ES2621866T3 - Mejoras en materiales compuestos - Google Patents
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Abstract
Un material compuesto que comprende resina, una capa de fibras estructurales y una capa de soporte de materiales sustancialmente libres de resina, en el que la capa de soporte presenta una estructura abierta, tiene un tamaño de poro medio de desde 10 hasta 100 micrómetros y forma una barrera para la resina antes del procesamiento y no puede retirarse del material compuesto.
Description
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DESCRIPCION
Mejoras en materiales compuestos Campo tecnico
La presente invencion se refiere a materiales compuestos, particularmente materiales preimpregnados y materiales semiimpregnados curables.
Antecedentes
Los materiales compuestos tienen ventajas ampliamente documentadas con respecto a los materiales de construccion tradicionales, particularmente al proporcionar propiedades mecanicas excelentes a densidades de material muy bajas. Como resultado, el uso de tales materiales esta extendiendose cada vez mas y sus campos de aplicacion van desde el “industrial” y los “deportes y ocio” hasta componentes aeroespaciales de alto rendimiento.
Los “materiales preimpregnados”, que comprenden una disposicion de fibras impregnada con resina tal como resina epoxi, se usan ampliamente en la generacion de tales materiales compuestos. Normalmente se “apilan” segun se desee varias laminas de tales materiales preimpregnados y se cura el laminado resultante, normalmente mediante exposicion a temperaturas elevadas, para producir un laminado compuesto curado.
Un tipo particular de material preimpregnado es el denominado “material semiimpregnado”, que implica que la disposicion de fibras solo este parcialmente impregnada con resina, dejando una porcion de la disposicion de fibras en un estado “seco”. Los materiales semiimpregnados tambien comprenden materiales de moldeo que comprenden una o mas capas de un material de refuerzo fibroso que se mantienen en su sitio sobre una capa de resina por la pegajosidad inherente de la resina. En estos materiales semiimpregnados, el material de refuerzo fibroso no esta impregnado o esta “seco” o al menos no esta sustancialmente impregnado o esta sustancialmente seco. Un ejemplo de un material de este tipo se da a conocer en el documento WO 00/27632.
Los materiales semiimpregnados pueden proporcionar porosidades inferiores en el laminado compuesto curado final, ya que las regiones secas permiten una via para que el aire atrapado y los compuestos volatiles escapen del laminado.
Una disposicion de material semiimpregnado comun es tener una capa de resina curable en contacto con una o dos capas adyacentes de fibras que permanecen esencialmente secas, migrando solo muy poca resina a las fibras adyacentes. Tales materiales semiimpregnados se usan particularmente como parte de estructuras de carga grandes, por ejemplo mastiles para palas de turbinas eolicas.
Sin embargo, algo de resina migra inevitablemente a las fibras a lo largo del tiempo, particularmente durante el almacenamiento, lo que compromete las propiedades de ventilacion de compuestos volatiles del refuerzo fibroso durante el procesamiento y el curado del material preimpregnado o material semiimpregnado. La resina tambien puede pasar a traves hasta una cara externa del material preimpregnado o material semiimpregnado, un fenomeno conocido como adherencia entre capas. Esto es de nuevo indeseable, ya que impide que los compuestos volatiles escapen de las estructuras de laminado que contienen multiples capas de material preimpregnado o material semiimpregnado.
El procesamiento y el curado del material compuesto se consiguen aumentando la temperatura del material a traves de calentamiento (generalmente por encima de 40°C). A medida que se aumenta la temperatura durante el procesamiento, el material de resina empieza a curarse y el material cambia a un estado solido.
La reaccion de curado es una reaccion exotermica. Para controlar la reaccion, el aporte de energfa se divide normalmente en dos o mas fases para impedir una reaccion exotermica incontrolada en el moldeo, lo que dana como resultado propiedades mecanicas deficientes del artfculo moldeado. Normalmente en la primera fase de procesamiento, la temperatura se aumenta a lo largo del tiempo hasta un primer nivel deseado y se mantiene constante durante un periodo de tiempo (conocido como la fase de permanencia o el periodo de permanencia). Tras el primer periodo de permanencia, la temperatura se aumenta adicionalmente hasta un segundo nivel y se mantiene constante a lo largo del tiempo (segunda fase de permanencia). El aumento de temperatura y la posterior permanencia pueden repetirse adicionalmente dependiendo de las propiedades del molde y del material compuesto.
A menudo, ademas de un equipo de calentamiento y control de temperatura, el moldeo tambien se presuriza para garantizar una humectacion adecuada del material de refuerzo fibroso mediante la resina. El material puede presurizarse en un autoclave o el material puede estar en una envuelta flexible que se despresuriza para aumentar la presion en el moldeo. Esta ultima tecnica se conoce comunmente como “embolsado a vado”.
Los materiales preimpregnados y materiales semiimpregnados se producen normalmente como un rollo de material en hojas. Cuando se desea producir una estructura a partir del material preimpregnado o material semiimpregnado,
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el rollo se desenrolla y el material se deposita segun se desee. Para permitir que este desenrollamiento se produzca incluso tras un almacenamiento prolongado, que podna dar como resultado la migracion de la resina al material de refuerzo fibroso seco, generalmente se aplica una hoja de soporte no porosa solida, por ejemplo polietileno o papel, a una cara externa del material preimpregnado o material semiimpregnado.
Tras enrollar el material en un rollo, la hoja de soporte impide que capas adyacentes de material preimpregnado o material semiimpregnado se adhieran entre sf debido a cualquier migracion indeseable de resina. Cuando el rollo se desenrolla posteriormente, la hoja de soporte se retira entonces del material preimpregnado o material semiimpregnado curable, y entonces se desecha como residuo.
Por tanto, tales hojas de soporte solidas se preparan y formulan cuidadosamente para proporcionar una superficie no pegajosa, de modo que pueden desprenderse de una superficie resinosa e impedir la adhesion entre capas adyacentes de material preimpregnado o material semiimpregnado enrollado.
Sin embargo, este uso de la hoja de soporte genera residuos y aumenta el coste de produccion, ya que se desecha tras el uso. Ademas, existe una posibilidad de que la hoja de soporte no se retire satisfactoriamente del rollo a pesar de esfuerzos para lo contrario, particularmente cuando se aplica en un proceso automatizado, como es cada vez mas comun. Cuando esto sucede, entonces se rechaza toda la pila de materiales preimpregnados y/o materiales semiimpregnados.
