ES2881703T3 - Lona de material de napa de fibra - Google Patents

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Abstract

Lona con dos capas exteriores y al menos una capa interior de filamentos o de hilos de refuerzo, caracterizada porque las dos capas exteriores están formadas por capas textiles de un material de napa de fibra con filamentos orientados bidireccionalmente .

Description

DESCRIPCIÓN
Lona de material de napa de fibra
La invención se refiere a una lona que tiene dos capas exteriores y al menos una capa interior de filamentos o hilos de refuerzo, en donde las dos capas exteriores comprenden capas textiles de un material de napa de fibra con filamentos orientados bidireccionalmente.
En la fabricación de velas de alto rendimiento, incluidas las destinadas a las regatas, la atención se centra en la combinación de una serie de propiedades especiales, tales como el bajo peso, la buena manejabilidad, la baja permeabilidad al viento, la alta resistencia al desgarro, la alta estabilidad dimensional, la baja capacidad de absorción de agua y otras similares. El objetivo de todo fabricante de lonas es optimizar estas propiedades en un único paño para fabricar las velas.
Con el fin de optimizar las propiedades de resistencia de una vela, en los tejidos de las velas se incorporan a menudo hilos de refuerzo que forma sus propias capas entre dos capas exteriores. Por ejemplo, para las capas exteriores se puede usar una película de poliéster o un tejido denso de poliéster. Para las capas interiores de los hilos colocados entre las capas exteriores se usa con frecuencia Kevlar®, una fibra de aramida. Los hilos colocados entre las capas exteriores forman un patrón más o menos regular de hilos paralelos dispuestos en diferentes ángulos con respecto a la dirección longitudinal (dirección de la máquina) de la lona.
Aunque la lona fabricada de esta manera presenta una resistencia y una resiliencia elevadas gracias a los hilos de refuerzo, también se caracteriza por un peso por unidad de superficie relativamente alto. Cuanto mayores sean los requisitos en cuanto a impermeabilidad y resistencia de las capas exteriores, mayor será el peso por unidad de superficie. A esto se añade que los materiales de alta resistencia, tales como las poliamidas, tienden a absorber agua, lo que aumenta aún más el peso por unidad de superficie de una vela en uso.
Las velas reforzadas con hilo son conocidas, por ejemplo, a partir del documento ES 3928312 A1 . Las velas compuestas aquí descritas están formadas por una capa de soporte de un tejido, una capa de recubrimiento de un material de película y unos hilos de refuerzo colocados entre ambos en un lecho adhesivo, que puede consistir en fibras de aramida (Kevlar®), por ejemplo. Los hilos de la capa intermedia están alineados paralelos entre sí y discurren transversalmente a los hilos de refuerzo incorporados en la capa de soporte. Los hilos de refuerzo de la capa de refuerzo se extienden a lo largo de la dirección de carga principal del correspondiente segmento de tela en la vela terminada. El resultado global es un patrón de hilos de refuerzo que discurren perpendiculares entre ellos en la tela de la vela.
Los materiales usados en las lonas convencionales para las capas exteriores (capa de soporte y capa de recubrimiento) tienen un peso por unidad de superficie relativamente alto. A esto se añade el peso del agua absorbida. Este elevado peso por unidad de superficie es un hándicap que repercute negativamente en el rendimiento de la vela, así como en su manejabilidad por parte de la tripulación.
Es un objetivo de la invención proporcionar materiales con los cuales se pueda reducir este elevado peso por unidad de superficie.
Según la invención, este objetivo se consigue con una lona del tipo mencionado al principio, que comprende dos capas exteriores y al menos una capa interior de filamentos o de hilos de refuerzo, en donde las dos capas exteriores comprenden capas textiles de un material de napa de fibra con filamentos orientados bidireccionalmente.
Los filamentos alineados bidireccionalmente discurren cruzándose entre sí en dos direcciones, siendo preferentemente una de ellas la dirección de la máquina. Los filamentos que se cruzan están preferentemente alineados en una dirección de 90° con respecto a la dirección de la máquina.
Los materiales de napa de fibra son conocidos en principio y se describen, por ejemplo, en el documento EP 2 578 734 A1. Se trata de materiales de napa de fibra en los que un gran número de filamentos paralelos se aplican sobre una matriz portadora formada por hilos dispuestos ortogonalmente entre sí. La matriz portadora forma una red de malla gruesa, los filamentos aplicados a ella son preferentemente filamentos continuos, cuya longitud está determinada por la longitud del material de napa de fibra en la dirección de la máquina. Los filamentos orientados unidireccionalmente discurren paralelos a la dirección longitudinal de la matriz portadora, es decir, los filamentos transversales de la matriz portadora también discurren transversalmente a los filamentos (90°). La capa de filamentos y la matriz de soporte se unen, por ejemplo, mediante soldadura térmica, presión, una combinación de ambas o ultrasonidos. También es posible el encolado. Los filamentos van en el sentido de la máquina y fijan la orientación de 0°.
