ITPD20070200A1

ITPD20070200A1 - Rinforzo fibroso del tipo rinforzo per materiale composito

Info

Publication number: ITPD20070200A1
Authority: IT
Inventors: Mario Angeloni
Original assignee: Angeloni S R L G
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-09
Also published as: EP2152454A1; EP2152454B1; EP2152454B2; WO2008148791A1

Description

“RINFORZO FIBROSO DEL TIPO RINFORZO PER MATERIALE COMPOSITO”

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un rinforzo fibroso del tipo rinforzo per materiale composito ed il procedimento per ottenerlo.

Oggigiorno sono noti rinforzi per materiale composito, particolarmente in fibra di carbonio, ottenuti da mazzetti di fibre, noti come filati, accostati e successivamente sottoposti ad allargatura, per diradarne ed uniformarne trasversalmente le fibre.

Tali filati vengono classificati in base al loro titolo, indicante il numero di fibre che compongono ogni singolo filato.

Così sono oggi reperibili sul mercato filati con titolo ad esempio di 3k, 6k ecc., che indica che tali filati sono composti da mazzetti rispettivamente di 3000, 6000 fibre ecc., fibre che vengono mantenute adese, a formare il filato, da un'apposita lacca.

Una volta allargati i filati così ad ottenere una pelle di fibre, per fissarne le fibre in tale configurazione è noto ricorrere a filamenti disposti ad esse trasversalmente, formanti una trama.

Un'altra soluzione consiste nel depositare, su una o su entrambe le facce della pelle, un film di adesivo o un filamento adesivo trasversale alle fibre.

Tali tipi di rinforzi presentano alcuni inconvenienti.

Infatti l’utilizzo di un filamento di trama o di un filamento adesivo, come metodi di fissaggio delle fibre, causano disuniformità nello spessore del rinforzo.

L'applicazione di un film di adesivo, per contro, pur non ingenerando disuniformità di spessore, rende il rinforzo meno permeabile alle resine con le quali deve essere impregnato.

Oltre a rinforzi che presentano una pelle di fibre trattenuta da una trama o da un adesivo, detti rinforzi secchi, sono oggi noti i rinforzi preimpregnati.

Questi sono preparati impregnando la pelle di fibre con una resina parzialmente catalizzata atta a venire attivata, completando la catalisi, al momento dell'impiego .

Tale resina svolge anche un ruolo di trattenimento delle fibre impedendone il reciproco discostarsi o lo sfilacciamento.

E’ quindi possibile ottenere rinforzi preimpregnati che presentano pelli di fibre distribuite, uniformemente, a titolo molto più basso di quanto è oggigiorno realizzabile nelle pelli per rinforzi secchi, per titolo intendendo, in modo analogo ai filati, la densità di fibre e quindi il peso specifico per unità di superficie della pelle.

Nei rinforzi secchi, infatti, le fibre sono trattenute in posizione solo dall'adesivo o dal filamento di trama, quindi un titolo molto basso fa sì che durante il maneggiamento del rinforzo si ingenerino, trasversalmente alle fibre, disuniformità indesiderate.

Così, oggigiorno non sono noti rinforzi secchi che presentano pesi, per unità di superficie, inferiori ai 100 gr/m<A>2, mentre sono noti rinforzi preimpregnati che raggiungono pesi minimi, per unità di superficie, intorno ai 30 gr/m<A>2.

I rinforzi preimpregnati presentano, però, il noto inconveniente di non risultare utilizzabili per realizzare un rinforzo intrecciato, ovvero con fasce di fibre unidirezionali intrecciate trasversalmente a formare un tessuto con una trama ed un'ordito sostanzialmente perpendicolari l'una all'altro.

Inoltre, per ottenere rinforzi secchi di notevole pregio, ossia di alta omogeneità di distribuzione delie fibre, in senso trasversale ad esse, al tecnico del ramo è noto che è necessario utilizzare, come materia prima, mazzetti di fibre a bassa numerosità.

Oggigiorno sono reperibili filati con titolo da 1k, 2k, 3k, 6k, 12k, 15k, e oltre, tra i quali, però, è ridotta la reperibilità dei filati lk, 2k, 3k, la lavorazione dei quali risulta inoltre più complessa ed il cui prezzo di mercato sensibilmente più elevato rispetto alle soluzioni che presentano titolo maggiore, a tutto svantaggio dell'economicità di produzione dei rinforzi da essi ottenibili.

Il compito del presente trovato è quello di proporre un rinforzo fibroso secco che sia realizzabile a partire da filati con titolo minore rispetto ai rinforzi secchi, oggi noti, pur presentando almeno una pari uniformità di distribuzione delle fibre della pelle.

NeH'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di mettere a punto un procedimento atto a realizzare tale rinforzo fibroso anche a partire da filati con titolo pari o superiore a 12k.

Un altro scopo dei trovato è proporre un rinforzo fibroso strutturalmente semplice e di facile impiego, che possa essere prodotto con costi contenuti.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un rinforzo fibroso del tipo rinforzi per materiale composito caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due pelli di fibre interconnesse da un intercalare collante, ognuna di dette pelli comprendendo fibre disposte sostanzialmente in modo unidirezionale.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del rinforzo fibroso secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

• la figura 1 illustra un particolare ingrandito, sezionato trasversalmente, del rinforzo fibroso, secondo il trovato;

• la figura 2 illustra un particolare ingrandito, visto in pianta dall'alto, del rinforzo fibroso, secondo il trovato;

• la figura 3 illustra il rinforzo fibroso, secondo il trovato, in vista prospettica;

• la figura 4 illustra uno schema del processo per la realizzazione del rinforzo fibroso, secondo il trovato.

