MX2012014178A

MX2012014178A - Perfiles huecos reforzados.

Info

Publication number: MX2012014178A
Application number: MX2012014178A
Authority: MX
Inventors: Sherri M Nelson; David W Eastep; Timothy A Regan
Original assignee: Ticona Llc
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-02-21
Also published as: US8859089B2; BR112012032180A2; WO2011163357A3; JP2013534479A; US20130136877A1; KR20130112710A; CN102947077A; US20150084228A1; RU2013102598A; WO2011163357A2; EP2585278A2; CA2800931A1

Abstract

Un perfil lineal hueco (16) formado a partir de una cinta reforzada con fibra continua (``CFRT´´) que contiene una pluralidad de fibras continuas integradas dentro de una primera matriz polimérica termoplástica. Para mejorar el límite elástico del perfil, las fibras continuas se alinean dentro de la cinta en una dirección sustancialmente longitudinal (por ejemplo, la dirección de extrusión por estirado). Además de las fibras continuas, el perfil hueco de la presente invención también contiene una pluralidad de fibras largas que pueden integrarse opcionalmente dentro de una segunda matriz termoplástica para formar un termoplástico reforzado con fibras largas (``LFRT´´) (4). Las fibras largas pueden incorporarse en la cinta de fibra continua o formarse como una capa separada del perfil. No obstante, por lo menos una porción de las fibras largas se orienta en un ángulo (por ejemplo 90°) a la dirección longitudinal para proporcionar una resistencia transversal incrementada para e perfil.

Description

PERFILES HUECOS REFORZADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Se han formado perfiles huecos al jalar ("extruir" por estirado) fibras continuas a través de una resina y después configurando la resina reforzada con fibra dentro de una matriz de extrusión por estirado. Ya que los perfiles tienen fibras continuas orientadas en la dirección de la máquina (longitudinal), a menudo muestran un límite elástico alto en la dirección de la máquina. La resistencia transversal de tales perfiles huecos es, sin embargo, a menudo escasa, lo que puede causar que el material se fragmente cuando una tensión se aplica en una dirección de la máquina de cruce (transversal) . En este aspecto, se han realizado diversos intentos para dar resistencia a los perfiles huecos en la dirección transversal. Por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 7,514,135 de Davies, et . al. describe una parte hueca formada al proporcionar una primera capa de mechas de refuerzo extendidas en una dirección de extrusión por estirado longitudinal y formar una segunda capa sobre la primera capa, la segunda capa que contiene por lo menos algunas fibras de refuerzo que se extienden en la dirección transversal. Un problema con este método, sin embargo, es que depende de una resina termoendurecida para ayudar a lograr las propiedades de resistencia deseadas. Tales resinas son difíciles de utilizar durante la fabricación y no siempre poseen buenas características de unión para formar capas con otros materiales. Además, el método descrito en la presente también es problemático porgue es difícil aplicar las fibras transversales en las ubicaciones selectivas (por ejemplo, donde son necesarias) .

Como tal, existe actualmente una necesidad de un perfil hueco que muestra una buena resistencia transversal y que puede elaborarse en una manera relativamente eficiente y simple .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se describe un perfil lineal hueco. El perfil comprende una cinta consolidada que contiene una pluralidad de fibras continuas integradas dentro de una matriz termoplástica y sustancialmente orientada en una dirección longitudinal. El perfil también comprende una pluralidad de fibras largas, por lo menos una porción de las cuales se orienta en un ángulo con relación a la dirección longitudinal. La relación del peso en las fibras continuas para la relación de peso de las fibras largas es de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 10. Además, la relación de los coeficientes de flexión para la resistencia de flexión máxima de los perfiles es de aproximadamente 50 a aproximadamente 2200.

De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, se describe un método para formar un perfil hueco de extruido por estirado. El método comprende impregnar una pluralidad de fibras continuas con una matriz termoplástica dentro de un dispositivo de extrusión; consolidar las fibras impregnadas para formar una primera cinta en la que las fibras continuas se orientan en una dirección longitudinal; extruir por estirado la primera cinta y por lo menos una segunda cinta a través de una matriz para formar el perfil hueco, en donde la primera cinta, la segunda cinta o ambas contienen fibras largas.

Otras características y aspectos de la presente invención se establecen en mayor detalle a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Una descripción completa y de preparación de la presente invención, incluye el mejor modo de la misma para alguien con experiencia en la técnica, se establece de manera más particular en el resto de la especificación, incluyendo la referencia a las figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 es una ilustración esquemática de una modalidad de un sistema de extrusión por estirado que puede emplearse en la presente invención; la Figura 2 es una ilustración esquemática de una modalidad de un sistema de impregnación para utilizar en la presente invención; la Figura 3A es una vista en corte transversal de la matriz de impregnación mostrada en la Figura 2; la Figura 3B es una vista en despiece de una modalidad de un ensamble de colector y un pasaje de compuerta para una matriz de impregnación que puede emplearse en la presente invención; la Figura 3C es una vista en perspectiva de una modalidad de una placa que define por lo menos parcialmente una zona de impregnación que puede emplearse en la presente invención; la Figura 4 es una vista lateral de una modalidad de las matriz de preformado y de extrusión por estirado que pueden emplearse en la presente invención, en donde el flujo de los materiales de fibra continua y larga se ilustran conforme pasan a través de las matrices; la Figura 5 es una vista en perspectiva de las matrices de la Figura 4; la Figura 6 es una vista superior de una modalidad de un mandril que puede emplearse en la presente invención para configurar la capa de fibra larga, en donde el flujo del material de la fibra larga también se ilustra conforme pasa sobre el mandril; la Figura 7 es una vista en perspectiva de la sección de mandril de la Figura 6; la Figura 8 es una vista en perspectiva en despiece de una modalidad de una sección de mandril que puede emplearse en la presente invención para conformar la capa de fibra continua, en donde el flujo del material de fibra continua también se ilustra conforme pasa sobre el mandril; la Figura 9 es una vista en perspectiva de la sección de mandril de la Figura 8; la Figura 10 es otra vista en perspectiva de la sección de mandril de la Figura 8, en la que la Figura 10A muestra una vista en perspectiva derecha y la Figura 10B muestra una vista en perspectiva izquierda de la sección de mandril ; la Figura 11 es una vista en corte transversal de una modalidad de un perfil hueco rectangular de la presente invención; la Figura 12 es una vista en corte transversal de otra modalidad de un perfil hueco rectangular de la presente invención; la Figura 13 es una vista lateral de una modalidad de un sistema de matriz de preformado y extrusión por ß estirado que puede emplearse para formar el perfil de la Figura 12; la Figura 14 es una vista en perspectiva del sistema de matriz de preformado y extrusión por estirado de la Figura 13; la Figura 15 es una vista en corte transversal de otra modalidad de un perfil hueco rectangular de la presente invención; la Figura 16 es una vista en corte transversal de una modalidad de un perfil hueco en forma de L de la presente invención; y la Figura 17 es aún otra modalidad de un perfil hueco rectangular de la presente invención.

El uso repetido de los caracteres de referencia en la presente especificación y las figuras se pretende para representar las mismas características análogas o elementos de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones Como se utiliza en la presente, el término "perfil" generalmente se refiere a una parte extruida por estirado. El perfil puede poseer una amplia variedad de formas en corte transversal, tal como cuadrada, rectangular, circular, elíptica, triangular, en forma de I, en forma de C, en forma de U, en forma de J, en forma de L, etc. Tales perfiles pueden emplearse como un miembro estructural para secciones lineales de ventanas, tablones de material de cubierta, rieles, balaustres, tejas, entablado, paneles de moldura, tubería, enrejado, postes, postes de luz, señalización de carretera, postes marcadores de carretera, etc.

Como se utiliza en la presente, el término "hueco" generalmente significa que por lo menos una porción del interior del perfil tiene un hueco vacío. El hueco vacío puede extenderse opcionalmente en toda la longitud del perfil .

Como se utiliza en la presente, el término "fibra continua" generalmente se refiere a fibras, filamentos, hilados, o mechas (por ejemplo, paquetes de fibras) que tienen una longitud que generalmente se limita sólo por la longitud de la parte. Por ejemplo, tales fibras pueden tener una longitud mayor que aproximadamente 25 milímetros, en algunas modalidades aproximadamente 50 milímetros o más, y en algunas modalidades, aproximadamente 100 milímetros o más.

Como se utiliza en la presente, el término "fibras largas" generalmente se refiere a fibras, filamentos, hilados, o mechas que no son continuas y típicamente tienen una longitud de aproximadamente 05 a aproximadamente 25 milímetros, en algunas modalidades, de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 15 milímetros y en algunas modalidades de aproximadamente 1 a aproximadamente 12 milímetros.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se entenderá por alguien de experiencia ordinaria en la técnica que la presente discusión es una descripción de modalidades ejemplares únicamente, y no se pretende como limitante de los aspectos más amplios de la presente invención.

