. Opcionalmente, puede añadirse resina adicional para
ayudar a ligar o laminar conjuntamente las estopas, particularmente
en un proceso de recubrimiento de hilos.
El preimpregnado pultruido puede cortarse en
secciones para conformar mediante procedimientos de extrusión. Son
extrusores adecuados extrusores de husillo único o extrusores en los
que el polímero se impulsa mediante un émbolo. Si los aglomerados
del preimpregnado de la invención se han de mezclar en estado
fundido durante la extrusión, esto puede conseguirse utilizando un
extrusor de husillo único o un mezclador estático. La excelente
humectación de fibra en el preimpregnado evita un daño de fibra
sustancial durante los procesos de conformación. Por tanto,
habitualmente no hay un desgaste de fibra significativo.
El preimpregnado puede conformarse en artículos
según cualquiera de los procedimientos conocidos en la técnica. Por
ejemplo, puede utilizarse un proceso de moldeo por compresión o
moldeo a vacío. Pueden utilizarse otros procesos tales como modelo
por inyección, termomoldeo, moldeo por soplado, calandrado, colada,
extrusión, enrollado de filamentos, laminación, moldeo por
inyección, moldeo rotacional o por embarrado, moldeo por
transferencia, estratificación o moldeo de contacto o estampado con
los materiales impregnados conformados mediante los presentes
procedimientos.
Los procedimientos de la invención pueden
utilizarse para conformar muchas clases diferentes de artículos
útiles. Los ejemplos de dichos artículos incluyen, sin limitación,
depósitos de airbag, parachoques, traviesas de bastidor, marcos de
puerta de automóvil, paneles de carrocería de automóvil, abrazaderas
de alta resistencia, muelles de lámina, bastidores de asiento,
protectores inferiores, barras de torsión, escobillas
limpiaparabrisas, vallados, engranajes, barras de refuerzo de
carreteras, soportes para tuberías, correas de sujeción de líneas
de alta tensión, remolques de barco, canoas, capotajes de motor
fueraborda, arcos, bacas de automóvil y herraduras. Los
procedimientos de la invención y preimpregnados novedosos pueden
utilizarse ventajosamente para conformar cualquier artículo que
pudiera conformarse utilizando preimpregnados y procedimientos
conocidos anteriormente.
La invención se ilustra mediante los siguientes
ejemplos. Los ejemplos son meramente ilustrativos y no pretenden
limitar en ningún momento el ámbito de protección de la invención
tal y como se describe y reivindica. Todas las partes son partes en
peso salvo que se indique lo contrario.
Ejemplo
1
Refiriéndose ahora a la Fig. 1, se carga 1 kg de
resina de nailon amorfa (Grivory 21, disponible en
EMS-American Grilion Inc., Sumpter, SC) en un
tanque de resina 2 entre las platinas calentadas 4 y 6. Se calienta
la resina aproximadamente a 241ºC a una presión de aproximadamente
193 kPa aplicada por el pistón 8. Se arrastra una mecha de vidrio
S2 (hilado 750, ensimaje 933, disponible en Owens Corning, Corning,
NY) desde una fileta 10 y a través de un tubo de calor radiante 12
de 46 cm, estando calentado el tubo a una temperatura de
aproximadamente 313ºC. A la salida del tubo de calentamiento, se
pasa la mecha a través de una boquilla de entrada de fibra cónica
14, por y alrededor de dos pasadores de cizallamiento 16 y 18 de
0,76 cm de radio calentados a 257ºC y localizados
aproximadamente
2,54 cm separados horizontalmente y aproximadamente 3,8 cm separados verticalmente en el baño de resina, y finalmente a través de una boquilla calibradora 20 localizada en el lado opuesto a la boquilla de entrada. La boquilla calibradora tiene una sección transversal rectangular con unas dimensiones de 0,64 cm x 0,023 cm. Se arrastra la fibra caliente a una velocidad de 12,8 m/min a través del baño. La estopa impregnada resultante es de 0,64 cm de ancho, 0,024 cm de grueso y no tiene contenido de huecos de aire mensurable. Se arrolla la estopa impregnada en una fileta giratoria plana de dos barras 22. Se hacen 49 arrollamientos de 5,1 cm de ancho en la fileta. Se dispone después la fileta arrollada en una herramienta precalentada a 249ºC y 1.400 kPa durante 8 minutos. Se enfría rápidamente después la herramienta. La pieza resultante tiene 45 cm de largo, 5,1 cm de ancho y 0,44 cm de grueso sin contenido de huecos mensurable.
2,54 cm separados horizontalmente y aproximadamente 3,8 cm separados verticalmente en el baño de resina, y finalmente a través de una boquilla calibradora 20 localizada en el lado opuesto a la boquilla de entrada. La boquilla calibradora tiene una sección transversal rectangular con unas dimensiones de 0,64 cm x 0,023 cm. Se arrastra la fibra caliente a una velocidad de 12,8 m/min a través del baño. La estopa impregnada resultante es de 0,64 cm de ancho, 0,024 cm de grueso y no tiene contenido de huecos de aire mensurable. Se arrolla la estopa impregnada en una fileta giratoria plana de dos barras 22. Se hacen 49 arrollamientos de 5,1 cm de ancho en la fileta. Se dispone después la fileta arrollada en una herramienta precalentada a 249ºC y 1.400 kPa durante 8 minutos. Se enfría rápidamente después la herramienta. La pieza resultante tiene 45 cm de largo, 5,1 cm de ancho y 0,44 cm de grueso sin contenido de huecos mensurable.
Ejemplo
2
Se impregna una estopa de vidrio S2 (hilado 750,
ensimaje 933, disponible en Owens Corning, Corning NY) con resina
de nailon amorfa (Grivory 21, disponible en
EMS-American Grilion Inc., Sumpter, SC) utilizando
el mismo procedimiento descrito en el ejemplo 1, excepto porque la
estopa impregnada resultante se calibra a 0,64 cm de ancho y 0,028
cm de grueso. La estopa impregnada tiene un contenido de resina de
54% en peso. Se tritura la estopa impregnada en secciones de 7,62
cm. Se dispone la estopa impregnada triturada, 713,25 g, en una
herramienta de
25 cm x 46 cm que se precalienta a 268ºC y se pone a 2.100 kPa de presión durante 8 min. Se enfría rápidamente después la herramienta. La pieza resultante pesa 653 g y tiene un grosor medio de 3,82 mm.
