ES3037211T3 - Shapeable fabric - Google Patents

Shapeable fabric

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ES3037211T3
ES3037211T3 ES23190930T ES23190930T ES3037211T3 ES 3037211 T3 ES3037211 T3 ES 3037211T3 ES 23190930 T ES23190930 T ES 23190930T ES 23190930 T ES23190930 T ES 23190930T ES 3037211 T3 ES3037211 T3 ES 3037211T3
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ES23190930T
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Inventor
David Marie Pierre Blandin
Julien Jouannaux
Nadege Boucard
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Owens Corning Intellectual Capital LLC
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Owens Corning Intellectual Capital LLC
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Abstract

Se describe un tejido moldeable que comprende: primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección; segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y un hilo de costura entremezclado (1) que comprende una pluralidad de filamentos de infusión (4) y una pluralidad de filamentos de conformación (2) que están entremezclados, donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado (1) forma un patrón de costura a través del tejido moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y donde los filamentos de conformación (2) tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión (4) tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Tela moldeable
Campo de la invención
La presente invención se refiere a telas moldeables que comprenden fibras de vidrio, en particular telas moldeables para reforzar componentes estructurales tales como componentes de turbinas eólicas. La presente invención también se refiere a un proceso para producir dicha tela moldeable. La presente invención se refiere, además, a una pila de telas que comprende dicha tela moldeable, a un componente conformado que comprende dicha pila de telas y a un proceso para producir dicho componente conformado.
Antecedentes
Es conocido el uso de fibras de vidrio para formar telas de refuerzo para reforzar componentes estructurales tales como palas de turbina eólica o componentes relacionados (por ejemplo, cordones de larguero).
Los componentes estructurales que contienen telas de refuerzo (componentes estructurales reforzados) a menudo se forman apilando capas de telas de refuerzo en un molde, llenando el molde con una resina y curando la resina para formar el componente. Este proceso puede llevar mucho tiempo.
La energía eólica y el uso de turbinas eólicas han ganado cada vez más atención a medida que continúa la búsqueda de fuentes de energía alternativas. Con el creciente interés en generar más energía a partir de la energía eólica, los avances tecnológicos en la técnica han permitido aumentar el tamaño de las palas de turbina eólica. El aumento del tamaño de las palas de turbina eólica también aumenta el tiempo requerido para producir las palas de turbina eólica. Un aumento en el tamaño de las palas de turbina eólica también aumenta cualquier problema asociado con la infusión de telas de refuerzo utilizados para formar las palas de turbina eólica con resina.
El documento US 2020/071859 A1 describe una tela textil de refuerzo estabilizado. El documento CN 110093 713 A describe un método para reducir la rotura del hilo de una tela tricotada con costura axial. El documento JP 2019 044285 A describe un sustrato de costura multiaxial resistente al calor. El documento US 2012/302118 A1 describe una lámina para resina reforzada con fibra.
Sería deseable proporcionar mejoras en la eficiencia de la producción de componentes estructurales reforzados, tales como palas de turbina eólica.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona una tela moldeable según la reivindicación 1, una pila de telas según la reivindicación 11, un componente conformado según la reivindicación 12 y un proceso para producir una tela moldeable según la reivindicación 13.
En su forma más general, la presente invención proporciona una tela moldeable que comprende: primeras fibras orientadas en una primera dirección; segundas fibras orientadas en una segunda dirección; y un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados.
Por ejemplo, en la presente memoria se describe una tela moldeable que comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un tejido moldeable que comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona una pila de telas que comprende al menos dos capas de una tela moldeable descrita en la presente memoria.
En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un componente conformado que comprende una pila de telas descrita en la presente memoria.
En un cuarto aspecto, la presente invención proporciona un proceso para producir una tela moldeable, comprendiendo el proceso:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección;
coser las primeras y segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y para mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, comprendiendo el hilo de costura entremezclado una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados.
En un quinto aspecto, la presente invención proporciona un proceso para producir una tela moldeable, comprendiendo el proceso:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección;
coser las primeras y segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y para mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, comprendiendo el hilo de costura entremezclado una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
En un sexto aspecto, la presente invención proporciona un proceso para producir una tela moldeable, comprendiendo el proceso:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, estando la segunda dirección dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección;
coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, comprendiendo el hilo de costura entremezclado una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en donde los filamentos de infusión constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y los filamentos de conformación constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado.
En un séptimo aspecto, la presente invención proporciona un proceso para producir un componente conformado, comprendiendo el proceso:
apilar una pluralidad de capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria para proporcionar una pila de telas;
conformar la pila de telas; y
calentar la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C.
Los presentes inventores han descubierto que la presente invención proporciona una tela moldeable que proporciona mejoras en la eficiencia de la producción de componentes de estructuras reforzados, tales como palas de turbina eólica y componentes relacionados. Esto se debe a que estos telas moldeables pueden apilarse y conformarse (es decir, preconformarse) antes de incorporarse a un componente estructural reforzado. Se ha descubierto que la provisión de las telas moldeables descritas en la presente memoria aumenta sorprendentemente la velocidad a la que se puede producir un componente estructural reforzado, por ejemplo, una pala de turbina eólica. Aún más sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que las telas moldeables descritas en la presente memoria pueden proporcionar mejoras en la eficiencia de la producción de componentes estructurales reforzados, por ejemplo, palas de turbinas eólicas, sin afectar negativamente a las propiedades mecánicas o de infusión de las telas o los componentes finales. En general, las telas moldeables descritas en la presente memoria pueden dar lugar a un aumento de la productividad y a una reducción de la no conformidad durante la colocación de las telas en la producción de componentes estructurales.
Se ha intentado producir una tela moldeable que tenga tanto buenas propiedades mecánicas como buenas propiedades de infusión, de modo que la tela moldeable pueda usarse en la producción de palas de turbina eólica. Sin embargo, ha resultado difícil incorporar propiedades moldeables en telas útiles en la producción de componentes estructurales, tales como en palas de turbina eólica, y que la tela siga presentando buenas propiedades de infusión, buenas propiedades mecánicas (incluidas las propiedades mecánicas de un material compuesto formado a partir de la tela moldeable) y buena capacidad de drapeado.
Los presentes inventores han descubierto que el uso de un hilo de costura entremezclado que comprende, que consiste esencialmente en o que consiste en una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en la producción de una tela moldeable proporciona sorprendentemente telas moldeables que presentan buenas propiedades mecánicas y de infusión. Sorprendentemente, los inventores también descubrieron que los artículos compuestos producidos a partir de dichas telas moldeables presentan buenas propiedades mecánicas. Sorprendentemente, los inventores descubrieron que el uso de un hilo de costura entremezclado como se describe en la presente memoria reduce el tiempo del ciclo de producción de las telas y reduce la presencia de arrugas y/o bolsas de resina después de la infusión con resina. Aún más sorprendentemente, se ha descubierto que el empleo del hilo de costura entremezclado descrito en la presente memoria mejora las propiedades de infusión de la tela en comparación con los intentos anteriores de proporcionar una tela moldeable. Sin pretender imponer ninguna teoría, las propiedades de infusión mejoradas pueden ser el resultado de la disposición entremezclada de la pluralidad de filamentos de infusión y la pluralidad de filamentos de conformación, lo que permite una distribución más homogénea de los componentes de conformación e infusión sobre las telas.
Además, los presentes inventores descubrieron que proporcionar una tela moldeable que comprenda el hilo de costura entremezclado descrito en la presente memoria reduce la rigidez de la tela y aumenta la capacidad de drapeado en comparación con los intentos anteriores de proporcionar una tela moldeable. También se descubrió que el uso de un hilo de costura entremezclado con una pluralidad de filamentos de conformación que tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C (por ejemplo, menos de aproximadamente 120 °C o menos de aproximadamente 100 °C) también es beneficioso, ya que se puede usar una temperatura de activación y, por lo tanto, una cantidad de energía, más baja durante la producción de la tela moldeable.
La invención incluye la combinación de los aspectos y características preferidas descritos en la presente memoria, excepto cuando dicha combinación sea claramente inadmisible o se evite expresamente.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se analizarán las realizaciones y experimentos que ilustran los principios de la invención con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra una sección transversal a través de un hilo de costura entremezclado que comprende filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados;
La figura 2 es un gráfico que muestra las propiedades de infusión para telas unidireccionales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 3 es un gráfico que muestra las propiedades de infusión para telas biaxiales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 4a es un gráfico que muestra las propiedades mecánicas para telas unidireccionales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 4b es un gráfico que muestra las propiedades mecánicas para telas unidireccionales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 5 es un gráfico que muestra las propiedades mecánicas para telas biaxiales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 6 es un gráfico que muestra las propiedades de fatiga para telas unidireccionales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 7 es un gráfico que muestra las propiedades de fatiga para telas unidireccionales descritas en la sección de ejemplos a continuación;
La figura 8 es un gráfico que muestra las propiedades mecánicas para telas biaxiales descritas en la sección de ejemplos a continuación.
