ES2897023T3 - Procedimiento y dispositivo de remoción y realineación de fibra de carbono - Google Patents

Abstract

Procedimiento para desenrollar y realinear fibras, en particular carbono, a partir de recortes de tejidos con hilos de urdimbre y trama que comprende una etapa de desenrollado de las fibras utilizando un módulo de desenrollado (3) equipado de peines (30) con dientes (300), caracterizado porque comprende: - una etapa de recubrimiento del corte de tejidos sobre una cinta adhesiva (20) por medio de un rodillo de presión (202), en donde la etapa de recubrimiento se lleva a cabo antes de la etapa de desenrollar las fibras, - una etapa de realineación de dichas fibras mediante contactos sucesivos en al menos dos paredes de un primer módulo de alineación (4) accionado por un movimiento oscilante y que presenta al menos dos deflectores (400) formados por planos inclinados con respecto a la vertical con un ángulo respectivo α y β tal que -90° < α < 0° y 90° > β > 0°, presentando dicho primer módulo de alineación (4) una abertura (403) en la parte inferior, y - una etapa de conformación de hilos de fibras realineadas por un segundo módulo de alineación (6).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo de remoción y realineación de fibra de carbono

La presente invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para reciclar fibras frágiles, como por ejemplo fibras de carbono, con vistas a su reutilización en una nueva forma.

El reciclaje de fibras de carbono a partir de materiales compuestos (separación de fibras de una matriz para la recuperación de fibras) solo es de interés si las fibras recicladas tienen una longitud decimétrica y si se realinean con una alineación muy alta para que las fibras recicladas se puedan reutilizar como refuerzo en un nuevo material compuesto. Los materiales compuestos reciclados después de eliminar más del 98% de resina vienen en pilas de tejidos de fibra de carbono de varios tamaños y formas que no se pueden usar tal cual.

El procedimiento de la invención permite separar las fibras frágiles (por ejemplo carbono) inicialmente entrecruzadas o entrelazadas en tejidos, realinearlas y ponerlas en forma de bandas continuas de algunos centímetros de ancho o hilos continuos. Entonces es posible reutilizarlos para producir nuevos materiales compuestos, ya sea como tales después del recubrimiento de resina o después de la producción de semiproductos de fibras de carbono recicladas (tiras preimpregnadas con resina termoestable o termoplástica, fibras reconstituidas o incluso retejidas). El procedimiento de la invención está destinado a remodelar fibras quebradizas semilargas (longitud entre 10 mm y 500 mm) con vistas a su reutilización en una nueva forma o su reciclaje. La reutilización o reciclaje de fibras que requieren remodelación se lleva a cabo sin degradación.

La invención también es particularmente adecuada para trozos de tela hechas de materiales compuestos reciclados de cualquier tamaño y forma, incluidas dentro de un rectángulo de 1 metro x 20 centímetros. Los trozos de tela se pueden introducir individualmente o apilar hasta 5 trozos, por ejemplo. Los trozos de tela se pueden alimentar en cualquier dirección al entrar. Los trozos de trenza también se pueden desenrollar siempre que se hayan sometido al menos a dos cortes longitudinales. Este procedimiento transforma trozos de tela de fibra de carbono en una tira continua de fibras de carbono realineadas con una alta tasa de realineación, es decir, una desviación estándar de alineación del orden de 7°, lo que significa que el 95% de las fibras están dentro de un rango de /- 14°, y sin alteraciones mecánicas ni en hebras continuas de dichas fibras. El procedimiento de separación fibra/matriz que permite recuperar las fibras de carbono es caro ya sea por termólisis, solvólisis o baños de sales fundidas y no puede equilibrarse económicamente con el costo del tratamiento de los residuos. Hoy en día, los materiales compuestos todavía se consideran desechos ordinarios y su costo de incineración o vertedero es relativamente bajo. Por lo tanto, un procedimiento de reciclaje de fibra de carbono solo se equilibrará financieramente con la venta de productos semiacabados hechos con fibras de carbono recicladas. Sin embargo, solo una longitud decimétrica de fibras de carbono permite utilizar la resistencia mecánica de las fibras de carbono, el uso de fibras de carbono cortas < 10 mm o no alineadas no permite el refuerzo de una matriz orgánica. En consecuencia, solo la producción de semiproductos de fibra correctamente alineados > 70 mm de longitud permitirá una recuperación interesante desde el punto de vista mecánico de las fibras de carbono recicladas. La invención permite remodelar fibras de carbono recicladas semilargas y, por lo tanto, explotar su resistencia en futuros productos.

