ES2222973T3 - Dispositivo y metodo de produccion de un haz de fibras esparcido y metodo de produccion de prepreg. - Google Patents

Dispositivo y metodo de produccion de un haz de fibras esparcido y metodo de produccion de prepreg.

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ES2222973T3
ES2222973T3 ES01900656T ES01900656T ES2222973T3 ES 2222973 T3 ES2222973 T3 ES 2222973T3 ES 01900656 T ES01900656 T ES 01900656T ES 01900656 T ES01900656 T ES 01900656T ES 2222973 T3 ES2222973 T3 ES 2222973T3
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Kiyotsugu Tanaka
Hiroshi Ohtani
Hidetaka Matsumae
Seiji Tsuji
Daisaku Akase
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
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Abstract

Un aparato para producir un haz de fibras esparcido, que comprende un grupo de al menos dos rodillos (3a, 3b, 3c, 3d) mantenidos en contacto con un haz (7) de fibras que se desplaza, y un cuerpo (2) de base que se mueve con movimiento de vaivén para ser puesto en contacto y mantenido alejado repetitiva y periódicamente con respecto al haz (7) de fibras que se desplaza a medida que el centro axial de dicho cuerpo (2) de base se mueve con relación al haz (7) de fibras que se desplaza, siendo tal la disposición que el haz (7) de fibras que se desplaza, entre los rodillos, no recibe ninguna presión en el estado sin contacto, estando provisto dicho cuerpo (2) de base entre al menos un par de rodillos (3b, 3c) adyacentes entre sí, de dicho grupo de rodillos (3a, 3b, 3c, 3d).

Description

Dispositivo y método de producción de un haz de fibras esparcido y método de producción de prepreg.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato para producir un haz de fibras esparcido y a un método para producir un haz de fibras esparcido usando el aparato de producción, y, adicionalmente, a un método para producir un prepreg (material en lámina PRE-imPREGnada) impregnando una resina dentro de un haz de fibras esparcido obtenido mediante el método de producción.
Técnica anterior
Los prepreges son ampliamente utilizados como materiales intermedios de base para ser moldeados en materiales de aeronave, materiales de construcción, materiales industriales generales y artículos de deporte y de ocio. Un prepreg se produce mediante un método de poner paralelos una pluralidad de haces de fibras, que consisten cada uno en una pluralidad de filamentos, en forma de lámina, esparcir delgada y uniformemente los varios filamentos de los respectivos haces de fibras en una dirección a lo ancho de la dirección paralela (dirección transversal), e impregnar espacios entre los filamentos esparcidos con una resina de matriz.
Las aplicaciones de los prepreges se han diversificado. Se demandan prepreges que tienen un grosor reducido y con irregularidades pequeñas. Para producir tal prepreg es necesaria una técnica para esparcir amplia y delgadamente haz de fibras sin degradar el haz.
Para esparcir haz de fibras, el documento JP-56-43435-A enseña un método para esparcir haz de fibras, en el que el haz de fibras se transfiere en contacto con varios rodillos mientras se dobla alrededor de los rodillos, y se pone en contacto de presión con un cuerpo cilíndrico que vibra en la dirección axial durante tal operación de transferencia. El documento JP-61-275438-A divulga un método para esparcir haz de fibras, en el que el haz de fibras se transfiere en contacto con un cuerpo de movimiento de vaivén o un cuerpo de rotación, mientras se hace vibrar en la dirección vertical, y se pone además en contacto de presión con un cuerpo que tiene una superficie curvada. El documento JP-7-268754-A propone un método para esparcir haz de fibras, en el que el haz de fibras se transfiere en contacto con un grupo de rodillos que incluye un cuerpo de rotación excéntrica, para ser esparcido por medio del cuerpo de rotación excéntrica.
Sin embargo, en estos métodos de esparcimiento, el haz de fibras se pone en fuerte contacto de presión con un cuerpo de esparcimiento. El haz de fibras recibe una fuerte fuerza abrasiva desde la superficie del cuerpo de esparcimiento y la abrasión hace que varios filamentos que componen el haz de fibras se rompan, generando por ello pelusa en el haz de fibras. En el peor de los casos, el haz de fibras se corta. Especialmente para producir un prepreg delgado, se necesitan haces de fibras delgados, ampliamente esparcidos. En el caso en el que tal haz de fibras se produce mediante uno cualquiera de los métodos convencionales, el haz de fibras se debe presionar más fuertemente contra el cuerpo de esparcimiento. En este caso, la generación de pelusa en el haz de fibras o la rotura del haz de fibras se convierte en un problema más serio.
Tal problema se vuelve especialmente serio si el haz de fibras está compuesto por filamentos que tienen un módulo elástico alto o si la velocidad de transferencia del haz de fibras es más alta. El prepreg producido usando tales haces de fibras es de baja calidad.
Para resolver tal problema, se propone disminuir el coeficiente de rozamiento del cuerpo de esparcimiento usado para esparcir el haz de fibras o usar vibración ultrasónica, pero el problema no se resuelve suficientemente.
El documento EP-0393420-A1 describe un separador de fibras que está provisto de un rodillo de separación, de material compuesto, que tiene cuatro elementos de rodillo que están fijados al rodillo de material compuesto. Los elementos de rodillo no son giratorios con respecto al rodillo de material compuesto. Girando el rodillo de material compuesto, los respectivos elementos de rodillo entran en contacto con el haz de fibras uno tras otro. Dependiendo del ángulo de rotación del rodillo de separación, de material compuesto, uno o dos de esos elementos de rodillo están en contacto con el haz de fibras. No hay ningún estado en el que el rodillo de separación, de material compuesto, no esté en contacto y se mantenga alejado del haz de fibras que se desplaza.
