PT87837B

PT87837B - Processo e material para perfuracao por agulhas de esteiras de fibras de vidro e para realizacao de produto composito a partir da referida esteira

Info

Publication number: PT87837B
Application number: PT87837A
Authority: PT
Inventors: Robert Bolliand
Original assignee: Saint Gobain Vetrotex
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1993-09-30
Also published as: FI88523B; PT87837A; ES2025797T3; DK347888A; IE881727L; DK347888D0; FR2617208A1; NO882537D0; FI883033A0; ATE66503T1; FI88523C; NO168841C; GR3002949T3; IE61280B1; FR2617208B1; US5018255A; FI883033A; NO882537L; EP0296970B1; EP0296970A1

Description

PROCESSO E MATERIAL PARA PERFURAÇÃO POR AGULHAS

DE ESTEIRAS DE FIBRAS DE VIDRO E PARA REALIZAÇÃO DE

PRODUTO COMPÕSITO A PARTIR DA REFERIDA ESTEIRA

O invento diz respeito ã perfuração por agulhas de esteiras de fios de vidro contínuos, destinadas a serem utili zadas como reforço nos materiais compósitos à base de resinas termo-plásticas e, em particular, nos estratificados.

Perfuração por agulhas das esteiras de fios de vidro contínuos tem como objectivo proporcionar uma boa coesão ã esteira, pelo entrelaçamento dos fios de vidro, e aumentar as características de aderência da resina termoplástica sobre a esteira por modificação do estado de superfície da dita esteira. As agulhas de barbelas que atravessam a esteira têm uma dupla acção : seccionam certos fios constitutivos da esteira e deslocam os fios que têm uma ou duas extremidades livres. A deslocação dos fios provoca no interior da esteira o entrelaçamento dos fios, o que confere a coesão ã esteira, e na superfície da esteira provoca o aparecimento de extremidades livres dos fios cortados ou caracóis. Verifica-se que, após a perfuração por agulhas segundo o processo convencional, cada uma das superfícies da esteira tem um aspecto diferente no que se refere a densidade de extremidades livres de fios cortados que ultrapassam a dita superfície e a densidade de caracóis : a superfície principal, correspondente à face da

esteira através da qual penetram as agulhas, apresenta uma me nor densidade de extremidades livres, que designaremos pelo termo felpa, e uma maior quantidade de caracóis, que designaremos pelo termo encaracolado.

Esta diferença de estado de superfície entre as duas faces da esteira após uma perfuração por agulhas convencional, efectuada com agulhas com o mesmo diâmetro e com o mesmo comprimento, implica uma diferença de adesão entre a es teira e a resina termoplástica, consoante a resina é aplicada sobre uma ou outra face da esteira. Esta diferença é mais mar cante se a esteira fôr formada por fios que tenham um maior número de filamentos. Os estratificados realizados a partir de uma sobreposição de esteiras e resina termoplástica (ou fo lhas termoplásticas) podem apresentar características mecânicas diferentes segundo a apresentação dada às esteiras.

Assim, em conformidade com o descrito na patente US 4 335 176, um estratificado realizado a partir de duas esteiras de fios de vidro, perfuradas por agulhas, colocadas em sandwich entre três camadas de resina termoplástica, apresenta características mecânicas melhoradas se as esteiras forem colocadas de forma a que as duas faces que têm mais felpa estejam voltadas para o exterior do estratificado (figura 4 da patente US 4 335 176).

Esta disposição particular necessita, aquando da fa bricação do estratificado, de um exame prévio do estado da su perfície da esteira e uma apresentação das duas esteiras em conformidade com a dita patente. Isto pode dar origem a erros, que não são imediatamente visíveis no estratificado propriamente dito, mas cujo efeito se pode reflectir no produto estampado acabado. Além disso, esta disposição particular só traz vantagens para os estratificados realizados a partir de duas esteiras.

Porém, descobriu-se um processo, que constitui em

especial o objectivo do invento, para perfuração por agulhas de esteiras de fios de vidro contínuos destinadas a serem uti lizadas como reforço de materiais compósitos ã base de resina termoplástica e que, sobretudo nos estratificados, dissimula o inconveniente referido. 0 processo do invento é do tipo conhecido, em que a esteira é submetida ã acção repetida de agu lhas munidas de barbelas. De maneira original, ele consiste em submeter a esteira ã acção, de preferência simultânea, de dois jogos de agulhas de diâmetros diferentes.