De acuerdo con la invención, el procedimiento para desenrollar y realinear fibras, en particular carbono, de recortes de tejido con hilos de urdimbre y trama comprende una etapa de desenrollado de las fibras mediante un módulo de desenrollado provisto de peines de dientes.

El procedimiento se caracteriza porque comprende:

- una etapa de chapado del corte de tejidos sobre una alfombra adherente por medio de un rodillo de presión, la etapa de chapado se lleva a cabo antes de la etapa de desenrollado de las fibras,

- una etapa de realineación de dichas fibras por contactos sucesivos en al menos dos paredes de una primer módulo de alineación accionado por un movimiento oscilante y que tiene al menos dos deflectores formados por planos inclinados con respecto a la vertical en un ángulo respectivo a y p de tal manera que -90° < a < 0° y 90° > p > 0°, teniendo dicho primer módulo de alineación una abertura en la parte inferior, y

- una etapa de conformación de hilos de fibras realineadas por un segundo módulo de alineación.

El ángulo de incidencia de las fibras en contacto permite que las fibras se alineen. La realineación se realiza mediante una serie de placas deflectoras orientadas de 0 a ± 90°, preferiblemente de ± 10° a ± 80° con respecto a la vertical. También es posible prever un primer par de placas con un ángulo de 0 a 5°, por ejemplo, con respecto a la vertical, y un segundo par de placas con un ángulo de 10 a 80°. Las fibras se alinean cuando caen a través del primer módulo, chocando con los deflectores. El primer módulo es impulsado por un movimiento vibratorio vertical con una frecuencia de entre 10 Hz y 200 Hz, por ejemplo, para evitar cualquier inmovilización de las fibras entre los deflectores. Dado que el movimiento vibra verticalmente, esto no provoca ninguna desalineación de las fibras. La salida del deflector tendrá el tamaño de la tira de fibra objetivo, por ejemplo, 2,5 cm de ancho.

De acuerdo con una disposición particular, el segundo módulo vibra con una oscilación rotatoria. Por lo tanto, es posible producir un hilo de fibras realineadas con un ligero entrelazamiento de las fibras que permite una mejor cohesión.

De acuerdo con otra disposición, el segundo módulo se acciona con un movimiento giratorio.

De acuerdo con una tercera disposición, el segundo módulo se acciona en un movimiento de traslación. Tras su caída entre los deflectores, las fibras acaban cayendo alineadas sobre una cinta transportadora que luego constituye el segundo módulo. La cinta transportadora avanza para formar una tira de fibras realineadas.

Ventajosamente, el procedimiento de la invención comprende una etapa de adición de un aglutinante, preferiblemente un aglutinante de polímero termoplástico o termoestable. El aglutinante de polímero ayuda a asegurar la cohesión de las fibras. El aglutinante puede ser, por ejemplo, una poliamida o una resina epoxi.

De acuerdo con una primera variante, el aglutinante es un termoplástico añadido al mismo tiempo que las fibras a desenrollar. El aglutinante termoplástico se agrega durante el desenrollado, este aglutinante se mezcla y se funde con las fibras de carbono durante la realineación. Se coloca en el módulo de potencia, al lado o posiblemente sobre las telas de carbono.

De acuerdo con una segunda variante, el aglutinante se añade a la salida del primer módulo de alineación. El aglutinante es un termoplástico o termoestable que se añade después del primer módulo vibratorio del primer módulo de alineación a través de una tolva colocada encima de la cinta transportadora y que permite mezclar el aglutinante con las fibras de carbono.