Es un objeto de la invención proporcionar un aparato para producir un haz de fibras esparcido, que permita que un haz de fibras se esparza de manera estable y eficiente incluso si el haz de fibras que se ha de esparcir está compuesto por filamentos que tienen un módulo elástico alto o incluso si la velocidad de transferencia del haz de fibras (velocidad de desplazamiento) es alta cuando se esparce el haz de fibras, y proporcionar un método para producir un haz de fibras esparcido usando el aparato de producción, y también proporcionar un método para producir un prepreg impregnando una resina en haces de fibras esparcidos producidos mediante el método de producción.
Divulgación de la invención
El aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, como se define en la reivindicación 1, comprende un grupo de al menos dos rodillos, mantenidos en contacto con un haz de fibras que se desplaza, y un cuerpo de base que se mueve con movimiento de vaivén, para ser puesto en contacto y mantenido alejado repetitivamente con respecto al haz de fibras que se desplaza, a medida que el centro axial de dicho cuerpo de base se mueve con relación al haz de fibras que se desplaza, estando provisto dicho cuerpo de base entre al menos un par de rodillos adyacentes uno a otro en dicho grupo de rodillos.
En la invención, cuerpo de base significa un miembro usado para esparcir haz de fibras transferido.
Particularmente, el cuerpo de base es un vástago de forma de sección transversal (sección transversal en ángulo recto con la dirección longitudinal) circular o poligonal. En el caso de un vástago poligonal, es preferible que los ángulos estén redondeados en cierta medida.
El cuerpo de base puede ser o bien un cuerpo fijo que comprende un miembro en forma de vástago soportado por sus dos porciones de extremo sin ser girado alrededor del eje en la dirección longitudinal de él o bien un cuerpo giratorio que comprende un miembro en forma de vástago soportado por sus dos porciones de extremo de manera giratoria alrededor del eje en la dirección longitudinal de él.
El cuerpo giratorio puede ser o bien un cuerpo activo de rotación accionado positivamente para rotar o bien un cuerpo pasivo de rotación no accionado positivamente para rotar. En el caso del cuerpo giratorio, el cuerpo de base es habitualmente un rodillo de rotación. El rodillo de rotación usado como cuerpo activo de rotación se puede llamar rodillo accionado de rotación y el rodillo de rotación usado como cuerpo pasivo de rotación se puede llamar rodillo libre de rotación. El cuerpo de rotación puede ser o bien un cuerpo concéntrico de rotación en el que su centro axial de rotación es concéntrico con la forma periférica de la forma de sección transversal del cuerpo de base o bien un cuerpo excéntrico de rotación en el que su eje de rotación es excéntrico.
El material del cuerpo de base puede ser cualquier material que asegure una resistencia suficiente frente a un contacto y una separación repetidos del haz de fibras que se desplaza, y se pueden usar preferiblemente acero al carbono, acero inoxidable o cerámica.
Es preferible que la rugosidad superficial expresada como la rugosidad media aritmética Ra medida de acuerdo con JIS B 0601, de la porción del cuerpo de base que se va a mantener en contacto con los haces de fibras, sea de 0,4 a 3,2. Un intervalo más preferible es de 0,8 a 1,6.
En la invención, movimiento de vaivén para causar el contacto y la separación repetidos significa que el cuerpo de base se mueve con movimiento de vaivén de una manera tal que el estado en el que el cuerpo de base se mantiene en perfecto contacto con los haces de fibras que se desplazan (el estado de contacto de cuerpo) y el estado en el que el cuerpo de base se mantiene perfectamente alejado de los haces de fibras que se desplazan (el estado sin contacto de cuerpo) se repiten periódicamente.
En el estado sin contacto de cuerpo, el haz de fibras que se desplaza no recibe ninguna presión desde el cuerpo de base y están aflojados y sustancialmente libres de tensión parcialmente en la dirección de desplazamiento. En este estado aflojado, la tensión mínima que actúa sobre regiones esparcidas del haz de fibras es sustancialmente cero.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que el cuerpo de base se proporcione junto con uno o más cuerpos idénticos.
Una dirección de movimiento de vaivén del cuerpo de base es sustancialmente perpendicular a una dirección de desplazamiento (una dirección de transferencia) del haz de fibras que se desplaza y sustancialmente perpendicular a la dirección a lo ancho del haz de fibras que se desplaza. En el caso en el que el haz de fibras que se desplaza se desplace en la dirección horizontal, la dirección de movimiento de vaivén coincide con la dirección vertical.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que el cuerpo de base sea un rodillo giratorio.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que al menos un rodillo del grupo de rodillos, o al menos un cuerpo de los cuerpos de base, comprenda un rodillo que tenga una pluralidad de porciones de soporte de haz de fibras, que se extiendan a lo largo de una dirección del eje de rotación del rodillo y proyectadas desde la superficie del rodillo, en la periferia del rodillo.
En el caso en el que se usa un rodillo que tiene porciones proyectadas de soporte, cuando el haz de fibras que se desplaza contacta con las porciones proyectadas de soporte, el haz de fibras que se desplaza se sostiene momentáneamente y se esparce, y se mantiene el estado en el que las porciones esparcidas se mantienen en contacto con las subsiguientes porciones proyectadas de soporte. En este estado, incluso si el haz de fibras se retuerce incorrectamente, las porciones proyectadas de soporte funcionan para impedir la propagación del retorcimiento, y como resultado de ello se estabiliza la acción de esparcimiento de haz de fibras.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que al menos uno de los rodillos que tienen porciones proyectadas de soporte esté posicionado aguas arriba del cuerpo de base y gire en la misma dirección que la dirección de desplazamiento del haz de fibras, manteniendo su velocidad superficial periférica más baja que la velocidad de desplazamiento del haz de fibras.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que al menos uno de los rodillos que tiene porciones proyectadas de soporte esté posicionado aguas arriba del cuerpo de base y gire en la dirección inversa a la dirección de desplazamiento del haz de fibras.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que, en el rodillo que tiene porciones proyectadas de soporte, el ángulo (\theta) formado entre las porciones de soporte respectivamente adyacentes en el eje del rodillo sea de 5 a 50 grados, en tanto que la relación entre la altura de cada porción de soporte (t) y el radio del rodillo (r) satisfaga la fórmula t>r[1/cos(\theta/2)-1]. Es más preferible que el ángulo (\theta) sea de 10 a 40 grados.