Se han realizado intentos para producir materiales semiimpregnados que no requieran el uso de una hoja de soporte. Esto ha implicado aumentar la viscosidad de la capa de resina curable de modo que tenga menos tendencia a migrar a traves de cualquier capa de fibra adyacente y provoque la adherencia entre capas. Aunque esto puede conseguirse, el aumento de la viscosidad reduce la pegajosidad y la capacidad de plegado del material semiimpregnado, y solo retarda la inevitable adherencia entre capas, permitiendo un tiempo de almacenamiento limitado. En vista de estas desventajas, actualmente no se recomiendan materiales semiimpregnados sin una hoja de soporte.
Por tanto, una mejora adicional en este campo sena sumamente deseable.
La presente invencion pretende obviar y/o mitigar los problemas descritos anteriormente y/o proporcionar ventajas en general.
Sumario de la invencion
Segun la invencion se proporciona un material compuesto, un rollo, una pila y un metodo tal como se definen en una cualquiera de las reivindicaciones adjuntas.
En un primer aspecto, la invencion se refiere a un material compuesto de tipo hoja curable que comprende resina curable y al menos una capa de fibras estructurales y que comprende una capa de soporte externa de material sustancialmente libre de resina que es permeable a los gases, pero es sustancialmente impermeable con respecto a la resina curable a temperatura ambiente.
“Permeable a los gases” significa que el material es permeable al aire y otros gases o compuestos volatiles tales como los gases que pueden liberarse desde la resina durante el procesamiento y el curado. La permeabilidad a los gases facilita la eliminacion de aire y compuestos volatiles durante el procesamiento y el curado, lo que a su vez da como resultado un moldeo de material compuesto curado que tiene una concentracion reducida de gases atrapados en su estructura.
La capa de soporte actua como barrera para impedir que la resina migre a la superficie externa antes del procesamiento. Esto permite el almacenamiento del material en cualquier superficie (o incluso sobre sf mismo) antes del procesamiento, ya que el material compuesto puede simplemente retirarse dado que nada de resina entra en contacto con la superficie. Algo de resina puede penetrar en la capa de soporte o barrera, pero la capa de soporte puede desdoblarse o es divisible para permitir la retirada del material compuesto como se discutira mas detalladamente a continuacion.
El material de la invencion puede enrollarse en sf mismo sin la retirada de la capa de soporte. Ademas, como la capa de soporte es sustancialmente impermeable a la resina curable, impide la migracion de resina a capas de material enrolladas adyacentes. Por tanto, el material puede desenrollarse con una fuerza de pelado muy baja, manteniendo el resto del material compuesto intacto.
Por tanto, el material compuesto de tipo hoja esta preferiblemente en forma de un rollo. Por tanto, el material compuesto es de manera preferible suficientemente flexible para poder formar un rollo con un diametro de menos de 20 cm, mas preferiblemente de menos de 10 cm. Como tal, el material compuesto es preferiblemente no tan grueso como para que no pueda enrollarse facilmente. Por tanto, normalmente el material compuesto tiene un grosor de desde 0,5 hasta 5,0 mm, preferiblemente desde 1,0 hasta 4,0 mm.
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Por tanto puede verse que la capa de soporte de la invencion no se retira, ya que forma parte integral del material compuesto y forma por tanto parte del material compuesto. Esto es sumamente innovador, ya que se cree que la introduccion de un cuerpo extrano en el material compuesto afecta negativamente a las propiedades mecanicas del material compuesto curado resultante.
Por tanto, el material compuesto esta normalmente libre de cualquier hoja de soporte solida retirable.
Por “retirable” quiere decirse que la hoja puede pelarse del material compuesto, dejando el resto del material compuesto intacto.
El material compuesto es normalmente un material preimpregnado o un material semiimpregnado. Sin embargo, se cree que la invencion es particularmente aplicable a materiales semiimpregnados.
Una disposicion tfpica de material semiimpregnado incluye una capa de resina curable en contacto con una o dos capas de fibras estructurales que no estan impregnadas con resina. En esta disposicion, la capa de soporte es preferiblemente adyacente a una capa de fibras estructurales de este tipo, sin embargo son posibles otras disposiciones.
El material compuesto puede comprender capas de material adicionales, sin embargo cada una tiene que elegirse para garantizar que el material compuesto siga siendo suficientemente flexible para formar un rollo.
El material compuesto de la presente invencion es particularmente adecuado para su uso en la formacion de un componente estructural, por ejemplo un mastil para palas de turbinas eolicas o un vetnculo aeroespacial tal como una aeronave. Como tales estructuras son generalmente bastante grandes, es preferible que el material compuesto pueda formar un rollo que tenga una longitud de mas de 10,0 cm, y al menos 1,0 m de material enrollado. Por tanto, el material compuesto tiene un area superficial de al menos 0,1 m2, preferiblemente al menos 0,3 m2
Se entendera que los materiales compuestos de la presente invencion solo requieren una cara externa para comprender una capa de soporte tal como se define en el presente documento.
Sin embargo, se ha encontrado que es ventajoso que el material compuesto comprenda dos capas de soporte de material sustancialmente libre de resina que sea permeable a los gases, pero sean sustancialmente impermeables con respecto a la resina curable a temperatura ambiente.
Cuando hay dos capas de soporte, cada una puede ubicarse en una cara externa diferente del material compuesto. Alternativamente, ambas pueden estar presentes en la misma cara externa del material compuesto.
Independientemente de que disposicion se adopte, una vez que el material compuesto se enrolle sobre sf mismo, el material enrollado implicara las dos capas de material de soporte adyacentes entre sf y capas de fibras estructurales adyacentes por separado que contienen resina curable.
Se ha encontrado que, particularmente en realizaciones en las que solo hay una capa de soporte, puede surgir una baja fuerza de pelado debido a la capacidad de una capa de soporte para separarse o desdoblarse en dos porciones estratificadas.
Durante el almacenamiento, algo de resina curable migra inevitablemente a la capa de soporte, desde uno o ambos lados, en un grado limitado. Sin embargo, tras desenrollarse, la hoja de soporte es capaz normalmente de separarse o desdoblarse en dos porciones estratificadas. Como la capa de soporte es sustancialmente impermeable a la resina curable, se limitara cualquier migracion y asf la separacion o el desdoblamiento en dos porciones puede producirse a traves de la capa de soporte en un punto que esta libre de resina.
Por tanto, en esta realizacion, la resistencia al desenrollamiento esta limitada a la resistencia de integridad de la capa o capas de soporte.
Por tanto, el material compuesto comprende preferiblemente una capa de soporte que tiene una integridad de menos de 10 N segun la prueba de fuerza de pelado descrita a continuacion.
Por tanto, una vez desenrollado, ambas caras externas del material compuesto comprenden cada una preferiblemente una capa separada o desdoblada de una capa de soporte definida en el presente documento.