También se conocen materiales de napa de fibra bidireccionales que tienen filamentos en la dirección de 90° además de en la dirección de 0°, es decir, transversales a la dirección de la máquina.
Los vellones de fibra usados de acuerdo con la invención tienen un peso por unidad de superficie de 20 a 100 g/m2, en particular de 30 a 60 g/m2 y de manera especialmente preferente de unos 40 g/m2 Son materiales adecuados los filamentos de materiales termoplásticos, por ejemplo, poliéster, polietileno, polipropileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), poliamida (nailon) y similares, siendo preferibles los poliésteres, en particular el tereftalato de polietileno. También son posibles las combinaciones de estos materiales.
La lona según la invención tiene dos capas exteriores del material de napa de fibra descrito aquí. De manera conveniente, la segunda capa exterior también está hecha de material de napa de fibra. Son útiles las intercalaciones de filamentos o de hilos de refuerzo.
Se entiende que el material de napa de fibra también puede usarse como capa central en una lona multicapa.
Los filamentos de refuerzo preferidos son las denominadas "láminas de urdimbre", es decir, filamentos unidireccionales y casi paralelos de un hilo multifilamento extendido. Las láminas de urdimbre de este tipo han demostrado ser extremadamente resistentes y confieren a la lona una gran resistencia al desgarro y una elevada estabilidad dimensional.
Como materiales adecuados para las láminas de urdimbre de este tipo se encuentran los materiales antes mencionados para los vellones de fibra, pero también aquellos materiales como los que se usan en particular para reforzar las lonas. Entre los materiales adecuados se incluyen filamentos de materiales termoplásticos, tales como poliéster, por ejemplo Vectran®, polietileno, polipropileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), poliamida (nailon) y similares. También son especialmente adecuadas las fibras de aramida, las fibras de carbono, así como su combinación entre ellas o con los materiales antes mencionados.
El uso de un material de napa de fibra del tipo descrito en este documento proporciona una serie de ventajas. En primer lugar, hay que mencionar el bajísimo peso por unidad de superficie de 20 a 100 g/m2 y, en particular, de unos 40 g/m2. Los filamentos individuales pueden tener un grosor de 1a 20 pm. En el caso de los filamentos de poliéster, también hay una baja tendencia a la absorción de agua y una cierta porosidad, lo que significa que el agua absorbida, por ejemplo el agua de pulverización, se libera rápidamente de nuevo a la atmósfera.
Los filamentos que se extienden longitudinalmente proporcionan una alta resistencia a la tracción, y los filamentos de la matriz de soporte que se extienden transversalmente conducen a una estabilización de la posición de los filamentos que se extienden longitudinalmente. Si se dispone de una matriz portadora, se pueden usar los mismos materiales que para los filamentos bidireccionales.
La lona según la invención tiene, además de dos capas exteriores, al menos una capa interior de filamentos o de hilos de refuerzo. Por lo general hay al menos tres capas internas de filamentos o de hilos de refuerzo, o en casos especiales cinco o más capas. A este respecto, estos filamentos o hilos de refuerzo de cada capa individual discurren sustancialmente paralelos y a lo largo de las líneas de carga principales, tal y como se producen en las velas fabricadas con la lona según la invención. Las orientaciones preferidas de los hilos de refuerzo en las capas interiores individuales son de 0° con respecto a la dirección de máquina de la lona, 20 a 40°, 75 a 105° y, en particular, 0°, 30° y 90°. Otras capas pueden discurrir con un ángulo de 330° o 60°, por ejemplo.
Los materiales adecuados para los filamentos o los hilos de refuerzo incluyen PES, aramida, HPPE. También se pueden usar fibras de carbono. Algunos ejemplos de hilos de aramida son Twaron®, Tecnora Black® y Kevlar®. Vectran® es el hilo LCM más adecuado y Dyneema® el hilo HPPE más adecuado.
Las capas de refuerzo se colocan sobre las capas exteriores en un lecho adhesivo convencional, preferentemente bajo tensión, teniendo el lecho adhesivo un peso por unidad de superficie de 20 a 40 g/m2. Pueden usarse adhesivos termoplásticos comunes, pero también adhesivos reactivos como los basados en poliuretano.