En el caso en el que el ángulo (\theta) es inferior a 5 grados, puesto que los intervalos de las porciones proyectadas de soporte respectivamente adyacentes son pequeños, el efecto de impedir el retorcimiento incorrecto es pequeño. En el caso en el que el ángulo (\theta) es superior a 50 grados, puesto que la curvatura del haz de fibras mantenido en contacto con las porciones proyectadas de soporte aumenta, es probable que se genere pelusa en el haz de fibras.
En el caso en el que la relación de fórmula t>r[1/cos(\theta/2)-1] no se satisface, es decir, en el caso de t\leqr[1/cos(\theta/2)-1], puesto que el haz de fibras contacta con la superficie del rodillo que tiene porciones proyectadas de soporte, el efecto de impedir el retorcimiento incorrecto es pequeño.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que al menos un rodillo posicionado aguas abajo del cuerpo de base, del grupo de rodillos, sea un rodillo de freno.
Puesto que el uso de un rodillo de freno aumenta la tensión del haz de fibras después del esparcimiento, el desplazamiento (la trasferencia) del haz de fibras esparcido se vuelve más estable.
En el aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que al menos un rodillo posicionado aguas abajo del cuerpo de base, del grupo de rodillo, sea un rodillo flotante.
Puesto que el uso de un rodillo flotante disminuye la variación en la tensión que actúa sobre las regiones esparcidas del haz de fibras, la eficiencia de la operación para esparcir el haz de fibras se puede perfeccionar.
El método para producir un haz de fibras esparcido de la invención para resolver el problema mencionado anteriormente comprende el uso del aparato para producir un haz de fibras esparcido de la invención y el paso de desplazar el haz de fibras en zig-zag a lo largo de los rodillos del grupo de rodillos a una velocidad de desplazamiento de haz de fibras de 3 a 20 m/min, moviéndose con movimiento de vaivén el cuerpo de base con una frecuencia de vibración de 1 a 100 Hz con una amplitud de 1 a 25 mm, para esparcir el haz de fibras.
Es preferible que la amplitud del movimiento de vaivén del cuerpo de esparcimiento sea de 1 a 5 mm. Si la amplitud es superior a 25 mm, el desplazamiento del haz de fibras se puede volver inestable y, en caso extremo, puede suceder que el haz de fibras se desvíe del paso predeterminado de haz de fibras.
Es preferible que la frecuencia de vibración del cuerpo de esparcimiento sea de 3 a 60 Hz. Si la frecuencia de vibración es superior a 100 Hz, se puede generar pelusa en el haz de fibras.
Para mantener más estable la acción de esparcimiento de haz de fibras, es preferible que la frecuencia de vibración en el movimiento de vaivén del cuerpo de base aumente con el aumento de la velocidad de desplazamiento (velocidad de transferencia) de haz de fibras. Es preferible que, si la velocidad de desplazamiento (velocidad de transferencia) de haz de fibras es de 3 a 10 m/min, la frecuencia de vibración sea de 3 a 30 Hz, y que, si la velocidad es superior a 10 m/min, la frecuencia de vibración sea de 30 a 60 Hz.
Es preferible que la velocidad de desplazamiento (velocidad de transferencia) del haz de fibras que se ha de esparcir sea de 3 a 20 m/min, y un intervalo más preferible es de 5 a 10 m/min. Si la velocidad de desplazamiento (velocidad de transferencia) de haz de fibras es inferior a 3 m/min, la eficiencia de producción de haz de fibras esparcido decae, y si es superior a 20 m/min, la eficiencia de esparcimiento de haz de fibras puede decaer.
La invención se puede usar preferiblemente para esparcir haz de fibras que comprende filamentos de carbono o filamentos de grafito, pero también se puede usar para esparcir haz de fibras de filamentos de vidrio o haz de fibras de filamentos orgánicos que tienen un módulo elástico alto tales como filamentos de poliaramida.
Es preferible que el número de filamentos que constituyen cada haz de fibras sea de 1.000 a 100.000. Un intervalo más preferible es de 3.000 a 70.000.
Es preferible que el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención tenga un paso de calentar la superficie de al menos un rodillo del grupo de rodillos o la superficie de al menos un cuerpo de los cuerpos de base o los haces de fibras en sí a una temperatura de 70 a 250ºC.
El haz de fibras puede tener un aceite depositado para mejorar la propiedad de agrupamiento. Los haces de fibras que se han de usar para producir prepreges pueden tener un agente de apresto depositado para mejorar la adherencia a la resina de matriz.
En el caso en el que el haz de fibras se esparce, es preferible incluir un paso de calentar el haz de fibras usando unos medios de calentamiento tales como un calentador de infrarrojo antes y/o durante el esparcimiento, para ablandar el aceite o el agente de apresto depositado sobre el haz de fibras, para perfeccionar la eficiencia de la acción de esparcimiento.
El aceite o el agente de apresto depositado sobre el haz de fibras también se puede disminuir o retirar, según se requiera, dejando pasar el haz de fibras por un baño que contiene un disolvente orgánico o una disolución de lavado.
En caso de calentar, es preferible calentar el haz de fibras en un intervalo de temperatura de 70 a 250ºC preferiblemente, más preferiblemente de 70 a 180ºC en un estado para ablandar el aceite o el agente de apresto depositado sobre el haz de fibras.
Es preferible que el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención incluya un paso de golpear el haz de fibras por medio de un cuerpo de movimiento de vaivén o un cuerpo de rotación mientras se calienta el haz de fibras en una posición aguas arriba del cuerpo de base en la dirección de desplazamiento del haz de fibras.
Este método favorece el ablandamiento del aceite o del agente de apresto depositado sobre el haz de fibras.