En realizaciones en las que hay dos capas de soporte, solo se requiere que una de las capas se separe o se desdoble en dos porciones con una baja fuerza.
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Con el fin ser permeable de manera adecuada a los gases, la capa o capas de soporte presentan una estructura abierta. En una realizacion preferida la capa o capas de soporte son fibrosas, compuestas preferiblemente por fibras de material al azar, entrelazadas entre sf en forma de un vellon.
Como tal, la capa o capas de soporte son normalmente de densidades muy bajas, siendo deseables densidades en el intervalo de desde l0o hasta 300 kg.m-3
La capa o capas de soporte, aunque son permeables a los gases, son sustancialmente impermeables a la resina curable. Se cree que la migracion de resina durante el almacenamiento esta provocada por accion capilar a traves de los poros en el material. Por tanto, se ha encontrado que pueden producirse materiales sustancialmente impermeables a la resina disponiendo un tamano de poro efectivo pequeno de manera adecuada.
Por tanto, la capa o capas de soporte tienen un tamano de poro o diametro de poro efectivo o medio de desde 10 hasta 100 micrometros.
Otra medida de tamano de poro efectivo es el area de poro abierto promedio, y la capa o capas de soporte tienen preferiblemente un area de poro promedio de desde 100 hasta 10000 |im2, preferiblemente desde 300 hasta 6000 |im2
El tamano de poro efectivo y el grado de apertura pueden medirse mediante el metodo de prueba descrito a continuacion.
El tamano de poro efectivo y el area de poro se miden poniendo una muestra del material bajo un microscopio montando la muestra en una tarjeta de plastico azul para resaltar las areas abiertas cuando se visualiza en la pantalla del ordenador. El microscopio se ajusta a un aumento de 175x con la salida luminosa ajustada al maximo. Se registra una imagen informatica para un area de muestra conocida, normalmente un area total de 2951002 |im2. La imagen se manipula por medio de controles deslizantes de ajuste en un histograma para crear una imagen de dos colores en la que un color representa las fibras de velo y el otro representa el espacio abierto. Las areas de espacios abiertos individuales se miden usando procesamiento de imagenes. Estos datos se guardan en una hoja de calculo que puede usarse entonces para calcular el area de poro total o el area abierta ocupada por espacios abiertos (con el fin de calcular el % de apertura) junto con el tamano promedio de las areas abiertas o el tamano de poro.
La capa o capas de soporte tambien pueden caracterizarse mediante el grado de apertura de la capa, es decir el porcentaje de un area superficial promedio de la hoja que esta constituida por agujeros abiertos en la hoja. La capa o capas de soporte de la presente invencion normalmente tienen un grado de apertura de desde el 10% hasta el 70%, preferiblemente desde el 15% hasta el 60%.
Como la capa o capas de soporte se curan para dar el material compuesto, es importante que no sean demasiado pesadas. Por tanto, se prefiere un peso por unidad de area de desde 10 hasta 100 gramos por metro cuadrado, mas preferiblemente desde 15 hasta 75 g/m2.
Adicionalmente, es importante que la capa o capas de soporte no sean demasiado gruesas y asf tengan preferiblemente un grosor de desde 50 hasta 200 micrometros.
El material de la capa o capas de soporte puede seleccionarse de una amplia gama de materiales, tales como fibras de vidrio o fibras polimericas tales como materiales fenoxi.
Se ha encontrado que las capas de soporte de fibras de vidrio pueden separarse o desdoblarse o dividirse facilmente en dos porciones estratificadas y por tanto son materiales sumamente preferidos. La capa de soporte es divisible debido a la naturaleza de su estructura, que permite que se separe el material. La capa de soporte puede impregnarse parcialmente con resina, lo que mejora la separacion de la capa de soporte en una parte impregnada y una parte no impregnada, reteniendose la parte impregnada sobre la capa de fibras estructurales.
Sin embargo, tambien se ha encontrado que el uso de capas de soporte de fibras de vidrio puede tener un impacto negativo sobre la resistencia al cizallamiento interlaminar del eventual material compuesto curado.
Sin embargo, tambien se ha encontrado sorprendentemente que capas de soporte de fibras fenoxi pueden aumentar la resistencia al cizallamiento interlaminar del eventual material compuesto curado. Esto es particularmente sorprendente ya que se cree convencionalmente que introducir lo que es efectivamente un cuerpo extrano en el material compuesto tiene un efecto negativo sobre la resistencia al cizallamiento interlaminar, tal como es el caso con fibras de vidrio. Por tanto, son sumamente preferidas las capas de soporte de fibras fenoxi.
Se ha observado ademas que el uso de tanto una capa de soporte de fibras de vidrio como una capa de soporte de fibras fenoxi puede dar como resultado ni un aumento ni una disminucion en la resistencia al cizallamiento interlaminar. Esta realizacion es por tanto sumamente preferida, ya que tiene la ventaja de la facil capacidad de
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separacion o capacidad de desdoblamiento de la fibra de vidrio sin la ca^da asociada en la resistencia al cizallamiento interlaminar.
En otro aspecto, la invencion se refiere a un metodo de formar un rollo de material compuesto no curado en el que un material compuesto tal como se definio anteriormente en el presente documento se enrolla sobre s^ mismo sin la presencia de una hoja de soporte solida retirable.
Del mismo modo, en otro aspecto, la invencion se refiere a un metodo de desenrollar un rollo de material compuesto no curado tal como se definio anteriormente en el presente documento, enrollado sobre sf mismo sin la presencia de una hoja solida retirable, en el que el desenrollamiento se facilita mediante la separacion o el desdoblamiento de una capa de soporte en dos porciones estratificadas.
Una vez desenrollado, el material compuesto se deposita, normalmente como parte de una disposicion de multiples capas para adaptarse a la forma de un elemento estructural o la superficie de un molde. El material compuesto puede entonces procesarse y curarse, mediante la exposicion a una o mas temperaturas elevadas, y opcionalmente presion elevada, para producir un material compuesto curado. Segun otra invencion, se proporciona un material compuesto, particularmente un material preimpregnado y material semiimpregnado curable que tiene una resistencia al cizallamiento interlaminar mejorada.
Segun esta invencion, se proporciona un material compuesto curable que comprende resina curable y al menos una capa de fibras estructurales y que comprende una capa de material fenoxi fibroso.
Se ha encontrado que materiales compuestos que contienen un material fenoxi fibroso de este tipo, una vez curado para formar un material compuesto curado, presentan una mejora sorprendente en la resistencia al cizallamiento interlaminar.
El material compuesto puede ser un material preimpregnado o puede ser un material semiimpregnado. La invencion es igualmente adecuada para ambos tipos de material compuesto.
