PT2465982E - Tecido para utilização em materiais compósitos, processo para fabricação do tecido e um corpo em material compósito - Google Patents

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DESCRIÇÃO "TECIDO PARA UTILIZAÇÃO EM MATERIAIS COMPÓSITOS, PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DO TECIDO E UM CORPO EM MATERIAL COMPÓSITO" A invenção diz respeito a um tecido, o qual é concebido e configurado para estruturar materiais compósitos, os quais também são conhecidos simplesmente como compósitos. Tais materiais compósitos reforçados com tecido são já por si próprios conhecidos.

Em tecidos convencionais, ocorrem enrugamentos de filamentos devido à ligação dos filamentos de teia com os filamentos de trama que, aquando da utilização em material compósito, provocam um alinhamento não idealmente estirado dos filamentos. Os filamentos de reforço que servem para reforçar o material compósito ficam por isso dobrados ou enrolados. Isto é problemático na medida em que os fios de reforço apenas apresentam as suas propriedades de resistência e rigidez optimizadas quando eles são dispostos tanto quanto possível de forma estirada, sendo evitadas as rugas ou frisos com pequenos raios que ocorrem com tecidos convencionais nas zonas dos pontos de ligação entre filamentos de teia e filamentos de trama. Nestas circunstâncias, o enrugamento dos fios de reforço pode ser de facto diminuído quando estiverem previstas grandes distâncias entre os pontos de ligação, ou seja grande flutuação. Isto também aumenta a capacidade de drapeado ("Drapierbarkeit") do tecido, quando este tiver de ser ajustado ao formato tridimensional do corpo em material compósito. Com grandes flutuações, podem no entanto ocorrer indesejáveis deslocamentos dos filamentos de reforço, de modo que poder-se-ão constituir localizações com insuficiente reforço, aquando do drapeado do tecido para enformação do corpo em material compósito, sendo correspondentemente demasiado elevada a densidade de fio noutras localizações.

Também surgem com frequência dificuldades, quando são utilizados os tecidos convencionais na fabricação das chamadas pré-formas. Para estas pré-formas, são sobrepostas e pré-moldadas uma ou mais camadas de tecido, para vir posteriormente a fabricar, numa subsequente etapa processual, o desejado corpo em material compósito num formato de componente. Uma vez que o tempo de ocupação ("Belegungszeit") do formato de componente deve ser mantido tão pequeno quanto possível, são muitas vezes fabricadas uma ou mais pré-formas antes da preparação final do corpo em material compósito, que poderão então ser ligadas num mais curto espaço de tempo para obtenção de um corpo em material compósito sob o formato de componente. A pré-forma é pré-moldada, de modo a serem necessários trabalhos de ajustamento ainda mais pequenos e menos demorados, quando a pré-forma é embutida no formato de componente. Torna-se portanto necessário que o tecido da pré-forma possa ser trazido para um formato tridimensional, o qual deverá em seguida poder ser ainda ajustado, pelo menos em certas áreas. Até à data, têm sido usados para este fim agentes de ligação - sob a forma de sprays, pós, ou camadas não tecidas - que são laminados ou pulverizados sobre o tecido para garantir a estabilidade de formato da pré-forma, e simultaneamente preservar a capacidade de drapeado do tecido para o posterior processamento. No entanto, frequentemente isto não pode ser executado de forma reprodutível, afectando quer a estabilidade dimensional da pré-forma, quer a capacidade de drapeado da pré-forma durante o posterior processamento para obtenção de corpos em material compósito. A partir do documento US 4 320 160, é já conhecido um tecido para corpos em material compósito. Este tecido apresenta um sistema de reforço formado a partir de filamentos de reforço e filamentos de ligação que servem para fabricar a ligação do sistema de reforço. Como filamentos de ligação, ou são ligados filamentos de teia de ligação com filamentos de trama de ligação através de ligação simples, ou então os filamentos de teia de ligação são submetidos a uma ligação com os filamentos de teia de reforço - respectivamente filamentos de trama de reforço -do sistema de reforço. O tecido já conhecido a partir do documento US 4 320 160 tem a desvantagem de, devido aos tipos de ligação propostos, a tensão de fio dos filamentos de ligação induzir um enrugamento indesejável dos filamentos de reforço do sistema de reforço. Isto significa que só se poderá então evitar o enrugamento de fio dos filamentos de reforço, quando for pequena a tensão de fio dos filamentos de ligação. Isto conduz no entanto à situação de não poder ser garantida uma suficiente resistência ao deslocamento dos filamentos de reforço do sistema de reforço, o que se torna desvantajoso aquando do drapeado do tecido para fabricação do corpo em material compósito. No caso de ser atingida a desejável resistência ao deslocamento, a tensão de fio irá por um lado provocar um enrugamento dos fios de reforço, existindo por outro lado o risco de que os fios de reforço fiquem agrupados, por causa da grande tensão de fio dos filamentos de ligação entre os pontos de ligação, criando-se assim uma indesejável estrutura de grade com espaçamentos de filamentos demasiado grandes entre os filamentos de reforço.

Também o documento DE 20 2005 014 801 UI divulga um tecido com um sistema de reforço formado a partir de filamentos de reforço e filamentos de ligação, para ligação do sistema de reforço. Também neste caso irá ocorrer a ligação entre os filamentos de ligação e os filamentos de reforço que traz consigo as desvantagens descritas em associação com o documento US4320 160.