De acuerdo con una disposición particular, el aglutinante se compone de fibras termoplásticas. Las fibras termoplásticas se agregan durante el desenrollado, estas fibras luego se mezclan y funden con las fibras de carbono durante la realineación. Estas fibras pueden tener entre 30 mm y 500 mm de longitud y vienen en cualquier forma: trozos individuales de tela, esteras o fibras individuales. Las fibras termoplásticas se desenrollan si es necesario y se realinean simultáneamente con las fibras de carbono.

De acuerdo con otra disposición, el aglutinante se compone de polvo termoplástico o termoestable. Se pulveriza polvo termoplástico o termoestable mediante la adición sobre el primer módulo vibratorio de un conjunto formado por una tolva y una criba. Una vibración del tanque deja caer un polvo termoplástico que se mezcla con las fibras de carbono colocadas en el módulo vibratorio.

En otra variante, el aglutinante se agrega a la entrada del primer módulo de alineación.

Ventajosamente, el procedimiento de la invención comprende una etapa de activación del aglutinante polimérico y prensado. La activación puede ser:

- un calentador para termoplásticos o termoestables,

- irradiación para termoestables,

- un horno de calentamiento,

- lámparas radiantes,

- un rodillo de calor,

- lámparas UV,

- un calentamiento integrado en los rodillos de presión,

-o un generador de microondas.

Por lo tanto, se pueden producir preformas con fibras desenrolladas y el aglutinante polimérico.

La invención también se refiere a un dispositivo para desenrollar y realinear fibras, en particular fibras de carbono, a partir de recortes de tela con hilos de urdimbre y trama, el dispositivo comprende un módulo de desenrollado equipado con peines de dientes y dos rejillas, una primera rejilla y una segunda rejilla.

El dispositivo se caracteriza: - porque comprende un rodillo de presión en la salida de una alfombra adherente aguas arriba del módulo de desenrollado,

- porque comprende un primer módulo de alineación configurado para la realineación de dichas fibras y dispuesto debajo de las dos rejillas, y un segundo módulo de alineación configurado para la conformación de hilos de fibra realineados y dispuesto aguas abajo del primer módulo de alineación, y

- porque el primer módulo de alineación se acciona en un movimiento oscilante y tiene al menos dos deflectores formados por planos inclinados con respecto a la vertical en un ángulo respectivo a y p tal que -90° < a < 0 ° y 90° > p > 0°, en donde dicho primer módulo de alineación presenta una abertura en la parte inferior.

La segunda rejilla es una rejilla de apoyo, cuya función es apoyar los recortes de las telas para facilitar la penetración de los dientes de los peines, y la primera rejilla es una rejilla alisadora, que permite desprender los peines de fibras. Las dos rejillas se pueden apilar o no y desplazar una corriente arriba de la otra. Si las rejillas están superpuestas, la primera rejilla se ubica en la parte superior y la segunda en la parte inferior debajo de la primera rejilla. En este último caso, la primera rejilla se encuentra aguas abajo y la segunda, aguas arriba. La primera rejilla permitirá quitar los hilos que quedan en los peines al final del desenrollado.

El primer módulo de alineación comprende una bandeja de realineación formada por una serie de placas deflectoras orientadas de 0 a ± 90° desde la vertical, preferiblemente de ± 10° a ± 80°. Las fibras se alinean cuando caen a través del contenedor y chocan con los deflectores. La bandeja del primer módulo de alineación no tiene fondo y se encuentra sobre un segundo módulo.

De acuerdo con una característica particular, el segundo módulo comprende un tanque inclinado de material flexible que tiene dos bordes animados por un movimiento de oscilación vertical creando un movimiento giratorio en el fondo de dicho tanque. El segundo módulo es accionado por un movimiento oscilante rotatorio obtenido por un movimiento vertical alterno de sus bordes induciendo un movimiento “rodante” en el fondo del tanque. Este movimiento tiene el efecto de provocar un ligero enredo de las fibras y producir un hilo.

Ventajosamente, el segundo módulo comprende una cinta transportadora. La cinta transportadora se coloca debajo del contenedor de realineación. Después de caer entre los deflectores, las fibras finalmente caen alineadas en la cinta transportadora. La cinta transportadora avanza para formar una tira de fibras realineadas.