Descripción detallada
Ahora se analizarán los aspectos y las realizaciones de la presente invención. Otros aspectos y realizaciones serán evidentes para los expertos en la técnica.
En la presente memoria se describe una tela moldeable que comprende: primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección; segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones.
Las primeras fibras de la tela moldeable pueden denominarse fibras de urdimbre. Las primeras fibras pueden estar dispuestas una al lado de la otra y sustancialmente paralelas entre sí. Las segundas fibras de la tela moldeable pueden denominarse fibras de trama. Las segundas fibras pueden estar dispuestas una al lado de la otra y sustancialmente paralelas entre sí.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende primeras fibras orientadas en una primera dirección y segundas fibras orientadas en una segunda dirección. En algunas realizaciones, la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, por ejemplo, en donde la primera dirección y la segunda dirección son diferentes entre sí. En algunas realizaciones, la segunda dirección está dentro de aproximadamente 10 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 30 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 40 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 45 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 60 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 70 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 80 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 85 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 88 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, o dentro de aproximadamente 90 grados de la primera dirección.
En algunas realizaciones, la tela moldeable puede ser una tela unidireccional o una tela multiaxial, tal como una tela biaxial.
En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela unidireccional. una tela unidireccional puede comprender segundas fibras orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está orientada en una dirección mayor de 0 grados con respecto a la primera dirección. Por ejemplo, una tela unidireccional puede comprender primeras fibras orientadas en una primera dirección y segundas fibras orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección es de aproximadamente 0 a 90 grados de la primera dirección, por ejemplo, dentro de aproximadamente 45 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 60 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 70 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 80 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 85 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 88 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, o dentro de aproximadamente 90 grados de la primera dirección. En una tela unidireccional, las primeras fibras pueden constituir más de aproximadamente el 90 % en peso de la tela moldeable, por ejemplo, más de aproximadamente el 92 % en peso de la tela moldeable, o al menos aproximadamente el 95 % en peso de la tela moldeable. En una tela unidireccional, las segundas fibras pueden constituir hasta aproximadamente el 10 % en peso, por ejemplo, hasta aproximadamente el 8 % en peso, o hasta aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable. En una tela unidireccional, la segunda dirección puede ser sustancialmente perpendicular a la primera dirección, las primeras fibras pueden constituir más del 92 % en peso de la tela moldeable y las segundas fibras pueden constituir hasta aproximadamente el 8 % en peso de la tela moldeable. En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela unidireccional, la segunda dirección es sustancialmente perpendicular a la primera dirección y la relación en peso de las primeras fibras a las segundas fibras está en el intervalo de 15:1 a 25:1.
En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela biaxial. En una tela biaxial, la segunda dirección puede estar dentro de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, por ejemplo, la segunda dirección puede estar dentro de aproximadamente 30 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, la segunda dirección puede estar dentro de aproximadamente 40 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, la segunda dirección puede estar dentro de aproximadamente 45 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 60 grados a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 70 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 80 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 85 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, dentro de aproximadamente 88 a aproximadamente 90 grados de la primera dirección, o dentro de aproximadamente 90 grados de la primera dirección. En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela biaxial en donde la segunda dirección está alrededor de 25 a 75 grados de la primera dirección, por ejemplo, aproximadamente 45 grados de la primera dirección. En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela biaxial en donde la segunda dirección es al menos 45 grados de la primera dirección. En algunas realizaciones, la tela moldeable es una tela biaxial, y la segunda dirección es sustancialmente perpendicular a la primera dirección. En las realizaciones en las que la tela moldeable es una tela biaxial, las segundas fibras constituyen más del 5 % en peso de la tela moldeable. En las realizaciones en las que la tela moldeable es una tela biaxial, las segundas fibras pueden constituir al menos aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable, por ejemplo, al menos aproximadamente el 15 % en peso, al menos aproximadamente el 20 % en peso o al menos aproximadamente el 25 % en peso de la tela moldeable. En algunas realizaciones, el peso de fibra restante de la tela moldeable está compuesto por las primeras fibras.
En algunas realizaciones, al menos las primeras fibras o las segundas fibras comprenden, consisten esencialmente en o consisten en fibras de vidrio.
En algunas realizaciones, tanto las primeras fibras como las segundas fibras comprenden, consisten esencialmente en o consisten en fibras de vidrio.
El término “ fibras de vidrio” se usa en la presente memoria para referirse a una pluralidad de filamentos de vidrio continuos (el término “ continuo” , como se usa en la presente memoria, se usa para referirse a una fibra/filamento que tiene una longitud muchas veces más larga que su diámetro, por ejemplo, al menos aproximadamente 5000 veces más larga que su diámetro, por ejemplo, al menos aproximadamente 10.000 veces más larga que su diámetro). Las fibras de vidrio utilizadas en las telas descritas en la presente memoria pueden proporcionarse como hebras (o estopas) de fibra de vidrio. Las fibras de vidrio pueden formarse mediante un proceso de fabricación continuo en el que el vidrio fundido pasa a través de los orificios de un “ casquillo” , las corrientes de vidrio fundido formadas de este modo se solidifican en filamentos/fibras. Las fibras de vidrio descritas en la presente memoria (por ejemplo, las fibras de vidrio de las primeras y/o segundas fibras) pueden incluir un apresto en su superficie, por ejemplo, un apresto aplicado sobre las fibras de vidrio durante la formación de las fibras. El apresto puede incluir componentes tales como un formador de película, un lubricante, un agente de acoplamiento (para promover la compatibilidad entre las fibras de vidrio y la resina utilizada para formar un artículo compuesto que comprende la tela híbrido descrito en la presente memoria), etc., que facilitan la formación de las fibras de vidrio y/o su uso en una resina matriz. En algunas realizaciones, las fibras de vidrio de las primeras y/o segundas fibras incluyen un apresto compatible con poliéster o un apresto compatible con epoxi.
El término “ hebra de fibra de vidrio” o “ estopa de fibra de vidrio” , como se usa en la presente memoria, se refiere a un haz de filamentos de vidrio continuos. En algunas realizaciones, las hebras o estopas de fibra de vidrio son haces de filamentos de vidrio no retorcidos.
En algunas realizaciones, las hebras de fibra de vidrio o las estopas de fibra de vidrio se proporcionan a partir de mechas directas de fibra de vidrio. Las mechas directas de fibra de vidrio están formadas por un haz de filamentos de vidrio continuos no retorcidos (es decir, sustancialmente paralelos o paralelos) unidos (a medida que se forman los filamentos de vidrio) en una sola hebra y enrollados en una bobina.
Se puede emplear cualquier fibra de refuerzo de vidrio adecuada como primeras o segundas fibras, por ejemplo, se pueden usar fibras hechas de vidrio E, vidrio E-CR (tales como fibras de vidrio Advantex™ disponibles de Owens Corning), vidrio C, vidrio H, vidrio S y vidrio AR.
En algunas realizaciones, las fibras de vidrio a las que se hace referencia en la presente memoria (por ejemplo, las primeras fibras que pueden ser fibras de vidrio y/o las segundas fibras que pueden ser fibras de vidrio) tienen una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 50 Tex a aproximadamente 5000 Tex, por ejemplo, de aproximadamente 200 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 300 Tex a aproximadamente 2500 Tex, de aproximadamente 300 Tex a aproximadamente 2400 Tex, o de aproximadamente 600 Tex a aproximadamente 1200 Tex.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende fibras adicionales además de las fibras de vidrio. Los ejemplos de otras fibras que pueden incluirse en la tela moldeable incluyen fibras de carbono y/o fibras poliméricas tales como PET.
El término “ fibras de carbono” usado en la presente memoria para referirse a una pluralidad de filamentos de carbono continuos (el término “ continuo” , como se usa en la presente memoria, se usa para referirse a una fibra/filamento que tiene una longitud muchas veces más larga que su diámetro, por ejemplo, al menos aproximadamente 5000 veces más larga que su diámetro, por ejemplo, al menos aproximadamente 10.000 veces más larga que su diámetro). Las fibras de carbono utilizadas en las telas descritas en la presente memoria pueden proporcionarse como estopas (o hebras) de fibra de carbono que son haces de filamentos de carbono continuos. Las fibras de carbono descritas en la presente memoria (por ejemplo, las fibras de carbono de las primeras y/o segundas fibras) pueden incluir un apresto en su superficie, por ejemplo, un apresto aplicado sobre las fibras de carbono durante la formación de las fibras. El apresto puede incluir componentes tales como un formador de película, un lubricante, un agente de acoplamiento (para promover la compatibilidad entre las fibras de carbono y la resina utilizada para formar un artículo compuesto que comprende la tela híbrida descrita en la presente memoria), etc., que facilitan la formación de las fibras de carbono y/o su uso en una resina matriz. En algunas realizaciones, las fibras de carbono incluyen un apresto compatible con poliéster o un apresto compatible con epoxi.