25 cm x 46 cm que se precalienta a 268ºC y se pone a 2.100 kPa de presión durante 8 min. Se enfría rápidamente después la herramienta. La pieza resultante pesa 653 g y tiene un grosor medio de 3,82 mm.
Se ensayaron en piezas preparadas según el
procedimiento del ejemplo 2 anterior las propiedades físicas con
los siguientes resultados.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Refiriéndose ahora a la Fig. 2, se alimentó una
resina de matriz de nailon amorfa (Grivory 21, disponible en
EMS-American Grilion Inc., Sumpter, SC) en el
extrusor 40 desde la tolva 42. El extrusor era un extrusor Prodex
de 2,54 cm de accionamiento variable. Se fundió la resina en el
extrusor en una primera zona a 252ºC y una segunda zona a 260ºC,
con el extrusor girando a una velocidad de 40 rpm. Se forzó la
resina fundida a través una boquilla de impregnación 44 con tres
zonas de calentamiento.
Separadamente, se arrastra una estopa de vidrio
S2 46 (hilado 750, ensimaje 933, disponible en Owens Corning,
Corning, NY) desde una fileta 48 y a través de un horno tubular
ThermCraft 50 (modelo 21.5-12-1ZH),
estando calentado el tubo a una temperatura de aproximadamente
454ºC. A la salida del tubo de calentamiento, se enfila la fibra a
través de la boquilla de impregnación, entrando a través de una
boquilla de entrada 52 con una abertura de
0,64 cm por 0,018 cm y saliendo a través de una boquilla calibradora 54 con una abertura de 0,64 cm por 0,025 cm.
0,64 cm por 0,018 cm y saliendo a través de una boquilla calibradora 54 con una abertura de 0,64 cm por 0,025 cm.
Se calentó el frente de la boquilla de
impregnación a 266ºC y se calentó el canal de suministro de resina
56 a 271ºC. Se calentaron los pasadores de cizallamiento 58 en la
boquilla de impregnación a 279ºC. La boquilla de impregnación tenía
una temperatura superficial de 329ºC.
Se arrastró la fibra caliente a una velocidad de
aproximadamente 0,22 m/s a través de la boquilla de impregnación.
La estopa impregnada resultante era de 0,64 cm de ancho por 0,022 cm
de grueso, tenía un contenido de resina de 46,78% en peso y un
contenido de vidrio de 53,21, y no tenía contenido de huecos de aire
mensurable. Se arrolló la estopa impregnada en un bastidor 60 de
una anchura de 15 cm y una longitud de 51 cm con 175 arrollamientos.
Se dispuso después la estratificación en un molde calentado a 270ºC
y se comprimió a 1.400 kPa durante 10 minutos, después se enfrió
rápidamente a temperatura ambiente. El panel de material compuesto
resultante tenía un grosor medio de 0,335 cm y sin contenido de
huecos mensurable. Las propiedades mecánicas del panel se midieron
con los siguientes resultados.
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento 7, 1,3 cm (0,5 pulgadas) de
anchura, 0,33 cm (0,13 pulgadas) de grosor
\newpage
Procedimiento 37, anchura 1,3 cm, grosor 0,33
cm
Procedimiento 14, anchura 2,47 cm, grosor 0,368
cm
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento 3, intervalo 1,7 cm, anchura 0,66
cm, profundidad 0,363 cm
Ejemplo
4
Se arrastra una mecha de vidrio E (hilado 675,
ensimaje 193, disponible en Owens Corning, Corning, NY) desde una
fileta a una velocidad de 1.524 cm/min y con 13,35 N de tensión en
la mecha. Se arrastró en primer lugar la fibra a través de un tubo
de calor radiante de 43 cm con una temperatura de estufa de 565ºC.
Tras salir de la estufa, la mecha de vidrio tiene una temperatura
de fibra medida de aproximadamente 293ºC. Se arrastra después la
fibra a través de un baño de polietileno fundido (tratado con ácido
maleico al 5%) a 224ºC localizado aproximadamente
2,54 cm inmediatamente después de la estufa. El baño es similar al de la figura 1, pero se alimenta mediante un extrusor y no tiene un pistón a presión. Tiene un par de pasadores de cizallamiento en oposición. Se pasa la mecha a través de una boquilla de entrada de fibra cónica 14, por y alrededor de dos pasadores de cizallamiento 16 y 18 de
0,76 cm de radio calentados a 224ºC, y colocados aproximadamente 2,54 separados horizontalmente y aproximadamente 3,8 cm separados verticalmente en el baño de resina, y finalmente a través de una boquilla calibradora 20 localizada en el lado opuesto a la boquilla de entrada. La boquilla calibradora tiene una sección transversal rectangular con unas dimensiones de 0,64 cm x 0,022 cm. El baño de polímero fundido es de aproximadamente 10,1 cm de largo, proporcionando un tiempo de residencia para la fibra en el polímero fundido de aproximadamente 0,4 segundos. La estopa impregnada resultante tiene 0,64 cm de ancho y 0,024 cm de grosor, y no tiene contenido de huecos de aire mensurable (confirmado utilizando un microscopio de barrido electrónico en el que no había contenido de huecos de aire observable).