Ventajosamente, se dispone una tolva encima del primer módulo de alineación. Esta tolva está microperforada en su extremo inferior y se adjunta al primer módulo de alineación. Se rellena con polvo de polímero termoplástico como poliamida por ejemplo o con un agente termoestable como resina epoxi, por ejemplo, lo que permite añadir polvo durante la realineación para luego calentar y compactar la tira de fibras de carbono que contendrá preferiblemente alrededor de 0,5 a 5 %, con mayor preferencia, aproximadamente 2% de polímero.

Ventajosamente, al segundo módulo le sigue un tubo giratorio. Este tubo rígido mejora la mezcla de fibras mediante su movimiento rotatorio.

De acuerdo con una disposición particular, el dispositivo de la invención comprende un medio de activación de un aglutinante dispuesto aguas abajo del segundo módulo. Las fibras constituyen tiras en polvo de termoplástico o termoestable, cuando salen de la realineación, se activan y comprimen y luego se enrollan dentro de una película termoplástica antiadherente.

Ventajosamente, la primera rejilla se realiza con varillas rígidas paralelas y la segunda rejilla, con láminas paralelas. La segunda rejilla se realiza utilizando láminas paralelas colocadas verticalmente en lugar de varillas. Por lo tanto, esta rejilla es más rígida y se puede sujetar por un solo extremo y, por lo tanto, puede interrumpirse al final del desbobinado. Las láminas están pulidas en su parte superior para permitir el deslizamiento de las fibras de carbono durante el desenrollado.

Ventajosamente, las hojas paralelas están curvadas en su extremo aguas abajo. Esto permite que la tela no tejida se caiga.

Ventajosamente, se dispone una bandeja de goteo en el extremo aguas abajo de la segunda rejilla. La bandeja de goteo se agrega en el extremo curvo de la segunda rejilla para recoger los artículos sueltos.

La invención también se refiere a una tira de fibras de carbono recicladas alineadas que se caracteriza porque la longitud de las fibras de carbono recicladas está entre 20 y 250 mm, preferiblemente entre 100 y 250 mm. Estas longitudes son particularmente interesantes porque son más fáciles de usar que las fibras de carbono recicladas que se obtienen habitualmente.

Ventajosamente, la tira comprende un aglutinante polimérico, tal como un aglutinante polimérico termoplástico o termoestable. Preferiblemente, la banda de fibras de acuerdo con la invención comprende aproximadamente un 0,5 a un 5% de aglutinante polimérico, en particular aproximadamente un 2%.

La invención también se refiere a un hilo continuo de fibras de carbono recicladas alineadas, caracterizado porque la longitud de las fibras de carbono recicladas está entre 20 y 250 mm, preferiblemente entre 100 y 250 mm. El hilo continuo consiste en fibras de carbono recicladas agrupadas en un hilo de fibra. Los procedimientos actuales no permiten obtener hilo continuo con fibras recicladas.

Ventajosamente, el alambre continuo comprende un aglutinante polimérico. Las fibras de carbono se mezclan con un aglutinante polimérico tal como un aglutinante polimérico termoplástico o termoestable. El aglutinante de polímero proporciona una mejor resistencia de las bandas o hilos. Preferiblemente, el hilo de fibras de acuerdo con la invención comprende aproximadamente un 0,5 a un 5% de aglutinante polimérico, en particular aproximadamente un A menos que se especifique lo contrario, los porcentajes en la presente invención son porcentajes en peso.

El término aproximadamente, como se usa en la presente invención, se refiere a un intervalo que se extiende ± 10% alrededor del valor.

A un experto en la técnica todavía le pueden parecer otras ventajas al leer los ejemplos siguientes, ilustrados por las figuras adjuntas, dadas a modo de ejemplo.