Com base no que foi atrás mencionado, pode ser considerado como um objectivo da presente invenção a disponibilização de um tecido para fabricação de material compósito - respectivamente corpo em material compósito -, em que fique por um lado assegurado um bom manuseamento durante a enformação do tecido, sendo simultaneamente garantida uma suficiente estabilidade mecânica do material compósito - respectivamente corpo em material compósito - a ser fabricado.

Este objectivo é alcançado por intermédio de um tecido com as caracteristicas da reivindicação 1, de um processo para fabricação do tecido com as caracteristicas da reivindicação 13, bem como de um processo para fabricação de um corpo em material compósito com as caracteristicas da reivindicação 15. 0 tecido de acordo com a invenção apresenta um sistema de reforço formado a partir de filamentos de trama de reforço e filamentos de teia de reforço. Os filamentos de teia de reforço constituem uma primeira camada de reforço que é colocada sobre uma segunda camada de reforço, em que a segunda camada de reforço é constituída a partir dos filamentos de trama de reforço. Assim sendo, os filamentos de trama de reforço e os filamentos de teia de reforço assentam uns sobre os outros de forma cruzada sem ligação. 0 tecido também apresenta um sistema de ligação formado a partir de filamentos de teia de ligação e filamentos de trama de ligação. Os filamentos de teia de ligação e os filamentos de trama de ligação são ligados entre si em pontos de ligação. Não existe uma ligação entre os filamentos do sistema de ligação e os filamentos do sistema de reforço. 0 sistema de reforço está disposto entre os filamentos de teia de ligação e os filamentos de trama de ligação, e é exclusivamente mantido e fixado através das ligações no sistema de ligação. 0 sistema de ligação é para esse fim concebido como um sistema de gaze ("Drehersystem"). Os fios de teia de ligação são concebidos quer como filamentos de teia estacionários quer como filamentos de teia volteadores. Eles formam múltiplos pares de filamentos de teia de ligação, respectivamente compostos por um filamento de teia estacionário e um filamento de teia volteador, que interagem com os filamentos de trama de ligação para produzir a ligação. 0 sistema de gaze pode ser concebido como sistema de meia gaze ou sistema de gaze completa. 0 filamento de teia estacionário e o filamento de teia volteador de um par de filamentos de teia cruzam-se nos pontos de ligação, ou entre eles. 0 respectivo filamento de trama de ligação é recebido e fixado num ponto de ligação, entre o filamento de teia estacionário e o filamento de teia volteador. 0 resultado é uma boa fixação do filamento de trama de ligação através do par de filamentos de teia de ligação, em cada ponto de ligação. Pode desta maneira ficar garantida uma suficiente resistência ao deslocamento dos filamentos do sistema de ligação, e também consequentemente dos filamentos do sistema de reforço. Não é necessária uma elevada tensão de fio dos filamentos no sistema de ligação. Pode desta maneira ser evitado um indesejável enrugamento dos filamentos do sistema de reforço. Isto, por sua vez, tem como consequência uma muito boa estabilidade mecânica do tecido, uma vez que os filamentos de trama de reforço e os filamentos de teia de reforço podem correr de forma estirada na respectiva camada de reforço, apresentando apenas as curvaturas e raios que são exigidos pelo formato do corpo em material compósito, durante a sua fabricação.

Num modelo de realização preferido, os filamentos de teia de ligação correm de forma adjacente à segunda camada de reforço feita a partir de filamentos de trama de reforço, e os filamentos de trama de ligação correm de forma adjacente à primeira camada de reforço feita a partir de filamentos de teia de reforço.

Num outro modelo de realização preferido, o pelo menos um - ponto de cruzamento entre o filamento de teia estacionário e o filamento de teia volteador, de um par de filamentos de teia, é proporcionado directamente no ponto de ligação com o respectivo fio de trama de ligação. Dado que, no ponto de ligação, os filamentos do sistema de ligação são apertados entre os filamentos do sistema de reforço que atravessam, com o que as duas camadas de reforço se interligam, torna-se vantajoso aproveitar a distância já de si necessária entre os filamentos de teia de reforço adjacentes - respectivamente entre os filamentos de trama de reforço de adjacentes - e proporcionar também ai o - pelo menos um - ponto de cruzamento do filamento de teia estacionário com o filamento de teia volteador.

Os filamentos de teia de ligação correm de preferência sem se cruzarem relativamente aos filamentos de teia de reforço. Por conseguinte e preferencialmente, os filamentos de trama de ligação serão dispostos de um modo preferido sem se cruzarem em relação aos filamentos de trama de reforço. Por outras palavras, todos os filamentos de teia correm segundo uma direcção de teia e todos os filamentos de trama correm segundo uma direcção de trama que está orientada de forma aproximadamente perpendicular em relação à direcção de teia. Isto torna possível uma fabricação simples do tecido num tear. 0 número de pontos de cruzamento entre os filamentos de teia de reforço e os filamentos de trama de reforço é igual a ou maior do que o número de pontos de ligação no sistema de ligação. Por outras palavras, o número de filamentos de trama de ligação é menor do que o número de filamentos de trama de reforço. Para além disso, o número de pares de filamentos de teia de ligação será no máximo igual ao número de filamentos de teia de reforço. A distância entre os pontos de ligação no sistema de ligação será de preferência escolhida num valor tão grande quanto possível, de modo a correspondentemente surgirem grandes flutuações no sistema de ligação. A distância entre os pontos de ligação no sistema de ligação pode variar, no tecido, na sua direcção longitudinal de tecido e/ou na direcção transversal de tecido, dependendo de qual será o material compósito a ser fabricado e, em particular, do formato do corpo em material compósito a ser fabricado a partir dele. No caso de ser desejada uma grande resistência ao deslocamento numa dada localização do tecido, será ai menor a flutuação e, consequentemente, o número de pontos de ligação será maior do que em outras localizações. Para o caso de dever ser aumentada a capacidade de drapeado do tecido em determinadas localizações, será então pelo contrário proporcionada uma maior flutuação no sistema de ligação.