2,54 cm inmediatamente después de la estufa. El baño es similar al de la figura 1, pero se alimenta mediante un extrusor y no tiene un pistón a presión. Tiene un par de pasadores de cizallamiento en oposición. Se pasa la mecha a través de una boquilla de entrada de fibra cónica 14, por y alrededor de dos pasadores de cizallamiento 16 y 18 de
0,76 cm de radio calentados a 224ºC, y colocados aproximadamente 2,54 separados horizontalmente y aproximadamente 3,8 cm separados verticalmente en el baño de resina, y finalmente a través de una boquilla calibradora 20 localizada en el lado opuesto a la boquilla de entrada. La boquilla calibradora tiene una sección transversal rectangular con unas dimensiones de 0,64 cm x 0,022 cm. El baño de polímero fundido es de aproximadamente 10,1 cm de largo, proporcionando un tiempo de residencia para la fibra en el polímero fundido de aproximadamente 0,4 segundos. La estopa impregnada resultante tiene 0,64 cm de ancho y 0,024 cm de grosor, y no tiene contenido de huecos de aire mensurable (confirmado utilizando un microscopio de barrido electrónico en el que no había contenido de huecos de aire observable).
Se trituró posteriormente el preimpregnado
resultante a longitudes de 2,54 cm y se moldeó a 141ºC a 340 kPa
durante 1 minuto. Las propiedades de ensayo (60% de HDPE/40% de
fibra) fueron:
Ejemplo
5
Se repite el proceso del ejemplo 4 utilizando un
polímero de polipropileno (tratado con ácido maleico al 2,5%).
Se comparó el preimpregnado obtenido en el
ejemplo 5 con Verton (calidad: MFX-7008, H8BK881),
un preimpregnado de polipropileno relleno de vidrio disponible en
LNP.
La invención se ha descrito con detalle con
referencia a realizaciones preferidas de la misma. Sin embargo,
debe entenderse que pueden hacerse variaciones y modificaciones
dentro del alcance de la invención como se define en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (66)
1. Un proceso para impregnar un material de
fibra continua (9) que es un producto fibroso que tiene fibras que
son suficientemente largas para proporcionar a la mecha una
resistencia suficiente para soportar una tensión de al menos 1,1 N
sin romperse, comprendiendo el proceso las etapas de:
(a) alimentar el material de fibra continua (9)
con una tensión de al menos 1,1 N;
(b) calentar el material de fibra (9) a una
primera temperatura; y
(c) arrastrar dicho material de fibra (9)
calentado a través de un baño de composición de resina fundida a
una segunda temperatura,
caracterizado porque
se aplica una fuerza de cizallamiento al
material de fibra (9) en el momento en el que el material de fibra
(9) está en contacto con la composición de resina fundida, la
primera temperatura, medida cuando el material de fibra (9) se pone
en contacto con la resina fundida, es mayor que la segunda
temperatura, y el tiempo de residencia del material de fibra (9) en
el baño es menor de aproximadamente 10 segundos, produciendo un
material de fibra impregnado que no tiene sustancialmente
huecos.
2. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que la fuerza de cizallamiento se aplica al material de fibra (9)
estirando el material de fibra (9) calentado por al menos un pasador
de cizallamiento (16, 18) en el baño.
3. Un proceso según la reivindicación 2, en el
que dicho pasador de cizallamiento (16, 18) tiene una abertura para
proporcionar la composición de resina fundida al material de
fibra.
4. Un proceso según la reivindicación 2 ó 3, en
el que hay de uno a cuatro pasadores de cizallamiento (16, 18).
5. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el baño (2) está a
presión.
6. Un proceso según la reivindicación 5, en el
que la presión del baño está al menos a aproximadamente 69 kPa.
7. Un proceso según la reivindicación 4, en el
que dichos pasadores de cizallamiento (16, 18) se calientan a una
temperatura superior a la temperatura de la composición de resina
fundida.
8. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la primera temperatura es
de al menos aproximadamente 200ºC.
9. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la primera temperatura es de al
menos aproximadamente 220ºC.
10. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la primera temperatura es de al
menos aproximadamente 230ºC.
11. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la primera temperatura es de al
menos aproximadamente 245ºC.
12. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la primera temperatura es de al
menos aproximadamente 260ºC.
13. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la primera temperatura es de al
menos aproximadamente 280ºC.
14. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la segunda temperatura de
la composición de resina fundida es al menos aproximadamente 42ºC
menor que la primera temperatura.
15. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la segunda temperatura de la
composición de resina fundida es al menos aproximadamente 56ºC menor
que la primera temperatura.
16. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la segunda temperatura de la
composición de resina fundida es al menos aproximadamente 83ºC menor
que la primera temperatura.
17. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la segunda temperatura de la
composición de resina fundida es al menos aproximadamente 111ºC
menor que la primera temperatura.
\newpage
18. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la segunda temperatura de la
composición de resina fundida es hasta aproximadamente 278ºC menor
que la primera temperatura.
19. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra (9) se
pone en contacto con la composición de resina fundida durante no más
de aproximadamente 5 segundos antes de empezar el enfriamiento de
la composición de resina fundida.
20. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, en el que el material de fibra (9) se pone
en contacto con la composición de resina fundida durante no más de
aproximadamente 2 segundos antes de empezar el enfriamiento de la
composición de resina fundida.
21. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, en el que el material de fibra (9) se pone
en contacto con la composición de resina fundida durante no más de
aproximadamente 1 segundo antes de empezar el enfriamiento de la
composición de resina fundida.
22. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra (9) se
impregna a una velocidad de al menos aproximadamente 305 cm por
minuto.
23. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que el material de fibra (9) se
impregna a una velocidad de al menos aproximadamente 610 cm por
minuto.
24. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que el material de fibra (9) se
impregna a una velocidad de al menos aproximadamente 914 cm por
minuto.
25. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que el material de fibra (9) se
impregna a una velocidad de al menos aproximadamente 1.220 cm por
minuto.
26. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la viscosidad de la
composición de resina fundida es de al menos 125 Pa.s.
27. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, en el que la viscosidad de la composición
de resina fundida es de al menos 150 Pa.s.
28. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, en el que la viscosidad de la composición
de resina fundida es de al menos 200 Pa.s.
29. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, en el que la viscosidad de la composición
de resina fundida es de aproximadamente 125 a aproximadamente 250
Pa.s.
30. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material reforzante es
un haz de filamentos.
31. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra
comprende un material seleccionado del grupo constituido por fibras
de vidrio, fibras de carbono, fibras de grafito, fibras
poliméricas, fibras de aramida y mezclas de las mismas.
32. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra
comprende una fibra de vidrio rica en sílice.
33. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra de
vidrio se recubre con un material de ensimaje o apresto.
34. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra de
vidrio comprende una fibra de vidrio rica en sílice recubierta con
un ensimaje.
35. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la composición de resina
comprende al menos una resina seleccionada del grupo constituido por
ABS, compuestos acrílicos, acrilonitrilos, epóxidos,
poliariletercetonas, polieteretercetonas, resinas amino, resinas
fenólicas, poliamidas, poliimidas, poliolefinas, policarbonatos,
poliésteres, polieterimidas, poli(sulfuros de arileno),
resinas de polivinilo, poliuretanos, polisulfonas y copolímeros y
mezclas de los mismos.
36. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 34, en el que la composición de resina es una
composición termoplástica.
37. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 34, en el que la composición de resina
comprende al menos una resina termoplástica seleccionada del grupo
constituido por epóxidos, poliésteres y resinas fenólicas.
\newpage
38. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 34, en el que dicha composición de resina
incluye una resina cristalizable, en el que la primera temperatura
es suficientemente mayor que la segunda temperatura de modo que la
resina cristalizable forme regiones cristalinas en la interfase de
fibra.
39. Un proceso según la reivindicación 38, en el
que la composición de resina incluye un polipropileno o polietileno
modificado con ácido o modificado con anhídrido.
40. Un proceso según la reivindicación 38, en el
que el material de fibra es vidrio.
41. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 34, en el que la composición de resina
comprende un material termoplástico seleccionado del grupo
constituido por materiales poliolefínicos modificados con ácido,
materiales poliolefínicos modificados con anhídrido y combinaciones
de los mismos.
42. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que incluye la etapa adicional de
estirar el material preimpregnado a través de una boquilla
calibradora.
43. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que incluye la etapa adicional de
proporcionar una capa de revestimiento al material de fibra
impregnada.
44. Un proceso según la reivindicación 43, en el
que la capa de revestimiento se proporciona arrastrando el material
de fibra impregnado caliente a través de un material triturado o
pulvurulento.
45. Un proceso según la reivindicación 44, en el
que el material triturado o pulvurulento es un material
reforzante.
46. Un proceso según la reivindicación 44, en el
que el material pulvurulento es negro de carbono.
47. Un proceso según la reivindicación 43, en el
que el material de fibra impregnada se recubre con una composición
polimérica.
48. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que incluye una etapa adicional de
cortar el material de fibra impregnado (9) a longitudes de
aproximadamente 3 mm a aproximadamente 76 mm.
49. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el material de fibra
impregnado es un haz de fibras aplanado.
50. Un proceso según la reivindicación 48, que
incluye la etapa adicional de tejer el haz de fibras aplanado en un
fieltro o paño.
51. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la composición de resina
incluye una resina capaz de formar regiones cristalinas tras el
enfriamiento.
52. Un proceso según la reivindicación 51, en el
que la composición de resina incluye un polipropileno o polietileno
modificado con ácido o modificado con anhídrido.
53. Un proceso según la reivindicación 52, en el
que el material de fibra es vidrio.
54. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende una etapa adicional de
conformación del preimpregnado en una forma deseada.
55. Un proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el preimpregnado se conforma
mediante un procedimiento seleccionado del grupo constituido por
estratificación, moldeo por compresión, moldeo por inyección,
termomoldeo, moldeo por soplado, calandrado, extrusión, colada,
laminación, enrollado de filamentos, moldeo rotacional, moldeo por
transferencia, estampado y operaciones de tejido, y combinaciones de
los mismos.
56. Un aparato para impregnar un material de
fibra continua (9) que es un producto fibroso que tiene fibras que
son suficientemente largas para proporcionar suficiente resistencia
para soportar una tensión de al menos 1,1 N sin romperse,
comprendiendo el aparato:
un calentador (12) operativo para calentar el
material de fibra (9) de modo que esté a una primera temperatura;
y
un recipiente (2) de composición de resina
fundida a una segunda temperatura, teniendo el recipiente una
entrada (14) y una salida (20) para la fibra calentada;
un medio operativo para arrastrar el material de
fibra (9) a través del recipiente (2) a una velocidad predeterminada
de modo que el material de fibra (9) se ponga en contacto con la
composición de resina fundida en el recipiente (2),
caracterizado porque
el recipiente (2) incluye en el mismo un
mecanismo de cizallamiento (16, 18) dispuesto para cizallar el
material de fibra (9), la primera temperatura, medida cuando el
material de fibra se pone en contacto con la resina fundida, es
suficientemente mayor que la segunda temperatura, y la longitud del
recipiente (2) entre la entrada (14) y la salida (20) es tal que el
tiempo de residencia en el recipiente (2) del material de fibra (9)
arrastrado a dicha velocidad predeterminada es menor de
aproximadamente 10 segundos, produciendo un material de fibra
impregnado que no tiene sustancialmente huecos.
57. Un aparato según la reivindicación 56, que
comprende adicionalmente un medio (10, 22) para aplicar una tensión
al material de fibra (9).
58. Un aparato según la reivindicación 56 ó 57,
en el que el mecanismo de cizallamiento comprende al menos un
pasador de cizallamiento (16, 18).
59. Un aparato según la reivindicación 58, en el
que el mecanismo de cizallamiento comprende al menos uno a cuatro
pasadores de cizallamiento (16, 18).
60. Un aparato según la reivindicación 58, en el
que el mecanismo de cizallamiento comprende un par de pasadores de
cizallamiento (16, 18).
61. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 58 a 60, en el que al menos un pasador de
cizallamiento (16, 18) tiene una abertura para proporcionar la
composición de resina fundida.
62. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 56 a 61, en el que al menos un pasador de
cizallamiento (16, 18) está conectado a una fuente de calor para
calentar el pasador de cizallamiento.
63. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 56 a 62, en el que dicho recipiente (2) comprende
adicionalmente una unidad (8) para aplicar presión a la composición
de resina.
64. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 56 a 63, en el que dicha salida es una boquilla
calibradora (20).
65. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 56 a 64, que incluye adicionalmente un equipo de
moldeo para conformar la composición de resina de matriz reforzada
en un artículo de una forma deseada.
66. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 56 a 65, en el que el calentador (12) se selecciona
del grupo constituido por calentadores radiantes, calentadores
inductivos, túneles infrarrojos, estufas y combinaciones de los
mismos.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/890,574 US5911932A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Method of prepregging with resin |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98933255T Expired - Lifetime ES2299211T3 (es) | 1997-07-09 | 1998-07-08 | Procedimiento y aparato de preimpregnacion con resina. |
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| KR (1) | KR20010021631A (es) |
| AU (1) | AU8294598A (es) |
| DE (1) | DE69837042T2 (es) |
| ES (1) | ES2299211T3 (es) |
| WO (1) | WO1999002319A1 (es) |
Families Citing this family (116)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7078098B1 (en) | 2000-06-30 | 2006-07-18 | Parker-Hannifin Corporation | Composites comprising fibers dispersed in a polymer matrix having improved shielding with lower amounts of conducive fiber |
| US5911932A (en) * | 1997-07-09 | 1999-06-15 | R. Charles Balmer | Method of prepregging with resin |
| JP4316059B2 (ja) * | 1999-08-06 | 2009-08-19 | 富士重工業株式会社 | 複合材翼の製造方法 |
| DE10010414A1 (de) * | 2000-03-03 | 2001-09-06 | Trespa Int Bv | Verfahren zur Herstellung eines mattenförmigen Vorprodukts, Vorprodukt und Verwendung eines Vorprodukts |
| DE10015984A1 (de) * | 2000-03-31 | 2001-10-18 | Ticona Gmbh | Langfaserverstärkte Polyolefin-Kunststoff Struktur und daraus hergestellte Formkörper |
| US6849331B1 (en) | 2000-11-22 | 2005-02-01 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Polyester resin string binder |
| US6743742B1 (en) * | 2001-02-08 | 2004-06-01 | American Made, Llc | Method of partially embedding non-woven fiber mat to reinforcing fibers impregnated with a thermoplastic resin and composition therefrom |
| US20070264470A1 (en) * | 2001-02-16 | 2007-11-15 | Wellman Scott A | Structural composite |
| US7205251B2 (en) * | 2001-02-16 | 2007-04-17 | Nvh Concepts, L.L.C. | Structural composite |
| US20020150747A1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-10-17 | Wellman Scott A. | Structural composite |
| US6834883B2 (en) * | 2001-05-23 | 2004-12-28 | Delphi Technologies, Inc. | Air bag housing and method of making |
| IL145464A0 (en) * | 2001-09-16 | 2002-06-30 | Pc Composites Ltd | Electrostatic coater and method for forming prepregs therewith |
| CN100431815C (zh) | 2002-07-18 | 2008-11-12 | 三菱丽阳株式会社 | 半固化片、frp成型用中间材料及其制造方法和纤维增强复合材料的制造方法 |
| US20040048055A1 (en) * | 2002-09-11 | 2004-03-11 | Alfonso Branca | Continuous fiber composite reinforced synthetic wood elements |
| JP4603978B2 (ja) * | 2002-11-28 | 2010-12-22 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化複合材料成形品の製造方法 |
| US20040163773A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-08-26 | Ecoplexus Inc. | Stowable composite door system and process |
| FR2852595B1 (fr) * | 2003-03-21 | 2005-04-29 | Procede de production de fils de verre revetus d'un ensimage thermofusible et produits resultants | |
| US7210277B2 (en) * | 2003-04-30 | 2007-05-01 | Lifetime Products, Inc. | Partition system |
| US6828024B1 (en) | 2003-06-30 | 2004-12-07 | Owens Corning Fiberglass Technology, Inc. | Epoxy film former string binder |
| US7134267B1 (en) | 2003-12-16 | 2006-11-14 | Samson Rope Technologies | Wrapped yarns for use in ropes having predetermined surface characteristics |
| US20050142968A1 (en) * | 2003-12-24 | 2005-06-30 | The Boeing Company | Translucent, flame resistant composite materials |
| US20050189673A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-01 | Jeremy Klug | Treatment of flexible graphite material and method thereof |
| US20050215148A1 (en) * | 2004-03-25 | 2005-09-29 | Pc Composites Ltd. | Pre-impregnated materials |
| US7797885B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-09-21 | Lifetime Products, Inc. | Modular enclosure |
| US7926227B2 (en) | 2004-03-29 | 2011-04-19 | Lifetime Products, Inc. | Modular enclosure with living hinges |
| US7770334B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-08-10 | Lifetime Products, Inc. | Door assembly for a modular enclosure |
| US7658038B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-02-09 | Lifetime Products, Inc. | System and method for constructing a modular enclosure |
| US8091289B2 (en) | 2004-03-29 | 2012-01-10 | Lifetime Products, Inc. | Floor for a modular enclosure |
| US20050236736A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-27 | Formella Stephen C | Composite product and forming system |
| US20050255311A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-17 | Formella Stephen C | Hybrid composite product and system |
| US20060081827A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-04-20 | Strong L C | Fence |
| PL1814704T3 (pl) * | 2004-10-22 | 2009-12-31 | Dow Global Technologies Inc | Wyroby kompozytowe z tworzyw sztucznych i sposób ich wytwarzania |
| WO2007009214A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Mastercore System Ltd. | Multistage method and apparatus for continuously forming a composite article |
| US8341930B1 (en) | 2005-09-15 | 2013-01-01 | Samson Rope Technologies | Rope structure with improved bending fatigue and abrasion resistance characteristics |