Una disposicion tfpica de material semiimpregnado incluye una capa de resina curable en contacto con una o dos capas de fibras estructurales que no estan impregnadas con resina. Cuando el material compuesto es un material semiimpregnado, el material fenoxi fibroso normalmente esta sustancialmente libre de resina.
Una disposicion tfpica de material preimpregnado es tener una unica capa de fibras estructurales que estan sustancialmente impregnadas con resina curable. Sin embargo, son posibles materiales preimpregnados con mas de una capa de fibras estructurales. Un material preimpregnado de este tipo tambien puede tener una capa de resina esencialmente libre de fibras que puede estar adyacente a las fibras estructurales impregnadas. Cuando el material compuesto es un material preimpregnado, el material fenoxi fibroso esta normalmente tambien impregnado sustancialmente con resina curable.
El material fenoxi fibroso puede estar ubicado en cualquier posicion conveniente en el material compuesto.
Independientemente de si el material compuesto es un material preimpregnado o un material semiimpregnado, se pretende que el material compuesto segun la invencion se cubra con otros materiales compuestos, que pueden ser iguales o diferentes, para formar una pila de material compuesto curable.
Por tanto, en un segundo aspecto, la invencion se refiere a una pila curable de material compuesto, comprendiendo la pila una pluralidad de capas de fibras estructurales y comprendiendo al menos una capa de material fenoxi fibroso.
Si materiales preimpregnados que comprenden una capa de resina esencialmente libre de fibras forman parte de la pila de material compuesto, entonces las capas libres de fibras forman denominadas capas intercaladas dentro de la pila.
Una pila de este tipo puede comprender, por ejemplo, de 4 a 200 capas de fibras estructurales.
Normalmente la pila comprende una pluralidad de capas de material fenoxi fibroso. En una realizacion preferida la pila comprende al menos la mitad de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales. Puede ser incluso deseable que comprenda al menos el 75% de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales, o incluso aproximadamente el mismo numero de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales.
El material compuesto y las pilas de material compuesto de la presente invencion pueden incluir otros elementos funcionales conocidos en la tecnica, segun los requisitos de la aplicacion pretendida.
El material fenoxi fibroso esta compuesto preferiblemente por fibras de material al azar, entrelazadas entre sf en forma de un vellon.
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El material fenoxi fibroso puede tener por tanto una baja densidad de material (en una forma no impregnada con resina) de desde 100 hasta 300 kg.m-3.
Se ha encontrado que es deseable que el material fenoxi tenga un tamano de poro efectivo bastante estrecho. Por tanto, el material fenoxi fibroso tiene preferiblemente un diametro de poro efectivo o medio de desde 10 hasta 100 micrometros.
Otra medida de tamano de poro efectivo es el area de poro abierto promedio, y el material fenoxi fibroso preferiblemente tiene un area de poro promedio de desde 100 hasta 10000 |im2, preferiblemente desde 300 hasta 6000 |im2
El material fenoxi fibroso tambien puede caracterizarse mediante el grado de apertura de la capa, es decir el porcentaje de un area superficial promedio de la hoja que esta constituida por agujeros abiertos en la hoja. El material fenoxi fibroso de la presente invencion normalmente tiene un grado de apertura de desde el 10% hasta el 70%, preferiblemente desde el 15% hasta el 60%.
El tamano de poro efectivo y el grado de apertura pueden medirse mediante el metodo de prueba descrito a continuacion.
Cuando el material fenoxi fibroso forma parte del material compuesto, es deseable que sea de peso ligero. Por tanto, se prefiere un peso por unidad de area de desde 10 hasta 100 gramos por metro cuadrado, mas preferiblemente desde 15 hasta 75 g/m2.
Adicionalmente, es deseable que el material fenoxi fibroso no sea demasiado grueso y asf preferiblemente tiene un grosor de desde 50 hasta 200 micrometros.
Se pretende que el material compuesto, o la pila, se deposite, por ejemplo para formar la forma de un elemento estructural. El material compuesto o la pila se cura entonces, mediante exposicion a temperatura elevada, y opcionalmente presion elevada, para producir un material compuesto curado que tenga una resistencia al cizallamiento interlaminar mejorada.
Durante las fases iniciales del ciclo de curado, la temperatura se aumenta gradualmente a lo largo del tiempo. Durante esta fase de calentamiento, el curado aun no se produce, pero la viscosidad de la resina curable cae significativamente. Esto conduce a un grado aumentado de impregnacion con resina a medida que el gas sale del material compuesto. Ademas, el material fenoxi, que es un termoplastico, tiende a fundirse durante esta fase, perdiendo su naturaleza fibrosa.
Por tanto, en otro aspecto, la invencion se refiere a un material compuesto curado que puede obtenerse exponiendo un material compuesto, o una pila, tal como se da a conocer en el presente documento, a una temperatura elevada, y opcionalmente una presion elevada, a una temperatura y durante una duracion suficiente para provocar el curado de la resina curable.
Las fibras en la capas de fibras estructurales pueden ser unidireccionales, en forma de tela o multiaxiales. Preferiblemente las fibras son unidireccionales y su orientacion variara por todo el material compuesto, por ejemplo material preimpregnado o material semiimpregnado, por ejemplo disponiendo las fibras en capas contiguas para que sean ortogonales entre sf en una denominada disposicion 0/90, lo que indica los angulos entre capas de fibras contiguas. Otras disposiciones tales como 0/+45/-45/90 son naturalmente posibles entre muchas otras disposiciones.
Las fibras pueden comprender fibras fragmentadas (es decir rotas por estiramiento), selectivamente discontinuas o continuas.
Las fibras estructurales pueden estar hechas de una amplia variedad de materiales tales como vidrio, carbono, grafito, polfmeros metalizados de aramida y mezclas de los mismos. Se prefieren fibras de vidrio. El material compuesto comprende normalmente desde el 30 hasta el 70% en peso de fibras estructurales.
Como se ha discutido anteriormente, ademas de la capa de soporte, los materiales compuestos de la presente invencion comprenden una resina curable, es decir una resina termoendurecible. La resina curable puede estar presente como una capa diferenciada o puede estar completa o parcialmente impregnada en una capa de fibras estructurales. El material compuesto comprende normalmente desde el 15 hasta el 50% en peso de resina curable.
La resina curable puede seleccionarse de aquellas conocidas convencionalmente en la tecnica, tal como resinas de fenol-formaldehndo, urea-formaldehndo, 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina (melamina), bismaleimida, resinas epoxi, resinas de ester vimlico, resinas de benzoxazina, poliesteres, poliesteres insaturados, resinas de ester de cianato, o mezclas de los mismos.