Para os filamentos de trama de reforço e para os filamentos de teia de reforço, será nomeadamente seleccionado um fio de reforço que seja diferente do fio de ligação a partir do qual são feitos os filamentos de teia de ligação e os filamentos de trama de ligação. Os filamentos de reforço do sistema de reforço são os principais responsáveis pela rigidez ou resistência mecânica do material compósito. 0 fio de reforço pode por exemplo apresentar fibras de carbono, e/ou fibras de aramida, e/ou fibras de vidro. Num modelo de realização preferido, o fio de reforço apresenta uma secção transversal plana, cuja dimensão numa direcção das larguras é maior do que a dimensão que lhe é perpendicular numa direcção das alturas. Em contraste com isto, a secção transversal do fio de ligação será por exemplo circular. 0 titulo ou a secção transversal do fio de ligação será nomeadamente menor do que o titulo ou a secção transversal do fio de reforço. Deste modo, a fracção de massa do fio de ligação pode ser mantida num valor baixo em comparação com o fio de reforço, no tecido. Será além disso menor a necessidade de espaço entre dois filamentos adjacentes do sistema de reforço, nos pontos de ligação, para os filamentos de ligação do sistema de ligação, pelo que os filamentos de reforço podem ser dispostos na proximidade uns dos outros, com pequenas distâncias. 0 titulo do fio de ligação irá de preferência atingir um valor máximo de 500 dtex.

Num modelo de realização preferido, será utilizado um fio de ligação cujo material se ligue bem e essencialmente de forma completa com o plástico do material compósito, no decurso da fabricação do material compósito. A escolha de material para o fio de ligação pode ser feita em função do plástico utilizado para o material compósito. Em particular, o fio de ligação irá apresentar um material cuja temperatura de fusão será no máximo igual à temperatura que pode ser atingida na fabricação do material compósito - respectivamente do corpo de material compósito - de modo a ocorrer uma ligação por colagem termofusivel, por um lado entre os fios de ligação e os fios de reforço, e por outro lado com o plástico do material compósito. De preferência, o titulo do fio de ligação será estabelecido de modo que a resistência ao corte interlaminar do material compósito - respectivamente do corpo de material compósito - a ser fabricado se desvie, em relação a um valor nominal predeterminado para o sistema de reforço, no máximo dentro de um predeterminado valor de tolerância. Por exemplo, a fracção de massa do fio de ligação no sistema de ligação pode ser pré-estabelecida de modo que a resistência ao corte interlaminar, alcançada unicamente através do sistema de reforço, se desvie no máximo por um valor de tolerância de, por exemplo, 5%. Isto poderá ser importante quando o fio de ligação utilizado não se puder ligar, ou apenas o consiga fazer mal, com o plástico do material compósito a ser fabricado.

Como fios de ligação podem por exemplo ser tomados em consideração os fios de fenóxido, tais como o Grilon MS® da empresa EMS Chemie. Podem também ser utilizados outros fios, nomeadamente fios de colagem termofusivel tais como fios de co-poliéster.

Torna-se também particularmente vantajoso que o fio de ligação apresente um núcleo e uma bainha envolvendo o núcleo, em que o núcleo e a bainha serão de preferência feitos a partir de materiais diferentes. Mais concretamente, a temperatura de fusão da bainha será nomeadamente menor do que a do núcleo. Graças a um tal fio de ligação, pode ser alcançada uma ligação termofusivel durante a fabricação do material compósito, na qual o núcleo se mantém estável. 0 núcleo mantém por conseguinte direita a estrutura do tecido, podendo simultaneamente ser induzida pela bainha uma ligação por colagem termofusivel. A utilização no sistema de ligação com fios de colagem termofusivel - ou seja, fios com um núcleo e uma bainha tendo diferentes temperaturas de fusão - permite além disso uma fácil fabricação de pré-formas. 0 tecido pode ser depositado no formato desejado da pré-forma e, em caso de necessidade, ser ligado para fixação intermédia -área por área, através de acção térmica - com os filamentos do sistema de reforço, ou então com outras camadas de tecido da pré-forma. Podem portanto ser dispensados adicionais materiais de ligação, tais como pós ou sprays.

Um tecido destes pode ser muito facilmente fabricado num processo num tear. Isto é conseguido pelo facto de os filamentos de trama de reforço e os filamentos de trama de ligação serem alternadamente inseridos, isto é feitos passar ("eingeschossen"), numa ordem predeterminada. Durante uma inserção de trama com um filamento de reforço, todos filamentos de teia de reforço ficam sempre localizados na mesma cala, de preferência a cala de cima. Durante uma inserção de trama com um filamento de trama de ligação, os filamentos volteadores localizam-se respectivamente na mesma cala, de preferência a cala de cima, enquanto os filamentos de teia estacionários dos pares de filamentos de teia compostos por filamentos de teia de ligação, assim como os filamentos de teia de reforço, se localizam correspondentemente na outra cala, de preferência a cala de baixo. Preferencialmente, os filamentos de teia volteadores e os filamentos de teia estacionários entrecruzam-se imediatamente antes e/ou imediatamente depois do ponto de ligação com os filamentos de trama de ligação. Desenvolve-se deste modo o tecido para o material compósito, tal como havia sido inicialmente delineado. Durante a fabricação, os filamentos de teia de reforço serão vantajosamente encaminhados para um único quadro de liços. Nestas circunstâncias, os filamentos de teia estacionários e os filamentos de teia volteadores podem ser encaminhados para diferentes quadros de liços do tear.