| US20070096371A1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | General Electric Company | Process of producing ceramic matrix composites |
| US20070181866A1 (en) * | 2006-01-12 | 2007-08-09 | Strong L C | Fence |
| US7438069B2 (en) * | 2006-01-19 | 2008-10-21 | Mathew A. McPherson | Thermoplastic bow limb |
| US20070170528A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Aaron Partridge | Wafer encapsulated microelectromechanical structure and method of manufacturing same |
| US8993670B2 (en) * | 2006-02-27 | 2015-03-31 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Glass-fiber reinforced thermoplastic resin composition and molded article thereof |
| US20080011994A1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Rich Howe | Fence |
| US20080023871A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Methods of forming polymeric articles having continuous support structures |
| US8303757B2 (en) | 2006-12-04 | 2012-11-06 | The Boeing Company | Tensioning device for composite structures |
| JP2010532430A (ja) * | 2007-05-18 | 2010-10-07 | サムソン ロープ テクノロジーズ | 複合ロープ構造体と、複合ロープ構造体を作製するシステムおよび方法 |
| EP2155954A1 (en) * | 2007-05-19 | 2010-02-24 | Samson Rope Technologies | Composite rope structures and systems and methods for fabricating cured composite rope structures |
| CN101707929B (zh) * | 2007-06-20 | 2017-01-18 | 罗地亚管理公司 | 复合聚酰胺制品 |
| DE102008028558A1 (de) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Imprägnierverfahren zur Herstellung von gewickelten Kupplungsbelägen |
| CN101687372A (zh) * | 2007-07-03 | 2010-03-31 | 3M创新有限公司 | 形成复合光学薄膜的方法 |
| KR101442121B1 (ko) * | 2007-08-09 | 2014-09-18 | 삼성정밀화학 주식회사 | 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 그 방법에 의하여제조된 열가소성 프리프레그 |
| EP2271703A1 (en) * | 2008-03-30 | 2011-01-12 | IQ Tec Switzerland Gmbh | Apparatus and method for making reactive polymer pre-pregs |
| GB0806434D0 (en) * | 2008-04-09 | 2008-05-14 | Zephyros Inc | Improvements in or relating to structural adhesives |
| US8109072B2 (en) | 2008-06-04 | 2012-02-07 | Samson Rope Technologies | Synthetic rope formed of blend fibers |
| KR100983531B1 (ko) * | 2009-04-30 | 2010-09-30 | 조연호 | 탄소섬유 시트의 제조방법 |
| GB0916205D0 (en) | 2009-09-15 | 2009-10-28 | Zephyros Inc | Improvements in or relating to cavity filling |
| US8158245B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-17 | Cytec Technology Corp. | Thermoplastic composites and methods of making and using same |
| US8992200B2 (en) * | 2009-12-29 | 2015-03-31 | General Electric Company | Resin infusion apparatus and system, layup system, and methods of using these |
| KR20130020772A (ko) | 2010-03-04 | 2013-02-28 | 제피로스, 인크. | 구조적 복합 라미네이트 |
| RU2572892C2 (ru) | 2010-06-11 | 2016-01-20 | ТИКОНА ЭлЭлСи | Конструктивный элемент, изготовленный из сплошного линейного профиля |
| EP2585279B8 (en) | 2010-06-22 | 2016-07-27 | Ticona LLC | Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers and method for its manufacture |
| US9409347B2 (en) | 2010-06-22 | 2016-08-09 | Ticona Llc | Method for forming reinforced pultruded profiles |
| CA2800931A1 (en) | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Ticona Llc | Reinforced hollow profiles |
| DE102011005462B8 (de) * | 2011-03-11 | 2012-10-11 | Thermoplast Composite Gmbh | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes in Form eines mit einem Polymer imprägnierten Faserbandes |
| US20120244301A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | Basf Se | Component with a hollow body that can be subjected to internal pressure |
| WO2012126910A1 (de) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | Basf Se | Bauteil mit einem innendruckbelastbaren hohlkörper |
| US20120251823A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-04 | Newport Adhesives and Composites, Inc. | Tow prepreg and system and method for forming the same |
| CN103547439A (zh) * | 2011-04-12 | 2014-01-29 | 提克纳有限责任公司 | 用于浸渍纤维粗纱的模具和方法 |
| US10676845B2 (en) | 2011-04-12 | 2020-06-09 | Ticona Llc | Continuous fiber reinforced thermoplastic rod and pultrusion method for its manufacture |
| BR112013025588A2 (pt) | 2011-04-12 | 2016-12-27 | Ticona Llc | cabo umbilical para uso em aplicações submarinas |
| US9190184B2 (en) | 2011-04-12 | 2015-11-17 | Ticona Llc | Composite core for electrical transmission cables |
| AU2012242930B2 (en) | 2011-04-12 | 2016-03-31 | Southwire Company | Electrical transmission cables with composite cores |
| CN103547440B (zh) | 2011-04-12 | 2017-03-29 | 提克纳有限责任公司 | 用于浸渍纤维粗纱的模具浸渍部分和方法 |
| CA2775445C (en) | 2011-04-29 | 2019-04-09 | Ticona Llc | Die and method for impregnating fiber rovings |
| JP6073861B2 (ja) | 2011-04-29 | 2017-02-01 | ティコナ・エルエルシー | 流れを拡散するゲート通路をもつダイ及び繊維ロービングを含浸するための方法 |
| CA2775442C (en) | 2011-04-29 | 2019-01-08 | Ticona Llc | Impregnation section with upstream surface and method for impregnating fiber rovings |
| US20140135447A1 (en) * | 2011-07-05 | 2014-05-15 | Polyone Corporation | Preparation of imide oligomers |
| WO2013016121A1 (en) | 2011-07-22 | 2013-01-31 | Ticona Llc | Extruder and method for producing high fiber density resin structures |
| DE102011082192B4 (de) * | 2011-09-06 | 2022-10-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Prepregs aus Wickelverfahren |
| WO2013086258A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Ticona Llc | Asymmetric fiber reinforced polymer tape |
| US9289936B2 (en) | 2011-12-09 | 2016-03-22 | Ticona Llc | Impregnation section of die for impregnating fiber rovings |
| US9283708B2 (en) | 2011-12-09 | 2016-03-15 | Ticona Llc | Impregnation section for impregnating fiber rovings |