Hablando generalmente, la presente invención se dirige a un perfil lineal hueco formado a partir de una cinta reforzada con fibra continua ( "CFRT" ) que contiene una pluralidad de fibras continuas integradas dentro de una primera matriz polimérica termoplástica . Para mejorar el límite elástico y coeficiente del perfil, las fibras continuas se alinean dentro de la cinta en una dirección sustancialmente longitudinal (por ejemplo dirección de la extrusión por estirado). Además de las fibras continuas, el perfil hueco de la presente invención también contiene una pluralidad de fibras largas que opcionalmente pueden integrarse dentro de una segunda matriz termoplástica para formar un termoplástico reforzado con fibras largas ( "LFRT" ) . Las fibras largas pueden incorporarse en la cinta de fibra continua o formarse como una capa separada del perfil. No obstante, por lo menos una porción de las fibras largas se orienta en un ángulo (por ejemplo, 90°) con relación a la dirección longitudinal para proporcionar una resistencia transversal incrementada para el perfil.

Para lograr un buen equilibrio entre el limite elástico y la resistencia transversal, se ha descubierto en la presente invención que la proporción relativa de las fibras continuas y largas puede controlarse de manera selectiva. Principalmente, la relación del peso de las fibras continuas para el peso de las fibras largas se encuentra dentro del margen de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 10, en algunas modalidades de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 5, y en algunas modalidades de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 4. Por ejemplo, las figuras continuas se pueden constituir de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 90% en peso, en algunas modalidades de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 70% en peso, y en algunas modalidades de aproximadamente .30% en peso a aproximadamente 60% en peso del perfil. De este modo, las fibras largas se pueden constituir de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 50% en peso, en algunas modalidades de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 40% en peso, y en algunas modalidades de aproximadamente 2% en peso a aproximadamente 30% en peso del perfil.

Los perfiles huecos resultantes de la presente invención por lo tanto pueden mostrar una resistencia de flexión máxima relativamente alta (en la dirección transversal) en comparación con los perfiles gue tienen la misma forma y tamaño, aunque carecen del refuerzo de fibra larga de la presente invención. Por ejemplo, la resistencia de flexión máxima (también conocida como coeficiente de ruptura o resistencia de flexión) puede ser de aproximadamente 12 Megapascales ("Mpa") o más, en algunas modalidades de aproximadamente 15 a aproximadamente 50 MPa, y en algunas modalidades, de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 MPa. El término "resistencia de flexión máxima" generalmente se refiere a la resistencia máxima alcanzada en una curva de detención-deformación producida mediante una prueba de "tres puntos de flexión" (tal como ASTM D790-10, Procedimiento A o ISO 178) en la dirección transversal a temperatura ambiente. Representan la capacidad del material para soportar y aplicar tensión en la dirección transversal a una falla. Del mismo modo, el perfil también puede mostrar un coeficiente de flexión alta. El término "coeficiente de flexión" generalmente se refiere a una relación de tensión a fuerza en la deformación de flexión (unidades de fuerza por área) o la tendencia para que un material se pliegue. Se determina a partir de la pendiente de la curva de tensión-deformación producida por una prueba de "tres puntos de flexión" (tal como ASTM D790-10, Procedimiento A o ISO 178) . Por ejemplo, el perfil de la presente invención puede mostrar un coeficiente de flexión de aproximadamente 2 Gigapascales ("GPa) o más, en algunas modalidades de aproximadamente 2 a aproximadamente 25 GPa, en algunas modalidades de aproximadamente 4 a aproximadamente 20 GPa y en algunas modalidades de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 GPa.

Los valores existentes para el coeficiente y resistencia desde luego pueden variar dependiendo de la aplicación deseada. No obstante, la relación del módulo de coeficiente para la resistencia de flexión máxima típicamente cae dentro de un cierto margen para lograr una parte que muestra un equilibrio entre las propiedades de límite de tensión y coeficiente, así como la resistencia transversal. Esta relación, por ejemplo, típicamente varía de aproximadamente 50 a aproximadamente 2200, en algunas modalidades de aproximadamente 100 a aproximadamente 1000, y en algunas modalidades de aproximadamente 200 a aproximadamente 800, y en algunas modalidades, de aproximadamente 250 a aproximadamente 600.

El perfil también puede tener una fracción con huecos muy baja, tal como aproximadamente 3% o menos, en algunas modalidades aproximadamente 2% o menos, y°en algunas modalidades aproximadamente 1% o menos. La fracción con huecos puede determinarse en la manera descrita en lo anterior, tal como al utilizar una prueba "de combustión de resina" de acuerdo con ASTM D 2584-08.

Las fibras continuas empleadas en el perfil hueco de la presente invención pueden formarse a partir de cualquier material convencional conocido en la técnica, tal como fibras de metal; fibras de vidrio (por ejemplo, vidrio E, vidrio A, vidrio C, vidrio D, vidrio AR, vidrio R, vidrio SI, vidrio S2), fibras de carbono (por ejemplo, grafito), fibras de boro, fibras cerámicas (por ejemplo, alúmina o sílice) , fibras aramídicas (por ejemplo, Kevlar® comercializado por E. I. duPont de Nemours, Wilmington, DE), fibras orgánicas sintéticas (por ejemplo, poliamida, polietileno, parafenileno tereftalamida, tereftalato de polietileno y sulfuro de polifenileno) , y otros diversos materiales fibrosos naturales o inorgánicos sintéticos u orgánicos conocidos para reforzar composiciones termoplásticas . Las fibras de vidrio y las fibras de carbono particularmente son deseables para su uso en las fibras continuas. Tales fibras con frecuencia tiene un diámetro nominal de aproximadamente 4 a aproximadamente 35 micrómetros, y en algunas modalidades, de aproximadamente 9 a aproximadamente 35 micrómetros. Las fibras pueden ser torcidas o rectas. Si se desea, las fibras pueden obtener la forma de mechas (por ejemplo, paquete de fibras) que contienen un solo tipo de fibra o diferentes tipos de fibras. Diferentes fibras pueden contenerse en mechas individuales o, alternativamente, cada mecha puede contener un tipo diferente de fibra. Por ejemplo, en una modalidad, ciertas mechas pueden contener fibras de carbono continuas, mientras otras mechas pueden contener fibras de vidrio. El número de fibras contenido en cada mecha puede ser constante o variar de mecha a mecha. Típicamente, una mecha puede contener de aproximadamente 1,000 fibras a aproximadamente 50,000 fibras individuales, y en algunas modalidades, de aproximadamente 2,000 a aproximadamente 40,000 fibras.

Cualquiera de una variedad de polímeros termoplásticos también puede emplearse para formar la primera matriz termoplástica en la cual se integran las fibras continuas. Los polímeros termoplásticos adecuados para su uso en la presente invención pueden incluir, por ejemplo, poliolefinas (por ejemplo, polipropileno, copolímeros de propilen-etileno, etc.), poliésteres (por ejemplo, tereftalato de polibutileno ( " PB " ) ) , policarbonatos , poliamidas (por ejemplo, Nylon™) , poliéter cetonas (por ejemplo, poliéterétercetona ( " PEEK" ) ) , poliéterimidas , poliarilen cetonas (por ejemplo, polifenilen dicetona ("PPDK")), polímeros de cristal líquido, sulfuros de poliarileno (por ejemplo, sulfuro de polifenileno ("PPS")), fluoropolímeros (por ejemplo, polímero de politetrafluoroetilen-perfluorometilviniléter , polímero de perfluoro-alcoxialqueno, polímero de petrafluoroetileno, polímero de etilen tetrafluoroetileno, etc.), poliacetales , poliuretanos , policarbonatos , polímeros estirénicos (por ejemplo, acrilonitrilo butadieno estireno ( "ABS" ) ) , etc. El polipropileno es un polímero termoplástico particularmente adecuado .

La cinta de fibra continua generalmente se forma en una manera para reducir su fracción con huecos y asegurar la buena impregnación. En este aspecto, un dispositivo de extrusión puede emplearse en la presente invención para integrar las fibras continuas en la matriz termoplástica . Entre otras cosas, el dispositivo de extrusión facilita la capacidad del polímero termoplástico para aplicarse en toda la superficie de la fibra. Por ejemplo, la fracción con huecos puede ser de aproximadamente 3% o menos, en algunas modalidades aproximadamente 2% o menos, y en algunas modalidades, aproximadamente 1 % o menos. La fracción con huecos puede medirse utilizando técnicas bien conocidas por aquellos de experiencia en la técnica. Por ejemplo, La fracción con huecos puede medirse utilizando una prueba de "combustión de resina" en la cual las muestras se colocan en un horno (por ejemplo, a 600°C durante 3 horas) para quemar la resina. La masa de las fibras restantes entonces puede medirse para calcular las fracciones de peso y volumen. Tal prueba de "combustión" puede realizarse de acuerdo con AST D 2584-08 para determinar los pesos de las fibras y la matriz termoplástica, las cuales entonces pueden utilizarse para calcular la "fracción con huecos" basándose en las siguientes ecuaciones : Vf = 100 * (pc-pc)/pt donde, Vf es la fracción con huecos como porcentaje; pc es la densidad del compuesto como medida utilizando técnicas conocidas, tales como con un pienómetro de líquido o gas (por ejemplo, pienómetro de helio) ; pc es la densidad teórica del compuesto como se determina por la siguiente ecuación: pt = 1/ [Wf/pf+Wm/pm] pm es la densidad de la matriz termoplástica (por ejemplo, en la cristalinidad adecuada) ; pf es la densidad de las fibras; Wf es la fracción en peso de las fibras; y !¥,„ es la fracción en peso de la matriz termoplástica .