En algunas realizaciones, las fibras de carbono tienen una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 100 Tex a aproximadamente 5000 Tex, por ejemplo, de aproximadamente 200 Tex a aproximadamente 5000 Tex, de aproximadamente 400 Tex a aproximadamente 5000 Tex, de aproximadamente 600 Tex a aproximadamente 5000 Tex, de aproximadamente 800 Tex a aproximadamente 5000 Tex, de aproximadamente 100 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 200 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 400 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 600 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 800 Tex a aproximadamente 4800 Tex, de aproximadamente 100 Tex a aproximadamente 2400 Tex, de aproximadamente 200 Tex a aproximadamente 2400 Tex, de aproximadamente 400 Tex a aproximadamente 2400 Tex, de aproximadamente 100 Tex a aproximadamente 2000 Tex, de aproximadamente 200 Tex a de aproximadamente 2000 Tex, de aproximadamente 400 Tex a aproximadamente 2000 Tex, de aproximadamente 600 Tex a aproximadamente 2000 Tex, de aproximadamente 800 Tex a aproximadamente 2000 Tex, o de aproximadamente 1000 Tex a aproximadamente 1200 Tex.
En algunas realizaciones, las fibras de carbono (cuando están presentes) se proporcionan mediante estopas de fibra de carbono (hebras de fibras de carbono). En algunas realizaciones, las estopas de fibras de carbono tienen un tamaño en el intervalo de 6K a 50K, por ejemplo de 6K a 24K, o de 6K a 12K. Por ejemplo, las primeras fibras pueden alimentarse desde una o más estopas de fibra de carbono que tienen un tamaño en el intervalo de 6K a 50K, por ejemplo de 6K a 24K, o de 6K a 12K. La nomenclatura #K significa que la estopa de carbono está formada por # x 1.000 filamentos de carbono individuales, es decir, una estopa de fibra de carbono que tiene un tamaño de 6K está formada por aproximadamente 6000 filamentos/fibras de fibra de carbono.
La tela moldeable es una tela no rizada, las primera y segunda fibras se mantienen en sus respectivas orientaciones mediante el hilo de costura entremezclado (a diferencia de que la primera y la segunda fibras se tejen entre sí, es decir, una tela no rizada es una tela no tejida), o mediante una combinación del hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión descritos en la presente memoria.
En algunas realizaciones, la tela moldeable tiene un peso por unidad de superficie en el intervalo de aproximadamente 200 g/m2 a aproximadamente 2500 g/m2, por ejemplo de aproximadamente 300 g/m2 a aproximadamente 2500 g/m2, por ejemplo de aproximadamente 300 g/m2 a aproximadamente 2000 g/m2, por ejemplo de aproximadamente 500 g/m2 a aproximadamente 1500 g/m2, por ejemplo de aproximadamente 500 g/m2 a aproximadamente 1300 g/m2, por ejemplo de aproximadamente 1300 g/m2 a aproximadamente 2500 g/m2. El peso por unidad de superficie de la tela moldeable se puede determinar según la norma ISO 3374.
Hilo de costura entremezclado
El hilo de costura entremezclado empleado en las telas moldeables descritas en la presente memoria comprende, consiste esencialmente en o consiste en una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados.
Entremezclado puede denominarse “ mezclado” en la técnica, los términos a menudo se usan indistintamente para describir un hilo formado a partir de la mezcla de diferentes filamentos.
La figura 1 muestra un diagrama esquemático de una sección transversal de un hilo 1 de costura entremezclado compuesto por dos tipos diferentes de filamentos, por ejemplo, filamentos 2 de conformación y filamentos 4 de infusión, que se han entremezclado para formar un hilo continuo. En la presente invención, el hilo de costura entremezclado comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación entremezclados para formar un hilo de costura entremezclado continuo. El término hilo de costura entremezclado se usa en la presente memoria para describir una pluralidad de diferentes filamentos que se mezclan aleatoriamente entre sí para formar un hilo continuo con una sección transversal aleatoria, por ejemplo, como se muestra en la figura 1. La distribución de los diferentes filamentos no está predeterminada, tal como en un hilo corretorcido o hilado con núcleo, y en su lugar se denomina en la presente memoria “ aleatoria” .
El hilo de costura entremezclado se puede preparar usando chorros de aire para mezclar los dos tipos de filamento a nivel de filamento. En esta metodología, el aire hace que los filamentos se entrelacen y se entremezclen entre sí para formar una sección compacta. Esta sección compacta puede denominarse punto de entrelazado o sección sujeta. Las secciones no compactas restantes pueden denominarse sección abierta.
En algunas realizaciones, la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 15%en peso a aproximadamente el 85%en peso del hilo de costura entremezclado; por ejemplo, la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 60 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 60 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 60 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 50 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 35 % en peso a aproximadamente el 45 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 55 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso del hilo de costura entremezclado; la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 55 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 35 % en peso a aproximadamente el 45 % en peso del hilo de costura entremezclado; o la pluralidad de filamentos de infusión constituye de aproximadamente el 50 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituye de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso del hilo de costura entremezclado.
En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado constituye de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso de la tela moldeable; por ejemplo, de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; o de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable.
En algunas realizaciones, la pluralidad de filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado constituye de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable; y/o la pluralidad de filamentos de infusión del hilo de costura entremezclado constituye de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable.
El hilo de costura entremezclado mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones. El hilo de costura entremezclado puede describirse como que forma un patrón de costura a través de la tela, por ejemplo, de tal manera que el hilo de costura entremezclado mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones. El término “ patrón de costura” se usa en la presente memoria para referirse a un patrón formado por puntadas a través de la tela. Un patrón de costura puede estar compuesto por al menos una fila de puntadas. Las filas de puntadas pueden ser paralelas o sustancialmente paralelas entre sí. Un patrón de costura puede estar formado por uno o más hilos de costura (por ejemplo, un hilo de costura entremezclado; o un hilo de costura entremezclado y un hilo de costura de infusión). Los uno o más hilos de costura pueden trabajar juntos para formar una fila de puntadas del patrón de costura. Alternativamente, los uno o más hilos de costura pueden formar individualmente una fila de puntadas en la tela y, juntos, componer el patrón de costura.
En algunas realizaciones, el patrón de costura se selecciona entre una puntada de diamante, una puntada de pilar, un patrón de costura de tricot, un patrón de costura de tricot doble simétrico, un patrón de costura de tricot doble asimétrico, un patrón de costura simétrico y un patrón de costura asimétrico. En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela, siendo el patrón de costura un patrón de costura de tricot. En algunas realizaciones, el patrón de costura del hilo de costura entremezclado se forma a partir de puntadas que tienen una longitud de puntada en el intervalo de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 7 mm, por ejemplo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 5 mm.
En algunas realizaciones, el patrón de costura del hilo de costura entremezclado tiene un calibre de costura definido en el intervalo de 3 a 15 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm), por ejemplo, de aproximadamente 5 a 10 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm), donde el calibre de costura es el número de líneas de hilo por pulgada, formando cada línea de hilo una línea de puntadas, y componiendo las líneas de puntadas el patrón de costura por pulgada de tela moldeable.
En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado tiene una densidad lineal de aproximadamente 50 dTex a aproximadamente 600 dTex, por ejemplo, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 70 dTex a aproximadamente 500 dTex, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 100 dTex a aproximadamente 400 dTex, o una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 250 dTex a aproximadamente 300 dTex.
Filamento de infusión
En algunas realizaciones, los filamentos de infusión del hilo de costura entremezclado tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 200 °C, o al menos aproximadamente 220 °C. En algunas realizaciones, los filamentos de infusión del hilo de costura entremezclado tienen un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 400 °C, de 200 °C a aproximadamente 350 °C o de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 330 °C. En algunas realizaciones, los filamentos de infusión del hilo de costura entremezclado tienen un punto de fusión de aproximadamente 250 °C. El punto de fusión de los filamentos de infusión puede determinarse mediante calorimetría diferencial de barrido (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante análisis de DSC). El punto de fusión de los filamentos de infusión puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización). El punto de fusión de los filamentos de infusión puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización), en donde el punto de fusión se determina como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento. El punto de fusión de los filamentos de infusión puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando los filamentos de infusión bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolos desde -60 °C hasta 400 °C. En algunas realizaciones, el punto de fusión de los filamentos de infusión puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el filamento de infusión bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 400 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 300 °C antes de enfriarlo desde 400 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 400 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
En algunas realizaciones, los filamentos de infusión comprenden, consisten esencialmente en, o consisten en filamentos de poliéster que tienen un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 350 °C, por ejemplo, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C. En una realización, los filamentos de infusión pueden comprender, o pueden consistir esencialmente en, o pueden consistir en tereftalato de polietileno.
