ES2355443T3 - Haces de fibras de refuerzo para fabricar compuestos poliméricos reforzados con fibras. - Google Patents
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Abstract
Una composición que contiene fibras, adecuada para ser formulada con un polímero de matriz en un procedimiento de mezcla para formar un compuesto polimérico reforzado con fibras, dicha composición comprende una masa de haces de fibras cortadas, dicha masa tiene una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm3 y en la que substancialmente la totalidad de dichos haces de fibras cortadas tienen una longitud de entre 3 y 15 mm y comprenden una pluralidad de fibras sintéticas o naturales de base celulósica de substancialmente la misma longitud, orientadas substancialmente en paralelo entre sí y que tienen sus extremos substancialmente coextensivos entre sí, y en la que substancialmente la totalidad de los haces de fibras cortadas comprenden una composición de acabado que recubre las fibras dentro de los haces y forma enlaces fugitivos inter-fibra dentro de cada haz de fibras cortadas para proporcionar coherencia entre las fibras, dichos enlaces fugitivos inter-fibra pueden romperse después de la composición de dichos haces en un procedimiento de mezcla de manera que dichos haces de fibras cortadas puedan desintegrarse en fibras separadas individuales para su dispersión dentro del polímero de matriz durante dicho procedimiento.
Description
Haces de fibras de refuerzo para fabricar
compuestos poliméricos reforzados con fibras.
La presente invención se refiere a haces de
fibras orgánicas de refuerzo cortadas cortas, adecuadas para la
dosificación volumétrica o gravimétrica en un procedimiento de
mezcla utilizado para producir compuestos poliméricos reforzados
con fibras.
Fibras inorgánicas, tales como el vidrio, se
utilizan comúnmente como fibras de refuerzo en compuestos
poliméricos tanto termoplásticos como termoendurecibles. Las fibras
de refuerzo de vidrio mejoran el módulo, la resistencia y la
temperatura de reflexión por calor del compuesto. Sin embargo, estas
fibras quebradizas tienden a tener una menor elongación de ruptura
y una baja resistencia al impacto, especialmente a bajas
temperaturas. En operaciones típicas de composición de resinas para
polímeros termoplásticos, la fibra de vidrio (cortada entre 1,5 y 3
mm o hiladas en filamentos continuos) se mezcla con el polímero
termoplástico en un extrusor de composición. En el caso de
filamentos continuos, el extrusor actúa como medio para romper el
hilo de vidrio quebradizo en pequeñas longitudes.
También se pueden utilizar fibras poliméricas
orgánicas sintéticas y/o fibras naturales de base celulósica como
refuerzo en compuestos poliméricos y servir para mejorar la
resistencia al impacto en frío del compuesto. Por ejemplo, la
solicitud de patente publicada PCT WO 02/053629 describe compuestos
poliméricos extruibles o moldeables que contienen una matriz de
poliolefina termoplástica en la cual se dispersan fibras de refuerzo
de PET y talco. La inclusión de fibras de PET parece que mejora la
resistencia al impacto en frío del compuesto moldeado. Las mejoras
en la resistencia al impacto no necesitan la adhesión entre las
fibras de refuerzo y el polímero de matriz de poliolefina.
Las fibras poliméricas de alta resistencia
cortadas cortas pueden producirse cortando hilos industriales de
alta resistencia y comprimiendo éstos en una bala. Sin embargo,
cuando un procesador intenta dosificar estas fibras cortadas dentro
de un extrusor de composición, existe la tendencia de que las fibras
se agrupen entre sí dando un contenido de fibras no uniforme y una
pobre distribución de fibras en la resina compuesta. La pobre
distribución da como resultado unas propiedades físicas y una
apariencia superficial más pobre de los compuestos moldeados.
Por ejemplo, la patente de EE.UU. núm. 3.639.424
describe mezclas moldeables de polipropileno y de polietileno en
las cuales están dispersas fibras de refuerzo de tereftalato de
polietileno (PET) cortadas cortas. La patente 3.639.424 observa que
a diferencia de las fibras de vidrio, otras fibras poliméricas
sintéticas no se dispersan bien en el polímero sino que tienden a
agruparse entre sí en agregados de fibras, dando como resultado la
dispersión no uniforme de las fibras en el producto moldeado.
La solicitud de patente publicada de EE.UU. núm.
2006/0261509 de Lustiger ilustra la dificultad de medir las fibras
de poliéster cortadas dentro de un extrusor de composición. Tal como
se observó en esta solicitud, típicamente se utilizan alimentadores
gravimétricos o vibracionales para dosificar y transportar los
polímeros, los rellenos y los aditivos al interior del extrusor de
composición. Estos alimentadores son efectivos en el transporte de
pastillas o polvo, pero no son particularmente adecuados para el
transporte de fibras poliméricas cortadas, ya que la fibra cortada
tiende a agruparse o a formar puentes, dando como resultado una
velocidad de alimentación inconsistente en los procedimientos de
mezcla. Para vencer este problema, esta solicitud propone dosificar
hebras continuas de poliéster directamente dentro del extrusor de
composición donde las hebras se romperán por la acción del tornillo
del extrusor. Mientras esta aproximación se utiliza con éxito con
fibras quebradizas tales como el vidrio, la alta dureza (es decir,
la alta resistencia y elongación de la fibra) de las fibras de
refuerzo de poliéster presentan dificultades, ya que el tornillo del
extrusor puede que no rompa ni completa ni uniformemente las hebras
de fibra durante un procedimiento de mezcla de alto rendimiento.
La patente de EE.UU. núm. 6.202.947 de Matsumoto
y colaboradores suministra otra aproximación a la dosificación de
las fibras de refuerzo en la que se sitúa una cortadora de estopa en
el puerto de alimentación del extrusor de composición. La velocidad
de la cortadora se regula para suministrar la cantidad necesaria de
fibra al extrusor. Sin embargo se requieren modificaciones en la
tolva de alimentación y en el dispositivo de descarga para
adaptarse a dichas fibras.
De acuerdo con la presente invención, se
suministra una fibra de refuerzo orgánica sintética o natural de
base celulósica cortadas cortas para un compuesto polimérico de
forma que alimente uniformemente un procedimiento de mezcla usando
un equipo convencional de dosificación volumétrica o gravimétrica.
En el procedimiento de mezcla que puede incluir el uso de un
extrusor de tornillo simple o doble o una mezcladora de lotes doble
armada, dicha fibra de refuerzo se dispersa y se distribuye
uniformemente en una resina de matriz durante el procedimiento de
mezcla. Tal como aquí se utiliza, fibras sintéticas quiere decir
fibras sintéticas producidas o derivadas de un polímero orgánico y
específicamente incluyen fibras de carbono. Además, tal como aquí se
utiliza, las fibras de refuerzo naturales de base celulósica
incluyen fibras líber natural para la formación de hilos, de hojas
o de pelos de semillas.