Outras vantajosas configurações da invenção são evidenciadas a partir das reivindicações dependentes, assim como da descrição. A descrição restringe-se às caracteristicas essenciais da invenção. Nos desenhos, estão ilustradas vantajosas configurações da invenção que se referem aos modelos de realização exemplificativos representados, os quais são complementarmente usados. Nos desenhos: a Figura 1 mostra um modelo de realização exemplificativo de um tecido, numa esquemática vista em planta, a Figura 2 mostra dois consecutivos pontos de ligação do tecido da Figura 1, num primeiro tipo de ligação do sistema de ligação, numa esquemática vista em planta do tecido, a Figura 3 mostra os pontos de ligação da Figura 2, num corte através do tecido segundo o plano de corte III-III, a Figura 4 mostra dois consecutivos pontos de ligação do tecido da Figura 1, num segundo tipo de ligação do sistema de ligação, numa esquemática vista em planta, a Figura 5 mostra os pontos de ligação da Figura 4, numa imagem em corte através do tecido segundo o plano de corte V-V, a Figura 6 mostra um tecido de acordo com a Figura 1 numa representação esquemática em perspectiva, num formato tridimensional para fabricação de uma pré-forma, a Figura 7 mostra a estrutura de um fio de ligação com núcleo e bainha, assim como a estrutura de um fio de reforço, cada um deles numa representação em perspectiva, a Figura 8 é uma representação esquemática de um tear, semelhante a diagrama de blocos, durante a inserção de um filamento de trama de ligação, e a Figura 9 mostra o tear de acordo com a Figura 8, durante a inserção de um filamento de trama de reforço. A Figura 1 mostra uma esquemática vista em planta de um tecido 10, o qual é disponibilizado para fabricação de um material compósito - respectivamente um corpo de material compósito - em particular uma composição de tecido 10 e plástico. 0 tecido 10 apresenta um sistema de reforço 11 assim como um sistema de ligação 12. 0 sistema de reforço 11, formado a partir de filamentos de teia de reforço 13 e filamentos de trama de reforço 14, tem por objectivo conferir ao material compósito - respectivamente corpo de material compósito - as propriedades mecânicas desejadas em combinação com um outro material, nomeadamente plástico. Nestas circunstâncias, o sistema de reforço 11 melhora a resistência e rigidez do material compósito. No modelo de realização exemplificativo, os filamentos de teia de reforço 13 e os filamentos de trama de reforço 14 são fabricados a partir de um fio de reforço 15 que apresenta uma secção transversal plana, como se pode por exemplo observar nas Figuras 3, 5 e 7. A secção transversal plana é caracterizada por a sua largura na direcção das larguras B ser maior do que a sua altura na direcção das alturas H, a qual é perpendicular à direcção das larguras B. Em particular, a largura poderá ser pelo menos duas vezes maior do que a altura H do fio de reforço 15. No modelo de realização exemplificativo, a secção transversal é elíptica ou oval. A fim de garantir as optimizadas propriedades mecânicas dever-se-á evitar um enrugamento dos fios de reforço 13, 14. Para este efeito, os filamentos de teia de reforço 13 são dispostos paralelamente uns aos outros numa primeira camada de reforço 16. Os filamentos de trama de reforço 14 estendem-se perpendicularmente àqueles e formam uma segunda camada de reforço 17. Na vista em planta do tecido 10, na Figura 1, a primeira camada de reforço 16 assenta por cima da segunda camada de reforço 17, sendo isso no entanto uma questão de se considerar em que sentido se olha para o tecido 10. Os filamentos de teia de reforço 14 e os filamentos de trama de reforço 13 são colocados uns sobre os outros, sem ligações. Eles definem uma multiplicidade de pontos de cruzamento sem ligação 18. Os filamentos de reforço 13, 14 do sistema de reforço 11 correm uns junto dos outros com a menor distância possível, de modo a resultar daí um tecido denso 10. 0 desenho consiste apenas numa representação esquemática que não está à escala. 0 fio de reforço 15 apresenta fibras de carbono, fibras de aramida, ou fibras de vidro, ou então é feito a partir de fibras deste tipo. Alternativamente, podem encontrar utilização outros fios de reforço 15. A título de exemplo, é possível conceber os fios de reforço sob a forma da assim chamada mecha, na qual são dispostas múltiplas fibras individuais sem torção, orientadas paralelamente umas às outras, constituindo o fio de reforço 15.

Os filamentos de teia de reforço 13 e os filamentos de trama de reforço 14 estendem-se de forma estirada nas suas correspondentes camadas de reforço, respectivamente 16 e 17. Dever-se-á aqui perceber que não resultam quaisquer frisos ou rugas dos fios de reforço 13, 14 devido à ligação no tecido 10. Apenas existem raios ou curvaturas dos fios de reforço 13, 14 devido à enformação do tecido no material compósito - respectivamente corpo de material compósito - aquando do drapeado. Podem desta forma ser alcançadas uma resistência e rigidez optimizadas. 0 sistema de ligação 12 é constituído por filamentos de teia de ligação 20 e filamentos de trama de ligação 21. Os filamentos de teia de ligação correm paralelamente uns aos outros e paralelamente aos filamentos de teia de reforço 13, segundo a direcção de teia K.