En algunas realizaciones, cada filamento de infusión del hilo de costura entremezclado tiene una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 1 dTex a aproximadamente 10 dTex, por ejemplo, una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 2 dTex a aproximadamente 8 dTex, o una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 3 dTex a aproximadamente 7 dTex.
En algunas realizaciones, cada filamento de infusión de la pluralidad de filamentos de infusión tiene un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C y una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 1 dTex a aproximadamente 10 dTex (por ejemplo, una densidad de masa lineal en el intervalo de aproximadamente 2 dTex a aproximadamente 8 dTex, de aproximadamente 3 dTex a aproximadamente 7 dTex, o de aproximadamente 3 dTex a aproximadamente 3,5 dTex).
Filamento de conformación
En algunas realizaciones, los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, por ejemplo, menos de aproximadamente 140 °C, menos de aproximadamente 130 °C, menos de aproximadamente 120 °C, menos de aproximadamente 110 °C, menos de aproximadamente 100 °C, menos de aproximadamente 90 °C, menos de aproximadamente 80 °C, menos de aproximadamente 75 °C, menos de aproximadamente 70 °C o menos de aproximadamente 65 °C. En algunas realizaciones, los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado tienen un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 150 °C, por ejemplo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 140 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 120 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 75 °C o de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 65 °C. El punto de fusión de cada filamento de conformación puede determinarse mediante calorimetría diferencial de barrido (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante análisis de DSC). El punto de fusión del filamento de conformación puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización). El punto de fusión del filamento de conformación puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización), en donde el punto de fusión se determina como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento. El punto de fusión del filamento de conformación puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el filamento de conformación bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolos desde -60 °C hasta 170 °C. En algunas realizaciones, el punto de fusión del filamento de conformación puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN iSo 11357-3:2018 calentando el filamento de conformación bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 170 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 170 °C antes de enfriarlo desde 170 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 170 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
En algunas realizaciones, los filamentos de conformación comprenden o están compuestos de poliéster o poliamida. Por ejemplo, en una realización, los filamentos de conformación están compuestos de policaprolactona. Por ejemplo, en una realización, los filamentos de conformación están compuestos de una copoliamida. Por ejemplo, los filamentos de conformación pueden seleccionarse entre filamentos de poliéster y filamentos de poliamida. Por ejemplo, los filamentos de conformación pueden seleccionarse entre filamentos de poliéster y filamentos de poliamida que tienen un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 150 °C, por ejemplo de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 140 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 120 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 75 °C o de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 65 °C.
En algunas realizaciones, cada filamento de conformación del hilo de costura entremezclado tiene una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 1 dTex a aproximadamente 10 dTex, por ejemplo, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 2 dTex a aproximadamente 8 dTex, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 3 dTex a aproximadamente 7 dTex, o una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 4 dTex a aproximadamente 6 dTex.
En algunas realizaciones, los filamentos de conformación comprenden, consisten esencialmente en, o consisten en filamentos de policaprolactona que tienen un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 65 °C. En algunas realizaciones, los filamentos de conformación comprenden, consisten esencialmente en, o consisten en filamentos de policaprolactona que tienen una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 4 dTex a aproximadamente 6 dTex.
Tela moldeable
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 100 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de infusión constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y los filamentos de conformación constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado mantiene y forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de infusión constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y los filamentos de conformación constituyen de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde los filamentos de infusión constituyen de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y los filamentos de conformación constituyen de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo de costura entremezclado, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo de costura entremezclado forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, y
en donde el filamento de infusión constituye de aproximadamente el 30 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso del hilo de costura entremezclado, y el filamento de conformación constituye de aproximadamente el 50 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso del hilo de costura entremezclado, y
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende además un hilo de costura de infusión. En algunas realizaciones, se usa un hilo de costura de infusión para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable. Se puede formar un patrón de costura mediante puntadas a través de la tela. Se puede formar un patrón de puntadas a partir de al menos una fila de puntadas. Las filas de puntadas pueden ser paralelas o sustancialmente paralelas entre sí. Un patrón de costura puede estar formado únicamente por el hilo de costura de infusión, o puede estar formado por el hilo de costura de infusión y el hilo de costura entremezclado. El hilo de infusión se puede usar simultáneamente junto con el hilo de costura entremezclado para formar una fila de costuras. Alternativamente, cada hilo puede formar individualmente una fila de costura en la tela y, juntas, formar un patrón de costura.
En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión comprende, consiste esencialmente en o consiste en un material adecuado para su uso como la pluralidad de filamentos de infusión. En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión es un hilo de costura de poliéster. Por ejemplo, en una realización, el hilo de costura de infusión puede estar compuesto de tereftalato de polietileno. En una realización, el hilo de costura de infusión puede formarse a partir del mismo material usado para la pluralidad de filamentos de infusión. Por ejemplo, el hilo de costura de infusión puede estar compuesto de tereftalato de polietileno, y los filamentos de infusión pueden comprender, o pueden estar compuestos de, tereftalato de polietileno. En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión puede estar formado por un material diferente al de los filamentos de infusión del hilo de costura entremezclado. En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión tiene una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 50 dTex a aproximadamente 200 dTex, por ejemplo, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 70 dTex a aproximadamente 200 dTex, una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 70 dTex a aproximadamente 175 dTex, o una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 76 dTex a aproximadamente 167 dTex.
En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión tiene un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 200 °C, o al menos aproximadamente 220 °C. En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión tiene un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 400 °C, por ejemplo de 200 °C a aproximadamente 350 °C, o de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 330 °C. En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión tiene un punto de fusión de aproximadamente 250 °C. El punto de fusión del hilo de costura de infusión puede determinarse mediante calorimetría diferencial de barrido (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante análisis de DSC). El punto de fusión del hilo de costura de infusión puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización). El punto de fusión del hilo de costura de infusión puede determinarse usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma EN ISO 11357-3:2018 (determinación de la temperatura y la entalpía de fusión y cristalización), en donde el punto de fusión se determina como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento. El punto de fusión del hilo de costura de infusión puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el hilo de costura de infusión bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolos desde -60 °C hasta 400 °C. En algunas realizaciones, el punto de del hilo de costura de infusión puede determinarse según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el hilo de costura de infusión bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 400 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 400 °C antes de enfriarlo desde 400 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 400 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un hilo de costura de poliéster que tiene un punto de fusión en el intervalo de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 400 °C, por ejemplo, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C, y una densidad lineal en el intervalo de aproximadamente 50 dTex a aproximadamente 200 dTex.
En algunas realizaciones, la relación en peso del hilo de costura de infusión respecto al hilo de costura usado en la tela moldeable está en el intervalo de aproximadamente 0,25:1 a aproximadamente 2:1, por ejemplo, de aproximadamente 0,33:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 0,5:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 0,66:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 0,75:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 1,25:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 1,33:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 2:1; de aproximadamente 1,75 a aproximadamente 2:1; de 0,33:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 0,5:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 0,66:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 0,75:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 1,25:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 1,33:1 a aproximadamente 1,5:1; de aproximadamente 0,33:1 a aproximadamente 1:1; de aproximadamente 0,5:1 a aproximadamente 1:1; de aproximadamente 0,66:1 a aproximadamente 1:1; de aproximadamente 0,75:1 a aproximadamente 1:1; o de aproximadamente 0,4:1 a aproximadamente 0,8:1.
En algunas realizaciones, el hilo de costura de infusión constituye de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso de la tela moldeable; de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso de la tela moldeable; o de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso de la tela moldeable.
En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado constituye de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable; y/o el hilo de costura de infusión constituye de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección;
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados; y
un hilo de costura de infusión;
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección,
en donde el filamento de infusión constituye de aproximadamente el 50 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso del hilo de costura entremezclado, y el filamento de conformación constituye de aproximadamente el 30 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso del hilo de costura entremezclado,
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C, y
en donde el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión forman un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantienen las primeras y segundas fibras en su orientación respectiva.
En algunas realizaciones, la tela moldeable comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección;
segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección;
un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados; y
un hilo de costura de infusión;
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección,
en donde el filamento de infusión constituye de aproximadamente el 30 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso del hilo de costura entremezclado, y el filamento de conformación constituye de aproximadamente el 30 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso del hilo de costura entremezclado,
en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y en donde los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C, y
en donde el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión forman un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantienen las primeras y segundas fibras en su orientación respectiva.