Las fibras de refuerzo se suministran en forma
de haces de fibras cortadas con una composición de acabado que
recubre las fibras y forma enlaces fugitivos
inter-fibra entre las fibras dentro de cada haz de
fibras cortadas. El acabado suministra coherencia entre las fibras
y eleva la densidad aparente de los haces de forma que una masa de
los haces de fibras cortadas pueda ser suministrada uniformemente
por un dispositivo alimentador de tornillo volumétrico (pérdida en
volumen) o gravimétrico (pérdida en peso) y fluyan desde este
dispositivo alimentador de tornillo a un procedimiento de mezcla.
Después del mezclado en el procedimiento de mezcla con un polímero
de matriz, los enlaces fugitivos se romperán y los haces de fibras
cortadas se desintegrarán en fibras individuales separadas y
dispersas en el polímero de matriz.
En una realización ventajosa de la presente
invención, se suministra una composición para hacer un compuesto
polimérico reforzado con fibras. Dicha composición comprende una
masa de haces de fibras cortadas, substancialmente todas los cuales
tienen una longitud de entre 3 y 15 mm y poseyendo la masa de haces
una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3} (16 libras
por pie cúbico). Substancialmente todos los haces de fibras cortadas
comprenden una pluralidad de fibras sintéticas o naturales de base
celulósica de la misma longitud orientadas substancialmente en
paralelo entre sí y que tienen sus extremos coextensivos entre sí.
Substancialmente todos los haces comprenden también una composición
de acabado que recubre las fibras y forma enlaces fugitivos
inter-fibra dentro de cada haz de fibras cortadas
suministrando coherencia entre las fibras. Dicho enlace fugitivo
inter-fibra, debido a la composición de acabado,
permite que la masa de haces de fibras cortadas sea suministrada
uniformemente por un dispositivo alimentador de tornillo
volumétrico (pérdida en volumen) o gravimétrico (pérdida en peso)
al interior de un extrusor de tornillo de composición que también
contiene un polímero de matriz. Después de mezclarse en el extrusor
de tornillo de composición con el polímero de matriz, los enlaces
fugitivos pueden romperse y los haces de fibras cortadas pueden
desintegrarse en fibras individuales separadas y dispersas en el
polímero termoplástico de matriz. La masa de haces de fibras
cortadas es con fluidez y suministrable a través de un dispositivo
alimentador de tornillo volumétrico (pérdida en volumen) o
gravimétrico (pérdida en peso) con una uniformidad tal que el
dispositivo alimentador de tornillo preferiblemente no requiere más
que un cambio del \pm 10% en las RPM del tornillo o una variación
de peso de \pm 10% en la tasa de alimentación.
En un aspecto adicional de la presente
invención, se suministra un procedimiento para hacer una mezcla con
contenido de fibras para su composición con una matriz polimérica
para a su vez formar un compuesto polimérico reforzado con fibras.
El procedimiento incluye los pasos de revestir una pluralidad de
fibras de múltiples filamentos sintéticas o hebras de hilos de
fibras naturales de base celulósica con una composición de acabado
que forma enlaces fugitivos inter-filamento dentro
de las hebras, cortar las hebras de filamentos enlazados en haces
de fibras cortadas que tienen una longitud de entre 3 y 15 mm,
conteniendo cada haz de fibras cortadas fibras fugitivamente
enlazadas; y formar una masa con fluidez de los haces de fibras
cortadas individuales para suministrar una masa de haces que tienen
una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3} (16 libras
por pie cúbico). En una operación separada, la masa con fluidez de
haces de fibras cortadas puede depositarse en una tolva de
alimentación de un dispositivo alimentador de tornillo volumétrico
(pérdida en volumen) o gravimétrico (pérdida en peso) que está en
comunicación de transporte de masa con un procedimiento de mezcla.
El procedimiento de mezcla puede llevarse a cabo utilizando un
extrusor de tornillo simple o doble o una mezcladora de lotes doble
armada, por ejemplo, una mezcladora de pala Sigma. También se
suministra un polímero de matriz al procedimiento de mezcla. La
masa con fluidez de haces de fibras cortadas puede suministrarse al
procedimiento de mezcla por medio del dispositivo alimentador de
tornillo, suministrando la composición de acabado coherencia entre
las fibras de manera que los haces de fibras cortadas fugitivamente
enlazadas sean suministrados uniformemente por el dispositivo
alimentador de tornillo al procedimiento de mezcla. Después de la
mezcla en el procedimiento de mezcla, los enlaces fugitivos se
rompen y los haces de fibras cortadas se desintegran en fibras
individuales y dispersas en el polímero de matriz. Preferiblemente
el paso de suministro de la masa con fluidez de haces de fibras
cortadas incluye el suministro de los haces de fibras cortadas con
una uniformidad tal que el dispositivo alimentador de tornillo no
requiere más que un cambio del \pm 10% en las RPM del tornillo o
una variación de peso de \pm 10% en la tasa de alimentación.
Preferiblemente, los haces de múltiples
filamentos contiene cada uno entre 100 y 400 filamentos continuos
que tienen una masa lineal de entre 5 y 22 dtex por filamento. El
recubrimiento puede realizarse haciendo avanzar las hebras de
múltiples filamentos más allá de una estación de recubrimiento que
contiene una composición de acabado líquida, aplicando la
composición de acabado líquida a las hebras de múltiples filamentos
continuas en las estación de recubrimiento e impregnando las
respectivas hebras con la composición de acabado, y secando la
composición de acabado para formar enlaces fugitivos interfilamento
dentro de las hebras. El paso de secado incluye de forma adecuada
la exposición de las hebras de múltiples filamentos recubiertas al
calor para secar la composición de acabado. En una realización
ventajosa, el paso de secado comprende el direccionamiento de las
hebras de múltiples filamentos recubiertas sobre una serie de
cilindros calientes y el paso de corte incluye el avance de las
hebras de múltiples filamentos recubiertas directamente desde la
serie de cilindros calientes hasta un dispositivo cortador y el
corte de las hebras para formar los haces de fibras cortadas. En
otra realización, un horno sustituye a los cilindros de secado
calientes.
La composición de acabado se aplica
preferiblemente en una cantidad de entre un 0,5 y un 10 de
porcentaje en peso en base al peso total de las hebras de múltiples
filamentos recubiertas y preferiblemente comprende una emulsión
termoplástica de base acuosa que puede secarse mediante calor.