Es preferible que el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención incluya un paso de hacer vibrar el haz de fibras con una frecuencia de vibración más baja que la frecuencia de vibración de movimiento de vaivén del cuerpo de base por medio de un cuerpo de movimiento de vaivén o un cuerpo de rotación en una posición aguas arriba del cuerpo de base en la dirección de desplazamiento del haz de fibras.
Este método afloja el haz de fibras en el estado en el que el haz de fibras se mantiene alejado del cuerpo de esparcimiento (estado sin contacto), para favorecer la acción de esparcimiento. Es preferible que la frecuencia de vibración más baja que la frecuencia de vibración de movimiento de vaivén del cuerpo de esparcimiento sea de 0,5 a 5 Hz, y un intervalo más preferible es de 1 a 3 Hz. En este caso, es preferible que la amplitud de vibración sea de 20 a 200 mm.
En el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que el módulo de elasticidad en tracción del haz de fibras sea de 200 a 700 GPa.
El haz de fibras que tiene un módulo de elasticidad en tracción de 350 a 700 GPa da un mejor efecto en la invención.
Es preferible que el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención incluya un paso de soplar un gas al haz de fibras que se desplaza en una posición al menos o bien aguas arriba o bien aguas abajo del cuerpo de base en la dirección de desplazamiento del haz de fibras.
En el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención, es preferible que la temperatura del gas sea de 70 a 250ºC y que la presión de soplado de gas sea de 0,1 a 0,5 MPa.
El gas se puede soplar en una posición aguas arriba o aguas abajo del cuerpo de base en la dirección de desplazamiento del haz de fibras (dirección de transferencia). Sin embargo, si se sopla en una posición aguas arriba, el efecto de esparcir el haz de fibras se puede perfeccionar adicionalmente.
El soplado de gas da un efecto de esparcimiento del haz de fibras más eficientemente uniforme en el caso en el que el haz de fibras está agrupado fuertemente debido al depósito de aceite o de agente de apresto.
Es preferible que la temperatura del gas sea de 70 a 180ºC y que la presión de soplado de gas sea de 0,2 a 0,5 MPa. El gas usado habitualmente es aire presurizado y el aire presurizado se puede suministrar desde una fuente de aire presurizado disponible habitualmente en la fábrica de producción.
Es preferible que el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención incluya un paso de soportar el haz de fibras sobre una correa que tiene una anchura mayor que la anchura del haz de fibras y curvada para estar proyectada por el lado que se ha de mantener en contacto con el haz de fibras, en una posición aguas abajo del cuerpo de base en la dirección de desplazamiento del haz de fibras.
El uso de la correa es efectivo para perfeccionar adicionalmente el efecto de esparcimiento del haz de fibras.
Como fuente de suministro del haz de fibras que se ha de esparcir, se usan habitualmente bobinas que tienen haz de fibras enrollado alrededor de ellas e instaladas en una fileta. En este caso, es preferible que la resistencia contra el haz de fibras que se desplaza, del mecanismo para suministrar los haces de fibras desde las bobinas, se cambie cuando se requiera para estabilizar el estado esparcido del haz de fibras.
El método para producir un prepreg de la invención comprende el paso de impregnar una resina dentro de los haces de fibras esparcidos producidos de acuerdo con el método para producir un haz de fibras esparcido de la invención.
El método de producción de prepreg permite la producción de un prepreg con una alta calidad que tiene poca irregularidad de grosor aunque el grosor es pequeño y tiene una resina suficientemente impregnada en los filamentos.
La resina usada y el método de impregnación de resina no están especialmente limitados. Ejemplos de la resina incluyen: resinas termoestables tales como resinas epoxídicas, resinas de éster vinílico, resinas de poliéster insaturado y resinas fenólicas; resinas termoplásticas tales como resinas de poliéster, resinas de polietileno, resinas de policarbonato, resinas de poliéter y resinas de poliamida; etc. A menudo se usa una resina epoxídica.
Ejemplos de la resina epoxídica incluyen resina epoxídica de bisfenol A, resina epoxídica de fenol-novolaca, resina epoxídica de cresol-novolaca, resina epoxídica de glicidilamina, resina epoxídica alicíclica, resina epoxídica modificada con uretano, resina epoxídica de bisfenol A bromurada, etc.
Se puede usar una de estas resinas epoxídicas, pero también se pueden usar dos o más de ellas juntas. Además, también se puede usar una resina epoxídica líquida o una resina epoxídica sólida tal y como son. Habitualmente, un agente de curado se añade a la resina epoxídica usada.
Para la impregnación, por ejemplo, una resina de viscosidad reducida mediante calentamiento o disolución en un disolvente se puede impregnar dentro de los haces de fibra. Como otro método, los haces de fibra se pueden sostener entre dos láminas de resina, obtenidas respectivamente aplicando delgada y uniformemente una resina a una lámina tal como una película de resina o papel tratada para ser desprendible, y el estratificado se presuriza usando un rodillo de calentamiento, etc.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral esquemática que muestra un ejemplo del equipo para llevar a cabo el método de producción de prepreg de la invención.
La figura 2 es una vista esquemática en perspectiva que muestra un dispositivo de esparcimiento de fibras, parcialmente a escala ampliada, en el aparato para producir un haz de fibras esparcido mostrado en la figura 1.
La figura 3 es una vista lateral esquemática que muestra otra realización en la que el dispositivo de soplador de gas en el aparato para producir un haz de fibras esparcido mostrado en la figura 1 está sustituido por un cuerpo de impartición de vibración.
La figura 4 es una vista lateral esquemática que muestra todavía otra realización en la que el dispositivo de soplador de gas en el aparato para producir un haz de fibras esparcido mostrado en la figura 1 está retirado y el cuerpo de base de él está sustituido por otra realización de cuerpo de base.
La figura 5 es una vista lateral esquemática que muestra otro ejemplo del aparato para llevar a cabo un método de producción de haz de fibras esparcido de la invención.
La figura 6 es una vista lateral esquemática que muestra un ejemplo de un rodillo que tiene porciones proyectadas de soporte usadas en el aparato de producción de haz de fibras esparcido de la invención.