Pila de telas
Una pila de telas comprende al menos dos capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, una pila de telas comprende al menos dos capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria, en donde una capa de tela moldeable está dispuesta directamente sobre otra capa de tela moldeable. En algunas realizaciones, la pila de telas comprende al menos 3 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria, por ejemplo, al menos 4 capas, al menos 5 capas, al menos 6 capas o al menos 8 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, la pila de telas comprende hasta 50 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria, por ejemplo, hasta 30 capas, hasta 25 capas, hasta 20 capas, hasta 15 capas, hasta 10 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, la pila de telas comprende de 2 a 50 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria, por ejemplo, de 4 a 30 capas, o de 6 a 25 capas de una tela moldeable como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, la pila de telas comprende una pluralidad de capas de tela moldeable como se describe en la presente memoria, en donde cada una de la pluralidad de capas de tela moldeable está dispuesta directamente sobre otra de la pluralidad de capas de tela moldeable.
En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se adhieren entre sí. Una pila de telas en la que capas de la pila de telas se adhieren entre sí puede denominarse en la presente memoria “ pila de telas consolidada” .
En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas pueden adherirse entre sí mediante un tratamiento adecuado, tal como calentamiento, curado o exposición a la radiación UV.
En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas de tal manera que los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado de una primera capa de tela moldeable adhieran la primera capa de tela moldeable a una segunda capa de tela moldeable.
En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas a una temperatura de al menos el punto de fusión de los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado, por ejemplo, a una temperatura al menos aproximadamente 5 °C mayor que el punto de fusión de los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado, a una temperatura al menos aproximadamente 10 °C mayor que el punto de fusión de los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado, o a una temperatura al menos aproximadamente 15 °C mayor que los filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado. En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas a una temperatura de al menos aproximadamente 60 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 65 °C, al menos aproximadamente 70 °C o al menos aproximadamente 80 °C. En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 150 °C, por ejemplo, hasta aproximadamente 130 °C, hasta aproximadamente 120 °C o hasta aproximadamente 100 °C. En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 120 °C, por ejemplo, de aproximadamente 65 °C a aproximadamente 100 °C. En algunas realizaciones, las capas de la pila de telas se pueden adherir entre sí calentando la pila de telas como se ha descrito anteriormente durante aproximadamente 1 minuto o más, por ejemplo hasta aproximadamente 1 hora.
En algunas realizaciones, la pila de telas consolidada se puede producir calentando la pila de telas al vacío, por ejemplo, calentando la pila de telas a una presión por debajo de la presión atmosférica, por ejemplo, una presión en el intervalo de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 1000 mbar, o de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 900 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 800 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 700 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 600 mbar, o de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 400 mbar.
En algunas realizaciones, la pila de telas se expone a una temperatura aumentada (es decir, se calienta) y/o a una presión reducida durante un período de tiempo de hasta aproximadamente 5 horas, por ejemplo, hasta aproximadamente 3 horas, hasta aproximadamente 2 horas o hasta aproximadamente 1 hora para formar una pila de telas consolidada. En algunas realizaciones, la pila de telas descrita en la presente memoria puede impregnarse con una resina y la resina curarse para formar un artículo compuesto. En algunas realizaciones, la resina puede ser una resina de poliéster. En algunas realizaciones, la resina puede ser una resina epoxídica.
Procedimiento para producir un tejido moldeable
En algunas realizaciones, un proceso para producir una tela moldeable puede comprender:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección; y
coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado, para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y para mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones,
comprendiendo el hilo de costura una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
En algunas realizaciones, un proceso para producir una tela moldeable puede comprender:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección; y
coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, comprendiendo el hilo de costura entremezclado una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación que están entremezclados, en donde los filamentos de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C, y los filamentos de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 200 °C, en donde los filamentos de infusión constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado, y los filamentos de conformación constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado.
En algunas realizaciones, coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí usando un hilo de costura entremezclado comprende coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí con una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación simultáneamente, a medida que la pluralidad de filamentos de infusión y la pluralidad de filamentos de conformación se entremezclan.
En algunas realizaciones, coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí comprende usar un hilo de costura entremezclado y un hilo de costura de infusión simultáneamente. En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión pueden coserse simultáneamente para formar un patrón de costura singular a través de la tela. En algunas realizaciones, el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión se pueden usar para formar diferentes patrones de costura a través de la tela.
Componente conformado
Un componente conformado comprende una pila de telas como se describe en la presente memoria.
Un componente conformado puede producirse mediante:
a) proporcionar una pila de telas como se describe en la presente memoria;
b) conformar la pila de telas; y
c) calentar la pila conformada, por ejemplo, a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C.
En algunas realizaciones, calentar la pila de telas comprende calentar la pila de telas a una temperatura de al menos aproximadamente 50 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 60 °C, al menos aproximadamente 70 °C, al menos aproximadamente 80 °C, al menos aproximadamente 90 °C o al menos aproximadamente 100 °C. En algunas realizaciones, calentar la pila de telas comprende calentar la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C, por ejemplo, hasta aproximadamente 150 °C, o hasta aproximadamente 130 °C, o hasta aproximadamente 120 °C. En algunas realizaciones, calentar la pila de telas comprende calentar la pila de telas a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 160 °C, por ejemplo de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 130 °C o de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 120 °C.
En algunas realizaciones, producir un componente conformado puede comprender calentar la pila de telas al vacío, por ejemplo, calentar la pila de telas a una presión por debajo de la presión atmosférica, por ejemplo, una presión en el intervalo de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 1000 mbar, o de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 900 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 800 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 700 mbar, de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 600 mbar, o de aproximadamente 100 mbar a aproximadamente 400 mbar.
En algunas realizaciones, producir un componente conformado puede comprender calentar la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C, o hasta aproximadamente 150 °C al vacío.
En algunas realizaciones, la pila de telas se expone a una temperatura aumentada (es decir, se calienta) y/o a una presión reducida durante un período de tiempo de hasta aproximadamente 5 horas, por ejemplo, hasta aproximadamente 3 horas, hasta aproximadamente 2 horas o hasta aproximadamente 1 hora para formar un artículo conformado. En algunas realizaciones, la pila de telas se expone a una temperatura aumentada (es decir, se calienta) y/o a una presión reducida durante un período de tiempo de al menos aproximadamente 10 minutos, por ejemplo, al menos aproximadamente 30 minutos para formar un artículo conformado. En algunas realizaciones, la pila de telas se expone a una temperatura aumentada (es decir, se calienta) y/o a una presión reducida durante un período de tiempo de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 5 horas, por ejemplo, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 2 horas, o de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 1 hora.
En algunas realizaciones, conformar la pila de telas implica colocar la pila de telas sobre o en un molde. En algunas realizaciones, conformar la pila de telas implica colocar la pila de telas sobre o en un molde y aplicar un calor aumentado y/o una presión reducida a la pila de telas.
En algunas realizaciones, el componente conformado descrito en la presente memoria puede impregnarse con una resina y la resina curarse para formar un artículo compuesto.
Ejemplos
A continuación se ilustran ejemplos de las telas y los aspectos relacionados descritos en la presente memoria. Por lo tanto, no se debe considerar que estos ejemplos restringen la presente descripción, sino que simplemente se utilizan para enseñar cómo llevar a cabo los procesos y obtener los productos de la presente descripción.
Hilo de costura entremezclado
Filamento de infusión:se empleó un hilo de infusión de poliéster (específicamente tereftalato de polietileno) que tenía una densidad lineal de 76 dTex para proporcionar la pluralidad de filamentos de infusión en el hilo de costura entremezclado empleado en los siguientes ejemplos. El hilo de infusión de poliéster tenía un punto de fusión en el intervalo de 250 260 °C determinado mediante calorimetría diferencial de barrido como la temperatura a la que el hilo de infusión de poliéster se fundió por completo (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante análisis de DSC). El punto de fusión del hilo de infusión de poliéster se determinó según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el hilo de infusión de poliéster bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 300 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 300 °C antes de enfriarlo desde 300 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 300 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
Filamento de conformación:se empleó un hilo de conformación de poliéster (específicamente un hilo de policaprolactona compuesto por 22 filamentos, teniendo cada filamento un diámetro de 21 pm) que tiene una densidad lineal de 110 dTex y un punto de fusión de aproximadamente 60 °C (determinado por calorimetría diferencial de barrido como la temperatura a la que el hilo de costura de poliéster se fundió por completo (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante el análisis de DSC)) para proporcionar la pluralidad de filamentos de conformación del hilo de costura entremezclado empleado en los siguientes ejemplos. El punto de fusión del hilo de conformación de poliéster se determinó según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el hilo de conformación de poliéster bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 120 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 120 °C antes de enfriarlo desde 120 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 120 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
Los filamentos de infusión del hilo de infusión de poliéster y los filamentos del hilo de conformación de poliéster se entremezclaron para formar un único hilo de costura entremezclado continuo. El hilo de infusión de poliéster y el hilo de conformación de poliéster se introdujeron en un conducto de hilo, de modo que los dos hilos corrieron paralelos entre sí, y los hilos se expusieron a continuación a un chorro de aire. El chorro de aire mezcló los filamentos de infusión del hilo de infusión de poliéster y los filamentos del hilo de conformación de poliéster a nivel de filamento.