En una realización específica, el procedimiento
incluye los pasos de extraer de un dispositivo de fileta una
pluralidad de hebras de múltiples filamentos de polímero de
tereftalato de polietileno, comprendiendo cada hebra entre 100 y
400 filamentos continuos con una masa lineal de entre 5 y 22 dtex
por filamento. La pluralidad de hebras de múltiples filamentos se
hace avanzar desde el dispositivo de fileta al hasta y a través de
la estación de recubrimiento y una composición de acabado en forma
de emulsión acuosa de un polímero termoplástico se aplica entonces
a las hebras de múltiples filamentos. Después se hacen avanzar las
hebras de múltiples filamentos recubiertas hasta una estación de
secado y se calientan las hebras para provocar que la composición
de acabado se seque y formen enlaces positivos
inter-filamento dentro de cada hebra. Las hebras de
múltiples filamentos se hacen avanzar entonces desde la estación de
secado hasta una estación de corte donde las hebras son cortadas en
haces de fibras cortadas que tienen una longitud de entre 3 y 15 mm,
conteniendo cada haz de fibras cortadas una pluralidad de fibras
fugitivamente enlazadas. Los haces de fibras cortadas así formados,
con una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3} (16
libras por pie cúbico) se recogen como una masa con fluidez de
haces de fibras cortadas y se empaquetan para su envío a granel. Las
fibras se depositan posteriormente en una tolva de alimentación de
un dispositivo alimentador de tornillo volumétrico (pérdida en
volumen) o gravimétrico (pérdida en peso) que puede estar conectado
a un extrusor de tornillo simple o doble o a una mezcladora de
lotes doble armada para llevar a cabo un procedimiento de mezcla.
El procedimiento de mezcla es alimentado también con un polímero de
matriz termoplástico tal como polipropileno o con un polímero de
matriz termoendurecible tal como éster de vinilo. La masa con
fluidez de haces de fibras cortadas es suministrada al interior del
extrusor de tornillo por medio de un dispositivo alimentador de
tornillo, suministrando la composición de acabado coherencia entre
las fibras de manera que los haces de fibras cortadas fugitivamente
enlazadas sean uniformemente suministrados por el dispositivo
alimentador de tornillo al interior del extrusor de tornillo de
composición. Después del mezclado en un extrusor de tornillo simple
o doble o en una mezcladora de lotes doble armada, los enlaces
fugitivos se rompen y los haces de fibras cortadas se desintegran en
fibras individuales separadas dispersas en el polímero de
matriz.
Habiéndose descrito así la invención en términos
generales, ahora se hará referencia a los dibujos adjuntos, que no
están necesariamente dibujados a escala y en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva que
ilustra una masa de haces de fibras cortadas de acuerdo con la
presente invención, dichos haces son adecuados para ser
uniformemente suministrados a un procedimiento de mezcla utilizando
alimentadores convencionales de tornillo volumétricos (pérdida en
volumen) o gravimétricos (pérdida en peso);
La figura 2 es una vista en perspectiva
aumentada de uno de los haces de fibras cortadas;
La figura 3 es una vista en perspectiva
aumentada de los haces de fibras cortadas de acuerdo con otra
realización de la presente invención;
Las figuras 4A y 4B son vistas en planta y en
alzada que ilustran respectivamente un aparato para producir los
haces de fibras cortadas;
La figura 5 es una ilustración esquemática de un
extrusor de tornillo de composición típico para producir un
compuesto polimérico reforzado con fibras;
La figura 6 es una ilustración de un comprobador
de la fluidez de las fibras; y
La figura 7 es un gráfico que muestra la
graduación en la tasa de alimentación de fibras y el porcentaje de
velocidad máxima del alimentador para el test realizado en el
ejemplo 2.
Ahora la presente invención se describirá de
aquí en adelante más completamente con referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales se muestran algunas, aunque no todas las
realizaciones de la invención. En efecto, esta invención puede
realizarse de muchas formas diferentes y no debería limitarse a las
realizaciones aquí manifestadas. Al contrario, estas realizaciones
se proporcionan de manera que este descubrimiento satisfaga los
requisitos legales aplicables. Números similares se refieren a
elementos similares a lo largo de las diferentes figuras de los
dibujos.
La presente invención se refiere al campo de los
compuestos poliméricos reforzados con fibras que comprenden un
polímero de matriz y una fibra de refuerzo que está uniformemente
dispersa dentro del polímero de matriz. El polímero de matriz puede
ser un polímero termoplástico (por ejemplo, poliolefina, poliéster,
poliamida, acrílico, policarbonato o poliéterquetona, prefiriéndose
el polipropileno). El polímero de matriz también puede ser un
polímero termoendurecible (por ejemplo, poliéster, éster de vinilo o
epoxi). La fibra de refuerzo puede ser una fibra sintética
producida o derivada de un polímero orgánico o una fibra natural de
base celulósica y que se produce inicialmente en forma de hebras de
múltiples filamentos con filamentos continuos, mechas o hilos y que
se convierten en haces de fibras cortadas cortas según se describe
más completamente a continuación. Ejemplos de fibras sintéticas
producidas a partir de polímeros orgánicos incluyen el poliéster,
incluyendo el tereftalato de polietileno (PET), el tereftalato de
polibutileno (PBT) el tereftalato de politrimetileno (PTT), el
naftalato de polietileno (PEN), el dibenzoato de polietileno (PEBB),
el ácido poliláctico (PLA) y otros, polímeros de cristal líquido,
rayón, acetato de celulosa, triacetato de celulosa, poliamidas tales
como nylon 6 y nylon 6,6 aunque sin excluir otros nylon,
poliquetonas, poliéterquetonas, acrílicos, arámidos o sus mezclas.
Ejemplos de fibras sintéticas derivadas de polímeros orgánicos
también incluyen las fibras de carbono y las fibras de
poliacrilonitrilo parcialmente oxidado. Ejemplos de fibras naturales
de base celulósica incluyen fibras de líber (lino, cáñamo, yute,
ramio), hojas (sisal, abaca) y pelo de semillas (algodón,
miraguano). Preferiblemente la temperatura de fusión de la fibra de
refuerzo debe ser al menos de 30º C por encima de la temperatura de
procesamiento del polímero de matriz. En una realización preferida,
el polímero de matriz es polipropileno y la fibra de refuerzo es
poliéster, preferiblemente tereftalato de polietileno (PET) y más
preferiblemente fibra de PET de alta tenacidad con una tenacidad de
al menos 55 cN/tex.