Perpendicularmente a esta, desenvolve-se a direcção de trama S segundo a qual se estendem tanto os filamentos de trama de reforço 14 como os filamentos de trama de ligação 21. No modelo de realização exemplificativo, os filamentos de trama de ligação 21 correm de forma adjacente à primeira camada de reforço 16, enquanto os filamentos de teia de ligação 20 correm de forma adjacente à segunda camada de reforço 17. Desta maneira, os filamentos de teia de ligação 20 e os filamentos de trama de ligação 21 delimitam o sistema de reforço 11 sob a forma de uma sanduiche. Uma ligação do tecido 10 é exclusivamente executada através do sistema de ligação 12. Para esse efeito, os filamentos de teia de ligação 20 são ligados com os filamentos de trama de ligação 21 em pontos de ligação 22. Isto ocorre no tecido 10 através de uma assim chamada tecelagem tipo gaze ("Dreherbindung"), de modo que o sistema de ligação 12 também poderia ser identificado como sistema de tipo gaze. A ligação no ponto de ligação 22 está representada em maior detalhe nas Figuras 2 a 5. As Figuras 2 e 3 mostram uma meia tecelagem tipo gaze ("Halbdreherbindung") , enquanto as Figuras 4 e 5 mostram uma tecelagem completa tipo gaze ("Volldreherbindung") . Os filamentos de teia de ligação 20 estão dispostos em forma de pares de filamentos de teia 23. Neste caso, um filamento de teia de ligação 20 de um par de filamentos de teia 23 desempenha o papel de um filamento de teia volteador 24, enquanto o outro correspondente filamento de teia de ligação 20 funciona como filamento de teia estacionário 25.

Nos pontos de ligação 22, o filamento de trama de ligação 21 estende-se entre o filamento de teia volteador 24 e o filamento de teia estacionário 25 de um par de filamentos de teia 23, e é assim mantido. Consegue-se desta maneira uma boa fixação da posição relativa dos filamentos 20, 21 no sistema de ligação 12, da qual resulta uma grande resistência ao deslocamento do tecido 10. Esta resistência ao deslocamento pode ser obtida sem uma elevada tensão de fio no sistema de ligação 12. Graças à tensão de fio ser apenas baixa, é evitado um enrugamento dos filamentos de teia de reforço 13 e dos filamentos de trama de reforço 14 no sistema de reforço 11. Os fios de reforço estirados 13, 14 garantem as desejadas propriedades mecânicas do material compósito. 0 filamento de teia estacionário 25 e o filamento de teia volteador 24 de um par de filamentos de teia 23 apresentam pontos de entrecruzamento 26. No modelo de realização exemplificativo, são disponibilizados respectivamente um ou dois pontos de entrecruzamento 26 entre dois pontos de ligação 23. Tal como está representado em particular nas Figuras 2 a 5, os pontos de entrecruzamento 26 irão de preferência situar-se imediatamente à frente e atrás de um ponto de ligação 23. Por outras palavras, cada um dos pontos de entrecruzamento 26 dos filamentos de teia de ligação 20 está disposto na região entre dois filamentos de teia de reforço 13 e dois filamentos de trama de reforço 14, na qual também se encontra um ponto de ligação 23. Desta maneira, o espaço que era de qualquer maneira necessário para o ponto de ligação 23 entre os filamentos de reforço 13, 14 do sistema de reforço 12 é igualmente utilizado para a inclusão dos pontos de entrecruzamento 26.

Na meia tecelagem tipo gaze mostrada nas Figuras 2 e 3, o filamento de teia volteador 24 passa nos pontos de ligação 22, quando se olha em direcção aos filamentos de trama de ligação 21, por cima do respectivo filamento de trama de ligação 21. De modo correspondente, o filamento de teia estacionário 25 passa sempre do outro lado, nos pontos de ligação 22, por baixo do filamento de trama de ligação 21. Na meia tecelagem tipo gaze, apenas estão presentes pontos de entrecruzamento 26 de dois em dois pontos de ligação 22 de um par de filamentos de teia 23, ficando nomeadamente cada um deles de preferência imediatamente antes e depois do ponto de ligação 22 com o respectivo filamento de trama de ligação 21.

Em contraste com isso, na tecelagem completa tipo gaze de acordo com as Figuras 4 e 5, o filamento de teia estacionário 25 e o filamento de teia volteador 24 passam alternadamente uma vez por cima e outra vez por baixo do filamento de teia de ligação 21. Na tecelagem completa tipo gaze, estão presentes pontos de entrecruzamento 26 em cada ponto de ligação 22 de um par de filamentos de teia 23, ficando nomeadamente cada um deles de preferência imediatamente antes e depois do ponto de ligação 22 com o respectivo filamento de trama de ligação 21.

Para todos os tipos de tecelagem, será igualmente recebido o filamento de teia de ligação 21 entre o filamento de teia volteador 24 e o filamento de teia estacionário 25, e fixado no ponto de ligação 22.