La figura 7 es una vista esquemática en perspectiva que muestra un ejemplo de un cilindro que vibra en la dirección axial usado en la producción convencional de haz de fibras esparcido.
La figura 8 es una vista lateral esquemática que muestra un ejemplo del aparato para llevar a cabo el método convencional de producción de haz de fibras esparcido.
La figura 9 es una vista lateral esquemática que muestra otro ejemplo del aparato para llevar a cabo el método convencional de producción de haz de fibras esparcido.
Los mejores modos de llevar a cabo la invención
La invención se describe en más detalle con referencia a los dibujos y ejemplos.
Los valores de propiedades usados en los ejemplos descritos posteriormente se midieron como viene a continuación o como se especifica posteriormente.
Módulo de elasticidad en tracción y resistencia a la tracción
El haz de fibras de carbono que se había de medir se impregnó con una composición de resina epoxídica obtenida mezclando 1.000 g (93,0%p) de Bakelita (marca registrada) ERL-4221 producida por Union Carbide K.K., 30 g (3%p) de monoetilamina de trifluoruro de boro (BF_{3}\cdotMEA) y 40 g (4%p) de acetona, y el haz de fibras impregnado se calentó a 130ºC durante 30 minutos para curación, para obtener un cordón impregnado de resina. El módulo de elasticidad en tracción y la resistencia a la tracción de él se midieron de acuerdo con el método de ensayo de cordón impregnado de resina descrito en JIS R 7601.
Tensión que actúa sobre el haz de fibras
Se usó un tensiómetro mecánico. Un tensiómetro digital modelo DTM-5KB producido por Shimpo Kogyo K.K. se usó como instrumento de medición.
Anchura de fibra esparcida
Una regla se mantuvo más cerca del haz de fibras que se desplazaba (transferido), para una medición visual.
Generación de pelusa
La pelusa de haz de fibras se observó visualmente y se evaluó de acuerdo con el siguiente criterio:
Categoría 5: No se observaron en absoluto fibras finas desunidas.
Categoría 4: Se observaron unas pocas fibras finas desunidas.
Categoría 3: Se observaron fibras finas desunidas pero no enrolladas alrededor de rodillos.
Categoría 2: Se observaron fibras finas desunidas y enrolladas alrededor de rodillos.
Categoría 1: Se observaron fibras finas desunidas y enrolladas alrededor de rodillos y además los haces de fibras se rompieron.
Ejemplo 1
En el equipo para llevar a cabo el método de producción de prepreg de la invención mostrado en la figura 1, varios (tres en la figura 1) haces 7 de fibras, desenrollados desde bobinas 8 que tienen los haces 7 de fibras enrollados alrededor de ellas, pasaron a lo largo de rodillos 21a y 21b de guía, para ser dispuestos en paralelo en la dirección transversal. Después, pasaron a través de un precalentador 4 y a lo largo de un rodillo 21c de guía, para alcanzar un soplador 6 de gas. Los haces 7 de fibras que pasaron bajo el soplador 6 de gas se introdujeron en un dispositivo 1 de esparcimiento de fibras.
El dispositivo 1 de esparcimiento de fibras estaba provisto de un primer rodillo 3a, un segundo rodillo 3b, un cuerpo 2 de base, un tercer rodillo 3c, un cuarto rodillo 3d y un rodillo flotante 5, nombrados desde el lado aguas arriba hasta el lado aguas abajo en la dirección de desplazamiento de los haces de fibras.
Los haces 7 de fibras que pasaron bajo el soplador 6 de gas para alcanzar el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras pasaron a lo largo del primer rodillo 3a, el segundo rodillo 3b, el cuerpo 2 de base, el tercer rodillo 3c, el cuarto rodillo 3d y el rodillo flotante 5 secuencialmente en zig-zag, siendo entregados desde el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras.
Los haces 7 de fibras entregados desde el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras pasaron a lo largo de rodillos 21d, 21e y 21f de guía y se introdujeron en un dispositivo 9 de impregnación de resina. Los haces 7 de fibras impregnados con una resina en el dispositivo 9 de impregnación de resina tenían forma de prepreg y se entregaron desde el dispositivo 9 de impregnación de resina, para ser transferidos a un dispositivo de post-tratamiento (no ilustrado).
La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra el primer rodillo 3a, el segundo rodillo 3b, el cuerpo 2 de base, el tercer rodillo 3c y el cuarto rodillo 3d en el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras. En la figura 2, el estado en el que el cuerpo 2 de base se movió hacia arriba se indica mediante una línea de puntos.
Los haces 7 de fibras que se habían de esparcir mediante el dispositivo eran haces de fibras de carbono que tenían una resistencia a la tracción de 4.900 MPa y un módulo de elasticidad en tracción de 230 GPa, constando cada haz de 12.000 filamentos que tenían un diámetro medio de filamento de 7 mm.
Mientras los haces 7 de fibras se cogían por medio del rodillo tractor 10 accionado, se desenrollaron de las bobinas 8 instaladas en una pileta. La tensión que actuó sobre los haces 7 de fibras en la región en la que se desenrollaban fue de 1,6 N/haz (N: Newton) y la velocidad de transferencia fue de 5 m/min.
Los haces 7 de fibras se introdujeron después en el precalentador 4 que tenía una longitud efectiva de 1 m, equipado con un calentador de infrarrojo lejano con una salida de 4 kW, y se calentaron para ablandar el agente de apresto depositado sobre los haces 7 de fibras. La temperatura de la atmósfera en el precalentador 4 fue de 100ºC.
Después, mientras los haces 7 de fibras se transferían continuamente, se sopló aire desde el soplador 6 de gas, a una presión de 0,2 MPa, y los haces 7 de fibras se introdujeron en el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras que constaba de un rodillo libre de rotación con un diámetro de 40 mm usado como cuerpo 2 de base y una pluralidad de rodillos 3a, 3b, 3c y 3d.