Alternativamente, la fracción con huecos puede determinarse al disolver químicamente la resina de acuerdo con ASTM D 3171-09. Los métodos de "combustión" y "disolución" particularmente son adecuados para fibras de vidrio, las cuales generalmente son resistentes a fusión y disolución química. En otros casos, sin embargo, la fracción con huecos puede calcularse indirectamente basándose en las densidades del polímero termoplástico, fibras, y cintas de acuerdo con ASTM D 2734-09 (Método A) , donde las densidades pueden determinarse según el Método A de ASTM D792-08. Desde luego, la fracción con huecos también puede estimarse utilizando equipo de microscopía convencional.

Con referencia a la Figura 2, por ejemplo, una modalidad de un dispositivo de extrusión se muestra que puede emplearse para impregnar las fibras con un polímero termoplástico. De manera más particular, el aparato incluye un extrusor 120 que contiene un árbol de tornillo 124 montado dentro de un cilindro 122. Un calentador 130 (por ejemplo, calentador de resistencia eléctrica) se monta fuera del cilindro 122. Durante su uso, un material de alimentación de polímero termoplástico 127 se suministra al extrusor 120 a través de una tolva 126. El material de alimentación termoplastico 127 se transporta dentro del cilindro 122 por el árbol de tornillo 124 y se calienta por las fuerzas de fricción dentro del cilindro 122 y por el calentador 130. Al calentarse, el material de alimentación 127 sale del cilindro 122 a través de una pestaña del cilindro 128 y entra a una pestaña de matriz 132 de una matriz de impregnación 150.

Una mecha de fibra continua 142 o una pluralidad de mechas de fibra continuas 142 se suministran desde un carrete o carretes 144 hasta la matriz 150. Las mechas 142 generalmente se separan a una cierta distancia ante de la impregnación, tal como por lo menos apro imadamente 4 milímetros, y en algunas modalidades, por lo menos aproximadamente 5 milímetros. El material de alimentación 127 además puede calentarse dentro de la matriz por calentadores 133 montados en o alrededor de la matriz 150. La matriz generalmente se opera a temperaturas que son suficientes para provocar la fusión e impregnación del polímero termoplástico . Típicamente, las temperaturas de operación de la matriz son mayores que la temperatura de fusión del polímero termoplástico, tal como a temperaturas de aproximadamente 200°C a aproximadamente 450°C. Cuando se procesa de esta manera, las mechas de fibra continuas 142 se integran en la matriz polimérica, la cual puede ser una resina 214 (Figura 3A) procesada a partir del material de alimentación 127. La mezcla entonces se somete a extrusión a partir de la matriz de impregnación 150 para crear un extrudado 152.

Un sensor de presión 137 (Figura 3A) detecta la presión cerca de la matriz de impregnación 150 para permitir que el control se ejerza sobre la proporción de extrusión al controlar la velocidad rotacional del árbol de tornillo 124, o la proporción de alimentación del alimentador. Es decir, el sensor de presión 137 se coloca cerca de la matriz de impregnación 150 de modo que el extrusor 120 pueda operarse para suministrar una cantidad correcta de resina 214 para interacción con las mechas de fibra 142. Después de salir de la matriz de impregnación 150, el extrudado 152, o las mechas de fibra impregnadas 142, pueden entrar a una sección de pre-conformación o guía opcional (no mostrada) antes de entrar a un punto de presión formado entre los dos rodillos adyacentes 190. Aunque opcionales, los rodillos 190 pueden ayudar a consolidar el extrudado 152 dentro de la forma de una cinta (o banda) así como mejora la impregnación de fibras y extraer cualquier exceso de huecos. Además de los rodillos 190, otros dispositivos de conformación también pueden emplearse, tales como un sistema de matrices. La cinta consolidada resultante 156 se extraer por guías de deslizamiento 162 y 164 montadas sobre rodillos. Las guías de deslizamiento 162 y 164 también pueden jalar el extrudado 152 de la matriz de impregnación 150 y a través de los rodillos 190. Si se desea, la cinta consolidada 156 puede enrollarse en una sección 171. Hablando generalmente, las cintas relativamente son delgadas y típicamente tienen un espesor de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 1 milímetro, en algunas modalidades de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.8 milímetros, y en algunas modalidades, de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.4 milímetros.

Dentro de la matriz de impregnación, generalmente se desea que las mechas 142 se atraviesen a través de una zona de impregnación 250 para impregnar las mechas con la resina polimérica 214. En la zona de impregnación 250, la resina polimérica generalmente puede forzarse de forma transversal a través de las mechas por la cizalla y presión creadas en la zona de impregnación 250, la cual significativamente mejora el grado de impregnación. Esto particularmente es útil cuando se forma un compuesto a partir de cintas de un contenido elevado de fibras, tal como aproximadamente 35% de fracción en peso ("Wf") o más, y en algunas modalidades, de aproximadamente 40% Wf o más. Típicamente, la matriz 150 incluirá una pluralidad de superficies de contacto 252, tal como por ejemplo por lo menos 2, por lo menos 3, de 4 a 7, de 2 a 20, de 2 a 30, de 2 a 40, de 2 a 50, o más superficies de contacto 252, para crear un grado suficiente de penetración y presión sobre las mechas 142. Aunque su forma particular puede variar, las superficies de contacto 252 típicamente poseen una superficie curvilínea, tal como un lóbulo curvado, varilla, etc. Las superficies de contacto 252 típicamente también se forman de un material de metal.

La Figura 3A muestra una vista en corte transversal de una matriz de impregnación 150. Como se muestra, la matriz de impregnación 150 incluye un ensamble de colector 220, un pasaje de compuerta 270, y una zona de impregnación 250. El ensamble de colector 220 se proporciona para hacer fluir la resina polimérica 214 a través del mismo. Por ejemplo, el ensamble de colector 220 puede incluir un canal 222 o una pluralidad de canales 222. La resina 214 proporcionada a la matriz de impregnación 150 puede fluir a través de los canales 222.

Como se muestra en la Figura 3B, algunas porciones de los canales 222 pueden ser curvilíneas, y en modalidades ejemplares, los canales 222 tienen una orientación simétrica a lo largo de un eje central 224. Además, en algunas modalidades, los canales pueden ser una pluralidad de canaletas ramificadas 222, las cuales pueden incluir el primer grupo de canaletas ramificadas 232, segundo grupo 234, tercer grupo 236, y, si se desea, más grupos de canaletas ramificadas. Cada grupo puede incluir 2, 3, 4 o más canaletas 222 que se ramifican de las canaletas 222 en el grupo precedente, o desde un canal inicial 222.

Las canaletas ramificadas 222 y la orientación simétrica de las mismas generalmente distribuyen de manera uniforme la resina 214, de manera que el flujo de resina 214 que sale del ensamble de colector 220 y que recubre las mechas 142 se distribuya de manera sustancial y uniforme sobre las mechas 142. Esto permite de manera deseable una impregnación generalmente uniforme de las mechas 142.

Además, el ensamble de colector 220 en algunas modalidades puede definir una región de salida 242, la cual generalmente abarca por lo menos una porción corriente abajo de los canales o canaletas 222 desde las cuales sale la resina 214. En algunas modalidades, por lo menos una porción de los canales o canaletas 222 dispuesta en la región de salida 242 tiene un área incrementada en una dirección de flujo 244 de la resina 214. El área incrementada permite la difusión y distribución adicional de la resina 214 conforme la resina 214 fluye a través del ensamble de colector 220, la cual además permite una distribución sustancialmente uniforme de la resina 214 sobre las mechas 142.

Como se ilustra adicionalmente en la Figura 3A y Figura 3B, después de fluir a través del ensamble de colector 220, la resina 214 puede fluir a través del pasaje de compuerta 270. El pasaje de compuerta 270 se coloca entre el ensamble de colector 220 y la zona de impregnación 250, y se proporciona para hacer fluir la resina 214 desde el ensamble de colector 220 de manera que la resina 214 recubra las mechas 142. De este modo, la resina 214 que sable del ensamble de colector 220, tal como a través de la región de salida 242, puede entrar al pasaje de compuerta 270 y fluir a través del mismo, como se muestra.

Al salir del ensamble de colector 220 y el pasaje de compuerta 270 de la matriz 150 como se muestra en la Figura 3A, la resina 214 hace contacto con las mechas 142 que se atraviesan a través de la matriz 150. Como se discute en lo anterior, la resina 214 puede recubrir sustancial y uniformemente las mechas 142, debido a la distribución de la resina 214 en el ensamble de colector 220 y el pasaje de compuerta 270. Además, en algunas modalidades, la resina 214 puede chocar sobre una superficie superior de cada una de las mechas 142, o sobre una superficie inferior de cada una de las mechas 142, o en ambas superficies superior e inferior de cada una de las mechas 142. El choque inicial sobre las mechas 142 proporciona la impregnación adicional de las mechas 142 con la resina 214.