No modelo de realização exemplificativo, o número dos filamentos de trama de ligação 21 é menor do que o número dos filamentos de trama de reforço 14. 0 número dos pontos de ligação 22 do sistema de ligação 12 será portanto menor do que o número dos pontos de cruzamento 18 no sistema de reforço 11. 0 número de pares de filamentos de teia de ligação 20 será no máximo igual ao número de filamentos de teia de reforço 13, sendo de preferência o número menor. A flutuação no sistema de ligação 12, ou seja a distância entre os pontos de ligação 22, pode ser constante no interior do tecido 10, ou também pode variar. As áreas de tecido que necessitem de uma maior resistência ao deslocamento podem apresentar um mais elevado número de pontos de ligação 22. As áreas de tecido que requeiram uma maior mobilidade dos filamentos de reforço 13, 14 do sistema de reforço 11, por exemplo para melhorar a capacidade de drapeado, podem apresentar uma maior distância dos pontos de ligação 22 e, consequentemente, uma maior flutuação. A flutuação no tecido 10 pode variar na direcção longitudinal de tecido e/ou na direcção transversal de tecido.

Na Figura 7, para além do fio de reforço 15, está também esquematicamente ilustrado um fio de ligação 30. No modelo de realização exemplificativo, o fio de ligação 30 apresenta uma secção transversal circular. A secção transversal, por exemplo no que se refere à direcção das larguras B e/ou à direcção das alturas H, é menor do que a secção transversal do fio de reforço 15. De preferência, o título do fio de ligação 30 é menor do que o título do fio de reforço 15. No modelo de realização exemplificativo, o título do fio de ligação 30 atinge um valor máximo de 500 dtex.

No modelo de realização exemplificativo preferido, é usado como fio de ligação 30 um fio de colagem termofusível, o qual é por exemplo feito a partir de co-poliéster, ou a partir do EMS Grilon MS® da empresa EMS Chemie. Podem também ser utilizados outros fios de fenóxido. O fio de ligação 30 concebido como fio de colagem termofusível apresenta um núcleo 31 que se encontra completamente envolvido na direcção periférica por uma bainha 32. 0 núcleo 31 e a bainha 32 são feitos a partir de materiais diferentes. Em particular, a temperatura de fusão da bainha 32 é menor do que a temperatura de fusão do núcleo 31. Durante a fabricação de um corpo de material compósito, poderá por isso ser fixado um tecido 10 que foi trazido para um desejado formato, ou então ser ligado com outras camadas de tecido, quando tal for por exemplo desejável para a fabricação de uma pré-forma. A ligação por colagem termofusível com outras camadas de tecido pode então ser realizada muito facilmente por acção térmica, sem adicionais agentes de colagem. 0 fio de ligação 30 permanece simultaneamente estável, uma vez que o núcleo 31 não irá fundir devido à sua mais elevada temperatura de fusão. Na Figura 6 está esquematicamente representada uma enformação de uma porção de tecido. 0 tecido 10 serve para fabricar um corpo em material compósito. No caso de uma camada de tecido 45, como ilustrada na Figura 6, ser pré-fixada e/ou ligada com outras camadas de tecido no decurso do processo de fabrico e sendo pré-fixadas num desejado formato tridimensional, a camada de tecido 45 - respectivamente as camadas de tecido disposta em sobreposição - pode ser tratada por acção térmica numa zona de fusão 46. Pode assim ser por exemplo fabricada uma pré-forma. Esta fixação também pode no entanto apenas ocorrer na enformação final, durante a fabricação do corpo em material compósito. Para esse fim, os filamentos de ligação 20, 21 do sistema de ligação 12 são também submetidos a uma ligação por colagem termofusivel com o plástico do corpo em material compósito. Gera-se desta forma igualmente uma boa ligação interlaminar, o que assegura uma elevada resistência ao corte interlaminar do corpo em material compósito.

Nas Figuras 8 e 9 está esquematicamente ilustrado um tear 35 para fabricação de um tecido 10. 0 tear 35 apresenta um rolo alimentador ("Streichbaum") 36, por intermédio do qual é feita a alimentação dos filamentos de teia 13, 20. Os filamentos de teia 13, 20 passam então através de um detector de filamentos de teia 37 e através de lamelas 38. Depois delas, encontram-se dispostos os quadros de liços, cada qual com um certo número de liços de tecelagem que servem para abertura de cala. Os filamentos de teia estacionários 25 são encaminhados para um primeiro quadro de liços comum 39. Um segundo quadro de liços 40 encaminha os filamentos de teia volteadores 24. Por intermédio de um terceiro quadro de liços 41 são encaminhados os filamentos de teia de reforço 13. Entre os quadros de liços 39, 40, 41 e um enrolador de tecido 42 é disponibilizado um pente de tear 43 para bloqueio dos filamentos de trama 21 - respectivamente 14 - na borda de tecido.

Os filamentos de teia volteadores 24 são encaminhados para um armado de tecelagem tipo gaze ("Dreherwebgeschirr") no segundo quadro de liços 40. Um tal sistema encontra-se por exemplo descrito no documento EP 2 063 007 Ai, relativamente ao qual é entretanto feita referência. São aí geradas meias tecelagens tipo gaze. Alternativamente a este, são também já conhecidos armados de tecelagem tipo gaze para fabricação de tecelagens completas tipo gaze, as quais podem ser usadas como alternativa. Para encaminhamento dos filamentos de teia de reforço 13, são disponibilizados no terceiro quadro de liços 41 de preferência liços especiais, os quais são por exemplo já conhecidos a partir do documento EP 1 7 95 636 Ai.