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Se prefieren particularmente resinas epoxi, por ejemplo resinas epoxi monofuncionales, difuncionales o trifuncionales o tetrafuncionales.
La resina epoxi puede comprender resinas epoxi monofuncionales, difuncionales, trifuncionales y/o tetrafuncionales.
Resinas epoxi difuncionales adecuadas, a modo de ejemplo, incluyen aquellas basadas en; diglicidil eter de bisfenol F, bisfenol A (opcionalmente bromado), novolacas epoxi de fenol y cresol, glicidil eteres de aductos de fenol- aldetudo, glicidil eteres de dioles alifaticos, diglicidil eter, diglicidil eter de dietilenglicol, resinas epoxi aromaticas, poliglicidil eteres alifaticos, olefinas epoxidadas, resinas bromadas, glicidilaminas aromaticas, glicidilimidinas y amidas heterodclicas, glicidil eteres, resinas epoxi fluoradas, o cualquier combinacion de los mismos.
Las resinas epoxi difuncionales pueden seleccionarse preferiblemente de diglicidil eter de bisfenol F, diglicidil eter de bisfenol A, diglicidildihidroxinaftaleno, o cualquier combinacion de los mismos.
Las resinas epoxi trifuncionales adecuadas, a modo de ejemplo, pueden incluir aquellas a base de novolacas epoxi de fenol y cresol, glicidil eteres de aductos de fenol-aldelddo, resinas epoxi aromaticas, triglicidil eteres alifaticos, triglicidil eteres dialifaticos, poliglicidil eteres alifaticos, olefinas epoxfdicas, resinas bromadas, triglicidilaminofenilos, glicidilaminas aromaticas, glicidilimidinas y amidas heterodclicas, glicidil eteres, resinas epoxi fluoradas, o cualquier combinacion de los mismos.
Las resinas epoxi tetrafuncionales adecuadas incluyen N,N,N',N'-tetraglicidil-m-xilenodiamina (disponible comercialmente de Mitsubishi Gas Chemical Company bajo el nombre Tetrad-X y como Erisys GA-240 de CVC Chemicals) y N,N,N',N'-tetraglicidilmetilenodianilina (por ejemplo MY721 de Huntsman Advanced Materials).
La resina termoendurecible tambien puede comprender uno o mas agentes de curado. Los agentes de curado adecuados incluyen anlddridos, particularmente anlddridos policarboxflicos; aminas, particularmente aminas aromaticas por ejemplo 1,3-diaminobenceno, 4,4'-diaminodifenilmetano, y particularmente las sulfonas, por ejemplo 4,4'-diaminodifenilsulfona (4,4'-DDS) y 3,3'-diaminodifenilsulfona (3,3'-DDS), y las resinas de fenol-formaldelddo. Agentes de curado preferidos son las aminosulfonas, particularmente 4,4'-DDS y 3,3'-DDS.
Ejemplos adicionales del tipo y diseno de la resina y las fibras pueden encontrarse en el documento WO 2008/056123.
Las invenciones se ilustraran ahora, a modo de ejemplo, y con referencia a las siguientes figuras, en las que:
La Figura 1 es una representacion esquematica de un material semiimpregnado conocido en la tecnica.
La Figura 2 es una representacion esquematica de un material compuesto segun la invencion.
La Figura 3 es una representacion esquematica de otro material compuesto segun la invencion.
Pasando a las figuras, la Figura 1 muestra un material semiimpregnado 10 conocido en la tecnica que comprende
una capa de fibras estructurales 12 dispuestas en filas e impregnadas en una resina epoxi curable 14. El material semiimpregnado 10 comprende una segunda capa de fibras estructurales 16, tambien dispuestas en filas pero no impregnadas con resina.
Cuando un material semiimpregnado 10 de este tipo se enrolla sobre sf mismo, la resina 14 puede migrar a una capa de fibras adyacente 16. Tal migracion provoca que las capas de material semiimpregnado enrollado se fundan entre sf y no puedan desenrollarse sin danar las capas de fibras estructurales. Por tanto, se anade una hoja de soporte solida, por ejemplo polietileno antes de que se produzca tal enrollamiento.
La Figura 2 muestra un material semiimpregnado 20 segun la invencion. El material semiimpregnado 20 tiene todas las caractensticas de material semiimpregnado 10 y se han empleado los mismos numeros cuando las caractensticas son las mismas.
Sin embargo, el material semiimpregnado tambien comprende una primera capa de soporte 22 y una segunda capa de soporte 24 ambas dispuestas sobre la misma cara externa del material semiimpregnado.
La primera capa de soporte 22 es un vellon fibroso que comprende fibras fenoxi y que tiene un peso por unidad de area de 25 g/m2.
La segunda capa de soporte 24 es un vellon de fibras de vidrio y que tiene un peso por unidad de area de 30 g/m2.
Cuando un material semiimpregnado 20 de este tipo se enrolla sobre sf mismo, la resina 14 no puede migrar a traves de las capas de soporte 22 y 24 porque son sustancialmente impermeables con respecto a la resina curable
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14. Por tanto, las capas adyacentes de material semiimpregnado 20 no se adhieren entre s^ y el rollo puede desenrollarse con una baja fuerza y sin dano a las fibras estructurales.
Sin embargo, inevitablemente habra algo de migracion de resina a los vellones 22, 24. En este caso, como hay dos capas de soporte, siempre que nada de resina migre hasta la superficie de contacto entre los dos vellones 22, 24 entonces la separacion puede producirse facilmente.
Sin embargo, incluso si algo de resina migra hasta la superficie de contacto entre los vellones 22, 24 se obtiene como resultado una baja fuerza de pelado sin dano a las fibras estructurales. Esto se debe a que la integridad del vellon de vidrio 24 es baja y por tanto puede separarse o desdoblarse en dos porciones estratificadas tras el desenrollamiento.
Ejemplos
Materiales de formulacion:
• ST-3022 30 g/m2 de vellon de vidrio no tejido de Johns Manville GmbH, Wertheim, Alemania.
• S5030 50 g/m2 de vellon de vidrio no tejido de Johns Manville GmbH, Wertheim, Alemania.
• Grilon MS 25 g/m2 de vellon fenoxi no tejido de EMS-Griltech, Domat/Ems, Suiza.
Materiales de sustrato
HexFIT 1000: material semiimpregnado M9.7G/35%/B310+B310/2G de Hexcel GmbH, Neumarkt, Austria.
HexFIT 2000: material semiimpregnado M9.6-LT/35%/BB630/2G de Hexcel GmbH, Neumarkt, Austria.
Resina M9.6-LT, M9.7G de Hexcel GmbH, Neumarkt, Austria.