La fibra de refuerzo es suministrada de manera
que alimente uniformemente un procedimiento de mezcla usando
dispositivos dosificadores convencionales volumétricos (pérdida en
volumen) o gravimétricos (pérdida en peso), y que se disperse y se
distribuya uniformemente en la resina de la matriz durante el
procedimiento de mezcla. Los dispositivos dosificadores
volumétricos y gravimétricos y los alimentadores de tornillo
volumétricos y gravimétricos, están comercialmente disponibles en
un número de fabricantes, incluyendo Acrison International,
AccuRate/Schenck, Brabender, K-Tron, Hapman y
Stock.
Las fibras de refuerzo se suministran en forma
de haces de fibras cortadas con una composición de acabado que
recubre las fibras y forma enlaces fugitivos
inter-fibra dentro de cada haz de fibras cortadas.
El término "enlace fugitivo" se refiere a un enlace
inter-fibra que es temporal o transitorio.
Suministra coherencia entre las fibras al haz de fibras cortadas de
manera que una masa o pila suelta de los haces de fibras cortadas
pueda ser suministrada uniformemente a un dispositivo alimentador de
tornillo de pérdida en volumen o de pérdida en peso para un
procedimiento de mezcla. Sin embargo, después de la mezcla en el
procedimiento de mezcla con un polímero de matriz, los enlaces
fugitivos se rompen, por ejemplo, la mayoría y preferiblemente
substancialmente todos los enlaces fugitivos se rompen, y los haces
de fibras cortadas se desintegran en fibras individuales separadas
y dispersas en el polímero de matriz. Las fibras individuales que
resultan de la desintegración de los haces de fibras cortadas, por
supuesto, no tendrán una longitud mayor que la longitud de los haces
mismos. Preferiblemente, substancialmente todas dichas fibras
individuales tendrán la misma longitud que la longitud de los haces
de los cuales proceden a medida que se desintegran los haces.
Los haces de fibras cortadas comprenden una
pluralidad de fibras orgánicas sintéticas de la misma longitud
orientadas substancialmente en paralelo entre sí y que tienen sus
extremos coextensivos entre sí. Una composición de acabado recubre
las fibras y forma enlaces fugitivos interfibra dentro de cada haz
de fibras cortadas. Cada haz de fibras cortadas tiene una longitud
de entre 3 y 15 mm, preferiblemente de entre 6 y 12 mm.
Preferiblemente, cada haz de fibras cortadas contiene entre 100 y
400 fibras individuales. Los haces de fibras cortadas, cuando se
depositan mediante la gravedad y sin compresión, forman una masa con
fluidez que tiene una densidad aparente media de al menos 0,26
g/cm^{3} (16 libras por pie cúbico), más deseablemente al menos
0,32 g/cm^{3} (20 libras por pie cúbico) cuando se mide mediante
el procedimiento de ensayo de la autosuspensión de las fibras aquí
descrito. En contraste, la fibra cortada sin pegar tiene una
densidad aparente considerablemente menor, típicamente en el orden
de entre 0,16 y 0,22 g/cm^{3} (hasta 14 libras por pie
cúbico).
En la figura 1, el número de referencia 10
indica generalmente una masa o fila de haces 11 de fibras cortadas
de acuerdo con la presente invención. En la figura 2, se muestra
esquemáticamente uno de los haces 11 de fibras cortadas a una
escala mayor. Cada haz de fibras cortadas incluye una pluralidad de
fibras orgánicas sintéticas 12 de la misma longitud orientadas
substancialmente en paralelo entres sí y que tienen sus extremos 13
substancialmente coextensivos entre sí. Una composición 14 de
acabado recubre las fibras y forma enlaces fugitivos
inter-fibra dentro del haz 11 de fibras cortadas.
La composición 14 de acabado está presente a lo largo de las
superficies exteriores del haz de fibras cortadas y también penetra
dentro del interior del haz, formando puentes entre muchas de las
fibras individuales para formar los enlaces fugitivos interfibra.
Preferiblemente, la composición de acabado rodea y humedece muchas
de las fibras. La composición de acabado está presente en una
cantidad de entre un 0,5 y un 10 de porcentaje en peso en base al
peso total de las fibras cortadas, y más preferiblemente entre un 2
y un 6 en porcentaje de peso. En la realización mostrada, las fibras
de los haces de fibras cortadas están adheridas entre si con una
forma de la sección de corte generalmente oval o aplanada en forma
de cinta.
La composición de acabado y el procedimiento de
la presente invención produce haces de fibras cortadas que exhiben
una dosificación uniforme de pérdida en peso o de pérdida en volumen
dentro de procedimientos de composición de plásticos. Las fibras
tienen integridad del haz para la alimentación, aunque se dispersan
bien en el paso de mezclado. La composición de acabado debe poseer
las propiedades de una buena estabilidad térmica y una lubricación
de las fibras necesarias para la manufacturación de las fibras y no
debe tener descarga gaseosa ni interferir con la formulación de la
resina y no debe ser perjudicial para las propiedades del compuesto
final de resina moldeada. En los casos en los que se desea una
resistencia mejorada al impacto, la composición de acabado no debe
promover la adhesión entre las fibras y la resina de matriz.
La composición de acabado incluirá
preferiblemente un polímero termoplástico que puede estar en forma
de solución o de emulsión. Las mezclas poliméricas termoplásticas
adecuadas pueden incluir, aunque no en sentido limitativo,
emulsiones y soluciones poliméricas termoplásticas que contengan
alcoholes de polivinilo, ácidos poliacrílicos y ésteres acrílicos,
poliésteres, poliamidas, poliuretanos termoplásticos, almidones,
ceras, acetatos de polivinilo, mezclas de silicona, fluroquímicos o
combinaciones de dos o más de éstos. Las composiciones de acabado
particularmente preferidas incluyen ácidos poliacrílicos,
poliésteres y poliuretanos termoplásticos. La composición de acabado
también puede contener aditivos antiestáticos, promotores de la
adhesión o tinte.
\newpage
Los haces de fibras cortadas se producen
aplicando la composición de acabado a hebras continuas de múltiples
filamentos y subsiguientemente cortando las hebras para formar los
haces de fibras cortadas. El término "hebras continuas de
múltiples filamentos" según aquí se utiliza se refiere a hebras
formadas por una pluralidad de filamentos continuos que se agrupan
entre sí para formar cada hebra. Dichas hebras se denominan
habitualmente "hilo de filamentos" o "hilos de múltiples
filamentos". Las hebras pueden estar sin retorcer pero pueden
contener filamentos entrelazados por aire. Cada hebra o hilo
contiene preferiblemente entre 100 y 400 filamentos continuos,
teniendo cada filamento una masa lineal de entre 5 y 22 dtex por
filamento, teniendo la hebra una densidad lineal total de entre 500
y 8.800 dtex, preferiblemente aproximadamente entre 1.300 y 3.000
dtex. En el caso de fibras naturales de base celulósica, las fibras
generalmente se convierten primero en una mecha con una baja
torsión o en un hilo retorcido que luego se procesa de la misma
forma que las hebras poliméricas orgánicas.