Como se muestra en la Figura 3A, las mechas recubiertas 142 se atraviesan en la dirección de tendido 282 a través de la zona de impregnación 250, la cual se configura para impregnar las mechas 142 con la resina 214. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 3A y Figura 3C, las mechas 142 se atraviesan sobre las superficies de contacto 252 en la zona de impregnación. El choque de las mechas 142 en la superficie de contacto 252 crea una cizalla y presión suficientes para impregnar las mechas 142 con la resina 214 que recubre las mechas 142.

En algunas modalidades, como se muestra en la Figura 3A, la zona de impregnación 250 se define entre dos placas opuestas separadas 256 y 258. La primera placa 256 define una primera superficie interior 257, mientras la segunda placa 258 define una segunda superficie interior 259. Las superficies de contacto 252 pueden definirse en o extenderse desde la primera y segunda superficies interiores 257 y 259, o solo una de la primera y segunda superficies interiores 257 y 259. La Figura 3C ilustra la segunda placa 258 y las diversas superficies de contacto en la misma que forma por lo menos una porción de la zona de impregnación 250 de acuerdo con estas modalidades. En modalidades ejemplares, como se muestra en la Figura 3A, las superficies de contacto 252 pueden definirse alternativamente en la primera y segunda superficies 257 y 259 de manera que las mechas choquen alternativamente sobre las superficies de contacto 252 en la primera y segunda superficies 257 y 259. De este modo, las mechas 142 pueden pasar las superficies de contacto 252 en una forma de onda, una trayectoria tortuosa o tipo sinusoidal, que mejora la cizalla.

El ángulo 254 en el cual las mechas 142 recorren las superficies de contacto 252 puede ser generalmente elevado lo suficiente para mejorar la cizalla, pero no tan elevado para provocar fuerzas excesivas que romperán las fibras. De este modo, por ejemplo, el ángulo 254 puede encontrarse en el margen de entre aproximadamente Io y aproximadamente 30°, y en algunas modalidades, entre aproximadamente 5o y aproximadamente 25°.

En modalidades alternativas, la zona de impregnación 250 puede incluir una pluralidad de pernos (no mostrados), cada perno teniendo una superficie de contacto 252. Los pernos pueden ser estáticos, de libre rotación o impulsados rotacionalmente. En modalidades alternativas adicionales, las superficies de contacto 252 y la zona de impregnación 250 pueden comprender cualquier forma y/o estructura adecuada para impregnar las mechas 142 con la resina 214 como se desee o se requiera.

Para facilitar adicionalmente la impregnación de las mechas 142, también puede mantenerse bajo tensión mientras se presenten dentro de la matriz de impregnación. La tensión puede, por ejemplo, variar de aproximadamente 5 a aproximadamente 300 Newtons, en algunas modalidades de aproximadamente 50 a aproximadamente 250 Newtons, y en algunas modalidades, de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 Newtons por mecha 142 o torón de fibras.

Como se muestra en la Figura 3A, en algunas modalidades, una zona de aterrizaje 280 puede colocarse corriente abajo de la zona de impregnación 250 en dirección de tendido 282 de las mechas 142. Las mechas 142 pueden cruzarse a través de la zona de aterrizaje 280 antes de que salga de la matriz 150. Como se muestra adicionalmente en la Figura 3A, en algunas modalidades, una placa frontal 290 puede unir la zona de impregnación 250. La placa frontal 290 generalmente se configura para medir el exceso de resina 214 de las mechas 142. De este modo, las aberturas en la placa frontal 290, a través de las cuales mechas 142 pasan, pueden dimensionarse de modo que cuando las mechas 142 se recorran a través de las mismas, el tamaño de las aberturas provoque que el exceso de resina 214 se remueva de las mechas 142.

La matriz de impregnación mostrada y descrita en lo anterior es solo una de diversas configuraciones posibles que pueden emplearse en la presente invención. En modalidades al ernativas, por ejemplo, las fibras pueden introducirse en una matriz de cruceta, es decir colocada en un ángulo con respecto a la dirección de flujo del polímero fundido. Conforme las fibras se mueven a través de la matriz de cruceta y alcanzan el punto donde el polímero sale de un cilindro de extrusor, el polímero se pone en contacto con las fibras. También debe entenderse que cualquier otro diseño de extrusor puede emplearse también, tal como un extrusor de doble tornillo. Además, otros componentes también pueden emplearse opcionalmente para ayudar en la impregnación de las fibras. Por ejemplo, un ensamble de "chorro de gas" puede emplearse en ciertas modalidades para ayudar a propagar de manera uniforme un paquete o torón de fibras individuales, las cuales pueden contener cada una hasta tanto como 24,000 fibras, a través de todo el ancho del torón fusionado. Esto ayuda a lograr una distribución uniforme de propiedades de resistencia en la cinta. Cada ensamble puede incluir un suministro de aire comprimido u otro gas que choca en una forma generalmente perpendicular sobre los torones de fibra en movimiento que pasan a través de las lumbreras de salida. Los paquetes de fibras propagadas entonces pueden introducirse en una matriz para impregnación, tal como se describe en lo anterior.

Sin tomar en cuenta la técnica empleada, las fibras continuas se orientan en la dirección longitudinal (la dirección de la máquina "A" del sistema de la Figura 1) para mejorar el límite elástico. Además de la orientación de la fibra, otros aspectos de la cinta y el proceso de extrusión por estirado también se controlan para la resistencia deseada. Por ejemplo, un porcentaje relativamente elevado de fibras continuas se emplea en la cinta para proporcionar propiedades de resistencia mejoradas. Por ejemplo, las fibras continuas típicamente constituyen de aproximadamente 40% en peso a aproximadamente 90% en peso, en algunas modalidades de aproximadamente 50% en peso a aproximadamente 85% en peso, y en algunas modalidades, de aproximadamente 55% en peso a aproximadamente 75% en peso de la cinta. De igual manera, polímeros termoplásticos típicamente constituyen de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 60% en peso, en algunas modalidades de aproximadamente 15% en peso a aproximadamente 50% en peso, y en algunas modalidades, de aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 45% en peso de la cinta.

Además, pueden emplearse múltiples cintas de fibra continua que se laminan juntas para formar una estructura integrada y fuerte que tiene el espesor deseado. El número de cintas empleado puede variar basándose en el espesor deseado y resistencia del perfil, así como la naturaleza de las cintas mismas. En la mayoría de los casos, sin embargo, el número de cintas es de 2 a 40, en algunas modalidades de 3 a 30, y en algunas modalidades, de 4 a 25.

Como se indica en lo anterior, el perfil hueco también contiene una pluralidad de fibras largas opcionalmente integradas dentro de una segunda matriz termoplástica . Las fibras largas pueden formarse a partir de cualquier material, forma y/o tamaño como se describe en lo anterior con respecto a las fibras continuas. Las fibras de vidrio y fibras de carbón particularmente son deseables para utilizar como las fibras largas. Además, la segunda matriz termoplástica en la que las fibras largas pueden integrarse opcionalmente puede incluir un polímero termoplástico, como se describe en lo anterior. Debe entenderse que la primera matriz termoplástica empleada para las fibras continuas puede ser la misma o diferente de la segunda matriz termoplástica empleada para las figuras largas. En una modalidad, por ejemplo, las fibras largas se impregnan por separado con un polímero termoplástico, tal como en la manera que se describe en lo anterior, y por lo tanto se enfrían y cortan en los gránulos que tienen una longitud de aproximadamente 25 milímetros o menos. Estos gránulos pueden combinarse posteriormente con una cinta de fibra continua. No obstante, por lo menos una porción de las fibras largas en el perfil hueco se orientan en . un ángulo en relación en la dirección longitudinal (es decir, dirección de extrusión por estirado) para proporcionar una resistencia transversal incrementada. Por ejemplo, aproximadamente 10% o más, en algunas modalidades 20% o más, y en algunas modalidades, aproximadamente 30% o más de las fibras pueden orientarse en un ángulo con relación a la dirección longitudinal . Este ángulo puede, por ejemplo, ser de aproximadamente 10° A aproximadamente 120°, en algunas modalidades de aproximadamente 20° a aproximadamente 110°, y en una modalidad, de aproximadamente 90°. Esto puede lograrse mediante al orientar intencionalmente las fibras en la dirección deseada o mediante una distribución aleatoria.

La manera en que las fibras largas y la cinta de fibra continua se combinan entre sí para formar el perfil hueco de la presente invención puede variar dependiendo de la aplicación pretendida y las ubicaciones del perfil en el que se requiere la resistencia incrementada. En una modalidad, por ejemplo, el material de fibra larga se forma como una capa separada de la cinta de fibra continua. Entre otras cosas, esto permite que el material de fibra larga se agregue selectivamente solamente a aquellas ubicaciones donde es más necesaria la resistencia transversal incrementada.