En el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras, el cuerpo 2 de base se movió con movimiento de vaivén con una frecuencia de vibración de 10 Hz en la dirección vertical, es decir, en la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que se transferían los haces 7 de fibras, para ser puesto en contacto y mantenido alejado repetitivamente con respecto a los haces 7 de fibras. El mecanismo para mover con movimiento de vaivén el cuerpo 2 de base no está ilustrado y la dirección de movimiento de vaivén sólo está indicada mediante la flecha 2a. Esta acción hizo que los haces 7 de fibras transferidos se esparciesen.
Mientras el cuerpo 2 de base se mantenía en contacto con los haces 7 de fibras, el cuerpo 2 de base se movió una distancia de 5 mm.
En este caso, la tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras mientras el cuerpo 2 de base se mantenía en contacto con los haces 7 de fibras fue un máximo de 3,2 N/haz y se volvió un mínimo de 0 N/haz mientras el cuerpo 2 de base se mantenía alejado de los haces 7 de fibras.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 30 mm uniformemente en la dirección longitudinal de los haces 7 de fibras, y el esparcimiento de fibras fue satisfactorio. La categoría de generación de pelusa fue de 5 y la generación de pelusa fue casi cero. Además, no se observó la rotura de los haces 7 de fibras.
Además, los haces 7 de fibras pasaron a lo largo del rodillo flotante 5, para ser finalmente esparcidos, y se introdujeron en el dispositivo 9 de impregnación de resina, para ser impregnados con la resina. Después, se cogieron por medio del rodillo tractor 10 accionado, para producir un prepreg.
Ejemplo 2
El dispositivo de producción de haz de fibras esparcido de la invención mostrado en la figura 3 tiene la misma constitución que la del dispositivo mostrado en la figura 1, excepto en que se usa un vibrador 11 en lugar del soplador 6 de gas. A los componentes del dispositivo mostrado en la figura 3, que son los mismos que los del dispositivo mostrado en la figura 1, se les dan los mismos símbolos.
En este dispositivo, los haces 7 de fibras se esparcieron como se describió para el ejemplo 1. Aparte de la vibración del cuerpo 2 de base, un rodillo libre de rotación con un diámetro de 40 mm se uso como vibrador 11, para hacer vibrar los haces 7 de fibras con una frecuencia de vibración de 2 Hz con una amplitud de 50 mm.
En este caso, la tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras mientras el cuerpo 2 de base se mantenía en contacto con los haces 7 de fibras fue un máximo de 3,6 N/haz y se volvió un mínimo de 0 N/haz mientras el cuerpo 2 de base se mantenía alejado de los haces 7 de fibras.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 30 mm uniformemente en la dirección longitudinal de los haces de fibras, y el esparcimiento de fibras fue satisfactorio. La categoría de generación de pelusa fue de 5.
Ejemplo 3
El aparato de producción de haz de fibras esparcido de la invención mostrado en la figura 4 tiene la misma constitución que la del aparato mostrado en la figura 1, excepto en que el soplador 6 de gas se retira, en que el cuerpo 2 de base provisto entre los rodillos 3b y 3c en el aparato de la figura 1 está provisto entre los rodillos 3c y 3d, y en que el cuerpo 2 de base se mueve siguiendo arcos de circunferencia como se indica mediante las flechas 2b y 2c en lugar de moverse verticalmente a diferencia del cuerpo 2 de base de la figura 1. A los componentes del aparato mostrado en la figura 4, que son los mismos que los del aparato mostrado en la figura 1, se les dan los mismos símbolos.
En este aparato, los haces 7 de fibras se esparcieron como se describió para el ejemplo 1.
La tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras mientras el cuerpo 2 de base se mantenía en contacto con los haces 7 de fibras fue un máximo de 2,8 N/haz y se volvió un mínimo de 0 N/haz mientras el cuerpo 2 de base se mantenía alejado de los haces 7 de fibras.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 28 mm uniformemente en la dirección longitudinal de los haces de fibras, y el esparcimiento de fibras fue satisfactorio. La categoría de generación de pelusa fue de 5.
Ejemplo 4
El aparato para llevar a cabo el método de producción de haz de fibras esparcido de la invención mostrado en la figura 5 tenía una estructura, en la cual los haces 7 de fibras desenrollados de las bobinas (no ilustradas) que tenían los haces de fibras enrollados alrededor de ellas pasan a lo largo de un primer rodillo 12a, un cuerpo 15 de rotación que consta de cuatro rodillos pequeños, un segundo rodillo 12b, un tercer rodillo 12c, un cuarto rodillo 12d, un quinto rodillo 12e, un primer cuerpo 2A de base, un sexto rodillo 12f, un segundo cuerpo 2B de base, un séptimo rodillo 12g, un tercer cuerpo 2C de base, un primer rodillo 13a de freno, un segundo rodillo 13b de freno y un rodillo 21 de guía secuencialmente en zig-zag.
Debajo del primer rodillo 12a, el cuerpo 15 de rotación y el segundo rodillo 12b se proporciona un precalentador 4 (idéntico al precalentador 4 de la figura 1), y debajo de la sección que va desde el tercer rodillo 12c hasta el segundo rodillo 13b de freno se proporciona un calentador 14. Aguas abajo del rodillo 21 de guía existía, aunque no se ilustra, un rodillo tractor accionado como el rodillo tractor accionado 10 del aparato mostrado en la figura 1.
La figura 6 es una vista lateral detallada que muestra un rodillo del primer rodillo 12a al séptimo rodillo 12g del aparato mostrado en la figura 5. En la figura 6, el rodillo se indica mediante el símbolo 12.
Este aparato se usó para esparcir los haces 7 de fibras como se describió para el ejemplo 1. La tensión que actuó sobre los haces 7 de fibras en la región en la que se desenrollaban y la velocidad de transferencia fueron las mismas que las del ejemplo 1.
Los haces 7 de fibras desenrollados de bobinas (no ilustradas) se introdujeron en el precalentador 4 que tenía un calentador de infrarrojo, para ser calentados, y como resultado de ello el agente de apresto depositado sobre los haces 7 de fibras se ablandó. La temperatura de la atmósfera en el precalentador 4 fue de 100ºC.