La composición de acabado puede aplicarse
utilizando el equipo estándar que se encuentra en otras operaciones
de procesamiento textil. Por ejemplo, las hebras pueden recubrirse
utilizando un procedimiento de encolado o de extracción de urdimbre
similar al que se emplea convencionalmente para la aplicación de
apresto a los hilos de la urdimbre en la preparación de la
tejeduría. Los paquetes enrollados, bobinas o barras que contienen
el hilo de múltiples filamentos hilados se disponen sobre una
fileta. Los hilos son extraídos de los paquetes, bobinas o barras,
directamente a través de una guía en forma de peine para formar una
lámina de urdimbre, y se hacen avanzar sucesivamente a través de
una estación de recubrimiento donde se aplica la composición de
acabado y una estación de secado, tal como un horno caliente, donde
la composición de acabado se seca. La estación de recubrimiento
puede comprender, por ejemplo, un baño a través del cual se sumerge
la lámina de hilos. Los hilos así recubiertos pueden mantenerse en
la forma de una lámina y enrollarse sobre una barra de urdimbre, o
los hilos pueden enrollarse individualmente en paquetes o bobinas.
El procedimiento de extracción de urdimbre puede funcionar con
entre 150 y 250 hilados individuales a una velocidad de
procesamiento de entre 250 y 500 metros por minuto. En un paso
posterior, los hilos recubiertos pueden desenrollarse y dirigirse a
través de una cortadora que los corta en haces de fibras cortadas
individuales.
En el caso de que se use una encoladora, los
paquetes o bobinas de hilo pueden cargarse en la fileta y enrollarse
sobre barras seccionales. Las barras de secciones múltiples pueden
hacerse correr a través del procedimiento de aplicación del apresto
de la encoladora y enrollarse sobre una barra maestra. La fibra de
una o más barras maestras puede cortarse conjuntamente en haces de
fibras cortadas y empaquetarse. De esta forma, cada paso puede
optimizarse para una mayor velocidad y productividad. Cuando los
hilos están recubiertos con la composición de acabado mediante este
procedimiento, dos o más hilos de contacto adyacentes pueden unirse
ligeramente entre sí mediante la composición de acabado durante el
secado. Cuando los hilos unidos se cortan bien de manera continua
o bien de forma subsiguiente en longitudes discretas mediante la
cortadora, los haces 11 de fibras cortadas resultantes pueden
permanecer unidos, produciendo grupos de 2, 3 o más haces unidos de
fibras cortadas. Algunas configuraciones posibles de dichas
agrupaciones se muestran en la figura 3 y se indican mediante el
número de referencia 16. Estas agrupaciones unidas 16 de haces 11 de
fibras cortadas pueden aumentar de forma ventajosa la densidad
aparente y mejorar la capacidad de suministro de los haces de
fibras. Los haces de fibras cortadas unidos se separarán mediante
la acción del procedimiento de mezcla, permitiendo que las fibras
individuales de cada haz de fibras cortadas se dispersen en la
matriz de resina dentro del procedimiento de mezcla.
En otra aproximación, la composición de acabado
puede aplicarse a los hilos en un procedimiento en línea de
hilado-extracción a medida que se producen los
hilos. En este procedimiento, cada hilo es individualmente hilado,
extraído, secado mediante calor y enrollado sobre bobinas a una
velocidad final de entre 3.000 y 6.000 metros por minuto. Después
de la extrusión de las fibras y antes de enrollar el hilo en
paquetes enrollados, bobinas o barras, se aplica la composición de
acabado y se seca mediante calor.
La composición de acabado también puede
aplicarse a los hilos en combinación con el paso de corte. En este
caso, muchos extremos del hilo se montan juntos en la fileta y se
suministran a una cortadora de fibras. A medida que los hilos
avanzan hacia la cortadora, pasan a través de una estación de
recubrimiento en la que se aplica la composición de acabado y luego
pasan a través de una estación de secado antes de ser suministrados
a la cortadora.
Las figuras 4A y 4B ilustran esquemáticamente
una posible disposición del aparato para producir haces de fibras
cortadas de acuerdo con la presente invención. Los paquetes
enrollados 31 de hilo 32 de múltiples filamentos se disponen sobre
una fileta 33. Un hilo 32 se desenrolla de cada paquete y se dirige
mediante guías adecuadas 34 hasta una estación de recubrimiento 35.
En la realización ilustrada, la estación de recubrimiento toma la
forma de un baño de apresto. El baño de apresto incluye un
contenedor o cuba abierta que contiene una composición de acabado y
que incluye rodillos de guía dispuestos de manera que los hilos que
avanzan se sumerjan y sean arrastrados a través de la composición
de acabado. Los hilos avanzan entonces desde la estación 35 de
recubrimiento a través de una estación 37 de secado que incluye una
serie de cilindros 38 de secado calientes que secan la composición
de acabado sobre los hilos. Los hilos avanzan entonces al interior y
a través de un dispositivo 41 cortador de hilos donde cada hilo se
corta en longitudes cortas para formar los haces de fibras cortadas.
Los haces de fibras cortadas se recogen en un contenedor adecuado
situado por debajo del dispositivo cortador 41.
En la figura 5, el número de referencia 50
indica un extrusor de mezcla típico de doble tornillo. El polímero
termoplástico en forma de virutas granulares o pastillas se
suministra al tambor del extrusor por medio de una tolva principal
51 de alimentación. Los primer y segundo dispositivos 52 y 53 de
alimentación de tornillo de pérdida en peso están conectados con el
extrusor 50 para dosificar los materiales dentro del tambor del
extrusor a una corta distancia corriente abajo desde la introducción
de los gránulos de polímero termoplástico. Los haces de fibras
cortadas de la presente invención pueden colocarse en la tolva del
primer dispositivo 52 de alimentación y el segundo dispositivo 53
de alimentación puede utilizarse para introducir otros materiales
sólidos, tal como talco u otro relleno dentro del extrusor.
Alternativamente, la secuencia de introducción de los haces de
fibras cortadas y de los otros materiales sólidos, por ejemplo el
talco puede invertirse, o cada uno puede dosificarse desde tolvas
de alimentación separadas, mezclarse entre sí y suministrarse al
interior de un puerto simple del extrusor de mezcla.