Refiriéndose a la Figura 1, una modalidad particular de un sistema se muestra en la que una o más cintas de fibra continua 12 inicialmente se proporcionan en un paquete devanado o una fileta 20. La fileta 20 puede ser una fileta sin carrete que incluye un bastidor proporcionado con husillos rotativos horizontales 22, cada uno soportando un paquete. Una fileta de distribución también puede emplearse, particularmente si se desea inducir un torcimiento en las fibras. También debe entenderse que las cintas también deben formarse en línea con la formación del perfil. En una modalidad, por ejemplo, el extrudado 152 que sale de la matriz de impregnación 150 de la Figura 2 puede suministrarse directamente al sistema utilizado para formar un perfil. Un dispositivo de regulación de tensión 40 también puede emplearse para ayudar a controlar el grado de tensión en las cintas 12. El dispositivo 40 puede incluir una placa de entrada 30 que yace en un plano vertical paralelo a los husillos rotativos 22 de la fileta 20. El dispositivo de regulación de tensión 40 puede contener barras cilindricas 41 dispuestas en una configuración escalonada de modo que las cintas 12 pasen sobre y bajo estas barras para definir un patrón ondulado. La altura de las barras puede ajustarse para modificar la amplitud del patrón ondulado y controlar la tensión .

Si se desea, las cintas 12 se calientan en un horno a 45 grados teniendo cualquiera de una variedad de la configuración conocida, tal como un horno infrarrojo, horno de convección, etc. Durante el calentamiento, las fibras se orientan de manera unidireccional para optimizar la exposición al calor y mantener un calor uniforme a través de todo el perfil. La temperatura a la cual las cintas 12 se calientan generalmente es lo suficientemente elevada para ablandar el polímero termoplástico hasta un grado en que las cintas puedan enlazarse juntas. Sin embargo, la temperatura no es tan elevada como para destruir la integridad del material. La temperatura, por ejemplo, puede variar de aproximadamente 100°C a aproximadamente 300°C, en algunas modalidades de aproximadamente 110°C a aproximadamente 275°C, y en algunas modalidades, de aproximadamente 120°C a aproximadamente 250°C. En una modalidad particular, por ejemplo, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) se utiliza como el polímero, y las cintas se calientan a o por encima del punto de fusión de ABS, el cual es de aproximadamente 105°C. En otra modalidad, tereftalato de polibutileno (PBT) se utiliza como el polímero, y las cintas se calientan en o por encima del punto de fusión de PBT, el cual es aproximadamente 224°C .

Al calentarse, las cintras de fibra continua 12 pueden proporcionarse en una matriz de consolidación para ayudar a unir entre sí las diferentes capas de cinta, así como para la alineación y formación de la forma inicial del perfil. Refiriéndose a la Figura 1, la Figura 4 y la Figura 5, por ejemplo, una modalidad de una matriz de consolidación 50 para utilizar la formación de un perfil "hueco" se muestra en mayor detalle, aunque en la presente se refiere como una matriz simple, debe entenderse que la matriz de consolidación 50 de hecho puede formarse a partir de múltiples matrices individuales (por ejemplo, matrices de placa frontal) . En esta modalidad particular, la matriz de consolidación 50 recibe una primera capa (o laminado) 12a de las cintas de fibra continua y una segunda capa (o laminado) 12b de la cintas de fibra continua en el extremo de entrada 55. Las cintas dentro de cada capa se unen entre sí y guían a través de canales, (no mostrado) de la matriz 50 en una dirección "A" . Los canales pueden proporcionarse en cualquiera de una variedad de orientaciones y disposiciones para resultar en el esquema de refuerzo deseado. En la modalidad ilustrada, por ejemplo, las capas 12a y 12b se separan inicialmente entre sí en la dirección vertical. Conforme pasan a través de los canales de la matriz 50, los anchos de las capas 12a y/o 12b tienen cinta opcionalmente para ayudar a impedir las cuñas de presión, y mantener las fibras continuas alineadas y libres de torsión. Dentro de la matriz 50, las cintas generalmente se mantienen en una temperatura a por encima del punto de fusión de la matriz termoplástica utilizada en la cinta para asegurar la consolidación adecuada.

Aunque específicamente no se muestra en la Figura 1, la Figura 4 y la Figura 5, un mandril también puede proporcionarse en el interior de la matriz de consolidación 50 para ayudar a guiar los laminados 12a y 12b a hacer contacto entre sí en por lo menos un lado de perfil. En la modalidad ilustrada, por ejemplo, una porción lateral 57 de la primera capa 12a y una porción lateral 53 de la segunda capa 12b se colocan en ángulo de manera que puedan hacer contacto entre sí y formar un lado del perfil hueco. El otro lado del perfil, sin embargo, típicamente se deja abierto dentro de la matriz de consolidación 50 de manera que el material de fibra discontinua puede aplicarse posteriormente al interior del perfil en la matriz de extrusión por estirado. Desde luego, para aquellas modalidades en las que el material de fibra discontinua no se aplica en el interior del perfil hueco, la matriz de consolidación 50 no puede emplearse en todo a medida que todo el perfil puede configurarse opcionalmente dentro de la matriz de extrusión por estirado.

Cuando se encuentran en la posición deseada, las capas 12a y 12b del material de fibra continua se jalan en un a matriz de extrusión por estirado 60. Generalmente se desea que las capas dejen enfriar brevemente después de salir de la matriz de consolidación 50 y antes de ingresar a la matriz de extrusión por estirado 60. Esto permite al laminado consolidado mantener su forma inicial antes de procesarse a través del sistema. Tal enfriamiento puede lograrse al exponer simplemente las capas a la atmósfera ambiente (por ejemplo, temperatura ambiente) o través del uso de técnicas de enfriamiento activas (por ejemplo, baño de agua o refrigeración por aire) como se conoce en la técnica. En una modalidad, por ejemplo, el aire se sopla en las capas (por ejemplo con un anillo de aire) . El enfriamiento entre estas fases, sin embargo, generalmente se presenta sobre un periodo breve de tiempo para asegurar que las capas aún son lo suficientemente suaves para configurarse. Por ejemplo, después de salir de la matriz de consolidación 50, las capas pueden exponerse al medio ambiente durante sólo aproximadamente 1 a aproximadamente 20 segundos, y en algunas modalidades, de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 segundos, antes de ingresar a la segunda matriz 60.

La configuración de la matriz de extrusión por estirado 60 depende en parte de la forma deseada y propiedades para el perfil resultante. Para los perfiles huecos, por ejemplo, la matriz de extrusión por estirado a menudo contiene un mandril dentro de su interior de manera que el material de fibra fluye entre la superficie interior de la matriz y la superficie externa del mandril para formar la forma deseada. Los perfiles sólidos, sin embargo, típicamente se forman sin un mandril. Además, aunque se refiere en la presente como una matriz simple, debe entenderse que la matriz de extrusión por estirado 60 puede formarse de matrices individuales múltiples. De hecho, la matriz de extrusión por estirado de preferencia puede emplear una primera sección de matriz en la que el material discontinuo se suministra y configura una segunda sección de matriz en la que el material de fibra continua se configura. En la Figura 4 y la Figura 5, por ejemplo, se emplea una primera sección de matriz 62 que suministra y configura el material de fibra discontinua 61 y se emplea una segunda sección de matriz 64 que configura las capas de fibra continua 12a y 12b.

La manera particular en la que el material de fibra larga 61 se suministra a la primera sección de matriz 62 se muestra en más detalle en la Figura 6, la Figura 7 y la Figura 8. Como se muestra, un material de fibra larga 61 ingresa en la primera sección de matriz 62 y se curva en su cavidad interior. Aunque no se requiere, tal entrada de curva permite al material de fibra larga 61 gradualmente fluir en la dirección "A" hacia una salida de matriz 67. En las modalidades, el ángulo ß en el que material de fibra larga se proporciona con relación a la dirección de flujo "A" de las capas de fibra continua 12a y 12b generalmente puede variar, aunque típicamente es de aproximadamente 45° o más, en algunas modalidades de aproximadamente 60 o más, en algunas modalidades, de aproximadamente 75° a aproximadamente 90°. En ciertos casos, un ángulo de flujo no perpendicular puede ser ventajoso y ver que reduce o supera la contrapresión en la matriz que puede ser provocada por el alto flujo de presión en el material de fibra larga, el cual algunas veces puede llevar a un contraflujo no deseado. La orientación de entrada en ángulo del material de fibra larga, en combinación con su configuración curvada, también puede reducir la probabilidad de que los puntos estáticos (puntos muertos) puedan formarse dentro de la matriz, lo que puede provocar la degradación de la resina, retraso de fibra o rotura.

Al ingresar la primera sección de matriz 62, el material discontinuo 61 también fluye sobre un mandril 68. El mandril 68 puede soportarse en una manera voladiza de modo que resiste la fuerza hacia adelante del material continuo que se jala alrededor o sobre el mandril. Además, aunque todo el mandril no se muestra en la presente, debe entenderse que no obstante puede extenderse en la matriz de consolidación 50 anteriormente mencionada para ayudar en la "pre-formación" del material de fibra continua en la manera descrita en lo anterior. No obstante, el mandril 68 mostrado en la Figura 6, la Figura 7 y la Figura 8 poseen múltiples secciones para lograr la configuración deseada del perfil. De manera más particular, el mandril 68 contiene una la primera sección de mandril 69 que es sólida y generalmente rectangular en corte transversal. De este modo, el material discontinuo 61 pasa sobre y alrededor de la sección de mandril 69 desde su extremo próximo 71 hasta su extremo distal 73. Al hacer esto, el material 61 asume la forma definida entre la superficie interior de la primera sección de matriz 62 y una superficie externa 75 de la sección de mandril 69, que en esta modalidad, es una forma rectangular hueca.