- La figura 1 es una vista general y lateral del dispositivo de acuerdo con la invención,

- Las figuras 2 y 2bis muestran el detalle de la herramienta de desenrollado visto desde el lateral,

- La figura 3 muestra el detalle de la herramienta de desenrollado visto desde el lateral,

- La figura 4 es una vista lateral de la parte aguas abajo del dispositivo de acuerdo con una primera realización de la invención,

- La figura 5 es una vista lateral del segundo módulo vibratorio,

- La figura 6 es una vista lateral de la parte aguas abajo del dispositivo de acuerdo con una s reg auliznadcaión, - La figura 7 es una vista lateral de

la segunda realización del segundo módulo vibratorio,

- La figura 8 es una vista lateral de una tercera realización de la invención,

- La figura 9 es una vista lateral de la figura 8,

- La figura 10 es una vista lateral de una cuarta realización de la invención,

- La figura 11 es una vista de los productos obtenidos,

- La figura 12 es una vista lateral de la parte final del dispositivo.

Se considerará que la parte superior está en la parte superior de las figuras y que la parte aguas arriba se encuentra en la entrada del dispositivo y la parte aguas abajo en la salida.

El dispositivo 1 ilustrado en la figura 1 comprende un módulo de potencia 2, un módulo de desenrollado 3 y un módulo de realineación o módulo vibratorio 4. Los diferentes módulos 2, 3 y 4 están dispuestos sobre una estructura metálica 5.

El módulo de alimentación 2 comprende una cinta adhesiva 20 hecha con alfileres o PVC rugoso. Los recortes de tela se introducen en el inicio 200 de la cinta 20. La cinta 20 tiene cierta inclinación para reducir el tamaño del módulo y permitir la alimentación al alcance de la mano mientras se realiza el desenrollado en la parte superior del módulo desenrollador 3. A la salida 201 de la cinta 20, un rodillo 202 de presión impone cierta presión para hacer que el corte del tejido se adhiera a medida que avanza en el módulo de desenrollado 3. La cinta 20 es accionada por un motor 203 eléctrico.

El módulo de desatornillado 3 incluye:

- peines metálicos 30 montados en una cadena transportadora 31 que giran alrededor de al menos una polea, - dos series de líneas paralelas 320 y 330 dispuestas debajo de la cadena transportadora 31 y que constituyen una primera rejilla 32 y una segunda rejilla 33,

- un motor de accionamiento eléctrico 34 de la cadena transportadora 31.

Un primer módulo 4 de alineación comprende un sistema 44 de vibración que consiste aquí en una bandeja 40 oscilante dispuesta sobre palas 41 flexibles, aquí cuatro, y un motor 42 eléctrico conectado a la rampa 40 mediante un sistema 43 de biela de manivela para imponer una oscilación en dicha rampa 40.

Las figuras 2, 2bis y 3 muestran el detalle de los peines 30 y de las dos rejillas 32 y 33 de líneas paralelas 320 y 330. Cada peine 30 tiene varios dientes 300. Se añade una bandeja 50 al final de la segunda rejilla 33 que tiene una forma curva aguas abajo 331 para evitar que las fibras no enrolladas se unan a las fibras desenrolladas. La primera rejilla de desenrollado 32 se fabrica aquí con varillas rígidas 320 de gran diámetro (4 a 6 mm) para tener una distancia máxima d¹ de 2 mm entre los peines 30 y la primera rejilla 32 en toda la longitud de desenrollado cuando las rejillas se superponen (Figura 2) o sobre al menos parte de la longitud de desenrollado, preferiblemente al final del desenrollado (Figura 2bis).

La primera rejilla 32 es densa: hay una varilla 320 entre cada diente 300. La segunda rejilla 33 se mantiene usando placas paralelas 330 colocadas verticalmente en lugar de varillas como en la primera rejilla 32. Así, esta segunda rejilla 33 es más rígida y se puede mantener solo en uno de sus extremos, el de aguas arriba, por lo que se puede interrumpir al final del desenrollado. Las láminas 330 están pulidas o cubiertas con una película de plástico en su parte superior para permitir el deslizamiento de las fibras de carbono durante el desenrollado. Las hojas 330 están curvadas en su extremo 331 para permitir que caiga el material no tejido.

Como esta segunda rejilla 33 es rígida, permite limitar el juego entre las dos rejillas superpuestas de la figura 2 a una distancia d² de 5 mm como máximo y mejorar el desenrollado de tejidos apretados o apilados.