Los dispositivos alimentadores 52 y 53 de
tornillo tienen tornillos sinfín de velocidades variables que están
programados para controlar la velocidad de suministro del material
desde la tolva. Este tipo de dispositivo de alimentación no tiene
problemas para suministrar materiales duros, tales como pastillas de
polímero, rellenos en polvo y fibra de vidrio triturada. Sin
embargo, materiales menos densos como las fibras poliméricas
sintéticas tienden a "formar puentes", es decir, a formar una
bola de fibras que provoca el bloqueo intermitente o completo del
flujo de fibras. La observación muestra que la formación de puentes
puede estar influenciada por múltiples factores. Entre estos está
la densidad aparente media de las fibras, la pérdida de densidad
procedente del manejo de las fibras, la cantidad de fibra ahuecada
frente a los haces de fibras, la compresibilidad de las fibras, el
tamaño de los haces y la integridad de los haces, la cohesión de haz
con haz y el rozamiento de la fibra con el metal. El tipo y la
cantidad de agente seleccionado de apresto de las fibras aplicado a
los haces de fibras cortadas pueden utilizarse de forma ventajosa
para cambiar uno o más de estos factores para suministrar así haces
de fibras cortadas que formarán una "masa con fluidez" que
evite la formación de puentes y pueda ser así uniformemente
suministrada a través de los dispositivos alimentadores de tornillo
de este tipo.
La capacidad de los haces de fibras cortadas de
la presente invención para fluir puede medirse mediante una simple
prueba de laboratorio que suministra condiciones similares a
aquellas halladas en un alimentador volumétrico o gravimétrico de
tornillo. Un aparato de ensayo de la fluidez de las fibras se
ilustra en la figura 6 y consta de un tubo cilíndrico de extremos
abiertos que tiene un diámetro interno de 75 mm y una longitud de
600 mm y un émbolo cilíndrico que tiene un diámetro externo de 65
mm, una longitud de 600 mm y un peso de 1.000 gramos. El tubo tiene
una superficie interior lisa y puede construirse de forma adecuada
a partir de un tubo de plástico de PVC de un diámetro nominal de
7,6 cm (3 pulgadas). El émbolo puede construirse de forma adecuada a
partir de un tubo de plástico de PVC de un diámetro nominal de 5,1
cm (2 pulgadas) acoplado con una placa frontal de un diámetro
levemente menor que el diámetro interior del tubo de 7,6 cm (3
pulgadas).
El procedimiento de ensayo es como sigue: (1)
Con el tubo cilíndrico en posición vertical sobre una superficie,
se llena el tubo con 300 gramos de fibra suelta. Copos
representativos de la fibra suelta se dejan caer manualmente dentro
del tubo. (2) Se mide la altura de la fibra suelta en el tubo y se
calcula la densidad aparente. (3) Se aprieta la fibra cinco veces
usando la fuerza de caída del émbolo de 1.000 gramos liberado desde
una altura a nivel con la parte superior del tubo. (4) Se mide la
altura de la fibra apretada y se calcula la densidad aparente. (5)
Se levanta el tubo cilíndrico de la superficie dura para permitir
que la fibra que fluye libre caiga fuera de la parte inferior del
tubo. (6) Se mide el peso de cualquier fibra que no haya caído fuera
del fondo. La masa en gramos de la fibra retenida en el tubo se
denomina "retención" de la fibra. La "retención" también
puede expresarse como un porcentaje de la carga de fibra
inicial.
La teoría subyacente del aparato de ensayo es
que la fibra en el cuello de la tolva de un dispositivo alimentador
de tornillo es comprimida por el peso de la fibra de encima. El
diámetro de 75 mm del tubo se corresponde generalmente con la
distancia entre las paletas del tornillo sinfín en un dispositivo
alimentador de tornillo típico. Durante la prueba, la fibra se
comprime con un émbolo y se mide la capacidad de la carga completa
de fibras de fluir a través del tubo. La fibra que se queda dentro
del cilindro se considera fibra "puenteada".
La invención puede ilustrarse además mediante
los siguientes ejemplos no limitativos.
Hilos de poliéster INVISTA T787 (1.300
denier/192 filamentos, 7,5 dtex por filamento; 69 cN/tex de
tenacidad, un 26% de estiramiento antes de ruptura) se recubrieron
a niveles variables de sólidos con varios aprestos según se
describe en la tabla 1. Los aprestos incluyeron una emulsión
acrílica Rhoplex B-85 de Rhom and Haas, un apresto
de alcohol de polivinilo (Elvanol de DuPont), un polímero de ácido
acrílico (Syncol F40 de Huntsman Textile Effects), un apresto de
poliéster (SeycoFilm 712 de Seydel-Wooley), y una
emulsión de poliuretano termoplástico de base acuosa
(U2-01 de Hydrosize). Después del recubrimiento, los
hilos se cortaron a una longitud nominal de 6 mm. También se
produjeron muestras de control que contenían haces de fibras
cortadas similares a hilos no recubiertos. El procedimiento de
ensayo anteriormente descrito se efectuó sobre las muestras de
control y sobre las muestras con apresto y los resultados se
muestran en la tabla 1.
Se tomaron muestras de las fibras 6, 10 y 12 de
la tabla 1 para el Polymer Center of Excellence situado en la
Universidad de Carolina del Norte, Charlotte. Allí las fibras se
hicieron pasar a través de un alimentador Brabender FlexWall
H32-FW79 con un tornillo sinfín de un diámetro de 44
mm. Primero se hizo pasar la muestra 12 (6% de Hydrosize
U2-01). Se cargaron aproximadamente 29,5 kg (65
libras) de fibra en la tolva de alimentación y se ajustó la
velocidad del tornillo sinfín del alimentador a un 50% del máximo. A
esta velocidad la tasa de alimentación de las fibras fue de
aproximadamente 6,3 x 10^{-3} kg/s (50 libras por hora). El
alimentador se programó entonces a una velocidad de alimentación de
6,3 x 10^{-3} kg/s (50 libras por hora) en el modo automático. La
figura 7 muestra la variación en la tasa de alimentación de las
fibras y el porcentaje de la velocidad máxima del alimentador para
la carga de las fibras. El alimentador de fibras fue capaz de
suministrar la fibra dentro de un \pm 2,5% de la tasa de
objetivo con aproximadamente un \pm 10% de cambio en la velocidad
del tornillo sinfín. Por comparación, las muestras de fibras 6 y 10
fueron voluminosas y no serían suministradas por el tornillo
sinfín. A pesar de la velocidad máxima del alimentador, no se
descargó fibra.