La forma final de la capa de fibra continua se forma en la segunda sección de matriz 64 de la matriz de extrusión por estirado 60, encima y alrededor de la sección 79 del mandril 68 como se muestra en la Figura 9 y en la Figura 10. La segunda sección de mandril 79 contiene un rebajo en forma de U 103 que se acopla con una extrusión por estirado 77 de la primera sección de mandril 69 para conectar con la misma. En esta modalidad, la segunda sección de mandril 79 también contiene una pared superior 83 y una pared inferior 85 que generalmente son perpendiculares a la dirección "A" del flujo de material. Una superficie frontal hacia arriba 91 intersecta un borde curvado 93 de la pared superior 83 y se inclina axialmente en la dirección A. De manera similar, una superficie orientada hacia abajo 95 intersecta con un borde curvado de la pared inferior 85 y se inclina axialmente en la dirección "A" . Las superficies 91 y 95 convergen en el ángulo 97. Durante la formación del perfil, la primera capa 12a del material de fibra continua se jala sobre la superficie 91 y asume la forma definida entre una superficie interior de la matriz de extrusión por estirado 60 y la pared superior 83. La segunda capa 12b del material de fibra continua se jala sobre la superficie 95 y del mismo modo asume la forma definida entre la superficie interior de la matriz de extrusión por estirado 60 y la pared inferior 85. La capa 12a y 12b gradualmente también se jalan en contacto entre sí en el ángulo 97 para formar un lado del perfil resultante. Si es necesario, los materiales pueden someterse a una etapa de compresión posterior, tal como una sección de matriz de aterrizaje (no mostrada) para incrementar más el grado y adhesión entre las capas y sus bordes .

Dentro de la matriz 60, las cintas generalmente se mantienen en una temperatura por encima del punto de fusión de la matriz termoplástica utilizada en la cinta para facilitar la capacidad para formar la parte e intermezclar entre sí el material de fibra discontinua. Sin embargo, la temperatura no es tan alta para destruir la integridad del material. La temperatura puede, por ejemplo, variar de aproximadamente 100°C a aproximadamente 350°C, en algunas modalidades de aproximadamente 120°C a aproximadamente 320°C, y en algunas modalidades de aproximadamente 150°C a aproximadamente 300°C.

Si se desea, el perfil resultante también puede aplicarse con una capa de recubrimiento para mejorar la apariencia estética del perfil y/o protegerlo de las condiciones ambientales . Con referencia nuevamente a la Figura 1, por ejemplo, tal capa de recubrimiento puede aplicarse mediante un extrusor orientado a cualquier ángulo deseado para introducir una resina termoplástica en una matriz de recubrimiento 72. La resina puede contener cualquier polímero termoplástico adecuado conocido en la técnica que generalmente sea compatible con el polímero termoplástico utilizado para formar el perfil. Polímeros de recubrimiento adecuados pueden incluir, por ejemplo, polímeros acrílieos, cloruro de polivinilo (PVC) , tereftalato de polibutileno (PBT) , ABS, poliolefinas , poliésteres, poliacetales , poliamidas, poliuretanos , etc. Aunque la resina de recubrimiento generalmente se encuentra libre de fibras, puede contener no obstante otros aditivos para mejorar las propiedades finales del perfil. Los materiales aditivos empleados en esta fase pueden incluir aquellos que no son adecuados para incorporarse en capas de fibra continua o de fibra larga. Por ejemplo, puede ser deseable agregar pigmentos a la estructura compuesta para reducir la mano de obra de acabado de artículos conformados, o puede ser deseable agregar agentes retardantes de fuego a la estructura compuesta para mejorar las características de retardo de fuego del artículo conformado. Debido a que muchos materiales aditivos son sensibles al calor, una cantidad excesiva de calor puede provocar que se descompongan y produzcan gases volátiles. Por lo tanto, si un material aditivo sensible al calor se extruye con una resina de impregnación bajo altas condiciones de calentamiento, el resultado puede ser una degradación completa del material aditivo. Materiales aditivos pueden incluir, por ejemplo, agentes reforzadores minerales, lubricantes, retardantes de fuego, agentes de soplado, agentes espumantes, agentes resistentes a luz ultravioleta, estabilizadores térmicos, pigmentos y combinaciones de los mismos . Los agentes reforzadores minerales adecuados pueden incluir, por ejemplo, carbonato de calcio, sílice, mica, arcillas, talco, silicato de calcio, grafito, silicato de calcio, trihidrato de alúmina, ferrita bárica, y combinaciones de los mismos.

Aunque no se muestra en detalle en la presente, la matriz de recubrimiento 72 puede incluir varias características conocidas en la técnica para ayudar a lograr la aplicación deseada de la capa de recubrimiento. Por ejemplo, la matriz de recubrimiento 72 puede incluir una guía de entrada que alinea el perfil entrante. La matriz de recubrimiento puede incluir un mecanismo de calentamiento (por ejemplo, placa térmica) que precalienta el perfil antes de la aplicación de la capa de recubrimiento para ayudar a asegurar un enlace adecuado.

Después del recubrimiento opcional, la parte conformada 15 entonces se enfría finalmente utilizando un sistema de enfriamiento 80 como se conoce en la técnica. El sistema de enfriamiento 80, por ejemplo, puede ser una dimensionadora de vacío que incluye uno o más bloques (por ejemplo, bloques de aluminio) que encapsulan completamente el perfil mientras un vacío jala la forma caliente contra sus paredes conforme se enfría. Un medio de enfriamiento puede suministrarse a la dimensionadora, tal como aire o agua, para solidificar el perfil en la forma correcta.

Las dimensionadoras de vacío típicamente se emplean cuando se forma el perfil. Incluso si no se emplea una dimensionadora de vacío, sin embargo, generalmente se desea enfriar el perfil después de que sale de la matriz de recubrimiento (o la matriz de consolidación o calibración si no se aplica el recubrimiento) . El enfriamiento puede ocurrir utilizando cualquier técnica conocida en el arte, tal como un tanque de agua al vacío, corriente de aire frío o chorro de aire, camisa de enfriamiento, un canal de enfriamiento interno, canales de circulación de fluido de enfriamiento, etc. No obstante, la temperatura en la cual se enfría el material normalmente se controla para lograr propiedades mecánicas óptimas, tolerancias dimensionales de partes, buen procesamiento, y un compuesto estéticamente atractivo. Por ejemplo, si la temperatura de la estación de enfriamiento es demasiado elevada, el material puede hincharse en la herramienta e interrumpir el proceso. Para materiales semicristalinos , una temperatura demasiado baja de igual forma puede provocar que el material se enfríe demasiado rápido y no permita una cristalización completa, por lo que pone en peligro las propiedades de resistencia mecánica y química del compuesto. Múltiples secciones de matriz de enfriamiento con control de temperatura independiente pueden utilizarse para impartir el equilibrio óptimo de atributos de procesamiento y rendimiento. En una modalidad particular, por ejemplo, un tanque de agua al vacío se emplea que se mantiene a una temperatura de aproximadamente 10°C a aproximadamente 50°C, y en algunas modalidades de aproximadamente 15°C a aproximadamente 35°C.

Como se apreciará, la temperatura del perfil conforme avanza a través de cualquier sección del sistema de la presente invención puede controlarse para producir propiedades de fabricación óptima y de compuesto final deseadas. Cualquiera o todas las secciones de ensamblaje pueden tener temperatura controlada utilizando calentadores de cartucho eléctrico, enfriamiento por fluido circulado, etc., o cualquier otro dispositivo de control de temperatura conocido por aquellos de experiencia en la técnica.

Con referencia nuevamente a la Figura 1, un dispositivo de tracción 82 se coloca corriente abajo del sistema de enfriamiento 80 que jala el perfil determinado 16 a través del sistema para dimensionamiento final del compuesto. El dispositivo de tracción 82 puede ser cualquier dispositivo capaz de jalar el perfil a través del sistema de proceso a una proporción deseada. Los dispositivos de tracción típicos incluyen, por ejemplo, tractores oruga y tractores oscilantes. Si se desea, una o más matrices de calibración (no mostradas) también pueden emplearse. Tales matrices contienen aberturas que se cortan a la forma exacta del perfil, graduadas a partir de un mayor tamaño al principio para la forma de perfil final. Conforme el perfil pasa a través del mismo, cualquier tendencia para que se mueva o desplace se contrarresta y se regresa (repetidamente) a su forma correcta. Una vez dimensionado, el perfil puede cortarse a la longitud deseada en una estación de corte (no mostrada) , tal como con una sierra de corte capaz de realizar cortes en corte transversal .