Durante a fabricação do tecido 10 com o auxílio do tear 35, os filamentos de teia 13, 20 são encaminhados a partir do rolo alimentador 36. Os filamentos de trama de reforço 14 e os filamentos de trama de ligação 21 são inseridos segundo uma ordem predeterminada. Aquando da inserção de um filamento de trama de reforço 21, o primeiro quadro de liços 39 posiciona os filamentos de teia estacionários 25 na cala de cima. Os filamentos de teia volteadores 24 assim como os filamentos de teia de reforço 13 são posicionados na cala de baixo, através dos dois quadros de liços 40, 41. Dependendo da tecelagem de tipo gaze, os pontos de entrecruzamento 26 são formados no segundo quadro de liços 40 através do armado de tecelagem tipo gaze, como foi explicado nas Figuras 2 a 5. Durante a inserção de um filamento de trama de reforço 14, apenas se encontram filamentos de teia de reforço 13 na cala de cima. Os filamentos de teia de ligação 20 - ou seja, os filamentos de teia volteadores 24 assim como os filamentos de teia estacionários 25 - estão localizados na cala de baixo. A inserção de trama de um filamento de trama de ligação 21 está representada na Figura 8, enquanto a Figura 9 ilustra a inserção de trama de um filamento de trama de reforço 14.

Consoante o número e o afastamento dos pontos de ligação 22, serão inseridos dois ou mais filamentos de trama de reforço 14 após uma inserção de trama de um filamento de trama de ligação 21. Poderá variar o número de filamentos de trama de reforço 14 que correm entre dois filamentos de trama de ligação 21. Poderá igualmente variar o número de filamentos de teia de reforço 13 entre dois pares de filamentos de teia 23 compostos por filamentos de teia de ligação 12. Para este efeito, o tear 35 também pode remover para fora do processo de tecelagem pares individuais de filamentos de teia 23 compostos por filamentos de teia de ligação 20, ou filamentos individuais de teia de reforço 13. Para tal, podem estar previstos retentores de filamentos de teia ("Kettfadenhalter"), não adicionalmente representados, que separam os fios de teia 13, 20 removidos para fora do processo e os retêm a montante do enrolador de tecido 42, na zona de borda de tecido. 0 retentor de filamentos de teia pode ser espacialmente movido para preensão e posicionamento dos filamentos de teia a serem separados. 0 tear 35 também pode dispor de diversos destes retentores de filamentos de teia. 0 tear 35 pode para além de isso apresentar um dispositivo de retenção, não representado, o qual conduz o retentor de filamentos de teia dos filamentos de teia que foram separados e retirados, de modo que o dispositivo de retenção possa reter os filamentos de teia numa posição desejada, para posteriormente voltar a conduzir. A presente invenção diz respeito a um tecido 10 para utilização em materiais compósitos e corpos em material compósito. 0 tecido 10 apresenta um sistema de reforço 11 formado a partir de filamentos de teia de reforço 13 e filamentos de trama de reforço 14, os quais ficam colocados uns sobre os outros sem ligação em duas diferentes camadas de reforço 16, 17, representando um assim designado têxtil não tecido. Os filamentos de reforço 13, 14 sao constiturdos a partir de um fio de reforço 15· A partir de um fio de ligação 30 com titulo mais pequeno do que o fio de reforço 15, é constituído um sistema de ligação 12 feito de filamentos de teia de ligação 20 e filamentos de trama de ligação 21. A ligação de tecido ocorre exclusivamente no seio do sistema de ligação 12. 0 sistema de reforço 11 fica delimitado entre os filamentos de teia de ligação 20, numa das faces, e os filamentos de trama de ligação 21, na outra face, e é assim mantido. No sistema de ligação 12 estão previstos pontos de ligação 22. Para cada ponto de ligação 22 é encaminhado e aí fixado um filamento de teia de ligação 20 - um, entre um filamento de teia estacionário 25 e um filamento de teia volteador 24 -de um par de filamentos de teia 23 composto por filamentos de teia de ligação 20. Entre dois pontos de ligação 22 adjacentes de um par de filamentos de teia 23, os filamentos de teia estacionários 24 e os filamentos de teia volteadores 24 apresentam pelo menos um ponto de entrecruzamento 26. Todos os filamentos de teia 13, 20 correm segundo uma direcção de teia K, essencialmente paralelos uns aos outros. Todos os filamentos de trama 14, 21 correm, essencialmente paralelos uns aos outros, segundo uma direcção de trama S que é perpendicular em relação à direcção de teia K.

Lista de números de referência 10 Tecido 11 Sistema de reforço 12 Sistema de ligação 13 Filamentos de teia de reforço 14 Filamentos de trama de reforço 15 Fio de reforço 16 Primeira camada de reforço 17 Segunda camada de reforço 18 Ponto de cruzamento 20 Filamentos de teia de ligação 21 Filamentos de trama de ligação 22 Ponto de ligação 23 Par de filamentos de teia 24 Filamento de teia volteador 25 Filamento de teia estacionário 26 Ponto de entrecruzamento 30 Fio de ligação 31 Núcleo 32 Bainha 35 Tear 36 Rolo alimentador 37 Detector de filamentos de teia 38 Lamelas 39 Primeiro quadro de liços 40 Segundo quadro de liços 41 Terceiro quadro de liços 42 Enrolador de tecido 43 Pente de tear 45 Camada de tecido 46 Zona de fusão B Direcção das larguras H Direcção das alturas K Direcção de filamentos de teia S Direcção de filamentos de trama