Equipo de prueba
Bastidor de prueba Instron 5569 que usa el software Instron Series IX, de Instron, High Wycombe, R.U. Caracteristicas de la capa de soporte y caracterizacion del vellon
Esto se consiguio por medio del microscopio digital Keyence VHX. Se pusieron muestras de velo bajo el microscopio montandolas en una tarjeta de plastico azul con el fin de ayudar a resaltar las areas abiertas cuando se visualiza en la pantalla del ordenador. El microscopio se ajusto a un aumento de 175x con la salida luminosa ajustada al maximo y el dial de ganancia se ajusto a “las 3 en punto”. Se guardo la imagen informatica y representaba un area total de 2951002 |im2.
Se manipulo la imagen por medio de controles deslizantes de ajuste en un histograma con el fin de crear una imagen de dos colores en la que un color representa las fibras de velo y el otro representa el espacio abierto. El software se usa entonces para medir las areas de todos los espacios abiertos individuales. Estos datos se guardan en una hoja de calculo que pueden usarse entonces para calcular el area total ocupada por espacios abiertos (con el fin de calcular el % de apertura) junto con el tamano promedio de las areas abiertas.
- Vellon
- % de apertura Tamano abierto promedio ^m2
- ST-3022 30 g/m2
- 54,25% 3055
- S5030 50 g/m2
- 22,92% 993
- Grilon MS 25 g/m2
- 37,92% 3049
Metodo de prueba para el comportamiento antibloqueo
Se uso tela adhesiva sensible a la presion de doble cara para asegurar las muestras de material semiimpregnado a un sustrato de aluminio ngido y un sustrato de lamina de aluminio flexible. Estas se prensaron a temperatura ambiental a 11 kPa durante 2 dfas usando una prensa neumatica. Entonces se cortaron los paneles de muestra en tiras de 25 mm para las pruebas.
Las pruebas se llevaron a cabo usando un bastidor de prueba Instron 5569 que usa el software Instron Series IX y una celula de carga de 2 kN. El lado de lamina se pelo a 180° a una velocidad de avance de punzon de 300 mm/min, moviendose el punzon 200 mm. Esto pelo hacia atras 100 mm de la muestra. Se registraron las resistencias de pelado en unidades de N/25 mm. Tambien se registro la evaluacion cualitativa del dano a la estopa de fibra.
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Ejemplo 1 - Fuerza de pelado de HexFIT 1000
Un conjunto semiimpregnado del tipo HexFIT 1000 comprende un material preimpregnado rico en resina unido a un lado de una tela seca habitualmente por medio de la pegajosidad inherente de la resina preimpregnada. Vease la figura 1.
Este ejemplo comprende un material HexFIT 1000 construido a partir de un material preimpregnado que consiste en una capa de 310 g/m2 de tela de vidrio unidireccional cosida impregnada con una capa de 310 g/m2 de resina M9.6- LT o M9.7G (sistemas de resinas formulados propiedad de Hexcel) y una capa adicional de refuerzo fibroso UD de vidrio seco unida a cada lado del material preimpregnado. Las fibras unidireccionales en el material preimpregnado discurren a +45° o +30° con respecto a la direccion de urdimbre (es decir 0°) y la otra capa fibrosa seca unida presenta las mismas fibras de refuerzo unidireccionales que discurren a -45° o -30° con respecto a la direccion de urdimbre. Las fibras de refuerzo estan agrupadas normalmente en estopas, que se mantienen en su sitio mediante hilos de peso ligero tejidos en las estopas. Los hilos discurren en la direccion de urdimbre (0°C). Sobre el lado rico en resina del conjunto semiimpregnado se coloca una capa de vellon seguida opcionalmente por un segundo vellon. Los vellones se presionan ligeramente sobre el material semiimpregnado con el fin de que permanezcan en su posicion. Vease la figura 2.
Un conjunto de este tipo tiene entonces la capacidad de prensarse sin la necesidad de una capa intercalada de polietileno. Esto se ha medido usando un metodo de prueba interno de presionar entre sf dos laminas del material anterior, de modo que el lado del vellon del material esta en contacto con el lado de fibra seco de la capa adyacente.
Los resultados se muestran a continuacion en la tabla 1.
Tabla 1
- Vellon 1
- Vellon 2 Fuerza de pelado N Dano a la estopa de fibra
- Ninguno
- Ninguno
- 57 Sf
- Grilon 25 g/m2
- Ninguno 50 Sf
- Grilon 25 g/m2
- Grilon 25 g/m2
- 9 No
- S5030
- Ninguno 16 Menor
- S5030
- S5030
- 7 No
- ST-3022
- Ninguno 21 Menor
- ST-3022
- ST-3022
- 3 No
- Grilon 25 g/m2
- S5030 6 No
- Grilon 25 g/m2
- ST-3022 2 No
Ejemplo 2 - Fuerza de pelado de HexFIT 2000
Un material semiimpregnado convencional construido a partir de una capa de pelfcula de 340 g/m2 de resina M9.6- LT (sistema de resina formulado propiedad de Hexcel) al que se le une una capa de refuerzo fibroso UD de vidrio a cado lado de la pelfcula. Una capa de refuerzo presenta normalmente fibras unidireccionales que discurren a +45° o +30° con respecto a la direccion de urdimbre (es decir 0°) de la pelfcula de resina y la otra capa presenta las mismas fibras de refuerzo unidireccionales que discurren a -45° o -30° con respecto a la direccion de urdimbre. De nuevo, las fibras de refuerzo estan agrupadas normalmente en estopas que se mantienen en su sitio mediante hilos de peso ligero tejidos en las estopas. Los hilos discurren en la direccion de urdimbre (0°C). En ejemplos segun la invencion, a un lado del conjunto esta unida una capa de vellon y opcionalmente tambien al otro lado del conjunto. Vease la figura 3.
Un conjunto de este tipo, cuando se prensa, aglutina el primer vellon de un material semiimpregnado con el segundo vellon de la capa adyacente de material semiimpregnado.
Los resultados se muestran a continuacion en la tabla 2.
Tabla 2
- Vellon 1
- Vellon 2 Fuerza de pelado (N) Dano a la estopa de fibra
- Ninguno
- Ninguno
- 38 Sf
- Grilon 25 g/m2
- Ninguno 41 Sf
- Grilon 25 g/m2
- Grilon 25 g/m2
- 19 No
- S5030
- Ninguno 25 No
- S5030
- S5030
- 15 No
- ST-3022
- Ninguno 22 No
- ST-3022
- ST-3022
- 15 No
- Grilon 25 g/m2
- S5030 17 No
- Grilon 25g/m2
- ST-3022 15 No
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Ejemplo 3 Resistencia al cizallamiento interlaminar (ILSS, Interlaminar Shear Strength)
Se prepararon laminados que consisten en 7 laminas de materiales HexFIT 2000 con capas de soporte segun la invencion que inclman un control sin capas de soporte, de modo que las fibras estaban orientadas a +/-30° por todo el laminado, curando en un conjunto de bolsa de vado durante 1 hora a 120°C. Entonces se cortaron probetas de prueba de tamano apropiado de nominalmente 3x10x25 mm, de modo que la direccion de las fibras permanecio a +/-30° con respecto a la longitud de la probeta de prueba. Entonces se sometieron las probetas a pruebas de ILSS segun la norma BS EN 2563.