Una modalidad del perfil hueco formado a partir del método descrito en lo anterior se muestra en más detalle en la Figura 11 como el elemento 16. Como se ilustra, el perfil hueco 16 tiene una forma generalmente rectangular. En una capa interna 4 se forma por el material de CFRT que se extiende alrededor de todo el perfil y define una superficie interior 5. La capa externa 6 del mismo modo se forma por el material de CFRT que se extiende alrededor de la primera capa interna 4 y se coloca adyacente a la misma. El espesor de estas capas y la proporción relativa de los materiales de LFRT y CFRT pueden seleccionarse estratégicamente para ayudar a conseguir un limite de tensión particular y resistencia transversal (por ejemplo, coeficiente de flexión) para el perfil. Por ejemplo, porcentajes mayores del material de LFRT (y/o espesor) generalmente resultan en una resistencia transversal mayor, mientras que porcentajes mayores de material de CFRT (y/o espesor) generalmente resultan en la resistencia de tracción mayor. Para optimizar estas propiedades, la proporción del peso para la capa de CFRT al peso de la capa LFRT típicamente es de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 10, en algunas modalidades de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 5, y en algunas modalidades de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 4. En este aspecto, el espesor de la capa interna 4 puede ser de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2.0 milímetros, en algunas modalidades, de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1.5 milímetros y en algunas modalidades, de aproximadamente 0.6 a aproximadamente 1.2 milímetros y el espesor de la capa externa 6 puede ser de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 4.0 milímetros, en algunas modalidades de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3.0 milímetros, y en algunas modalidades, de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 2.0 milímetros. El espesor total de las capas 4 y 6 del mismo puede ser de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 4.0 milímetros, y en algunas modalidades de aproximadamente 2.0 a aproximadamente 3.0 milímetros.

El perfil 16 de la Figura 11 también incluye una capa de recubrimiento 7 que se extiende alrededor del perímetro de la capa externa 6 y define una superficie externa 8 del perfil 16. El espesor de la capa de recubrimiento 7 depende de la función pretendida de la parte, aunque típicamente es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 milímetros, y en algunas modalidades, de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 3 milímetros.

En algunas modalidades descritas y mostradas en lo anterior, el material de LFRT se coloca sustancialmente alrededor de todo el perímetro interior del perfil. Sin embargo, debe entenderse que esto no se requiere y que puede desearse en ciertas aplicaciones para aplicar solamente el material en ubicaciones específicas que son ventajosas de acuerdo con un diseño particular. Un ejemplo de un perfil se muestra en más detalle en la Figura 2. Como se ilustra, el perfil 216 generalmente tiene una forma rectangular hueca. En esta modalidad, la capa interna 206 se forma por el material de CFRT que se extiende alrededor de todo el perfil y define una superficie interior 205. El espesor de la capa 206 puede ser similar a la capa de CFRT descrita' en lo anterior con referencia a la Figura 11. Contrario a la modalidad de la Figura 11, sin embargo, el perfil 216 no contiene una capa de LFRT continua. En cambio, el material de LFRT se ubica en capas discretas 204 en las superficies superiores e inferiores 208 y 209 del perfil 216. Tal colocación discreta del material de LFRT puede proporcionar resistencia transversal mejorada en solamente aquellas ubicaciones donde es necesario para una aplicación particular. Una capa de recubrimiento 207 puede cubrir la periferia del perfil 216.

La Figura 13 y la Figura 14 ilustran una modalidad de la matriz de consolidación 250 y la matriz de extrusión por estirado 260 que puede emplearse para formar el perfil 216. Similar a las modalidades descritas en lo anterior, la matriz de consolidación 250 en esta modalidad recibe una primera capa 212a y segunda capa 212b del material de fibra continua en el extremo de entrada 256. Las capas 212a y 212b se guían a través de los canales (no mostrados) de la matriz 250 en una dirección "A" . Conforme pasan a través de los canales, los anchos de las capas 212a y/o 212b opcionalmente tienen cintas y se conectan en un lado como se describe en lo anterior. Cuando se encuentran en la posición deseada, las capas 212a y 212b se jalan en la matriz de extrusión por estirado 260, que emplean una primera sección de matriz 262, una segunda sección de matriz 264, y un mandril 268 que se extiende a través de la misma. Juntos, cada uno de estos componentes ayuda a configurar el material de fibra continua. De manera más particular, conforme las capas de fibra continua pasan sobre y alrededor del mandril 268 desde su extremo próximo y distal, estos se asumen a forma indefinida entre la superficie anterior de la matriz 260 y la superficie externa del mandril, lo que en esta modalidad, es una forma rectangular hueca. El material de fibra larga 281 entonces se introduce en una tercera sección 280 mediante la porción de entrada, que típicamente se encuentra en la forma de una matriz de cruceta que extruye el material en un ángulo de entrada como se menciona en lo anterior. En esta modalidad particular, sin embargo, el material de fibra larga 281 se divide en una corriente superior 240 y una corriente inferior 242 dentro de la tercera sección de matriz 280. Conforme las corrientes 240 y 242 convergen en la dirección "A" del flujo de material y se jalan a través del sistema de matriz, forman capas discretas superiores e inferiores 204, respectivamente, del perfil 216. Una capa de recubrimiento 207 entonces puede aplicarse utilizando una matriz de recubrimiento 272 como se muestra .

Desde luego, otros perfiles huecos pueden formarse en la presente invención. Refiriéndose a la Figura 15, por ejemplo, otra modalidad de un perfil hueco generalmente rectangular 316 se muestra en más detalle. En esta modalidad particular, una capa interna 304 se forma por el material de LFRT que se extiende alrededor de todo el perfil y define una superficie interior 305. El espesor de la capa 304 puede ser similar a la capa de fibra larga descrita en lo anterior con referencia a la Figura 11. Contrario a la modalidad de la Figura 11, sin embargo, el perfil 316 no contiene una capa de CFRT alrededor de toda la periferia del perfil. En cambio, el material de CFRT se proporciona como una capa vertical discreta 306a y una capa horizontal 306b dentro del interior del perfil 316. Del mismo modo se proporciona una capa de recubrimiento 307 que se extiende alrededor de la periferia de la capa interior 304 y define una superficie externa 308 del perfil 316.

Aún otra modalidad de un perfil hueco se muestra en la Figura 16. En esta modalidad, el perfil 416 tiene un corte transversal generalmente en forma de L. Una capa interna 406 del perfil en forma de L 416 puede incluir el material de CFRT y una capa exterior 404 puede incluir el material LFRT. Las capas discretas 409 del material de CFRT también pueden emplearse. Además, una capa de recubrimiento 407 puede extenderse alrededor de toda la periferia del perfil 416 y definir una superficie externa 408 de la misma.

Estas modalidades describen el contenido anterior de los materiales de LFRT y CFRT en capas separadas de manera que el refuerzo selectivo puede proporcionarse al perfil, sin embargo, esto se realiza por medios no requeridos. De hecho, en ciertas modalidades de la presente invención, el material de fibra larga se integra en la cinta de fibra continua de manera que los materiales no se proporcionan como capas separadas. Esto puede lograrse, por ejemplo, al incorporar el material de fibra larga en una cinta continua durante la impregnación.

Refiriéndose nuevamente a la Figura 2 y la Figura 3, por ejemplo, los gránulos de fibra larga (no mostrados) que contienen una pluralidad de fibras largas distribuidas aleatoriamente dentro de una segunda matriz termoplástica pueden suministrarse a la tolva 126 y combinarse con la primera matriz termoplástica 127. De esta manera, los gránulos de fibra larga se mezclan por fusión con la primera matriz termoplástica utilizada para impregnar los hebras de fibra continua y crear un extruido 152 que contiene fibras continuas, fibras largas y dos matrices termoplásticas diferentes, las cuales pueden incluir los mismos o diferentes polímeros. En la alternativa, las figuras largas pueden agregarse directamente a la tolva 126 sin pre-integrarse con una matriz termoplástica. En tales modalidades, la primera matriz termoplástica encapsulará tanto a las fibras largas como continuas, independientemente de la técnica empleada, sin embargo, el material de fibra larga puede distribuirse en una manera sustancialmente homogénea a través de todo el perfil. Un ejemplo de tal perfil se muestra en la Figura 17 como el elemento 516. En esta modalidad, el perfil 516 generalmente es rectangular en forma y contiene una cinta de fibra continua 514 dentro de la cual se distribuye una pluralidad de fibras largas 518. Una capa de recubrimiento 519 también se extiende alrededor del perímetro de la cinta 514 y define una superficie externa del perfil 516. También debe entenderse que tales cintas "híbridas" que contienen tanto fibras continuas como largas, pueden también combinarse con una o más cintas adicionales como se describe en lo anterior. Estas cintas adicionales pueden' contener fibras continuas, fibras largas o combinaciones de las mismas, y pueden pre-fabricarse o fabricarse en línea.

Como se apreciará, las modalidades del perfil particular descritas en lo anterior solamente son ejemplares de los diseños numerosos que son posibles por la presente invención. Entre los diversos diseños del perfil posibles, se entenderá que las capas adicionales del material de fibra continua y/o larga puede emplearse además de aquellas descritas en lo anterior. Además, las modalidades descritas en lo anterior generalmente se consideran perfiles "lineales" en la medida que poseen una forma en corte transversal que sustancialmente es la misma" a lo largo de toda la longitud del perfil. Se entenderá, sin embargo, que los perfiles también pueden formarse en la presente invención que tienen una forma en corte transversal variada, tal como curvada, torcida, etc.

La presente descripción puede entenderse mejor con referencia al siguiente ejemplo.