Claims (29)
1. Una composición que contiene fibras, adecuada
para ser formulada con un polímero de matriz en un procedimiento de
mezcla para formar un compuesto polimérico reforzado con fibras,
dicha composición comprende una masa de haces de fibras cortadas,
dicha masa tiene una densidad aparente media de al menos 0,26
g/cm^{3} y en la que substancialmente la totalidad de dichos
haces de fibras cortadas tienen una longitud de entre 3 y 15 mm y
comprenden una pluralidad de fibras sintéticas o naturales de base
celulósica de substancialmente la misma longitud, orientadas
substancialmente en paralelo entre sí y que tienen sus extremos
substancialmente coextensivos entre sí, y en la que
substancialmente la totalidad de los haces de fibras cortadas
comprenden una composición de acabado que recubre las fibras dentro
de los haces y forma enlaces fugitivos inter-fibra
dentro de cada haz de fibras cortadas para proporcionar coherencia
entre las fibras, dichos enlaces fugitivos
inter-fibra pueden romperse después de la
composición de dichos haces en un procedimiento de mezcla de manera
que dichos haces de fibras cortadas puedan desintegrarse en fibras
separadas individuales para su dispersión dentro del polímero de
matriz durante dicho procedimiento.
2. La composición de la reivindicación 1, en la
que dicha masa de fibras cortadas es con fluidez hasta el extremo
de que dicha masa de haces pueda ser uniformemente suministrada a un
procedimiento de mezcla a través de un dispositivo alimentador de
tornillo volumétrico o gravimétrico.
3. La composición de la reivindicación 2, en la
que la masa de haces de fibras cortadas es con fluidez hasta el
extremo de que pueda ser uniformemente suministrada a través de un
dispositivo alimentador de tornillo volumétrico no requiriendo
cambios mayores del \pm 10% en las RPM del tronillo del
alimentador o suministrada a través de un dispositivo alimentador
de tornillo gravimétrico no requiriendo cambios mayores del \pm
10% en la variación de peso durante el suministro.
4. La composición de la reivindicación 1, en la
que las fibras de los haces de fibras cortadas tienen una masa
lineal de entre 5 y 22 dtex.
5. La composición de la reivindicación 4, en la
que la masa de haces de fibras cortadas contiene una media de entre
100 y 400 fibras por haz de fibras cortadas.
6. La composición de la reivindicación 1, en la
que las fibras de los haces de fibras cortadas se adhieren entre sí
con una forma de la sección de corte oval o aplanada en forma de
cinta.
7. La composición de la reivindicación 1, en la
que dos o más de dichos haces de fibras cortadas dentro de dicha
masa de haces están unidos entre sí.
8. La composición de la reivindicación 1, en la
que la composición de acabado comprende entre el 0,5 y el 10 de
porcentaje en peso, en base al peso total de las fibras recubiertas
dentro de dichos haces de fibras cortadas.
9. La composición de la reivindicación 1, en la
que la composición de acabado comprende entre el 2 y el 6 de
porcentaje en peso, en base al peso total de las fibras recubiertas
dentro de dichos haces de fibras cortadas.
10. La composición de la reivindicación 9, en la
que la composición de acabado comprende una emulsión de polímero
termoplástico de base acuosa.
11. La composición de la reivindicación 10, en
la que la composición de acabado se selecciona entre el grupo que
consta de alcoholes de polivinilo, esteres acrílicos, ácidos
poliacrílicos, poliésteres, poliamidas, poliuretanos
termoplásticos, almidones, ceras, acetatos de polivinilo, mezclas de
silicona, fluoroquímicos, promotores de la adhesión y sus
combinaciones.
12. La composición de la reivindicación 1, en la
que las fibras dentro de los haces son fibras sintéticas hechas de
un material seleccionado entre el grupo que consta de poliésteres,
polímeros de cristal líquido, poliamidas, poliquetonas,
polieterquetonas, carbono, poliacrilonitrilo parcialmente oxidado,
acrílicos, arámidos y sus mezclas.
13. La composición de la reivindicación 1, en la
que las fibras dentro de los haces comprenden fibras de polímeros
termoplásticos que comprenden un poliéster seleccionado entre el
grupo que consta de tereftalato de polietileno, naftalato de
polietileno, tereftalato de politrimetileno, tereftalato de
polibutileno, bibenzoato de polietileno, ácido poliláctico y sus
mezclas.
14. La composición de la reivindicación 1, en la
que las fibras dentro de los haces son fibras naturales de base
celulósica seleccionadas entre el grupo que consta de fibras de
líber, fibras de hojas, pelo de semillas y sus combinaciones.
15. La composición de la reivindicación 14, en
la que las fibras dentro de los haces se seleccionan entre el grupo
que consta de fibras de lino, cáñamo, yute, ramio, sisal, abacá,
algodón y miraguano.
16. Una composición que contiene fibras adecuada
para mezclarse con un polímero de matriz termoplástico o
termoendurecible en un procedimiento de mezcla para formar un
compuesto polimérico reforzado con fibras, dicha composición
comprende una masa de haces de fibras cortadas, dicha masa tiene una
densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3} y en la que
substancialmente la totalidad de dichos haces de fibras cortadas
tienen una longitud de entre 3 y 15 mm y comprenden por haz entre
100 y 400 fibras de tereftalato de polietileno de substancialmente
la misma longitud, orientadas substancialmente en paralelo entre sí
y que tienen sus extremos substancialmente coextensivos entre sí, y
en la que substancialmente la totalidad de los haces de fibras
cortadas comprende además entre un 0,5 y un 10 de porcentaje en
peso de dicho haz de una composición de acabado seleccionada entre
el grupo que consta de alcoholes de polivinilo, esteres acrílicos,
ácidos poliacrílicos, poliuretanos termoplásticos, almidones,
ceras, acetatos de polivinilo, mezclas de silicona, fluoroquímicos,
promotores de la adhesión y sus combinaciones, dicha composición de
acabado recubre las fibras dentro de los haces.
17. La composición de la reivindicación 16, en
la que la composición de acabado comprende una emulsión de polímero
termoplástico de base acuosa y está presente en cada haz en una
cantidad de entre el 2 y el 6 de porcentaje en peso, en base al
peso total de las fibras recubiertas.