Hilo de costura de infusión
Se empleó un hilo de costura de poliéster (específicamente tereftalato de polietileno) que tenía una densidad lineal de 76 dTex como hilo de costura de infusión en los siguientes ejemplos. El hilo de costura de poliéster tenía un punto de fusión en el intervalo de 250-260 °C determinado mediante calorimetría diferencial de barrido como la temperatura a la que el hilo de costura de poliéster se fundió por completo (es decir, la temperatura del flujo térmico máximo obtenido mediante análisis de DSC). El punto de fusión del hilo de costura de infusión se determinó según el método de ensayo de la norma EN ISO 11357-3:2018 calentando el hilo de costura de infusión bajo un flujo de aire de 80 ml/min a una velocidad de calentamiento de 10 K/min, calentándolo desde -60 °C hasta 300 °C y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a 300 °C antes de enfriarlo desde 300 °C hasta -60 °C a una velocidad de enfriamiento de 10 K/min y, a continuación, manteniéndolo durante 5 minutos a -60 °C antes de calentarlo desde -60 °C a 300 °C nuevamente a una velocidad de calentamiento de 10 K/min y determinándose el punto de fusión como el valor proporcionado en el segundo ciclo de calentamiento.
Ejemplo 1
Se produjo una tela unidireccional (UD) moldeable proporcionando una primera capa que consistía en primeras fibras de vidrio orientadas en la dirección de 0° (es decir, alineadas con la longitud de la tela) dispuestas sobre una segunda capa de segundas fibras de vidrio orientadas sustancialmente perpendiculares a la dirección de 0° (es decir, sustancialmente perpendiculares a la longitud de la tela) y cosiendo las primeras fibras y las segundas fibras entre sí para mantener su orientación respectiva usando un hilo de costura entremezclado y un hilo de costura de infusión. El peso por unidad de superficie de las primeras fibras dentro de la tela moldeable fue de 1322 g/m2 y el peso por unidad de superficie de las segundas fibras dentro de la tela moldeable fue de 75 g/m2.
El hilo de costura entremezclado consistía en un hilo de infusión de poliéster y un hilo de conformación de policaprolactona, como se ha descrito anteriormente. El hilo de costura de infusión consistía en un hilo de costura de poliéster como se ha descrito anteriormente.
Las primeras y segundas fibras de vidrio se cosieron entre sí para mantener sus respectivas orientaciones usando simultáneamente el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión.
La pluralidad de filamentos de infusión constituía aproximadamente el 59 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituía aproximadamente el 41 % en peso del hilo de costura entremezclado.
Se usó un hilo de hilo de costura entremezclado para un hilo de costura de infusión. La relación en peso del hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión fue de 1:0,4.
Se usó un patrón de puntada de diamante con un calibre de 7 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 5 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando simultáneamente el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión.
Ejemplo 2
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 1, excepto que se usó una longitud de puntada de 4 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión simultáneamente.
Ejemplo 3
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 1, excepto que se usó un patrón de costura de tricot doble con un calibre de 7 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 6 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando simultáneamente el hilo de costura entremezclado y el hilo de costura de infusión. Ejemplo 4
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 1, excepto que las primeras fibras y las segundas fibras se cosieron entre sí para mantener su orientación respectiva usando solo un hilo de costura entremezclado. No se usó hilo de costura de infusión. Además, la pluralidad de filamentos de infusión constituía aproximadamente el 42 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituía aproximadamente el 58 % en peso del hilo de costura entremezclado.
Ejemplo 5
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 4, excepto que se usó una longitud de puntada de 4 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando el hilo de costura entremezclado.
Ejemplo 6
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 4, excepto que se usó un patrón de costura de tricot doble con un calibre de 7 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 6 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando el hilo de costura entremezclado.
Ejemplo 7 (no según la invención)
Se produjo una tela biaxial (BX) moldeable proporcionando una primera capa que consistía en primeras fibras de vidrio orientadas en una primera dirección (por ejemplo, orientadas en la dirección de 45° (es decir, orientadas en una dirección de 45° con respecto a la longitud de la tela) dispuestas sobre una segunda capa de segundas fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la primera dirección a la primera dirección (es decir, orientadas en la dirección de -45°), y fibras estabilizadoras orientadas en la dirección de 0° y en la dirección de 90°. Las capas se cosieron entre sí usando un hilo de conformación de policaprolactona, es decir, no se usó ningún hilo de costura que comprendiera un hilo de infusión de poliéster y un hilo de conformación de policaprolactona y no se usó ningún hilo de costura de infusión. La tela biaxial tenía un peso por unidad de superficie de 1010 g/m2
Se usó un patrón de puntada en pilar con un calibre de 5 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 3 mm para coser las primera y segundas fibras entre sí usando el hilo de conformación de policaprolactona. Ejemplo 8
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 7, excepto que se usó un hilo de costura entremezclado para coser las primera y segundas fibras en lugar de un hilo de conformación de policaprolactona. El hilo de costura entremezclado consistía en un hilo de infusión de poliéster y un hilo de conformación de policaprolactona como se ha descrito anteriormente. La pluralidad de filamentos de infusión constituía aproximadamente el 42 % en peso del hilo de costura entremezclado, y la pluralidad de filamentos de conformación constituía aproximadamente el 58 % en peso del hilo de costura entremezclado.
Ejemplo 9
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 8, excepto que se usó un patrón de costura de tricot para coser las primeras y segundas fibras entre sí. El patrón de costura de tricot tiene un calibre de 5 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 3 mm.
Ejemplo 10
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo 8, excepto que se usó un patrón de puntada en pilar con un calibre de 10 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) para coser las primeras y segundas fibra entre sí usando el hilo de costura entremezclado.
Ejemplo 11 (no según la invención)
Se produjo una tela biaxial (BX) moldeable proporcionando una primera capa que consistía en primeras fibras de vidrio orientadas en una primera dirección (por ejemplo, orientadas en la dirección de 45° (es decir, orientadas en una dirección de 45° desde la longitud de la tela) dispuestas sobre una segunda capa de segundas fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la primera dirección a la primera dirección (es decir, orientadas en la dirección de -45°), y fibras estabilizadoras orientadas en la dirección de 0° y en la dirección de 90°. Las capas se cosieron entre sí usando un hilo de conformación de policaprolactona separado y un hilo de costura de infusión separado simultáneamente, es decir, no se usó ningún hilo de costura de infusión. La tela biaxial tenía un peso por unidad de superficie de 1010 g/m2.
La relación en peso del hilo de conformación de policaprolactona respecto al hilo de costura de infusión fue de 1:0,35.
Se usó un patrón de puntada en pilar con un calibre de 5 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 3 mm para coser las primera y segundas fibras entre sí usando el hilo de costura de infusión. Se usó un patrón de puntada de tricot con un calibre de 5 hilos por pulgada (1 pulgada = 2,54 cm) y una longitud de puntada de 3 mm para coser las primera y segundas fibras usando el hilo de conformación de policaprolactona.
Ejemplo comparativo 1 (Ej. comp. 1)
Se usó una tela unidireccional (UD) estándar como ejemplo comparativo 1. Se produjo la tela unidireccional (UD) moldeable proporcionando una primera capa que consistía en primeras fibras de vidrio orientadas en la dirección de 0° (es decir, alineadas con la longitud de la tela) dispuestas sobre una segunda capa de segundas fibras de vidrio orientadas sustancialmente perpendiculares a la dirección de 0° (es decir, sustancialmente perpendiculares a la longitud de la tela) y cosiendo las primeras fibras y las segundas fibras entre sí para mantener su orientación respectiva usando un hilo de costura de infusión. El peso por unidad de superficie de las primeras fibras dentro de la tela moldeable fue de 1322 g/m2 y el peso por unidad de superficie de las segundas fibras dentro de la tela moldeable fue de 75 g/m2. No se utilizó hilo de costura entremezclado.
Ejemplo comparativo 2 (Ej. comp. 2)
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo comparativo 1, excepto que se usó un hilo de costura de conformación (un hilo formado de PCL puro en contraposición a un hilo entremezclado que comprende filamentos de conformación e infusión entremezclados) y un hilo de costura de infusión (para coser las primeras fibras y las segundas fibras entre sí para mantener su orientación respectiva).