Por diâmetro entenda-se o da parte activa da agulha, ou seja, aquela que penetra na esteira. A parte activa da agu lha pode ter uma secção direita qualquer, por exemplo circular ou poligonal. Por diâmetro, deve entender-se o do circulo em que a secção transversal da parte activa da agulha está circunscrita.

invento diz respeito a uma prancha com agulhas especialmente concebida para a execução do processo de perfuração por agulhas atrás citado. Esta prancha de agulhas distingue-se pelo facto de comportar dois jogos de agulhas com barbelas, umas de diâmetro compreendido entre 0,50 e 2,35 mm e outras de diâmetro compreendido entre 1,10 e 3,56 mm. Cada jogo está montado na prancha, por exemplo, na proporção de uma fileira transversal entre duas.

De preferência, as agulhas de menor diâmetro são mais compridas do que as agulhas de maior diâmetro. A esteira de fios de vidro é assim perfurada primeiro pelas agulhas de menor diá‘metro e depois pelas agulhas de maior diâmetro.

Num modo privilegiado do invento, as fileiras de agulhas de maior diâmetro são em número de 13 para agulhas fuste de diâmetro 2,35 mm e 76,2 mm de comprimento, e as fileiras de agulhas de menor diâmetro são em número de 15 para agulhas com fuste de diâmetro de 1,83 mm e 88,9 mm de comprimento .

invento diz respeito igualmente a uma folha de re sina termoplástica reforçada por fibras de vidro apresentando -se sob a forma de pelo menos duas esteiras de fios contínuos, perfurados por agulhas, comportando cada esteira perfurações de dimensões diferentes.

De forma bastante inesperada, a esteira de fios de vidro contínuos, perfurada por agulhas de acordo com o proceç so do invento, é facilmente impregnada por uma resina termoplástica através das duas faces.

Podemos tentar explicar esta capacidade de impregna ção, fazentlo as seguintes suposições. As agulhas de maior diâ metro, ao penetrarem na esteira, criam uma densificação momen tãnea da esteira ao repelir os fios que encontram. Esta dens_i ficação permite que as barbelas das agulhas de menor diâmetro, ao penetrarem nessas zonas menos densas em número de fios, arrastem consigo os fios prèviamente cortados pelas agulhas mais grossas e criem felpa. A presença simultânea de alvéolos, devidos ã perfuração da esteira pelas agulhas de maior diâmetro, e da felpa estirada pelas agulhas de menor diâmetro, facilita a penetração e adesão da resina termoplástica na estei. ra.

invento será melhor compreendido com a leitura da descrição de um processo privilegiado de realização de uma e_s teira de fios de vidro contínuos, perfurada por agulhas com a ajuda de uma prancha com dois jogos de agulhas, bem como atra vés do desenho anexo, cuja figura única mostra uma vista parcial, em corte, de uma prancha com dois jogos de agulhas sobre uma esteira no decorrer da perfuração por agulhas. Esta descrição é efectuada a título de exemplo não restritivo.

A esteira de fios de vidro contínuos 1 foi formada a partir de, pelo menos, dois fios contínuos repartidos trans versalmente sobre um transportador em movimento, de forma conhecida e não descrita aqui. Cada fio compreende 50 filamentos com um diâmetro de 17 jum. A gramagem da esteira obtida é de

50 g/m^.

A máquina de perfuração por agulhas é uma máquina clássica, não representada na figura, que possui uma viga an£ mada, graças a um sistema de biela e excêntrico, de um movimento de subida e descida; na viga está fixada a prancha de agulhas 2, A esteira passa entre duas placas perfuradas, a placa superior 3 ou destacador e a placa de fundo 4 ou apoio. As agulhas passam através dos orifícios 5 do destacador, pene tram na esteira e atravessam-na até atingirem os orifícios 6 do apoio.

Na prancha de agulhas 2 são montadas 50 fileiras de agulhas 7 e 8 alternadamente. As agulhas 7 têm 2,35 mm de diã metro de fuste e 76,2 mm de comprimento. As agulhas 8 têm 1,83 mm de diâmetro de fuste e 88,9 de comprimento. A parte activa destas agulhas tem secção direita triangular. Cada agu lha possui 9 barbelas dispostas regularmente a toda a altura da agulha, ã razão de 3 barbelas por aresta.

As fileiras das agulhas 7 têm 13 agulhas, enquanto as fileiras das agulhas 8 têm 15 agulhas.