Puede verse en la figura 4 que el primer módulo 4 comprende un tanque cóncavo 40 con un fondo plano de 50 mm de ancho (por ejemplo) que permite producir tiras de fibras realineadas de 50 mm de ancho (por ejemplo). El primer módulo de acuerdo con la invención consiste en un primer módulo 4 como se describe en las figuras 8 y 9. Un segundo módulo 6 se coloca aguas abajo del primer módulo 4 y permite producir hilos de fibra realineados, por ejemplo, de 25 mm de diámetro, con un ligero entrelazamiento de las fibras 7 que permite una mejor cohesión. El primer módulo 4 tiene un movimiento oscilante horizontal de baja frecuencia, se completa con el segundo módulo 6 que es impulsado por un movimiento diferente al primer módulo 4. El segundo módulo 6 comprende un tanque 60 de realineación cóncavo y flexible, colocado aguas abajo del primer módulo 4, en la figura 4 un extremo 61 está fijado al primer módulo 4 y su extremo 62 está libre, en la invención se colocará debajo de la abertura del primer módulo 4. Como la bandeja 60 es flexible, es posible animarlo con un movimiento diferente al del tanque 40. El tanque 60 es impulsado por un movimiento oscilante vertical alterno que induce un movimiento de “balanceo” en el fondo del tanque. Este movimiento tiene el efecto de provocar un ligero entrelazamiento de las fibras 7 y producir un hilo. Las figuras 6 y 7 muestran una segunda realización. El segundo módulo 6 comprende un tubo giratorio 63 accionado por un movimiento giratorio.

Las figuras 8 y 9 ilustran una tercera realización, el primer módulo vibratorio 4 comprende un tanque 40 sin fondo o con una abertura 403 que consiste en una serie de placas 400 en deflectores, las fibras 7 realineadas luego caen sobre una cinta transportadora 401 dispuesta debajo del depósito 40. Cada una de las placas deflectoras 400 está orientada en un ángulo a y p opuesto de 0 a 90° y preferiblemente de ± 10° a ± 80° con respecto a la vertical. Las fibras 7 se alinean cuando caen a través del depósito 40 y chocan con los deflectores 400. Como el depósito 40 no tiene fondo, las fibras 7 caen entre los deflectores y terminan cayendo alineadas sobre la cinta transportadora 401. La cinta transportadora a medida que avanza formará una tira de fibras realineadas 7. El tanque 40 es impulsado por un movimiento de vibración vertical con una frecuencia entre 10 Hz y 200 Hz para evitar cualquier inmovilización de las fibras entre los deflectores. Dado que el movimiento vibra verticalmente, esto no provoca ninguna desalineación de las fibras.

La figura 10 muestra una cuarta realización en la que se fija una tolva 402 microperforada sobre el primer módulo de realineación 4. Esta tolva 402 está llena de polvo termoplástico 70 como, por ejemplo, poliamida. La tolva 402 está microperforada en su extremo inferior. El módulo 4 de realineación vibrante deja caer así el polvo termoplástico 70 de la tolva 402 microperforada y cae en el tanque de realineación con las fibras 7. El polvo termoplástico se mezcla con las fibras de carbono durante la realineación. También es posible utilizar un termoestable.

También es posible utilizar fibras termoplásticas 71, por ejemplo poliamida. Se colocan en el módulo de potencia 2, al lado o posiblemente sobre los tejidos de carbono. Estas fibras 71 pueden tener una longitud de entre 30 mm y 500 mm y vienen en cualquier forma (excepto tejido) (piezas de tela simple, esteras o fibras simples, etc.). Las fibras termoplásticas 71 se desenrollan y realinean simultáneamente con las fibras de carbono. Durante la realineación, el primer módulo 4 mezcla las fibras de carbono 7 con las fibras termoplásticas 71. El segundo módulo 6 comprenderá preferiblemente un tubo giratorio 63 rígido y giratorio alrededor de un eje horizontal para mejorar la mezcla de las fibras 7 y 71.