Lisboa, 19 de Novembro de 2015

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Tecido (10) para utilização em materiais compósitos, com um sistema de reforço (11) formado a partir de filamentos de teia de reforço (13) e filamentos de trama de reforço (14), em que os filamentos de teia de reforço (13) constituem uma primeira camada de reforço (16), na qual são colocados os filamentos de trama reforço (14), sem ligação com os filamentos de teia de reforço (13), para constituição de uma segunda camada de reforço (17), com um sistema de ligação (12) formado a partir de filamentos de teia de ligação (20) e filamentos de trama de ligação (21), em que o sistema de reforço (11) fica delimitado entre os filamentos de trama de ligação (21) e os filamentos de teia de ligação (20), caracterizado por dois filamentos de teia de ligação (20) directamente adjacentes funcionarem respectivamente como filamento de teia estacionário (25) e filamento de teia volteador (24), os quais se cruzam múltiplas vezes, e em que um filamento de trama de ligação (21) passa num ponto de ligação (22) entre o filamento de teia estacionário (25) e o filamento de teia volteador (24) .
2. 2. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os pontos de entrecruzamento (26) entre o filamento de teia estacionário (25) e o filamento de teia volteador (24) se situarem no ponto de ligação (22) com o filamento de trama de ligação (21).
3. 3. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filamentos de teia de ligação (20) ficarem dispostos sem cruzamento em relação aos filamentos de teia de reforço (13), e/ou caracterizado por os filamento de trama de ligação (21) ficarem dispostos sem cruzamento em relação aos filamentos de trama de reforço (14).
4. 4. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o número de pontos de cruzamento (18) do sistema de reforço (11) ser maior ou igual ao número dos pontos de ligação (22) no sistema de ligação (12).
5. 5. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filamentos de teia de reforço (13) ficarem dispostos de forma estirada na primeira camada de reforço (16) e os filamentos de trama de reforço (14) ficarem dispostos de forma estirada na segunda camada de reforço (17).
6. 6. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de reforço (11) ser fabricado a partir de um fio de reforço (15) e o sistema de ligação ser fabricado a partir de um fio de ligação (30), em que o fio de ligação (30) tem secção transversal mais pequena, ou apresenta um título menor, do que o fio de reforço (15).
7. 7. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o fio de reforço (15) apresentar fibras carbono, e/ou fibras de aramida, e/ou fibras de vidro.
8. 8. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o fio de reforço (15) apresentar uma secção transversal plana, cuja dimensão numa direcção (B) é maior do que a dimensão na direcção que lhe é perpendicular.
9. 9. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o fio de ligação (30) ser feito a partir de um material que, durante a fabricação do material compósito, se liga de maneira essencialmente completa com o plástico do material compósito.
10. 10. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o material e o título do fio de ligação (30) serem estabelecidos de maneira que a resistência ao corte interlaminar do material compósito a ser fabricado se desvie, em relação a um valor predeterminado para o sistema de reforço (11), no máximo dentro de um predeterminado valor de tolerância.
11. 11. Te eido (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o fio de ligação (30) conter plástico, sendo em particular um filamento de fenóxido.
12. 12. Tecido (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o fio de ligação (30) apresentar um núcleo (31) e uma bainha (32) que envolve o núcleo (31), em que o núcleo (31) tem uma temperatura de fusão mais elevada do que a bainha (32).
13. 13. Processo para fabricação de um tecido (10) para utilização em materiais compósitos, com as seguintes etapas: carregamento de um tear (35) com filamentos de teia de reforço (13) e filamentos de teia de ligação (20), assim como filamentos de trama de reforço (14) e filamentos de trama de ligação (21), inserção dos filamentos de trama de reforço (14) e filamentos de trama de ligação (21) segundo uma sequência predeterminada, em que, durante uma inserção de trama com um filamento de trama de reforço (14), todos os filamentos de teia de reforço (13) se encontram sempre na mesma cala de cima ou cala de baixo, e em que, durante uma inserção de trama com um filamento de trama de ligação (21), um filamento de teia de ligação (20), funcionando como filamento de teia volteador (24), fica respectivamente localizado na mesma cala de cima ou cala de baixo, enquanto um filamento de teia de ligação (20), funcionando como filamento de teia estacionário (25), assim como os filamentos de teia de reforço (13) ficam respectivamente localizados na outra cala, entrecruzamento do filamento de teia volteador (24) com o filamento de teia estacionário (25), entre as inserções de trama com o filamento de trama de ligação (21) , com o que é constituído um sistema de reforço (11) , formado a partir de filamentos de trama de reforço (14) e filamentos de teia de reforço (13), no qual os filamentos de trama reforço (13) são colocados sem ligação com os filamentos de teia de reforço (13) para constituição de uma segunda camada de reforço (17), e com o que é constituído um sistema de ligação (12) , formado a partir de filamentos de trama de ligação (21) e filamentos de teia de ligação (20), o qual delimita o sistema de reforço (11).
14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os filamentos de teia de reforço (13) serem encaminhados para um único quadro de liços comum (41) do tear (35), e caracterizado por os filamentos de teia estacionários (25) e os filamentos de teia volteadores (24) serem encaminhados para diferentes quadros de liços (39, 40) do tear (35).
15. 15. Processo para fabricação de um corpo de material compósito com pelo menos uma camada de tecido, feita em tecido (10) de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, em que, para adaptação do tecido (10) ao desejado formato, é realizada uma fusão dos filamentos (20, 21) do sistema de ligação (12), em pelo menos uma zona de fusão (46) do corpo de material compósito, por intermédio de acção térmica. Lisboa, 19 de Novembro de 2015