La densidad del hilo en las capas individuales varía entre 3000 y 15000 ppp y depende de las condiciones habituales, tales como el tamaño de la embarcación, el tipo de vela (vela mayor, foque, génova) y el área de uso (fuerza del viento).
Las capas individuales se unen entre con aporte de calor y de presión.
Es fácilmente posible usar diferentes materiales en las capas individuales. Por ejemplo, se puede combinar un material de napa de fibra con una película en las capas exteriores, o se pueden usar materiales de napa de fibra de diferentes pesos por unidad de superficie. En las capas internas de refuerzo, se pueden usar hilos de diferentes materiales con diferentes densidades de hilo.
Además, es posible usar también tela de malla además de capas de napa de fibra y láminas de urdimbre. Estas mallas pueden ser mallas convencionales en las que los hilos individuales se cruzan en un ángulo de 90°, pero también mallas especiales con hilos que se desvían de la cuadrícula de 90°. Esto permite usar entelados cuyos hilos discurren a lo largo de las líneas de carga principales de una vela. Loa tejidos fuera de ángulo, por ejemplo, tienen desviaciones con respecto a la dirección de 90° grados de hasta 40° (50° con respecto a la dirección de la máquina).
El uso de vellones de fibra en la capa exterior permite un recubrimiento sin problemas para la protección UV, en particular también para las capas interiores, además de una protección mecánica, ya que el daño en alguna de las fibras individuales no conduce a la propagación de los defectos. El resultado general es una superficie más suave.
Las materiales de napa de fibra que forman las capas exteriores pueden ser fácilmente teñidas, impresas y también metalizadas. También es posible una impregnación hidrófuga.
Las velas pueden fabricarse con la lona según la invención por medio de todos los procedimientos convencionales, en particular también por el procedimiento de corte transversal.
Ejemplo
Se ha fabricado una lona según la invención con las siguientes capas:
1. Capa exterior de material de napa de fibra con fibras de PET orientadas a 0° y 90° (dirección de la máquina 0°);
2. Capa de 6337 ppp de hilo de aramida, 0°
3. Capa de 3168 ppp de hilo de aramida, 30°
4. Capa de 3168 ppp de hilo de aramida, 90°
5. Capa (exterior) de material de napa de fibra, como la 1a capa.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Lona con dos capas exteriores y al menos una capa interior de filamentos o de hilos de refuerzo, caracterizada porque las dos capas exteriores están formadas por capas textiles de un material de napa de fibra con filamentos orientados bidireccionalmente .
2. Lona de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de napa de fibra tiene un peso por unidad de superficie de 20 a 100 g/m2
3. Lona de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el material de napa de fibra tiene un peso por unidad de superficie de 30 a 60 g/m2.
4. Lona de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material de napa de fibra comprende filamentos orientados en la dirección de la máquina (dirección 0°).
5. Lona de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el material de napa de fibra comprende filamentos orientados bidireccionalmente en las direcciones de 0° y de 90°.
6. Lona de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material de napa de fibra comprende filamentos de poliéster, polietileno, polipropileno, etileno-acetato de vinilo y poliamida.
7. Lona de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el material de napa de fibra comprende filamentos de poliéster.
8. Lona de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por al menos tres capas internas de filamentos o de hilos de refuerzo.
9. Lona de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque los filamentos o los hilos de refuerzo, en la dirección de la máquina del material de napa de fibra, discurren en un ángulo de 0°, 20° a 40° y 75° a 105°.
10. Lona de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada porque los filamentos o los hilos de refuerzo se extienden en un ángulo de 0°, 30° y 90°, con respecto a la dirección de la máquina, del material de napa de fibra.
11. Lona de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque los filamentos o los hilos de refuerzo están colocados en un lecho de adhesivo.
12. Lona de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el lecho adhesivo tiene un peso de 20 a 40 g/m2.
13. Lona de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque los filamentos de refuerzo están en forma de hojas de urdimbre.
14. Lona de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque los filamentos de refuerzo son de poliéster, polietileno, polipropileno, etileno-acetato de vinilo, poliamida, aramida, fibras de carbono o cualquier combinación de las mismas.
15. Vela fabricada con una lona según una de las reivindicaciones 1 a 14.
ES14786619T 2013-09-23 2014-09-22 Lona de material de napa de fibra Active ES2881703T3 (es)

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