Los resultados de ILSS pueden resumirse en la tabla 3:
Tabla 3
- Material
- Capas antibloqueo ILSS MPa
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- Ninguna (control) 45
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 1 capa de vellon ST-3022 32
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 1 capa de vellon ST-3022 y 1 capa de vellon Grilon MS 45
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 2 capas para vellon Grilon MS 54
Por tanto, mientras que el uso de ST-3022 solo reduce el rendimiento de ILSS, una combinacion de ST-3022 y Grilon MS da como resultado un rendimiento de ILSS comparable con el laminado de control y el uso de vellon Grilon MS solo da como resultado un rendimiento de ILSS mejorado.
Ejemplo 4 - Resistencia al cizallamiento interlaminar
Un material semiimpregnado convencional construido a partir de una capa de pelfcula de 340 g/m2 de resina M9.6- LT (sistema de resina formulado propiedad de Hexcel) a la que se une una capa de refuerzo fibroso UD de vidrio a cada lado de la pelfcula. Una capa de refuerzo presenta normalmente fibras unidireccionales que discurren a +45° o +30° con respecto a la direccion de urdimbre (es decir 0°) de la pelfcula de resina y la otra capa presenta las mismas fibras de refuerzo unidireccionales que discurren a -45° o -30° con respecto a la direccion de urdimbre. De nuevo, las fibras de refuerzo se agrupan normalmente en estopas que se mantienen en su sitio mediante hilos de peso ligero tejidos en las estopas. Los hilos discurren en la direccion de urdimbre (0°). A un lado del conjunto se une una capa de una capa fenoxi fibrosa en forma de vellon Grilon MS y al otro lado del conjunto se une una capa de ST-3022. El vellon ST-3022 puede sustituirse con otra capa de vellon Grilon MS.
Se prepararon laminados que consistfan en 7 laminas de materiales HexFIT 2000 con capas antibloqueo que inclman un control sin capas antibloqueo de modo que las fibras estaban orientadas a +/- 30° por todo el laminado, curando en un conjunto de bolsa de vado durante 1 hora a 120°C. Entonces se cortaron probetas de prueba de tamano apropiado de nominalmente 3x10x25 mm de modo que la direccion de las fibras permanecio a +/-30° con respecto a la longitud de la probeta de prueba. Entonces se sometieron las probetas a pruebas de ILSS segun la norma BS EN 2563.
Los resultados de ILSS pueden resumirse en la siguiente tabla:
- Material
- Capas antibloqueo ILSS MPa
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- Ninguna (control) 45
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 1 capa de vellon ST-3022 32
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 1 capa de vellon ST-3022 y 1 capa de vellon Grilon MS 45
- M9.6-LT/35%/BB630/2G
- 2 capas para vellon Grilon MS 54
Por tanto, Grilon MS da como resultado un rendimiento de ILSS mejorado.
Ahora se describiran a continuacion diversas realizaciones adicionales de las invenciones.
En la realizacion 1 se proporciona un material compuesto de tipo hoja curable que comprende resina curable y al menos una capa de fibras estructurales y que comprende una capa de soporte externa de material sustancialmente libre de resina que es permeable a los gases pero que es sustancialmente impermeable con respecto a la resina curable a temperatura ambiente.
En la realizacion 2, el material compuesto de realizacion 1 esta en forma de un rollo.
En la realizacion 3, el material compuesto de las realizaciones 1 o 2, es suficientemente flexible para poder formar un rollo con un diametro de menos de 20 cm, preferiblemente de menos de 10 cm.
En la realizacion 4, el material compuesto de una cualquiera de las realizaciones anteriores tiene un grosor de desde 0,5 hasta 5,0 mm, preferiblemente desde 1,0 hasta 4,0 mm.
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En la realizacion 5, el material compuesto de una cualquiera de las realizaciones anteriores esta libre de cualquier hoja de soporte solida retirable.
En la realizacion 6, el material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones anteriores es un material preimpregnado o un material semiimpregnado, preferiblemente un material semiimpregnado.
En la realizacion 7 el material compuesto segun la realizacion 6 es un material semiimpregnado e incluye una capa de resina curable en contacto con una o dos capas de fibras estructurales que no estan impregnadas con resina.
En la realizacion 8, el material compuesto segun la realizacion 7 tiene una resina curable adyacente a una capa de fibras estructurales de este tipo.
En la realizacion 9, el material compuesto segun cualquiera de las realizaciones anteriores es adecuado para su uso en la formacion de un componente estructural.
En la realizacion 10, el material compuesto segun cualquiera de las realizaciones anteriores puede formar un rollo que forma un cilindro que tiene una longitud de mas de 10,0 cm, y al menos 1,0 m de material enrollado.
En la realizacion 11, el material compuesto segun cualquiera de las realizaciones anteriores comprende dos capas de soporte de material sustancialmente libre de resina que son permeables a los gases pero son sustancialmente impermeables con respecto a la resina curable a temperatura ambiente.
En la realizacion 12, la capa de soporte puede separarse o desdoblase en dos porciones estratificadas.
En la realizacion 13, el material compuesto puede obtenerse mediante el proceso de enrollar un material compuesto segun la realizacion 12 sobre sf mismo y posteriormente desenrollar el material enrollado para producir un material compuesto, comprendiendo cada una de ambas caras externas una capa separada o desdoblada de la capa de soporte.
En la realizacion 14, el material compuesto de una cualquiera de las realizaciones anteriores, en el que la capa o capas de soporte son fibrosas, compuestas preferiblemente por fibras de material al azar, entrelazadas entre sf en forma de un vellon.
En la realizacion 15, el material compuesto de cualquiera de las realizaciones anteriores, en el que la capa de soporte comprende un vellon de fibras de vidrio, un vellon de fibras fenoxi o ambos estan presentes.
En la realizacion 16, la capa o capas de soporte de cualquiera de las realizaciones anteriores tienen una densidad en el intervalo de desde 100 hasta 300 kg.m-3.
En la realizacion 17, el material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones anteriores comprende una capa o capas de soporte que tienen un tamano de poro efectivo de desde 10 hasta 100 micrometros.