EJEMPLO inicialmente las cintas de fibra continua se formaron utilizando un sistema de extrusión como se describe sustancialmente en lo anterior y se muestra en la Figura 2 y la Figura 3. Las mechas de fibra de vidrio (vidrio E, 2200 tex) se emplearon para las fibras continuas con cada cinta individual que contiene tres (3) mechones de fibra. Este polímero termoplástico utilizado para impregnar las fibras fue acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) , el cual tiene un punto de fusión de aproximadamente 105°C. Cada cinta contenía 60% en peso de fibras de vidrio y 40% en peso de ABS. Las cintas resultantes tuvieron un espesor de entre 0.2 a 0.4 milímetros y una fracción con huecos a menos de 1%. Una vez formada, las cintas se alimentaron a una línea de extrusión/extrusión por estirado que opera en una velocidad de 1.524 metros por minuto (5 pies por minuto) . Antes de la consolidación, las cintas se calentaron dentro de un horno infrarrojo (ajuste de energía de 160) . Las cintas calentadas entonces se suministraron en una matriz de consolidación que tiene un canal en forma de U que recibió las cintas y las consolidó entre sí mientras forma la forma inicial del perfil. Dentro de la matriz, las cintas restantes en una temperatura de 121°C, justo antes del punto de fusión de la matriz ABS. Tras la consolidación como el laminado resultante se enfrío en breve con aire ambiental . El laminado entonces se pasó a través de la matriz de extrusión por estirado como se muestra en la Figura 1. Los granulos de fibra larga se aplicaron en la sección interior del perfil en forma de U a 246°C.

La parte resultante después se suministro en una sección de aterrizaje de 2.540 centímetros (1 pulgada) para impartir la "forma en U" final y se enfrío utilizando una unidad de calibración de enfriado por aceite establecida en una temperatura de aproximadamente 26°C. Se utilizó refrigeración por aire para completar el proceso de enfriamiento. El perfil tuvo un espesor de aproximadamente 3.2 milímetros y un ancho de aproximadamente 40 milímetros. Aunque esta parte particularmente formada tuvo una forma en U, debe entenderse que un perfil hueco sustancialmente rectangular simplemente puede formarse a partir de dos laminados en forma de U diferentes en la manera descrita en lo anterior y mostrada en la presente.

Diez (10) muestras de perfil en forma de U diferentes se formaron como se describe en lo anterior con diferentes cantidades de fibra continua y fibras largas. La cantidad de fibras largas varío al utilizar porcentajes diferentes de fibras largas en los granulos, variando de 0% en peso a 40%, y la cantidad de fibras continuas varió al utilizar números diferentes de cintas, variando de 2 a 7. La manera en la que cada muestra se realizó se refleja a continuación en la Tabla Tabla 1 Para determinar las propiedades de resistencia del perfil en forma de U, se realizó la prueba de tres puntos de flexión de acuerdo con ASTM D790-10, Procedimiento A. Se soportó un borde transversal de perfil con un aditamento, y la carga desde el medidor Instron se aplicó al borde libre del perfil U. La ecuación siguiente se utilizó para calcular la carga de tensión máxima en la parte: Cambio de tensión máxima = (6*Pmax *L) /vft2 donde Pmax = carga máxima, L = longitud del brazo nivelador, w = ancho de muestra, t = espesor de muestra. Las propiedades de resistencia de las muestras se establecen a continuación en la Tabla 2.

Tabla 2 Debe entenderse que las propiedades de resistencia de las partes en forma de U con referencia en lo anterior pueden ser sustancialmente equivalentes a una parte del perfil hueco sustancialmente rectangular debido al hecho de que un perfil es una combinación de dos partes en forma de u que las propiedades de resistencia pueden determinarse mediante el corte transversal del perfil hueco en una parte en forma de U para propósitos de prueba.

Estas y otras modificaciones y variaciones de la presente invención pueden practicarse por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Además, se entenderá que aspectos de las diversas modalidades pueden intercambiarse tanto en parte como en su totalidad. Además, aquellos con experiencia ordinaria en la técnica apreciarán que la descripción anterior es solamente a modo de ejemplo y no se pretende para limitar la invención y se describe adicionalmente en tales reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones: REIVINDICACIONES

1. Un perfil lineal hueco caracterizado porque comprende : una cinta consolidada que contiene una pluralidad de fibras continuas integradas dentro de una primera matriz termoplástica y orientada sustancialmente en una dirección longitudinal ; una pluralidad de fibras largas, por lo menos una porción de las cuales se orientan en un ángulo con relación a la dirección longitudinal, en donde la relación del peso de las fibras continuas de la relación de peso a las fibras continuas es de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 10; y en donde el perfil muestra un coeficiente de flexión y una resistencia de flexión máxima en la dirección transversal, en donde la relación del coeficiente de flexión para la resistencia de flexión máxima es de aproximadamente 50 a aproximadamente 2200.

2. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la relación del peso de las fibras continuas para la relación del peso de las fibras largas es de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 4.

3. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la relación es de aproximadamente 200 a aproximadamente 800.

4. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el perfil muestra un coeficiente de flexión de aproximadamente 2 Gigapascales o más .

5. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el perfil muestra un coeficiente de flexión de aproximadamente 4 a aproximadamente 20 Gigapascales.

6. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el perfil muestra una resistencia de flexión máxima de aproximadamente 12 Megapascales o más .

7. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el perfil muestra una resistencia de flexión máxima de aproximadamente 15 a aproximadamente 50 Megapascales.

8. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque las fibras continuas, las fibras largas, o ambas, incluyen fibras de vidrio, fibras de carbón o una combinación de las fibras de vidrio y carbón.

9. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la primera matriz polimérica termoplastica incluye una poliolefina, poliétercetona, poliéterimida, poliarilencetona, polímero de cristal líquido, sulfuro de poliarileno, fluoropolímero, poliacetal, poliuretano, policarbonato , polímero estirénico, poliéster, poliamida o una combinación de las mismas.

10. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque las fibras largas se integran dentro de una segunda matriz termoplástica .

11. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 10, se caracteriza porque la segunda matriz polimérica termoplástica incluye una poliolefina, poliéter cetona, poliéterimida, poliarilen cetona, polímero de cristal líquido, sulfuro de poliarileno, fluoropolímero, poliacetal, poliuretano, policarbonato, polímero estirénico, poliéster, poliamida o combinaciones de las mismas.

12. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la cinta tiene una fracción con espacio hueco de aproximadamente 2% o menos.

13. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque aproximadamente 10% o más de las fibras largas se orientan en un ángulo con relación a la dirección longitudinal.

14. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el perfil tiene una forma generalmente rectangular.

15. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque las fibras largas se incorporan en la cinta consolidada.

16. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque las fibras largas se incluyen dentro de una primera capa del perfil y la cinta se incluye dentro de una segunda capa del perfil, la primera capa se coloca adyacente a la segunda capa.

17. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 16, se caracteriza porque la primera capa forma una capa interna del perfil hueco.

18. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 17, se caracteriza porque la segunda capa se extiende sustancialmente alrededor de la periferia de la primera capa.

19. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 17, se caracteriza porque la segunda capa se ubica en una o más regiones discretas adyacentes a la primera capa .

20. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 16, se caracteriza porque la segunda capa forma una capa interna del perfil hueco.

21. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 20, se caracteriza porque la primera capa se extiende sustancialmente alrededor de la periferia de la segunda capa.

22. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 20, se caracteriza porque la primera capa se ubica en una o más regiones discretas adyacentes a la segunda capa.

23. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la forma en corte transversal del perfil es sustancialmente la misma a lo largo de toda la longitud del perfil.

24. El perfil lineal hueco de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende una capa de recubrimiento que define una superficie externa del perfil .

25. Un método para formar un perfil hueco que se extiende en una dirección longitudinal, el método caracterizado porque comprende: impregnar una pluralidad de fibras continuas con una matriz termoplástica dentro un dispositivo de extrusión; consolidar las fibras impregnadas para formar una primera cinta en la que las fibras continuas se orientan en la dirección longitudinal; extruir por estirado la primera cinta y por lo menos una segunda cinta a través de una matriz para formar el perfil hueco, en donde la primera cinta, la segunda cinta o ambas contienen fibras largas.

26. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque la primera cinta contiene fibras largas .

27. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque la segunda cinta contiene fibras largas .

28. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque las fibras continuas, fibras largas o ambas incluyen fibras de vidrio, fibras de carbón o combinación de fibras de vidrio y carbón.

29. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque la matriz polimérica termoplástica incluye una poliolefina, poliéter cetona, poliéterimida, poliarilen cetona, polímero de cristal líquido, sulfuro de poliarileno, fluoropolímero, poliacetal, poliuretano, policarbonato, polímero estirénico, poliéster, poliamida, o combinación de las mismas.

30. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque la primera cinta, segunda cinta o ambas tiene una fracción con huecos de aproximadamente 2% o menos .

31. El método de conformidad con la reivindicación 25, se caracteriza porque un ensamble de colector suministra la matriz termoplástica para el dispositivo de extrusión, el ensamble de colector que comprende canaletas ramificadas a través de las cuales la matriz termoplástica fluye.