Después, mientras los haces 7 de fibras se transferían continuamente, el cuerpo 15 de rotación que constaba de cuatro rodillos libres de rotación con un diámetro de 45 mm se usó para golpear los haces 7 de fibras con una frecuencia de vibración de 30 Hz para favorecer el ablandamiento del agente de apresto. Subsiguientemente, los haces 7 de fibras se introdujeron en el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras.
El dispositivo de esparcimiento de fibras constaba de tres cuerpos 2A, 2B y 2C de esparcimiento, varios rodillos 12a a 12g, dos rodillos 13a y 13b de freno y un calentador 14.
Todos los cuerpos 2A, 2B y 2C de base y los varios rodillos 12a a 12g son rodillos libres 12 que tienen varias porciones proyectadas de soporte que se extienden en la dirección axial de la rotación del rodillo (figura 6). El ángulo (\theta) entre las porciones proyectadas de soporte respectivamente adyacentes en el eje del rodillo fue de 22,5 grados; la altura de cada porción proyectada de soporte (t), 2 mm; el radio de rodillo (r), 28 mm; y el radio de cada porción proyectada de soporte en la punta, 2 mm.
Los rodillos 13A y 13B de freno tenían un diámetro de 80 mm respectivamente y se conectaban por sus extremos por un lado con un mecanismo de freno mecánico (no ilustrado). Como calentador 14, se usó un calentador de infrarrojo lejano.
En el dispositivo 1 de esparcimiento de fibras, los respectivos cuerpos 2A, 2B y 2C de base se movieron con movimiento de vaivén con una frecuencia de vibración de 25 Hz en la dirección vertical, es decir, en la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que se transferían los haces 7 de fibras, como se indica mediante las flechas 2Aa, 2Ba y 2Ca, para repetir el contacto y la separación con relación a los haces 7 de fibras.
Esta acción hizo que los haces 7 de fibras transferidos se esparcieran. En este caso, mientras los respectivos cuerpos 2A, 2B y 2C de base se mantuvieron en contacto con los haces 7 de fibras, los respectivos cuerpos 2A, 2B y 2C de base se movieron una distancia de 2 mm.
En este caso, la tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras mientras los cuerpos 2A, 2B y 2C de base se mantenían en contacto con los haces de fibras fue un máximo de 3,2 N/haz y se volvió un mínimo de 0 N/haz mientras los cuerpos 2A, 2B y 2C de base se mantenían alejados de los haces 7 de fibras. La tensión que actuó después de que los haces 7 de fibras pasaran a lo largo del rodillo 13b de freno aumentó a 4 N/haz. El calentamiento por medio del calentador 14 mantuvo a 100ºC la temperatura de la atmósfera por encima del dispositivo 1 de esparcimiento de fibras.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 30 mm uniformemente en la dirección longitudinal de los haces de fibras, y el esparcimiento de fibras fue satisfactorio. La categoría de generación de pelusa fue de 5 y la generación de pelusa fue casi cero. Además, no se observó la rotura de los haces 7 de fibras.
Ejemplo comparativo 1
Se esparcieron haces 7 de fibras como se describió para el ejemplo 1, excepto en que un cilindro 16 que vibraba en la dirección axial descrito en el documento JP-56-43435-A mencionado anteriormente y mostrado de manera aproximada en la figura 7 se usó en lugar del cuerpo 2 de base mostrado en la figura 1 y en que el precalentador 4, el rodillo flotante 5 y el soplador 6 de gas no se usaron.
La tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras varió entre 0,8 y 2,4 N/haz en relación con los ciclos de movimiento del cilindro 16 que vibraba axialmente.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 15 mm en la dirección longitudinal de los haces de fibras, y el esparcimiento de fibras no fue satisfactorio a la vista de haces de fibras esparcidos para producir un prepreg de buena calidad. La categoría de generación de pelusa fue de 3.
Ejemplo comparativo 2
Se esparcieron haces de fibras como se describió para el ejemplo 1, excepto en que un cuerpo oval 17 de rotación descrito en el documento JP-61-275438-A mencionado anteriormente y mostrado de manera aproximada en la figura 8 se usó en lugar del cuerpo 2 de base mostrado en la figura 1, en que el precalentador 4 se colocó aguas abajo del cuerpo 17 de rotación, y en que el rodillo flotante 5 y el soplador 6 de gas mostrados en la figura 1 no se usaron. La frecuencia de vibración del cuerpo 17 de rotación fue de 100 Hz.
En este caso, la tensión que actuó sobre las regiones esparcidas de los haces 7 de fibras mientras el cuerpo 17 de rotación se mantenía en contacto con los haces de fibras fue un máximo de 4,8 N/haz y se volvió un mínimo de 0,2 N/haz mientras el cuerpo 17 de rotación se mantenía alejado de los haces 7 de fibras.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 20 mm en la dirección longitudinal de los haces de fibras, y el efecto de esparcimiento de fibras fue bastante insuficiente. La categoría de generación de pelusa fue de 3.
Ejemplo comparativo 3
Se esparcieron haces 7 de fibras como se describió para el ejemplo 1, excepto en que un rodillo 18 de rotación excéntrica descrito en el documento JP-7-268754-A mencionado anteriormente y mostrado de manera aproximada en la figura 9 se usó en lugar del cuerpo 2 de base mostrado en la figura 1, y en que el precalentador 4, el rodillo flotante 5 y el soplador 6 de gas no se usaron.
En este caso, los haces 7 de fibras no se aflojaron suficientemente y la tensión que actuó sobre los haces de fibras varió en un intervalo de 0,8 a 2,4 N/haz en relación con los ciclos de rotación del rodillo 18 de rotación excéntrica.
Los haces 7 de fibras, que tenían una anchura de 7 mm antes de que fueran esparcidos, fueron esparcidos hasta tener una anchura media de 15 mm en la dirección longitudinal de los haces de fibras. El efecto de esparcimiento de fibras fue insuficiente. La categoría de generación de pelusa fue de 4.