A perfuração por agulhas da esteira 1, efectuada com a prancha de agulhas 2, foi realizada nas seguintes condi, ções operatórias:

velocidade de avanço da esteira	1,20 m/min.
velocidade de batida	150 golpes/min
penetração número de agulhas por metro linear número de golpes por cm^	26 mm 2500 10,6

As esteiras perfuradas por agulhas de acordo com o invento podem ser utilizadas no reforço de numerosas resinas termoplásticas, tais como as resinas vinílicas ou acrílicas.

Assim, realiza-se um estratificado utilizando duas esteiras perfuradas por agulhas, conforme atrás descrito, entre as quais é extrusada uma resina termoplástica, estando as próprias esteiras compreendidas entre duas folhas termoplásti. cas. 0 estratificado obtem-se exercendo uma pressão naquele conjunto, quando a temperatura for suficientemente elevada pa ra assegurar a fusão progressiva das folhas termoplásticas. 0 dispositivo que permite fabricar tal estratificado está descrito, por exemplo, na patente US 4 277 531 (figura 5).

Foram efectuados ensaios comparativos a partir de dois estratificados realizados nas mesmas condições a partir das mesmas esteiras, da mesma resina e das mesmas folhas termoplásticas, mas num dos estratificados, as duas esteiras tinham as faces mais densas, encaracoladas, viradas para o inte rior, em conformidade com a patente US 4 335 176, e no outro estratificado, as duas esteiras tinham uma face mais densa en caracolada virada para uma face menos densa em felpa. Os dois estratificados foram estampados nas mesmas condições e não se notou nenhuma diferença de comportamento na estampagem nem nas características dos produtos estampados acabados.

A esteira perfurada por agulhas de acordo com o invento, associada a folhas de resinas termoplásticas, permite fabricar artigos reforçados que apresentam excelentes proprie dades mecânicas como, por exemplo, peças para automóvel fabri. cadas por moldagem.

Podem ser efectuadas diversas modificações ao inven to, sem para tal sair do seu âmbito.

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RESUMO

O invento diz respeito à perfuração por agulhas de esteiras de fios de vidro contínuos.

invento consiste em submeter a esteira ã acção, de preferên cia, simultânea, de agulhas de diâmetros diferentes. Fazem-se assim perfurações de dimensões diferentes na esteira, de preferência com distribuição regular.

Esta esteira destina-se a ser utilizada como reforço nos mate riais compósitos ã base de resinas termoplásticas, em particu lar, nos estratificados.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1a - Processo para perfurar por agulhas, esteiras de filamentos contínuos de vidro destinadas a ser utilizadas como reforço em materiais compósitos ã base de resinas, em que a esteira é submetida ã acção repetitiva de agulhas munidas de barbelas, caracterizado pelo facto de consistir em submeter a esteira (1) ã acção de dois jogos de agu lhas (7, 8) de diâmetros diferentes.
2a - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se submeter a esteire (1) à acção simultânea de dois jogos de agulhas (7, 8).
3a - Processo de acordo com uma das reivindicações

1 e 2, caracterizado pelo facto da esteira (1) ser perfurada primeiro pelas agulhas de menor diâmetro (8) e depois pelas agulhas de maior diâmetro (7).
4a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de se efectuarem na esteira (1) perfurações de dimensões diferentes regularmente repartidas em alternância.
5a - Prancha de agulhas (2) para execução do proces; so segundo a reivindicação 1, caracterizada pe lo facto de comportar dois jogos de agulhas (7, 8) munidas de barbas, umas(8) com diâmetro compreendido entre 0,50 e 2,35 mn e outras (7) com diâmetro compreendido entre 1,10 e 3,56 mm.
6a - Prancha de agulhas segundo a reivindicação 5, caracterizada pelo facto de cada jogo de agulhas estar montado na prancha (2) na proporção de uma fileira tranversal em cada duas.
7a - Prancha de agulhas de acordo com uma das reivin dicações 5 e 6, caracterizada pelo facto das agulhas de menor diâmetro (8) serem mais compridas do que as agulhas de maior diâmetro (7) .
8a - Prancha de agulhas de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo facto das fileiras de agulhas de maior diâmetro (7) terem capacidade para 13 agu lhas com 2,35 mm de fuste de diâmetro e 76,2 mm de comprimento, e as fileiras de agulhas de menor diâmetro (8) terem capa cidade para 15 agulhas com 1,83 mm de fuste de diâmetro e 88,9 mm de comprimento.
9â - Processo de realização de folha de resina termoplástica reforçada por fibras de vidro constituída por pelo menos duas camadas de esteiras de fios contí. nuos perfurados por agulhas segundo processo definido por qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de cada camada de esteira possuir pelo menos dois tipos de perfurações de dimensões diferentes.