La figura 12 muestra la parte aguas abajo del dispositivo. La cinta transportadora 401 lleva una tira continua 72 de fibras de carbono semilargas 7 que contiene polvo termoplástico 70 y/o fibras termoplásticas 71. En el extremo de la cinta transportadora 401, la tira 72 de fibras de carbono se deposita sobre ella. Un rodillo giratorio 8 calentado a una temperatura por encima del punto de fusión del polvo termoplástico 70 o de las fibras termoplásticas 71. Así, el polvo y/o las fibras termoplásticas se funden. Al girar, el rodillo calefactor 8 transporta la tira 72 que luego se comprime entre los rodillos de presión 80 y el rodillo calefactor 8, lo que hace que el polvo termoplástico fundido pegue las fibras de carbono entre sí: las fibras se consolidan en una tira. La banda consolidada 73 se deposita en una película termoplástica 74 que avanza a la misma velocidad que la cinta transportadora 401. La banda consolidada 74 se enrolla en un rollo extraíble 75 dentro de su película termoplástica 74.

Ahora se describirá el modo de funcionamiento del dispositivo 1 y el correspondiente procedimiento de desenrollado y alineación.

Los cortes de tejido utilizados como insumo son de naturaleza variable, en términos de peso por unidad de superficie y tipo de tejido. El módulo de alimentación 2 actúa como un amortiguador y permite al operador introducir una gran cantidad de cortes de tejido apilados, que luego se transferirán gradualmente a los siguientes módulos. Es posible desenrollar varios cortes al mismo tiempo, especialmente si son delgados. El límite está relacionado con la distancia entre las rejillas 32 y 33, es necesario que los recortes puedan pasar entre estas dos rejillas 32 y 33.

El destejido se realiza utilizando los peines 30 que son preferiblemente metálicos y montados en las cadenas transportadoras 31, pero pueden montarse en cualquier otro dispositivo que dé un movimiento oblongo, otras alfombras, correas, cables, etc. La velocidad de rotación del motor 34 se elige de modo que la velocidad lineal de los peines 30 sea 10 veces mayor que la velocidad de la cinta 20. Los dientes 300 entran en el corte de la tela y accionan una fracción de su trama. El corte se mantiene en la serie de líneas paralelas 33 que forman una rejilla, para garantizar la penetración de los dientes 300 en la trama. Cuando los dientes 300 están enganchados en un corte, ejercen una tracción sobre la tela que es compensada por el rodillo de presión 201 que presiona el corte sobre la cinta 20. Este sistema es muy efectivo incluso si la superficie de la tela pellizcada por el prensatelas de rodillo 201 está débil. Los no tejidos se recogen en el contenedor 50 para evitar que caigan en el contenedor de alineación y se reintroducen en la entrada de la máquina.

Una vez desenrolladas las fibras, caen por gravedad en el tanque 40 montado sobre las palas flexibles 41 que constituyen así resortes. La oscilación es un movimiento alterno de amplitud y frecuencia definidas que provoca que las fibras se orienten rápidamente por impactos sucesivos de dichas fibras en las paredes de los deflectores 400. El movimiento se obtiene con un sistema vibratorio 44 constituido por ejemplo por un motor eléctrico 42 y un sistema 43 de biela de manivela. Un variador de velocidad permite ajustar la frecuencia de las oscilaciones. El movimiento de oscilación así como la inclinación de la rampa 40 permite que las fibras se alineen y formen una tira. La segunda bandeja 60 permite producir un alambre de fibras realineadas con un ligero entrelazamiento de las fibras 7 que permite una mejor cohesión.

En la tercera realización, el sistema de realineación permite la recuperación automática y continua de las tiras de fibra. La recuperación continua de la banda también evitará la desalineación durante la recuperación manual de la fibra.

Para mejorar la resistencia de las fibras 7, se añade un aglutinante polimérico, por ejemplo un aglutinante polimérico termoplástico, que permite producir una tira de fibras de carbono consolidadas después de haber sido fundidas y luego solidificadas. Por lo tanto, las tiras en polvo de aglutinante polimérico, que salen de la realineación, se calientan y comprimen y luego se enrollan dentro de una película termoplástica antiadherente.

Se realiza un transporte, una consolidación y un bobinado de la tira de fibra de carbono reciclada. Así, la tira de fibras de carbono semicontinua o el hilo continuo se convierte en un semiproducto continuo en forma de rollo, directamente utilizable por los fabricantes del material compuesto para cortar por encargo y colocar en el fondo de un molde antes de la impregnación de resina.