| WO2013086259A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Ticona Llc | Die and method for impregnating fiber rovings |
| JP2015505752A (ja) | 2011-12-09 | 2015-02-26 | ティコナ・エルエルシー | 繊維ロービングを含浸するための含浸区分及びダイ |
| US9494260B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-11-15 | Ticona Llc | Dynamically vulcanized polyarylene sulfide composition |
| US9410644B2 (en) | 2012-06-15 | 2016-08-09 | Ticona Llc | Subsea pipe section with reinforcement layer |
| RU2618068C2 (ru) * | 2012-12-21 | 2017-05-02 | Сайтек Энджиниэрд Матириалз Инк. | Отверждаемые препреги с отверстиями в поверхности |
| US8689534B1 (en) | 2013-03-06 | 2014-04-08 | Samson Rope Technologies | Segmented synthetic rope structures, systems, and methods |
| US20140377556A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-25 | Hexcel Corporation | Method for making a discontinuous fiber molding compound |
| EP3017136A4 (en) * | 2013-07-02 | 2017-02-15 | Ticona LLC | Composite tapes and rods having embedded sensing elements |
| US9997491B2 (en) * | 2013-07-08 | 2018-06-12 | Sony Corporation | Method of determining curing conditions, method of producing circuit device, and circuit device |
| DE202014011009U1 (de) | 2013-07-26 | 2017-06-02 | Zephyros Inc. | Wärmehärtende Klebstofffolien mit einem Faserträger |
| US10240000B2 (en) | 2013-09-26 | 2019-03-26 | Polyone Corporation | Aromatic polyimides suitable for 3D printing processes |
| WO2015048065A1 (en) | 2013-09-26 | 2015-04-02 | Polyone Corporation | Preparation of imide oligomers via concurrent reactive extrusion |
| KR102167574B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2020-10-19 | 사이텍 인더스트리스 인코포레이티드 | 섬유를 함침하여 프리프레그를 형성하기 위한 방법 및 시스템 |
| EP2955013B1 (en) | 2014-04-16 | 2020-01-01 | UNDRC bvba | Dimensional stable flooring materials and its intermediates |
| US20160271860A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-09-22 | Teijin Limited | Production Method of Fiber-Reinforced Plastic |
| GB201417985D0 (en) | 2014-10-10 | 2014-11-26 | Zephyros Inc | Improvements in or relating to structural adhesives |
| FR3027546B1 (fr) | 2014-10-24 | 2017-07-21 | Porcher Ind | Meches poudrees par procede electrostatique |
| LT3212340T (lt) | 2014-10-31 | 2022-11-10 | Hardwire, Llc | Minkštas balistinis atsparus šarvas |
| US10556388B2 (en) | 2015-04-22 | 2020-02-11 | Eastman Chemical Company | Polyester-based tape composites for wood reinforcement |
| JP6445389B2 (ja) * | 2015-05-18 | 2018-12-26 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ |
| US9759354B2 (en) | 2015-06-05 | 2017-09-12 | Advanced Drainage Systems, Inc. | Pipe with an outer wrap |
| US10077856B2 (en) | 2015-06-05 | 2018-09-18 | Advanced Drainage Systems Inc. | Pipe with an outer wrap |
| US10077857B2 (en) | 2015-06-05 | 2018-09-18 | Advanced Drainage Systems Inc. | Pipe with an outer wrap |
| US9573661B1 (en) | 2015-07-16 | 2017-02-21 | Samson Rope Technologies | Systems and methods for controlling recoil of rope under failure conditions |
| EP3328808A1 (en) * | 2015-07-30 | 2018-06-06 | Dow Global Technologies LLC | In-line process |
| US10982041B2 (en) | 2016-02-25 | 2021-04-20 | Swancor Advanced Materials Co., Ltd. | Epoxy resin oligomer |
| US10377607B2 (en) | 2016-04-30 | 2019-08-13 | Samson Rope Technologies | Rope systems and methods for use as a round sling |
| DE102016216262A1 (de) | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines kohlefaserverstärkten Kunststoffbauteils |
| US20180171631A1 (en) | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Eastman Chemical Company | Polyester-based tape composites for construction panel reinforcement |
| NL2020042B1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-06-19 | Pipelife Nederland Bv | High-pressure pipe with pultruded elements and method for producing the same |
| US11584041B2 (en) | 2018-04-20 | 2023-02-21 | Pella Corporation | Reinforced pultrusion member and method of making |
| US11371280B2 (en) | 2018-04-27 | 2022-06-28 | Pella Corporation | Modular frame design |
| US11491685B2 (en) * | 2018-08-22 | 2022-11-08 | Toray Industries, Inc. | Production method for prepreg, prepreg tape, and fiber reinforced composite material, and prepreg production device |
| US11441001B1 (en) | 2018-11-29 | 2022-09-13 | University Of Tennessee Research Foundation | Process to manufacture carbon fiber intermediate products in-line with carbon fiber production |
| US20210146016A1 (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Evonik Operations Gmbh | Fiber reinforced compositions and methods of manufacture for medical device applications |
| KR102486097B1 (ko) | 2021-02-03 | 2023-01-06 | 도레이첨단소재 주식회사 | 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법 |
| CN115891217B (zh) * | 2022-10-24 | 2024-01-05 | 北京科技大学 | 一种磁场取向磁微针增强复合材料层间性能的方法与装置 |
Family Cites Families (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US924555A (en) * | 1907-10-22 | 1909-06-08 | Single Service Package Corp Am | Method of making paper bottle-closures. |
| US1179660A (en) * | 1909-02-06 | 1916-04-18 | Joseph Sanders | Manufacturing sound-record tablets. |
| US1590602A (en) * | 1924-06-17 | 1926-06-29 | Taylor Lab Inc | Method of treating organic material |
| US1808590A (en) * | 1928-09-03 | 1931-06-02 | Andernach August Wilhelm | Method of manufacturing paper, pasteboard, felt and the like |
| US2204664A (en) * | 1934-04-11 | 1940-06-18 | American Seal Kap Corp | Method of making paper articles |