E da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio dalle rivendicazioni.

Con riferimento alle figure citate è globalmente indicato con 10 un rinforzo fibroso del tipo rinforzi per materiale composito, che, secondo il trovato, presenta la particolare peculiarità di comprendere almeno due pelli 11, di fibre 12, interconnesse da un intercalare collante 13, con ognuna delle pelli 11 che presenta fibre 12 disposte sostanzialmente in modo unidirezionale.

Preferibilmente, il rinforzo fibroso 10 comprende solo due pelli 11 con fibre disposte in modo sostanzialmente unidirezionale e parallelo.

Inoltre, l'intercalare collante 13 definisce un reticolo 14 finemente distribuito in modo sostanzialmente uniforme tra le pelli 11 così da solidarizzarle l'una all'altra pur non compromettendo la permeabilità del rinforzo 10 a resine. Il rinforzo fibroso 10 altresì convenientemente prevede almeno una pelle 11 di fibre di carbonio e/o di fibre di vetro e/o di fibre aramidiche.

Opportunamente, tale intercalare collante 13 comprende materiale adesivo termoplastico hot melt.

Secondo il trovato il rinforzo fibroso 10 è prodotto secondo un processo, il cui schema è illustrato in figura 4, indicato globalmente con 20 e che presenta la particolare peculiarità di comprendere:

• una prima fase, di allargatura 21 delle fibre 12, svolte da bobine di stoccaggio, a formare, in parallelo, le pelli 11 di fibre 12;

• una seconda fase, di adesivazione 22 di almeno una faccia 15 di almeno una pelle 11 ;

• una terza fase, di accoppiamento 23, preferibilmente tramite calandratura, delle pelli 11, per l'ottenimento del rinforzo fibroso 10.

Opportunamente la prima fase, di allargatura 21, comprende l'uniformazione trasversale delle fibre 12, mentre la seconda fase, di adesivazione 22, vantaggiosamente comprende la deposizione di un filamento di intercalare collante 13, su almeno una faccia 15 di almeno una delle pelli 11.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti realizzando un rinforzo fibroso che, grazie alla sua conformazione con le pelli trattenute da un intercalare distribuito di collante, consente un'allargatura delle fibre, formanti le pelli, tale da ottenere una pelle con titolo molto più basso delle pelli di fibre oggigiorno impiegate nei rinforzi noti.

Così un rinforzo fibroso secco, secondo il trovato, può quindi essere realizzato titoli molto minori di quelli dei rinforzi secchi oggi noti, raggiungendo anche i 70 gr/m<A>2

Inoltre, un rinforzo fibroso, secondo il trovato, presentando la particolare distribuzione dell'intercalare collante, garantisce una elevata permeabilità alle resine di fissaggio.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nelfambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare rintelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Rinforzo fibroso del tipo rinforzo per materiale composito caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due pelli (11) di fibre (12) interconnesse da un intercalare collante (13), ognuna di dette pelli (11) comprendendo fibre (12) disposte sostanzialmente in modo unidirezionale.
2) Rinforzo fibroso, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto intercalare collante (13) definisce, tra dette pelli (11), un reticolo (14) finemente distribuito, in modo sostanzialmente uniforme, per la permeabilità di detto rinforzo a resine.
3) Rinforzo fibroso, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette almeno due pelli (11) di fibre (12) comprendono almeno una pelle (11) di fibre (12) di carbonio.
4) Rinforzo fibroso, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette almeno due pelli (11) di fibre (12) comprendono almeno una pelle (11) di fibre (12) di vetro.
5) Rinforzo fibroso, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette almeno due pelli (11) di fibre (12) comprendono almeno una pelle (11) di fibre (12) aramidiche.
6) Rinforzo fibroso, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto intercalare collante (13) comprende materiale adesivo termoplastico hot meli.
7) Rinforzo fibroso, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.
8) Procedimento (20) per l'ottenimento di detto rinforzo fibroso (10), del tipo rinforzo per materiale composito, caratterizzato dal fatto di comprendere: • una prima fase, di allargatura di fibre (12), svolte da bobine di stoccaggio, a formare, in parallelo, dette almeno due pelli (11) di fibre (12); • una seconda fase, di adesi vazione di almeno una faccia (15) di almeno ima pelle (11) di dette almeno due pelli (11); • una terza fase, di accoppiamento (23) di dette almeno due pelli (11), per rottenimento di detto rinforzo fibroso.
9) Procedimento, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta prima fase, di allargatura, comprende runiformazione trasversale di dette fibre (12).
10) Procedimento, secondo le rivendicazioni 8 e 9, caratterizzato dal fatto che detta seconda fase, di adesivazione, comprende la deposizione di detto filamento su detta almeno una faccia (15).
11) Procedimento, secondo le rivendicazioni 8, 9 e 10, caratterizzato dal fatto che detta terza fase comprende una calandratura di dette almeno due pelli, per il loro accoppiamento.
12) Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.