En resumen, el dispositivo de acuerdo con la invención consta de un primer módulo de alineación 4 que consiste en una bandeja sin fondo con deflectores seguida de un segundo módulo de alineación en el que caen las fibras. Este segundo módulo de alineación consiste en una bandeja rígida que oscila horizontalmente con una bandeja flexible con movimiento de rodadura y posiblemente seguida de un tubo giratorio para la producción de alambre, o de una cinta transportadora con opcionalmente un sistema de activación del alambre de bandas planas, opcionalmente consolidadas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para desenrollar y realinear fibras, en particular carbono, a partir de recortes de tejidos con hilos de urdimbre y trama que comprende una etapa de desenrollado de las fibras utilizando un módulo de desenrollado (3) equipado de peines (30) con dientes (300), caracterizado porque comprende:

- una etapa de recubrimiento del corte de tejidos sobre una cinta adhesiva (20) por medio de un rodillo de presión (202), en donde la etapa de recubrimiento se lleva a cabo antes de la etapa de desenrollar las fibras,

- una etapa de realineación de dichas fibras mediante contactos sucesivos en al menos dos paredes de un primer módulo de alineación (4) accionado por un movimiento oscilante y que presenta al menos dos deflectores (400) formados por planos inclinados con respecto a la vertical con un ángulo respectivo a y p tal que -90° < a < 0° y 90° > p > 0°, presentando dicho primer módulo de alineación (4) una abertura (403) en la parte inferior, y

- una etapa de conformación de hilos de fibras realineadas por un segundo módulo de alineación (6).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo módulo de alineación (6) se acciona en un movimiento de traslación.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa de adición de un aglutinante polimérico termoplástico o termoestable.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el aglutinante (70, 71) es un termoplástico añadido al mismo tiempo que las fibras (7) por desenrollar.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el aglutinante se añade a la salida del primer módulo de alineación (4).

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el aglutinante consiste en fibras termoplásticas (71).

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el aglutinante consiste en polvo termoplástico (70).

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el aglutinante se añade a la entrada del primer módulo de alineación (4).

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque comprende una etapa de activación del aglutinante polimérico y prensado.

10. Dispositivo para desenrollar y realinear fibras, en particular fibras de carbono, a partir de cortes de tejidos con hilos de urdimbre y de trama, comprendiendo el dispositivo un módulo de desenrollado (3) equipado con peines (30) de dientes (300) y dos rejillas (32, 33), una primera rejilla (32) para desenrollar prevista para librar los peines (30) de fibras y una segunda rejilla (33) para mantener los recortes de tejidos para facilitar la penetración de los dientes (300) de los peines (30), en donde el dispositivo se caracteriza:

- porque comprende un rodillo de presión (202) a la salida de una cinta adhesiva (20) aguas arriba del módulo de desenrollado (3),

- porque comprende un primer módulo de alineación (4) configurado para la realineación de dichas fibras y dispuesto bajo las dos rejillas (32, 33), y un segundo módulo de alineación (6) configurado para dar forma a hilos de fibras realineados y dispuestos aguas abajo del primer módulo de alineación (4),

- y porque el primer módulo de alineación (4) se acciona en un movimiento oscilante y presenta al menos dos deflectores (400) formados por planos inclinados con respecto a la vertical en un ángulo respectivo a y p tal que -90° < a <0° y 90° > p > 0°, teniendo dicho primer módulo de alineación (4) una abertura (403) en la parte inferior.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el segundo módulo de alineación (6) comprende una bandeja inclinada (60) realizada en material flexible que tiene dos bordes accionados por un movimiento oscilante vertical creando un movimiento giratorio en el fondo de dicha bandeja.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el segundo módulo de alineación (6) comprende una cinta transportadora (401).

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque al segundo módulo de alineación (6) le sigue un tubo giratorio (63).

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque comprende un medio de activación de un aglutinante dispuesto aguas abajo del segundo módulo de alineación (6).

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque la primera rejilla (32) está realizada con varillas rígidas paralelas (320) y la segunda rejilla (33), con placas paralelas (330).