Aplicación industrial
El aparato de producción de haz de fibras esparcido de la invención y el método de producción de haces de fibras esparcidos que usa el aparato de producción permiten que se esparza haz de fibras de manera estable con una alta eficiencia sin generar, por ejemplo, pelusa en los haces de fibras, incluso en el caso en el que el haz de fibras comprende filamentos que tienen un módulo elástico alto o en el que la velocidad de transferencia es más alta.
El prepreg obtenido impregnando una resina en los haces de fibras esparcidos mediante el método de producción de haces de fibras esparcidos tiene una calidad alta puesto que la irregularidad de grosor es muy pequeña aunque el grosor es pequeño.

Claims (18)

1. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido, que comprende un grupo de al menos dos rodillos (3a, 3b, 3c, 3d) mantenidos en contacto con un haz (7) de fibras que se desplaza, y un cuerpo (2) de base que se mueve con movimiento de vaivén para ser puesto en contacto y mantenido alejado repetitiva y periódicamente con respecto al haz (7) de fibras que se desplaza a medida que el centro axial de dicho cuerpo (2) de base se mueve con relación al haz (7) de fibras que se desplaza, siendo tal la disposición que el haz (7) de fibras que se desplaza, entre los rodillos, no recibe ninguna presión en el estado sin contacto, estando provisto dicho cuerpo (2) de base entre al menos un par de rodillos (3b, 3c) adyacentes entre sí, de dicho grupo de rodillos (3a, 3b, 3c, 3d).
2. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que están provistos dos más de dichos cuerpos (2) de base.
3. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el cuerpo (2) de base es un rodillo giratorio.
4. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos un rodillo de dicho grupo de rodillos (3a, 3b, 3c, 3d) o al menos uno de dichos cuerpos (2) de base comprende un rodillo (12) que tiene una pluralidad de porciones proyectadas de soporte que se extienden a lo largo de una dirección del eje de rotación del rodillo (12) y proyectadas desde la superficie del rodillo (12), en la periferia del rodillo (12).
5. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 4, en el que al menos uno de dichos rodillos (12) que tienen porciones proyectadas de soporte está posicionado aguas arriba de dicho cuerpo (2) de base y se gira en la misma dirección que la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras que se desplaza, manteniéndose su velocidad superficial periférica más baja que la velocidad de desplazamiento del haz (7) de fibras que se desplaza.
6. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 4, en el que al menos uno de dichos rodillos (12) que tienen porciones proyectadas de soporte está posicionado aguas arriba de dicho cuerpo (2) de base y se gira en la dirección inversa a la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras que se desplaza.
7. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que, en dicho rodillo (12) que tiene porciones proyectadas de soporte, el ángulo (\theta) formado entre las porciones de soporte respectivamente adyacentes en el eje del rodillo es de 5 a 50 grados y la relación entre la altura de cada porción de soporte (t) y el radio del rodillo (r) satisface la fórmula t>r[1/cos(\theta/2)-1].
8. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos un rodillo posicionado aguas abajo de dicho cuerpo (2) de base, de dicho grupo de rodillos, es un rodillo (13a, 13b) de freno.
9. Un aparato para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos un rodillo posicionado aguas abajo de dicho cuerpo (2) de base, de dicho grupo de rodillos, es un rodillo flotante (5).
10. Un método para producir un haz de fibras esparcido, que comprende el uso de un aparato para producir un haz de fibras esparcido como se expuso en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y el paso de desplazar un haz (7) de fibras en zig-zag a lo largo de dichos rodillos de dicho grupo de rodillos (3a, 3b, 3c, 3d) a una velocidad de desplazamiento de haz de fibras de 3 a 20 m/min, moviéndose dicho cuerpo (2) de base con movimiento de vaivén con una frecuencia de vibración de 1 a 100 Hz con una amplitud de 1 a 25 mm, para esparcir el haz (7) de fibras.
11. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende adicionalmente un paso de calentar la superficie de al menos un rodillo de dicho grupo de rodillos (3a, 3b, 3c, 3d) o la superficie de al menos un cuerpo de base de dichos cuerpos (2) de base o el haz (7) de fibras en sí mismo.
12. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, que comprende adicionalmente un paso de golpear el haz (7) de fibras por medio de un cuerpo (11) de movimiento de vaivén o un cuerpo (15) de rotación mientras se calienta el haz (7) de fibras en una posición aguas arriba de dicho cuerpo (2) de base en la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras.
13. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, que comprende adicionalmente un paso de hacer vibrar el haz (7) de fibras por medio de un cuerpo (11) de movimiento de vaivén o un cuerpo (15) de rotación con una frecuencia de vibración más baja que la de la frecuencia de vibración de movimiento de vaivén de dicho cuerpo (2) de base, en una posición aguas arriba de dicho cuerpo (2) de base en la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras.
14. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el módulo de elasticidad en tracción del haz (7) de fibras es de 200 a 700 GPa.
15. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende adicionalmente un paso de soplar un gas al haz (7) de fibras que se desplaza en una posición al menos o bien aguas arriba o bien aguas abajo de dicho cuerpo (2) de base en la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras.
16. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la temperatura del gas es de 70 a 250ºC y la presión de soplado de gas es de 0,1 a 0,5 MPa.
17. Un método para producir un haz de fibras esparcido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, que comprende adicionalmente un paso de soportar el haz (7) de fibras que se desplaza sobre una correa que tiene una anchura mayor que la anchura del haz (7) de fibras y curvada para estar proyectada por el lado que se ha de mantener en contacto con el haz (7) de fibras, en una posición aguas abajo de dicho cuerpo (2) de base en la dirección de desplazamiento del haz (7) de fibras.
18. Un método para producir un prepreg, que comprende el paso de impregnar una resina en los haces de fibras esparcidos producidos de acuerdo con el método de producción de un haz de fibras esparcido como se expuso en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17.
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