| US2324645A (en) * | 1940-03-14 | 1943-07-20 | William C Prehler | Apparatus for impregnating and forming fabric tubing |
| US2452761A (en) * | 1944-02-16 | 1948-11-02 | Plax Corp | Method of forming slabs of organic plastic material |
| US2871911A (en) | 1953-01-13 | 1959-02-03 | Glastrusions | Apparatus for producing elongated articles from fiber-reinforced plastic material |
| US3000464A (en) * | 1957-09-18 | 1961-09-19 | Bolt Beranek & Newman | Acoustic absorber |
| US3273987A (en) * | 1961-06-19 | 1966-09-20 | Owens Corning Fiberglass Corp | Coating fibrous glass yarns |
| US3826703A (en) * | 1968-12-04 | 1974-07-30 | W Russell | Methods of producing fibrous silicate products |
| NL7001315A (es) * | 1970-01-29 | 1971-08-02 | Bekaert Sa Nv | |
| GB1354493A (en) * | 1970-07-27 | 1974-06-05 | Nat Res Dev | Carbon fibre tow |
| US4000237A (en) * | 1973-04-30 | 1976-12-28 | Scott Paper Company | Method for producing a soft, absorbent, unitary, laminate-like fibrous web with delaminating strength |
| US3993726A (en) * | 1974-01-16 | 1976-11-23 | Hercules Incorporated | Methods of making continuous length reinforced plastic articles |
| DE2607362A1 (de) * | 1976-02-24 | 1977-09-01 | Kabel Metallwerke Ghh | Verfahren zur herstellung von elektrischen leitungen |
| US4168194A (en) | 1977-08-12 | 1979-09-18 | Sea Log Corporation | Method for production of fiber reinforced resin structures |
| US5268136A (en) * | 1980-04-17 | 1993-12-07 | Saint-Gobain Vitrage International | Method for the manufacture of plastic sheets of good optical quality |
| US4559262A (en) * | 1981-01-21 | 1985-12-17 | Imperial Chemical Industries, Plc | Fibre reinforced compositions and methods for producing such compositions |
| US5213889B1 (en) * | 1981-01-21 | 1996-10-29 | Kawasaki Chem Holding | Fibre-reinforced compositions and methods for producing such compositions |
| US4549920A (en) * | 1981-07-28 | 1985-10-29 | Imperial Chemical Industries, Plc | Method for impregnating filaments with thermoplastic |
| DE3375488D1 (en) * | 1982-07-28 | 1988-03-03 | Ici Plc | Method of producing fibre-reinforced composition |
| JPS60154029A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | Ube Nitto Kasei Kk | 棒状連続押出成形体の整形方法および整形装置 |
| DE3568788D1 (en) * | 1984-01-27 | 1989-04-20 | Ici Plc | Reinforced fibre products and process of making |
| GB8405844D0 (en) * | 1984-03-06 | 1984-04-11 | Ici Plc | Making reinforced fibre products |
| US4640861A (en) * | 1984-06-07 | 1987-02-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fiber reinforced thermoplastic material |
| US4690836A (en) * | 1985-10-23 | 1987-09-01 | International Business Machines Corp. | Process for the production of void-free prepreg sheets |
| US4804427A (en) * | 1986-11-05 | 1989-02-14 | Allied-Signal Inc. | Composites via in-situ polymerization of composite matrices using a polymerization initiator bound to a fiber coating |
| US4894105A (en) * | 1986-11-07 | 1990-01-16 | Basf Aktiengesellschaft | Production of improved preimpregnated material comprising a particulate thermoplastic polymer suitable for use in the formation of substantially void-free fiber-reinforced composite article |
| US4990207A (en) * | 1987-04-02 | 1991-02-05 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Process for preparing fiber-reinforced thermoplastic molded articles |
| US4917847A (en) * | 1987-07-17 | 1990-04-17 | Wetco Of Delaware, Inc. | Method of making a reverse osmosis element |
| US5436301A (en) * | 1988-05-09 | 1995-07-25 | Teijin Limited | Epoxy resin-impregnated prepreg |
| US5145615A (en) * | 1989-01-19 | 1992-09-08 | General Electric Company | Process for making an expanded fiber composite structure |
| DE69025225T2 (de) * | 1989-04-17 | 1996-11-14 | Teijin Ltd | Faserverstärktes Verbundmaterial aus Polymerharz und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US5196152A (en) * | 1989-12-12 | 1993-03-23 | The Dow Chemical Company | Reaction injection molding method with internal frame and shear edge |
| US5080851A (en) * | 1990-09-06 | 1992-01-14 | United Technologies Corporation | Method for stabilizing complex composite preforms |
| US5236646A (en) * | 1991-02-28 | 1993-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Process for preparing thermoplastic composites |
| US5273781A (en) * | 1991-08-15 | 1993-12-28 | Shu Wang M | Method of making blind fabric |
| EP0614935B1 (de) | 1993-02-02 | 1998-12-23 | Ticona GmbH | Thermoformbares, faserverstärktes Verbundmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung |
| US5633074A (en) * | 1993-06-07 | 1997-05-27 | Yamaha Corporation | Prepreg available for fiber reinforced thermoplastic resin and process of producing sporting goods using the same |
| US5424388A (en) * | 1993-06-24 | 1995-06-13 | Industrial Technology Research Institute | Pultrusion process for long fiber-reinforced nylon composites |
| US5482667A (en) * | 1993-08-11 | 1996-01-09 | General Electric Company | Extrusion impregnation compression molding process |
| KR960012439B1 (ko) * | 1993-12-10 | 1996-09-20 | 제일합섬 주식회사 | 열가소성 복합수지의 프리프레그 제조방법 |
| MY112441A (en) | 1994-03-17 | 2001-06-30 | Shell Int Research | A process of melt impregnation |
| US5609806A (en) * | 1994-06-28 | 1997-03-11 | Reichhold Chemicals, Inc. | Method of making prepreg |
| US5540797A (en) * | 1995-03-24 | 1996-07-30 | Wilson; Maywood L. | Pultrusion apparatus and process |
| US5911932A (en) * | 1997-07-09 | 1999-06-15 | R. Charles Balmer | Method of prepregging with resin |
-
1997
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-
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