Se usó un patrón de puntada de diamante con una longitud de puntada de 4 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí usando un hilo de conformación de policaprolactona separado y un hilo de costura de infusión separado simultáneamente, es decir, no se usó hilo de costura entremezclado.
Ejemplo comparativo 3 (Ej. comp. 3)
Se produjo una tela moldeable como se describe en el ejemplo comparativo 2, excepto que se usó un patrón de puntada de diamante con una longitud de puntada de 5 mm para coser las primeras y segundas fibras entre sí.
Ejemplo comparativo 4 (Ej. comp. 4)
Se usó una tela moldeable biaxial estándar como ejemplo comparativo. Se produjo una tela biaxial (BX) moldeable proporcionando una primera capa que consistía en primeras fibras de vidrio orientadas en una primera dirección (por ejemplo, orientadas en la dirección de 45° (es decir, orientadas en una dirección de 45° desde la longitud de la tela) dispuestas sobre una segunda capa de segundas fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección que es sustancialmente perpendicular a la primera dirección a la primera dirección (es decir, orientadas en la dirección de -45°), y fibras estabilizadoras orientadas en la dirección de 0° y en la dirección de 90°. Las capas se cosieron entre sí usando un hilo de costura de infusión. La tela biaxial tenía un peso por unidad de superficie de 1010 g/m2. No se utilizó hilo de costura entremezclado.
La tabla 1 a continuación resume los hilos empleados en cada ejemplo, por ejemplo, el peso de los filamentos de infusión y el peso de los filamentos de conformación usados para formar el hilo de costura entremezclado, el peso del hilo de costura entremezclado usado, el peso del hilo de costura de infusión usado y el peso del hilo de conformación puro usado. Como se muestra en la tabla 1, los ejemplos 1 a 6 tienen un peso similar por área de filamentos de infusión, y la cantidad de filamento de PCL de conformación varía dentro del hilo de costura entremezclado.
Tabla 1
La tabla 2 resume los parámetros usados para producir las telas moldeables, por ejemplo, el tipo de tela, la resina, el patrón de puntada, el calibre, la longitud de puntada, la cantidad de hilo de costura entremezclado, la cantidad de hilo de costura de infusión y la cantidad de hilo de conformación de PCL puro usado.
Tabla 2
Ejemplos 1 a 11
Pruebas de infusión
las telas moldeables producidas según los ejemplos 1 a 11 se formaron en pilas de telas apilando 5 capas. Las pilas de telas se consolidaron colocándolas al vacío (la presión se redujo en 0,6 bar) y se calentaron durante 1 hora a 65 °C. Las pilas de telas consolidadas se enfriaron a continuación hasta temperatura ambiente y se retiraron del vacío. Las pilas de telas consolidadas enfriadas de los ejemplos 1 a 6 se infundieron a continuación con resina de poliéster al vacío (reducción de presión de 0,6 bar) y la velocidad de infusión se midió en la dirección transversal (a lo largo del eje Y, es decir, una dirección sustancialmente perpendicular a la longitud de la tela).
Las pilas de telas consolidadas enfriadas de los ejemplos 7 a 11 se infundieron a continuación con resina epoxídica al vacío (reducción de presión de 0,6 bar) y la velocidad de infusión se midió en el eje de la dirección Y (es decir, una dirección sustancialmente perpendicular a la longitud de la tela).
Ejemplos 1 a 6 - Resina de poliéster
Se descubrió que las telas moldeables de los ejemplos 1 a 6 proporcionan pilas de telas consolidadas que tienen propiedades de infusión aceptables en la dirección transversal a la dirección UD (eje Y). Se descubrió que las propiedades de infusión de las telas moldeables de los ejemplos 1 a 3 (telas que contienen solo hilo de costura entremezclado e hilo de costura de infusión) mejoraban en comparación con las telas moldeables producidas según los ejemplos 4 a 6 (telas que contienen solo hilo de costura entremezclado y sin hilo de costura de infusión).
Se descubrió que las telas moldeables de los ejemplos 7 a 11 proporcionan pilas de telas consolidadas que tienen propiedades de infusión aceptables en la dirección del eje Y (90 grados desde el hilo de costura). Se descubrió que las propiedades de infusión de las telas moldeables de los ejemplos 8 a 11 mejoraban en comparación con las telas moldeables producidas según el ejemplo 7 (telas que contienen solo un hilo de conformación sin filamentos de infusión/hilo de costura de infusión).
Como muestra el gráfico de la figura 2, el uso de un hilo de costura entremezclado para proporcionar telas moldeables descritas en la presente memoria junto con un hilo de costura de infusión con un patrón de puntada de diamante, tal como en el ejemplo 2, y el uso únicamente de un hilo de costura entremezclado según la presente invención con un patrón de puntada de diamante, tal como en el ejemplo 5, proporcionan una tela unidireccional moldeable, con propiedades de infusión aceptables.
Como muestra el gráfico de la figura 3, el uso de un hilo de costura entremezclado según la presente invención, con un patrón de puntada de tricot, tal como en el ejemplo 9, proporciona una tela biaxial moldeable con las propiedades de infusión aceptables.
Pruebas de conformación
Las telas moldeables se formaron a continuación en pilas de telas apilando 6 capas en un molde en forma de V. Las pilas moldeadas se calentaron a 65 °C durante 1 hora, y se formó una pila de telas diferente para cada una de las telas moldeables para formar componentes conformados. Se descubrió que las telas que comprenden hilo de costura entremezclado, tal como se describe en la presente memoria, proporcionan buenas propiedades de conformación y mantienen su forma después de ser retirados del molde.
Ensayos mecánicos
Se produjeron materiales compuestos a partir de cada una de las telas producidas según los ejemplos 2 y 9, y los ejemplos comparativos 1-4. las telas moldeables se apilaron en pilas de telas (4 capas de tela moldeable), se consolidaron a 65 °C a una presión reducida de 600 mbar y se impregnaron con resina de poliéster (ejemplo 2, ejemplos comparativos 1, 2 y 3) o resina epoxídica (ejemplo 9 y ejemplo comparativo 4). Estos materiales compuestos se sometieron a continuación a ensayos mecánicos y ensayos de fatiga.
El ensayo de tracción (perpendicular a la longitud de la tela) se llevó a cabo según la norma ISO 527-5 para determinar la resistencia a la rotura entre fibras (IFF) y/o la resistencia máxima de los materiales compuestos formados a partir de las telas moldeables de los ejemplos 2 y 9, y de los ejemplos comparativos 1-4. Los resultados se proporcionan en los gráficos mostrados en las figuras 4a, 4b y 5.
El ejemplo 2 mostró una resistencia máxima comparable en comparación con los ejemplos comparativos 1-3. El ejemplo 2 mostró una resistencia a la rotura entre fibras (IFF) mejorada en comparación con los ejemplos comparativos 2 y 3, una resistencia IFF comparable en comparación con el ejemplo comparativo 1. El ejemplo 9 mostró una resistencia máxima mejorada en comparación con el ejemplo comparativo 4.
El uso de un hilo de costura entremezclado según la presente invención es, por lo tanto, favorable en comparación con el empleo de un hilo no entremezclado.
Resistencia a la fatiga
Las propiedades de fatiga que se analizan a continuación se pueden determinar en condiciones de carga cíclica con un método de prueba realizado según la norma ISO 13003:2003 o cualquier otro método similar.
Los presentes inventores también han descubierto que las telas moldeables descritas en la presente memoria, por ejemplo las telas moldeables del ejemplo 2, pueden incorporarse a artículos compuestos para producir artículos compuestos que tengan una buena resistencia a la fatiga.
Los artículos compuestos formados a partir de las telas moldeables del ejemplo 2, los ejemplos comparativos 1, 2 y 3 se sometieron a ensayos de fatiga y los resultados se proporcionan en las figuras 6 y 7. las telas moldeables del ejemplo 2 y los ejemplos comparativos 1 ,2 y 3 se formaron en pilas de telas como se ha descrito anteriormente en relación con las pruebas de infusión y se impregnaron con resina de poliéster como se ha descrito anteriormente en relación con las pruebas de infusión para formar láminas compuestas. Las láminas compuestas que contenían telas moldeables de los ejemplos anteriormente mencionados se sometieron a ensayos de fatiga.
Se descubrió que el ejemplo 2 tenía una deformación máxima en el intervalo del 0,8 % durante 1 millón de ciclos y una tensión máxima en el intervalo de aproximadamente 300 MPa durante 1 millón de ciclos. Los resultados obtenidos por los inventores en relación con la deformación y la tensión máximas del ejemplo 2 también indican (por la pendiente de la curva de fatiga obtenida a partir de los resultados) que se espera un buen rendimiento ante la fatiga a un número de ciclos incluso mayor.