18. Un procedimiento de fabricación de haces de
fibra de refuerzo adecuados para suministrar fibras para su
eventual dispersión en un compuesto polimérico reforzado con fibras,
dicho procedimiento comprende:
- el recubrimiento de una pluralidad de hebras de múltiples filamentos producidas o derivadas fibras poliméricas orgánicas sintéticas o naturales de base celulósica, con una composición de acabado que forma enlaces fugitivos inter-filamento dentro de las hebras;
- el corte de las hebras de filamentos enlazados en haces de fibras cortadas que tienen una longitud de entre 3 y 15 mm, conteniendo cada haz de fibras cortadas una pluralidad de fibras fugitivamente enlazadas; y
- la formación de una masa con fluidez de haces de fibras cortadas individuales de manera que dicha masa de haces tanga una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
19. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el que dicho paso de recubrir una pluralidad de hebras de múltiples
filamentos comprende el avance de una pluralidad de hebras de
múltiples filamentos, conteniendo cada hebra entre 100 y 400
filamentos continuos y teniendo una masa lineal de entre 5 y 22 dtex
por hebra, más allá de una estación de recubrimiento que contiene
una composición líquida de acabado, la aplicación de dicha
composición líquida de acabado a las hebras de múltiples filamentos
continuos en la estación de recubrimiento y la impregnación de
dichas hebras con la composición de acabado, y el secado de la
composición de acabado para formar enlaces fugitivos
inter-fibra dentro de las hebras.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que el paso de secado comprende dirigir las hebras de múltiples
filamentos ya recubiertas a través de un horno o sobre una serie de
tambores calientes, y en el que dicho paso de corte comprende el
avance de las hebras de múltiples filamentos continuos directamente
desde dicha serie de tambores calientes hasta un dispositivo
cortador y el corte de las hebras para formar dichos haces de
fibras cortadas.
21. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el que el paso de recubrimiento comprende la aplicación de la
composición de acabado en una cantidad de entre un 0,5 y un 10 de
porcentaje en peso, en base al peso total de las hebras de
múltiples filamentos recubiertas.
22. Un procedimiento para suministrar fibra de
refuerzo para un compuesto polimérico reforzado con fibras,
suministrándose dichas fibras de refuerzo en la forma de una masa de
haces de fibras cortadas, dicho procedimiento comprende:
- la extracción de un dispositivo de fileta de una pluralidad de hebras de múltiples filamentos de polímero de tereftalato de polietileno, teniendo cada una de las hebras una masa lineal de entre 5 y 22 dtex por filamento y conteniendo entre 100 y 400 filamentos continuos por hebra;
- el avance de dicha pluralidad de hebras de múltiples filamentos desde dicho dispositivo de fileta hacia y a través de una estación de recubrimiento y la aplicación, como un recubrimiento, a las hebras de múltiples filamentos dentro de dicha estación de recubrimiento de una composición de acabado en forma de una emulsión acuosa de un polímero termoplástico seleccionado entre el grupo que consta de alcoholes de polivinilo, esteres acrílicos, ácidos poliacrílicos, poliésteres, poliamidas, poliuretanos termoplásticos, almidones, ceras, acetatos de polivinilo y sus combinaciones;
- el avance de las hebras de múltiples filamentos recubiertas desde la estación de recubrimiento hasta una estación de secado y el calentamiento de las hebras dentro de dicha estación de secado para provocar que la composición de acabado se seque y forme enlaces fugitivos inter-filamento dentro de cada hebra de múltiples filamentos;
- el avance de dichas hebras de múltiples filamentos desde la estación de secado hasta una estación de corte y el corte de las hebras dentro de dicha estación de corte para formar haces de fibras cortadas que tienen una longitud de entre 3 y 15 mm, conteniendo cada haz de fibras cortadas una pluralidad de fibras fugitivamente enlazadas; y
- la recogida de dichos haces de fibras cortadas en una masa que tiene una densidad aparente media de al menos 0,26 g/cm^{3}.
\vskip1.000000\baselineskip
23. El procedimiento de la reivindicación 22, en
el que el paso de calentar las hebras de múltiples filamentos
recubiertas comprende dirigir de las hebras de múltiples filamentos
sobre una serie de tambores de secado calientes y el secado de la
emulsión de polímero termoplástico mientras se conforman las hebras
en aquellas que tienen una sección de corte de las hebras en forma
de cinta.
24. El procedimiento de la reivindicación 23, en
el que el paso de secar la emulsión de polímero termoplástico
mientras se conforman las hebras en aquellas que tienen una sección
de corte de hebra en forma de cinta comprende el secado de la
emulsión mientras al menos algunas de las hebras están en contacto
entre sí de manera que al menos algunas de las hebras se adhieran y
se unan entre sí, y en el que el paso de cortar las hebras para
formar los haces de fibras cortadas comprende el corte de las hebras
unidas para formar haces de fibras cortadas que están unidas
conjuntamente entre sí.
25. El procedimiento de la reivindicación 22,
que incluye el paso adicional de introducir dicha masa de haces de
fibras cortadas dentro de un dispositivo alimentador de tornillo
volumétrico o gravimétrico y en el que dicha masa de haces de
fibras cortadas es con fluidez hasta el extremo que pueda ser
uniformemente suministrada a través de dicho dispositivo
alimentador de tornillo volumétrico, no requiriendo cambios mayores
del \pm 10% en las RPM del tronillo del alimentador o
suministrada a través de un dispositivo alimentador de tornillo
gravimétrico no requiriendo cambios mayores del \pm 10% en la
variación de peso durante el suministro.
26. Un procedimiento de fabricación de un
compuesto polimérico reforzado con fibras, dicho procedimiento
comprende el suministro de un polímero de matriz a un procedimiento
de mezcla; la deposición de una masa con fluidez de haces de fibras
cortadas que comprende una composición de la reivindicación 1 dentro
de una tolva de alimentación de un dispositivo alimentador de
tornillo volumétrico o gravimétrico, estando dicho dispositivo
alimentador de tornillo en comunicación de transporte de masa con
dicho procedimiento de mezcla; el suministro de una masa con
fluidez de haces de fibras cortadas al interior de dicho
procedimiento de mezcla a través de dicho dispositivo alimentador
de tornillo, realizando dicho procedimiento de mezcla de forma tal
que los enlaces fugitivos entre las fibras de dichos haces de
fibras se rompa y los haces de fibras cortadas se desintegren en
fibras separadas individuales no mayores en longitud que la longitud
de dichos haces, dispersándose dichas fibras individuales en el
polímero de matriz.
27. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el que dicho paso de suministrar la masa con fluidez de haces de
fibras cortadas a dicho procedimiento de mezcla a través de dicho
dispositivo alimentador de tornillo se lleva a cabo uniformemente
de manera que dicho dispositivo alimentador volumétrico de tornillo
no requiera más de un \pm 10% de cambio en la RPM del tornillo
del alimentador o de manera que dicho dispositivo alimentador
gravimétrico de tornillo no requiera más de un \pm 10% de cambio
en la variación de peso durante el suministro.
28. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el que dicho polímero de matriz es un polímero termoplástico y
dicho procedimiento de mezcla se lleva a cabo en un extrusor de
tornillo simple o doble.
29. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el que dicho polímero de matriz es un polímero termoendurecible y
dicho procedimiento de mezcla se lleva a cabo en una mezcladora de
lotes doble armada.
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