En la realizacion 18, el material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones anteriores comprende una capa o capas de soporte que tienen un peso por unidad de area de desde 10 hasta 100 gramos por metro cuadrado.
En la realizacion 19, el material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones anteriores comprende una capa o capas de soporte que tienen un grado de apertura de desde el 10% hasta el 70%, preferiblemente desde el 15% hasta el 60%.
En la realizacion 20, el material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones anteriores comprende una capa o capas de soporte que tienen un grosor de desde 50 hasta 200 micrometros.
En la realizacion 21, se proporciona un metodo de formar un rollo de material compuesto no curado en el que un material compuesto segun una cualquiera de las realizaciones 1 a 20 se enrolla sobre sf mismo sin la presencia de una hoja de soporte solida retirable.
En la realizacion 22, se proporciona un metodo de desenrollar un rollo de material compuesto no curado segun una cualquiera de las realizaciones 1 a 20, enrollado sobre sf mismo sin la presencia de una hoja solida retirable, en el que el desenrollamiento se facilita mediante la separacion o el desdoblamiento de una capa de soporte en dos porciones estratificadas.
Segun otra realizacion 23 de la invencion se proporciona un material compuesto curable que comprende resina curable y al menos una capa de fibras estructurales y que comprende una capa de material fenoxi fibroso.
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En la realizacion 24, el material compuesto curable de la realizacion 23 es un material preimpregnado o un material semiimpregnado.
En la realizacion 25, el material compuesto curable de la realizacion 24 es un material semiimpregnado e incluye una capa de resina curable en contacto con una o dos capas de fibras estructurales que no estan impregnadas con resina, y en el que el material fenoxi fibroso esta sustancialmente libre de resina.
En la realizacion 26, el material compuesto curable de la realizacion 24 es un material preimpregnado y en el que el material fenoxi fibroso esta sustancialmente impregnado con resina curable.
En la realizacion 27 se proporciona una pila curable de material compuesto, comprendiendo la pila una pluralidad de capas de fibras estructurales y comprendiendo al menos una capa de material fenoxi fibroso.
En la realizacion 28, la pila curable segun la realizacion 27, en la que materiales preimpregnados que comprenden una capa de resina esencialmente libre de fibras forman parte de la pila de material compuesto, y las capas libres de fibras forman capas intercaladas dentro de la pila.
En las realizaciones 27 o 28, la pila comprende al menos la mitad de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales, comprendiendo preferiblemente al menos el 75% de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales, comprendiendo de manera mas preferible aproximadamente el mismo numero de capas fenoxi fibrosas que de capas de fibras estructurales.
En la realizacion 30, en la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi fibroso esta compuesto por fibras de material al azar, entrelazadas entre sf en forma de un vellon.
En la realizacion 31, en el material compuesto curable o la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi fibroso tiene una densidad de material (en una forma no impregnada con resina) de desde 100 hasta 300 kg.m-3.
En la realizacion 32, en el material compuesto curable o la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi tiene un tamano de poro efectivo de desde 10 hasta 100 micrometros.
En la realizacion 33, en el material compuesto curable o la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi tiene un grado de apertura de desde el 10% hasta el 70%, preferiblemente desde el 15% hasta el 60%.
En la realizacion 34, en el material compuesto curable o la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi fibroso (en una forma no impregnada con resina) tiene un peso por unidad de area de desde 10 hasta 100 gramos por metro cuadrado.
En la realizacion 35, en el material compuesto curable o la pila curable segun una cualquiera de las realizaciones anteriores, el material fenoxi fibroso tiene un grosor de desde 50 hasta 200 micrometros.
En la realizacion 36 se proporciona un material compuesto curado que puede obtenerse exponiendo un material compuesto o una pila segun una cualquiera de las realizaciones anteriores a una temperatura elevada, y opcionalmente una presion elevada, a una temperatura y durante una duracion suficiente para provocar el curado de la resina curable.
En la realizacion 37, el material compuesto curado segun la realizacion 36 esta en forma de un componente estructural.
Claims (18)
- 51015202530354045505560REIVINDICACIONES1. - Un material compuesto que comprende resina, una capa de fibras estructurales y una capa de soporte de materiales sustancialmente libres de resina, en el que la capa de soporte presenta una estructura abierta, tiene un tamano de poro medio de desde 10 hasta 100 micrometros y forma una barrera para la resina antes del procesamiento y no puede retirarse del material compuesto.
- 2. - El material segun la reivindicacion 1, en el que la capa de soporte es permeable a los gases.
- 3. - El material segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la capa de soporte se impregna con resina durante el procesamiento del material compuesto.
- 4. - Un material compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en forma de un rollo.
- 5. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en forma de un rollo, que esta libre de cualquier hoja de soporte solida retirable.
- 6. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resina impregna la capa de fibras estructurales para formar un material preimpregnado.
- 7. - Un material compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el material compuesto es un material semiimpregnado e incluye una capa de resina en contacto con una o dos capas de fibras estructurales que no estan impregnadas con resina.
- 8. - Un material compuesto segun la reivindicacion 7, en el que la capa de resina es adyacente a una capa de fibras estructurales de este tipo.
- 9. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de soporte comprende fibras no estructurales.
- 10. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende dos capas de soporte de material sustancialmente libre de resina que son permeables a los gases pero son sustancialmente impermeables con respecto a la resina curable a temperatura ambiente.
- 11. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de soporte puede separarse o dividirse en dos porciones estratificadas.
- 12. - Un material compuesto que puede obtenerse mediante el proceso de enrollar un material compuesto segun la reivindicacion 11 sobre sf mismo y posteriormente desenrollar el material enrollado para producir un material compuesto, comprendiendo cada una de ambas caras externas una capa separada o desdoblada de la capa de soporte.
- 13. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa o capas de soporte son fibrosas, compuestas preferiblemente por fibras de material al azar, entrelazadas entre sf en forma de un vellon.
- 14. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de soporte comprende un vellon de fibras de vidrio, un vellon de fibras fenoxi y/o combinaciones de los mismos.
- 15. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa o capas de soporte tienen un tamano de poro efectivo de desde 10 hasta 100 micrometros.
- 16. - Un material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa o capas de soporte tienen un peso por unidad de area de desde 10 hasta 100 gramos por metro cuadrado.
- 17. - Un rollo o pila de un material compuesto tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que no esta presente ninguna hoja de soporte entre capas adyacentes en contacto del material compuesto.
- 18. - Un metodo para desenrollar o desapilar respectivamente un rollo o una pila de material compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la capa de soporte se separa, desdobla o divide tras desenrollar o desapilar el respectivo rollo o pila.
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