Los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que la resistencia a la fatiga para artículos compuestos que comprenden las telas moldeables descritas en la presente memoria (es decir, la tela moldeable del ejemplo 2) presentan una resistencia a la fatiga mucho mejor en comparación con los materiales compuestos comparativos que contienen telas comparativos estándar (es decir, telas tales como los descritos en el ejemplo comparativo 1), tanto para la tensión máxima como para la deformación máxima. Se descubrió que la resistencia a la fatiga de los artículos compuestos que comprenden las telas moldeables descritas en la presente memoria es comparable a la de los materiales compuestos que contienen telas moldeables fabricadas con filamentos de infusión y filamentos de conformación separados (es decir, telas tales como los descritos en los ejemplos comparativos 2 y 3).
Los artículos compuestos formados a partir de las telas moldeables del ejemplo 9 y el ejemplo comparativo 4 se sometieron a ensayos de fatiga y los resultados se proporcionan en la figura 8. las telas moldeables del ejemplo 9 y el ejemplo comparativo 4 se formaron en pilas de telas como se ha descrito anteriormente en relación con las pruebas de infusión y se impregnaron con resina epoxídica como se ha descrito anteriormente en relación con las pruebas de infusión para formar láminas compuestas. Las láminas compuestas que contenían telas moldeables de los ejemplos anteriormente mencionados se sometieron a ensayos de fatiga. Se descubrió que el ejemplo 9 tenía un intervalo de deformación de aproximadamente 4000 pe durante 1 millón de ciclos. Los resultados obtenidos por los inventores en relación con el intervalo de deformación también indicaron (por la pendiente de la curva de fatiga obtenida a partir de los resultados) que se espera un rendimiento de fatiga excelente a un número de ciclos incluso mayor.
Los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que la resistencia a la fatiga para artículos compuestos que comprenden las telas moldeables descritas en la presente memoria (por ejemplo, la tela moldeable del ejemplo 9) presentan una resistencia a la fatiga mucho mejor en comparación con los materiales compuestos comparativos que contienen telas comparativas estándar (es decir, telas tales como las descritas en el ejemplo comparativo 4).
Por lo tanto, los presentes inventores han descubierto que el empleo de un hilo de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos de infusión y una pluralidad de filamentos de conformación entremezclados, como se describe en la presente memoria, proporciona telas moldeables que presentan una buena infusión.
Sorprendentemente, se descubrió que la disposición entremezclada de la pluralidad de filamentos de infusión y la pluralidad de filamentos de conformación ayuda a la infusión a través de la tela. La infusión mejorada puede deberse a la distribución homogénea de la pluralidad de filamentos de infusión y la pluralidad de filamentos de conformación.
El uso de un hilo de costura entremezclado con los filamentos de conformación entremezclados que tiene un punto de fusión de menos de aproximadamente 120 °C puede ser beneficioso, ya que requiere una cantidad reducida de energía y, por lo tanto, se puede mejorar el proceso de fabricación.
Adicionalmente, los inventores han descubierto que las pilas de telas o los componentes conformados descritos en la presente memoria pueden emplearse para mejorar notablemente la velocidad de colocación de los artículos compuestos, incluidos los componentes conformados descritos en la presente memoria. Por ejemplo, los componentes conformados que comprenden las telas moldeables descritas en la presente memoria pueden emplearse durante la fabricación de palas de turbina eólica incorporando un componente conformado directamente en una pala de turbina eólica durante el procedimiento de colocación.
Las características descritas en la descripción anterior, o en las siguientes reivindicaciones, o en los dibujos adjuntos, expresadas en sus formas específicas o en términos de un medio para realizar la función descrita, o un método o proceso para obtener los resultados descritos, según corresponda, pueden utilizarse, por separado o en cualquier combinación de tales características, para realizar la invención en diversas formas de la misma.
Si bien la invención se ha descrito junto con las realizaciones de ejemplo descritas anteriormente, muchas modificaciones y variaciones equivalentes resultarán evidentes para los expertos en la técnica cuando se dé esta descripción. Por consiguiente, las realizaciones de ejemplo de la invención expuestas anteriormente se consideran ilustrativas y no limitativas. Se pueden realizar diversos cambios en las realizaciones descritas sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.
Para evitar cualquier duda, cualquier explicación teórica proporcionada en la presente memoria se proporciona con el fin de mejorar la comprensión del lector. Los inventores no desean estar limitados por ninguna de estas explicaciones teóricas.
Los encabezados de sección utilizados en la presente memoria son únicamente para fines organizativos y no deben interpretarse como limitativos de la materia objeto descrita.
Si en la presente memoria se menciona una prueba estándar, a menos que se indique lo contrario, la versión de la prueba a la que se hará referencia es la más reciente en el momento de presentar esta solicitud de patente.
A lo largo de esta memoria descriptiva, incluidas las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto exija lo contrario, se entenderá que las palabras “ comprender” e “ incluir” , y variaciones tales como “ comprende” , “ que comprende” y “ que incluye” implican la inclusión de un número entero o etapa o grupo de números enteros o etapas establecidos, pero no la exclusión de cualquier otro número entero, etapa o grupo de números enteros o etapas.
Cabe señalar que, como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “ un” , “ una” y “ el/la” incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Los intervalos se pueden expresar en la presente memoria como desde “ aproximadamente” un valor particular, y/o hasta “ aproximadamente” otro valor particular. Cuando se expresa dicho intervalo, otra realización incluye desde un valor particular y/o hasta el otro valor particular. De manera similar, cuando los valores se expresan como aproximaciones, mediante el uso del antecedente “ aproximadamente” , se entenderá que el valor particular forma otra realización. El término “ aproximadamente” en relación con un valor numérico es opcional y significa, por ejemplo, /- 10 %.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un tejido moldeable que comprende:
primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección; segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección; y un hilo (1) de costura,
en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección, y el hilo (1) de costura forma un patrón de costura a través de la tela moldeable y mantiene las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones,
caracterizado por que
el hilo (1) de costura es un hilo (1) de costura entremezclado que comprende una pluralidad de filamentos (4) de infusión y una pluralidad de filamentos (2) de conformación que están entremezclados,
en donde los filamentos (2) de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos (4) de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
2. La tela moldeable de la reivindicación 1, en donde los filamentos (2) de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 100 °C.
3. La tela moldeable de las reivindicaciones 1 o 2, en donde los filamentos (4) de infusión constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo (1) de costura entremezclado, y los filamentos (2) de conformación constituyen de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso del hilo de costura entremezclado.
4. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los filamentos (4) de infusión constituyen de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo (1) de costura entremezclado, y los filamentos (2) de conformación constituyen de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 75 % en peso del hilo (1) de costura entremezclado.
5. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los filamentos (2) de conformación están compuestos de poliéster o poliamida.
6. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un hilo de costura de infusión que forma un patrón de costura a través de la tela moldeable.
7. La tela moldeable de la reivindicación 6, en donde el hilo de costura de infusión está compuesto de un material que tiene un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
8. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la tela moldeable tiene un peso por unidad de superficie en el intervalo de aproximadamente 300 g/m2 a aproximadamente 2500 g/m2.
9. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el hilo de costura entremezclado constituye de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso de la tela moldeable.
10. La tela moldeable de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los filamentos (2) de conformación del hilo (1) de costura entremezclado constituyen de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable; y/o los filamentos (4) de infusión del hilo (1) de costura entremezclado constituyen de aproximadamente el 0,25 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso de la tela moldeable.
11. Una pila de telas que comprende al menos dos capas de tela moldeable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde una capa de tela moldeable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 está dispuesta directamente sobre otra capa de tela moldeable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Un componente conformado que comprende una pila de telas según la reivindicación 11.
13. Un proceso para producir un tejido moldeable, comprendiendo el proceso:
proporcionar primeras fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una primera dirección y segundas fibras que comprenden fibras de vidrio orientadas en una segunda dirección, en donde la segunda dirección está dentro de 0 a 90 grados de la primera dirección; y
coser las primeras y segundas fibras entre sí usando un hilo (1) de costura entremezclado para formar un patrón de costura a través de la tela moldeable y para mantener las primeras y segundas fibras en sus respectivas orientaciones, comprendiendo el hilo de costura entremezclado una pluralidad de filamentos (4) de infusión y una pluralidad de filamentos (2) de conformación que están entremezclados, en donde los filamentos (2) de conformación tienen un punto de fusión de menos de aproximadamente 150 °C, y los filamentos (4) de infusión tienen un punto de fusión de al menos aproximadamente 180 °C.
Un proceso para producir un componente conformado, comprendiendo el proceso:
apilar una pluralidad de capas de una tela moldeable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para proporcionar una pila de telas;
conformar la pila de telas; y
calentar la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C.
Un proceso según la reivindicación 14, que comprende calentar la pila de telas a una temperatura de hasta aproximadamente 160 °C al vacío.
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